花生的富硒特性及硒形态分析的研究

发布时间：2020-09-15 07:16

　　作为人体必需微量元素的硒(Se,Selenium),对人体的健康具有重要的影响,不仅具有防癌抗癌、抗氧化的功能,还可以增强人体的免疫力。在自然界中,硒主要以无机硒和有机硒的形式存在。与无机硒相比,有机硒的安全性和可利用性更高。通过将无机硒施加到植物或农作物中,可以使其中的无机硒转化为有机硒,从而进入到食物链中,使人们能够达到安全补硒的目的。被称为“长寿果”的花生是我国重要的油料作物和经济作物,不仅具有很好的营养保健功能,而且还有很强的富硒能力。本文以黑花生为研究对象,采用三种施硒方式(叶面施硒、土壤施硒、土壤和叶面共同施硒),探究不同施硒方式,不同施硒浓度对花生的生理特性,总硒含量,各部位的硒含量,以及花生籽粒中硒蛋白、硒多糖、蛋白中硒含量、多糖中硒含量;并采用液质联用技术(HPLC-ESI-MS)对叶面施硒下花生中硒甲基硒代半胱氨酸(C_4H_9NO_2Se)、硒代蛋氨酸(C_5H_(11)NO_2Se)和硒代胱氨酸(C_6H_(12)N_2O_4Se_2)等有机硒以及无机硒进行定性定量分析,得出了以下结论:1)出苗率:采用土壤施硒,土壤、叶面同时施硒的方法,硒浓度大小对花生出苗率有一定影响,具体表现为:花生的出苗率在0.1~2.0 mg·L~(-1)的施硒浓度下高于对照组,当施硒量为2.0 mg·L~(-1)时,出苗率达到最高值,但当施硒量为2.5mg·L~(-1)时,无论采用哪种施硒方式,出苗率都急剧下降。株高:在三种施硒方式下,花生的株高随着施硒浓度的增大,均出现先增大后减小的趋势。对于叶面施硒、土壤叶面共同施硒方式,富硒营养液浓度在0.1 mg·L~(-1)到2.0 mg·L~(-1)之间,花生株高增加显著,在2.0 mg·L~(-1)时达到最大。并且叶面施硒效果略好于土壤叶面共同施硒的效果。当施硒浓度大于2.0 mg·L~(-1)时,随着施硒浓度的增加,花生的株高开始下降。产量:施加硒肥可以明显提高花生产量,相比对照组,叶面施硒、土叶施硒和土壤施硒产量最大分别可提高30.1%,17.5%和15.1%。施硒梯度为2.5 mg·L~(-1)时,叶面施硒、土壤施硒、土壤和叶面共同施硒的花生产量达到最大值,可知叶面施硒提高花生产量的效果最好,土壤叶面共同施硒次之,土壤施硒效果相对差一些。叶绿素含量:三种施硒方式对花生叶中叶绿素含量各不相同。叶面施硒的花生叶叶绿素随着施硒浓度的增大而降低,叶绿素最低相比对照组降低29.8%;而采用土壤施硒时,花生叶的叶绿素含量大体上随着施硒浓度的增大而升高,当施硒浓度达到3.0 mg·L~(-1)时,叶绿素含量达到最大,相比对照组提高32.4%。2)花生样品消解条件优化结果:a.称取0.2 g花生粉末加入5 mL HNO_3,第一工步为120℃、5 min、10 min、6 kw;第二工步为150℃、5 min、10 min、6 kw。b.称取0.1g花生叶或壳加入4mL HNO_3与1mL HF,消解条件为:第一工步为100℃、5 min、5 min、6 kw;第二工步为120℃、5 min、15 min、6 kw。采用氢化物发生-原子荧光光谱法对花生籽粒、花生壳和花生叶进行硒含量的测定,结果显示:在相同的施硒浓度下,硒在花生各部位的分布情况为花生籽粒花生壳茎叶,说明花生籽粒有很强的富集硒的能力。花生粒中含硒量随着施硒量的增加而增加,超过2.0 mg·L~(-1)后,含硒量反而减少。3)不同施硒浓度对盐溶态硒相对含量的影响不明显,而其他四种形态硒在不同施硒浓度下都有相对较大的波动。当施硒浓度为1.5 mg·L~(-1)时,Tris-HCl溶解态、碱溶态、酸溶态的硒相对含量均达到最大值,分别为13%、37%、18%;而水溶态在施硒浓度达到1.0 mg·L~(-1)时,就已经达到最大值,水溶态硒占比为25%。并且这四种形态的硒相对含量随施硒浓度的升高显现。富硒花生中五种形态的硒相对含量的分布呈如下规律:碱溶态水溶态酸溶态Tris-HCl溶解态盐溶态。在低浓度的施硒梯度下,随着施硒浓度的增加会提高花生中可溶性蛋白和多糖的含量。花生中蛋白硒含量远大于多糖硒,在施硒浓度达到1.5 mg·L~(-1)时,花生中蛋白硒占总硒的比例最大可达到51.88%;在施硒浓度达到0.5 mg·L~(-1)时,花生中多糖硒占总硒的比例最大可为10.21%。4)采用HPLC-ESI-MS联用技术对富硒花生中的硒甲基硒代半胱氨酸、硒代蛋氨酸、硒代胱氨酸、硒酸钠、亚硒酸钠进行定性定量分析,含量关系为:硒甲基硒代半胱氨酸硒代蛋氨酸硒代胱氨酸硒酸钠亚硒酸钠。随着施硒量的增加,在一定程度上促进了硒甲基硒代半胱氨酸、硒代蛋氨酸、硒代胱氨酸、硒酸钠、亚硒酸钠的含量,并能提高其中硒含量,在施硒梯度为2.0 mg·L~(-1)时,Se-MeSeCys、Se-Met和Se-Cys_2中Se浓度含量均达到最大值,分别为分别为627.9μg·kg~(-1)、615.4μg·kg~(-1)和73.3μg·kg~(-1),Na_2SeO_4中Se含量最高为11.0μg·kg~(-1),Na_2SeO_3中Se含量最高为2.9μg·kg~(-1)。低水平的硒可以积累更多的有机硒而高水平的硒会导致无机硒转化为有机硒的速率减慢,造成硒累积现象。
【学位单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S565.2
【部分图文】：

痕量元素,可溶性蛋白质,蛋白质

图 0-1 测定痕量元素硒的主要方法Fig.0-1 Main method for determination of trace element selenium0.3.2 可溶性蛋白质的测定方法目前，凯氏法，Folin-酚试剂法，紫外吸收法，缩二脲法，考马斯蓝染色等[13]是测定可溶性蛋白质的常用方法。然而，这些用于测定可溶性蛋白质的方法具有其自身的不同限制，优点和缺点，并且不是通用的。因此，鉴于某些干扰物质会对测量结果产生一定的影响，而蛋白质的性质或多或少受到外界环境和化学因素等的影响，研究者们优化和筛选了可溶性蛋白质不同的测定方法进行条件，借此来测定可溶性蛋白质，使得结果更加具有精确性和准确性[14]。用于蛋白质测量的考马斯亮蓝法（G-250）方法由 Bradford 于 1976 年发明。因其具有灵敏、方便、精准等测定的优势，所以得到了快速的推广和广泛的应用。在自由状态下，考马斯亮蓝染料的颜色为棕红色，但与蛋白质结合时，颜色为蓝蓝色;当蛋白质含量在 0-1000μg 范围内时，蛋白质-色素结合物的吸光度与 595 nm 处的蛋白质

微量元素硒,途径,外源硒,有机硒

图 0-2 微量元素硒的有机化途径Fig.0-2 Organic path way of trace element selenium作为生物有机载体，植物，微生物，动物等可以富集硒[40]。其中植物作、大米、黄豆、西瓜等，是在作物生长过程中通过在其生长部位或生长施加一定量的外源硒肥，通常为无机硒，而作物在生长过程中将外源无为有机硒存储在生命体中[41]，称之为植物富集法。在植物富集法的前，动物富集法是培育出让动物食用的富硒饲料、牧草，通过动物自身消转化，提高动物体内的硒含量，主要是增加有机硒的含量。市场上的，富硒猪肉以及富硒鸡蛋即是通过该原理富集有机硒。微生物富集主要养基中添加某些外源硒，以及通过微生物代谢富集硒。如富硒藻类，富富硒蘑菇等[42,43]。通过吸收外源硒，植物、动物和微生物经过体内消陈代谢将外源硒转化成为安全性高、生物可利用性强的有机硒。由于硒产品开发利用方面尚处于初级阶段，无论是富硒产品开发的深度性

示意图,梯度分布,方式,示意图

图 1-1 花生种植方式及梯度分布示意图Fig.1-1 Diagram of peanut planting mode and gradient distribution

【参考文献】