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富硒小麦籽粒中硒分布规律的研究

2008, Vol. 29, No. 09食品科学※基础研究52富硒小麦籽粒中硒分布规律的研究向东山(湖北省生物资源保护与利用重点实验室, 湖北民族学院生物技术研究所,湖北 恩施 445000)摘 要:为了探索富硒小麦中硒的赋存形态及分布规律,采用原子吸收分光光度法分别测定了小麦籽粒中各主要成分中硒的含量。

结果表明,富硒小麦籽粒中硒主要以有机态存在,占总硒的83.34%;小麦籽粒中硒主要赋存形态为多糖和蛋白质结合硒,其中蛋白质结合硒占总硒的43.08%;在蛋白质结合硒中,谷蛋白中硒含量较高,占总硒的22.6%。

关键词:小麦籽粒;硒;分布;赋存形态Study on Distribution Law and Combined Form of Selenium in Selenium-enriched Wheat GrainXIANG Dong-shan(Key Laboratory of Protection and Utilization of Biological Resources of Hubei Province, Research Institute ofBiological Technology, Hubei Institutes for Nationalities, Enshi 445000, China)Abstract :In order to explore the distribution law and combined form selenium in selenium-enriched wheat grain, atomic absorption spectrophotometry was used to detect selenium in major components of wheat. The results indicated that the most seleniums exist in the organic matter, accounting for 83.34% of total selenium and they are combined with polysaccharide and protein, and selenium 43.08% in protein of total selenium . The selenium of glutenin accounts for 22.60% of most total selenium Key words :wheat grain ;selenium ;distribution ;form.中图分类号:S512 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2008)09-0052-03收稿日期:2008-04-07基金项目:生物资源保护与利用湖北省重点实验室开放基金项目(2007028);湖北省教育厅重点项目(2002A02003); 国家民委2007年科研项目(07HB03)作者简介:向东山(1974-),男,讲师,研究方向为植物生理生化及生物化学。

E-mail :zk3100@硒是人和动物必需的微量营养元素[1],它能促进人体和动物正常的生长发育[2],具有多方面的生理功能[3]。

据报道,有40多种疾病与硒的营养密切相关[4-5],缺硒能引起衰老及心血管疾病、克山病、糖尿病、大骨节病、肝病及癌病等[6]。

据调查,世界上有40多个国家和地区缺硒,我国也有72%属缺硒或低硒地区, 其中近1/3为严重缺硒地区[7]。

植物具有不同程度地吸收、利用和转化土壤环境中硒的能力,是自然界硒生态循环中的关键环节。

湖北恩施是世界第一高硒地区[8],生长在这一高硒土壤上的植物硒含量显著高于缺硒或低硒土壤上生长的同种植物[9]。

小麦是恩施州主要的大田作物之一,每年产量近3万吨,充分利用和开发好这一宝贵资源,加强对小麦深加工的研究,增加其附加值,具有十分现实的意义。

为此,作者选择生长在高硒地区的小麦作为研究对象,探讨硒在其中的分布规律,为生长在高硒地区小麦的深加工提供理论基础。

1材料与方法1.1材料与仪器小麦籽粒采自湖北省恩施市双河乡渔塘坝村,该地区土壤硒平均含量为4.06±1.24 mg/kg [10],大田自然栽培,常规管理。

采集的样品经检测硒含量为 3.85mg/kg ,根据谭见安对植物硒含量的划分[11],本实验所用样品为高富硒材料。

AA800原子吸收光谱仪 美国PE 公司;AVANTI30高速冷冻离心机 美国贝克曼公司;ETHOS PLUS 微波消解系统 意大利Milestone 公司;S53/54全波长分光光度计 上海棱光科学仪器厂。

1.2样品溶液制备1.2.1不同蛋白组分溶液的制备称取一定量的脱酯小麦粉,加适量蒸馏水,常温下搅拌提取,重复两次,合并三次所得提取液,即得清蛋白提取液。

在提取清蛋白后的残渣中先后用10 %的氯化钠溶液、70%的乙醇及0.2%的氢氧化钠溶液依次提取,操作同上,分别得到球蛋白提取液、醇溶蛋白53※基础研究食品科学2008, Vol. 29, No. 09表1 硒在小麦籽粒各主要组分中的分布Table 1 Distributed quantity of selenium in main componentof wheat grain2.3不同溶剂提取液中总含硒量为了弄清不同提取溶剂对小麦籽粒中有机硒的提取效果,称取一定量的脱酯小麦粉三份,分别用水、0.05mol/L 盐酸溶液和0.05mol/L 氢氧化钠溶液作提取液,常温下搅拌提取,提取液经透析得到水溶大分子提取液、酸溶大分子提取液及碱溶大分子提取液,消解后分别测定硒的含量。

其结果见表2。

从表2可看出,用稀碱溶液作提取溶剂,所得到的大分子物质中硒含量占小麦籽粒总硒的55.27%,占有机态硒含量的66.29%。

由此可见,用弱碱作提取液在常温下进行提取,能将小麦籽粒中的绝大部分有机态硒提取液及谷蛋白提取液。

分别在清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白及谷蛋白的提取液中加入碳酸铵至饱和,4℃静置24h ,离心,取沉淀透析,再分别用蒸馏水、10%的氯化钠溶液、70%的乙醇及0.2%的氢氧化钠溶液充分溶解后定容,得不同蛋白质溶液。

1.2.2不同多糖组分溶液的制备称取一定量的脱酯小麦粉,加适量水,沸水提取,重复两次,合并三次所得提取液,即得水溶多糖提取液。

在提取水溶多糖后的残渣中先后用0.05mol/L 盐酸溶液和0.05mol/L 氢氧化钠溶液依次提取,操作同上,分别得到酸溶多糖提取液及碱溶多糖提取液。

在水溶多糖、酸溶多糖及碱溶多糖提取液中加入等体积Sevag 试剂,振荡,静置分离,重复五次,然后醇析,重复两次。

再分别用蒸馏水、0.05mol/L 盐酸及0.05 mol/L 氢氧化钠充分溶解后定容,得不同多糖溶液。

1.3测定方法蛋白质含量测定用考马斯亮蓝G-250显色法,595nm 测吸光度,用牛血清蛋白制作标准曲线,曲线回归方程Y =239.39X -2.0325,相关系数R 2=0.9955;多糖含量测定用苯酚-硫酸比色法,485nm 测吸光度,用葡萄糖制作标准曲线,曲线回归方程Y =103.72 X+1.5535,相关系数R 2=0.9992;硒含量的测定用原子吸收分光光度法(原子化方法为石墨炉法),用硒粉与样品同样消解后配成系列标准溶液,制作标准曲线,曲线回归方程为Y =0.0257X -0.0242,相关系数R 2=0.9981。

2结果与分析2.1有机硒在小麦籽粒中的比例称取一定量的脱酯小麦粉放入烧杯中,加适量蒸馏水,水浴中80℃搅拌2h ,装入透析袋中,用聚乙烯吡咯烷酮透析,除去小分子物质,截留部分近似看作有机物部分。

然后分别称取一定量的脱酯小麦粉及有机物部分,消解后测定有机硒和总硒的质量分数。

结果如图1所示。

图1表明,硒在小麦籽粒中以有机态结合态为主,有机态硒占总硒的83.34%。

2.2小麦籽粒各主要有机组分中的含硒量为了进一步研究硒在小麦籽粒各主要组分中的分布情况,分别取一定量的各种不同蛋白质(清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白及谷蛋白)溶液和多糖(水溶多糖、酸溶多糖及碱溶多糖)溶液,消解后测定硒的质量分数,结果如表1所示。

由表1可知,在小麦籽粒中,蛋白质中硒含量较高,四种蛋白结合态硒占总硒量的43.08%。

多糖中硒的含量较低,低于样品的平均含硒量,三种多糖结合态硒占总硒量的16.29%。

蛋白质结合态硒含量的大小顺序为谷蛋白>醇溶蛋白>球蛋白>清蛋白,多糖硒含量的大小顺序为酸溶多糖>碱溶多糖>水溶多糖。

另外由表1可知,小麦籽粒中蛋白质结合态硒及多糖结合态硒占总硒量的59.37%,占有机硒的71.23%,这说明小麦籽粒中有机态硒主要是以蛋白质结合态和多糖结合态的形式存在的。

图1 小麦籽粒中硒的形态Fig.1 Forms of slenium in wheat grain硒的质量分数(m g /k g )4.54.03.53.02.52.01.51.00.50无机态硒有机态硒总硒小麦籽粒中不同组分不同组分在小麦籽粒中的质量分数(mg/kg)硒在不同组分中的质量分数(mg/kg)不同组分中的硒占总硒的比例(%)清蛋白219368.8 5.01球蛋白1926612.5 6.26醇溶蛋白3137511.39.21谷蛋白5581815.622.6水溶多糖64412 2.25 3.76酸溶多糖169923 1.828.03碱溶多糖1322081.314.5表2 不同提取液大分子物质中的含硒量Table 2 Distributed quantity of selenium in macro-moleculeof wheat grain不同溶剂提取液中的大分子物质不同溶剂提取的大分子物质中的硒在小麦中的质量分数(mg/kg)不同溶剂提取的大分子物质中的硒占总硒的比例(%)不同溶剂提取的大分子物质中的硒占有机态硒的比例(%)水溶大分子物质0.45211.7414.08酸溶大分子物质0.92524.0328.81碱溶大分子物质2.12855.2766.292008, Vol. 29, No. 09食品科学※基础研究54提取出来。

2.4硒在小麦籽粒各组分中的分布比例将清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白及谷蛋白的总量近似看作可溶性蛋白质,水溶多糖、酸溶多糖及碱溶多糖的总量近似看作可溶性多糖,则玉米籽粒中无机态硒、可溶性蛋白硒、可溶性多糖硒及其他有机硒含量的比例关系见图2。

由图2可知,可溶蛋白中硒的比例最高,达到了40%以上,因此在开发利用中可以可溶蛋白硒为主。

图2 硒在小麦籽粒中的分布比例Fig.2 Distribution proportion of selenium in wheat grain50454035302520151050硒的质量分数(%)3结 论小麦对环境硒具有较强的富集作用,在富硒小麦籽粒中硒主要以有机态存在,占总硒的83.34%;有机态硒中以蛋白质硒为主要存在形式,占总硒的43.08%,蛋白质硒中又以谷蛋白中硒的含量为最高,达到了22.6%;用不同溶济进行提取时,稀碱溶液提取所得到的大分子物质中硒含量占小麦籽粒总硒的55.27%,占有机态硒含量的66.29%。

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