富硒农产品中硒含量检测方法研究

郑 伟

(济源职业技术学院，河南 济源 459000)

引 言

硒(Se)在1817年被首次发现时被认为是一种有毒的微量元素。1973年，硒被世界卫生组织认定为人和动物生命中必须的微量元素。1988年，中国营养协会将硒列入我国居民每日必须摄入的15种膳食营养素之一。2017年，中国卫生部推荐我国成年人每天补充60 μg～400 μg的硒元素。我国72%以上的地区为缺硒和低硒区，人均硒摄入量普遍不足，因此开发富硒农产品，使缺硒地区居民通过日常饮食提高硒摄入量具有重要意义[1]。

1 硒元素形态及作用

硒元素具有防癌抗癌、抗氧化、解毒、排毒及防止糖尿病、白内障、预防心脑血管疾病、克山病、大骨节病等作用。

自然界中硒主要以无机硒和有机硒两种形态存在。其中，无机硒如亚硒酸钠(Na2SeO3)、硒酸钠(Na2SeO4)等不仅生物有效性低，还具有较大的毒性，被严格限制其使用量；而有机硒如硒代蛋氨酸(SeMet)、硒代半胱氨酸(Se-Cys)等来源于生物体内，和无机硒相比，毒性小，生物利用率高，是人类从食物中获得硒的重要来源[1]。目前，富硒农产品中的硒主要是将无机硒通过生物转化得到。

2 富硒农产品

随着生活水平的提高，人们越来越重视硒元素对健康的影响，富硒农产品应运而生，生产规模不断扩大。富硒农产品包括天然富硒产品和人工合成富硒产品两种类型。天然富硒产品主要利用特定地区的富硒土壤进行种植和生产加工得到，如，富硒大米、富硒蔬菜等；人工合成富硒产品则包括通过液面喷洒、施用富硒肥料、富硒溶液浸泡种子等植物转化法得到的富硒植物和在动物饲料中添加硒，通过动物转化得到的富硒牛奶、富硒鸡蛋和富硒肉制品等。

3 富硒农产品中硒含量检测研究

3.1 总硒的测定

3.1.1 消解方法

3.1.1.1 湿法消解

湿法消解常选择硝酸和高氯酸作为消解液过夜消解，将农产品中硒全部转化为无机硒形式。

3.1.1.2 微波消解

微波消解中常采用硝酸-过氧化氢作为消化液，微波消解结束后再在消解液中加入盐酸作为还原剂将Se(Ⅵ)还原成Se(Ⅳ)后采用氢化物原子荧光光谱法进行测定。陈晓霞等[2]则利用的硝酸-盐酸混合酸(7∶3)微波消解粮食完全后，于电热板上加热赶酸，再采用原子荧光光谱法测定粮食中总硒量。

3.1.1.3 其他方法

除传统的湿法消解和微波消解法外，近年来一些新兴的总硒提取方法也涌现出来。韦丽丽等[3]以硝酸-高氯酸混合酸为消解液，用程序控温石墨消解法消解豆类，消解过程程序化，操作简单。超级微波消解技术因反应釜对温度、压力的耐受力更高，大大缩短了样品的消解时间。

3.1.2 检测方法

总硒的测定测的是农产品中无机硒和有机硒的总含量。目前农产品总硒量的测定常用的检测方法有氢化物原子荧光光谱法、荧光分光光度法、电感耦合等离子体质谱法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法和极谱法。其中，前3种方法是国家标准法，是农产品中总硒量的测定方法。

3.1.2.1 氢化物发生-原子荧光光谱法(HG-AFS)

氢化物发生-原子荧光光谱法(HG-AFS)因灵敏度高、仪器设备操作简便，目前广泛应用于富硒农产品中微量元素硒的测定。李慧峰等[2]用体积比为(5+1)的硝酸-高氯酸提取甘薯样品中的总硒；用45%的酒精溶液在60 ℃水浴中加热30 min，超声提取30 min来提取甘薯样品中的无机硒。然后采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定了甘薯薯块中总硒含量和无机硒含量，该法的加标回收率为96.70%～106%，具有较高的准确度。韦丽丽等[3]使用的硝酸-高氯酸(10+1)在石墨消解仪中程序消解豆类样品，采用顺序注射氢化物原子荧光光谱法测定豆类中总硒含量，在硒质量浓度0 μg/mL～40 μg/mL范围内线性良好，检出限低、精密度好。李连平等[4]采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定了大蒜、黄花菜及草菇等蔬菜样品中硒的总量及硒的无机和有机形态含量，加标回收率为97.6%～101%。王喆等[5]使用的硝酸+高氯酸(4+1)湿法消解样品，利用断续流动氢化物发生原子荧光法测定了富硒小米、富硒鸡蛋中总硒量。

3.1.2.2 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法具有灵敏度高、分析速度快、所需样品量少等优点，被广泛用于微量元素的测定。黄晓君等[6]采用氢化物原子吸收法测定了富硒猴头菌中总硒量。张玲等[7]利用石墨炉原子吸收光谱法测定了富硒决明子芽中总硒量。

3.1.2.3 电感耦合等离子体质谱法

电感耦合等离子体质谱法具有超高的灵敏度，是GB5009.93-2017《食品安全国家标准食品中硒的测定》中将其增加为食品中硒的测定方法中的第三种方法。林毅韵等[8]采用超级微波-电感耦合等离子体质谱法测定了富硒茶叶中总硒量，所用方法在0 μg/L～100 μg/L范围内线性良好。邹春苗等[9]则研究了电感耦合等离子体质谱法测定富硒大米中硒含量的消解体系选择和仪器条件优化，加标回收率为97.3%～102.7%。

3.1.2.4 电化学分析法

电化学分析法测定农产品中硒含量，应用较广泛的为溶出伏安法和极谱法。臧树良等[10]以银基汞膜电极作为工作电极，采用阴极溶出伏安法测定了富硒蛹虫草中的痕量硒，峰电流与硒质量浓度5 μg/L～30 μg/L线性良好。王庆茹[11]利用无机硒与亚硫酸钠生成的硒硇在碘酸钾存在下能产生灵敏的催化波的原理建立了极谱法测定食品中的硒的检测方法。

3.2 硒形态分析

目前市面上的富硒农产品质量参差不齐，有些生产者甚至会直接在食品中加入无机硒以提高产品总硒量，无机硒对人体是有毒的，长期食用会引起慢性中毒。而现行食品安全国家标准测定方法测出的是包括无机硒在内的总硒量，因此研究准确测定农产品中各种硒形态的检测方法对甄别富硒农产品真假及开展食品安全监测具有重要的意义。

3.2.1 样品前处理

测定农产品中各种硒形态，需要先对样品进行前处理，将样品中各种硒形态提取出来且防止硒的损失，一般包括提取、浓缩和富集等环节。因为硒形态不稳定，在样品前处理过程中，各种形态硒易相互转换。农产品中硒形态提取方法目前包括液相萃取、液相微萃取和固相微萃取等。液相萃取主要包括水提、酸提、碱提及酶解提取等，并常与微波消解技术、超声波等辅助方法结合以提高提取效率，其中超声辅助酶提取法因提取条件温和，提取效率高且在提取过程中不改变硒的形态，是近年来农产品硒形态提取方法中的研究热点。

3.2.2 硒形态分离和检测技术

富硒农产品经过前处理后，硒在提取液中会以不同的形态存在。若想精确检测出不同硒形态的准确含量，就需要将高选择性的分离技术如气相色谱、高效液相色谱、电泳技术等与高灵敏度的检测方法如电感耦合等离子体发射法、电感耦合等离子体质谱法、原子荧光光谱法等联合在一起，在检测前将不同形态的硒先有效分离。

3.2.2.1 液相色谱及其联用法

液相色谱与光谱或质谱等技术联用是目前硒形态分析的主流方法。曾凤泽等[12]使用微波辅助酶萃取灵芝中的6种硒形态，使用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法(HPLC-ICP-MS)对6种硒形态进行了分析；王铁良等[13]使用高效液相色谱-氢化物发生原子荧光法(HPLC-HG-AFS)测定了富硒大米中SeCysz、MeSeCys、Se(Ⅳ)、SeMet和Se(Ⅵ)5种硒形态；张明等[14]使用气相色谱串联质谱法(GCcMS-MS)鉴定富硒植物中GSeMC、SeMC、SeCys和SeMet 4种有机含硒化合物。

3.2.2.2 气相色谱及其联用法

气相色谱联用技术测定农产品中各种硒形态含量时，往往需要利用衍生剂对没有挥发性的硒化合物进行衍生化处理使其具有挥发性后，再对其进行分离、测定。张浩等[15]采用氯甲酸乙酯衍生法，建立了毛豆中硒蛋氨酸的气相色谱串联质谱检测法；段建坤[16]采用GC-ICP-MS 法测定了洋葱中挥发性有机硒化合物。

3.2.2.3 毛细管电泳法及其联用法

毛细管电泳法也是分离硒化物形态的常用方法，但其应用范围却因在复杂食品基质中灵敏度不高而受到限制。冯金素[17]利用CE-ICP-MS联用技术测定了西瓜中硒形态。

4 研究方向展望

目前市面上富硒农产品质量参差不齐，有机硒含量很低。而目前国家标准中的方法都是检测食品中的总硒量，而各种联用技术测定的也只适用于有标准物质的特定有机硒形态，而未知形态硒的分析尚不能精确测定。因此，研究农产品中未知硒形态的提取和测定方法将是未来未来富硒农产品中硒含量测定的研究方向。