CN102423046A - 富硒紫云英植物材料、其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种富硒紫云英植物材料及其培育方法，所述植物材料中硒以硒代蛋氨酸形态存在，且以硒代蛋氨酸形态存在的硒在所述植物材料中的含量为
5mg/kg~3000mg/kg
，占总硒含量比例的
80%
以上。该植物材料
从不同硒浓度梯度的获取硒源，并且具有较好的硒形态结果，解决了现有技术中植物材料硒持久性不长，易于在环境中被还原及利用率有限等缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种富硒植物材料，特别是涉及一种富含硒代蛋氨酸的紫云英植物材料以及此材料的获得方法和应用。
背景技术
硒是人和动物体内必需的微量元素，是构成谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、硒蛋白P等多达23种功能蛋白的活性中心，具有抗癌、抗氧化、提高免疫力等功效。尽我国约有72％的地区日硒摄入量显著低于世界卫生组织(WHO)推荐的硒日摄入量，造成了严重的人体和动物健康问题。
硒总体分为无机硒和有机硒两大类：前者包括硒酸盐、亚硒酸盐等，无机硒对于人和动物来说吸收效果差，毒性风险大，使用不当极易造成硒中毒；后者主要是指与生物有机分子结合形态的硒，对人和动物来说有机硒吸收率高，毒性风险小，更适合补硒的要求。
有机硒的进一步细分主要包括硒代蛋氨酸、硒代蛋氨酸，还包括在动植物中含量均很少的硒多糖、硒核酸等。而且，前两者在人和动物体内的代谢也存在较大的差异，硒代蛋氨酸进入机体后主要非特异性结合到蛋白体中，作为硒储存发挥长期长效的生物学功能，而硒代蛋氨酸则直接进入硒蛋白的合成代谢途径中，为硒生物学功发挥起直接作用作用(酵母有机硒的研究进展，陈敏、李锋，饲料研究，2010)。
目前，富硒产品及相关材料的开发已逐渐增多，方法也多种多样，但是均还没有涉及到定向培育富含特定硒形态的富硒材料。如中国发明专利“一种有机硒的生产方法”(申请号：200810017759.5)公开了一种利用植物的生长将无机硒转化为有机硒的生产方法，其方法在于将植物的种子用无机盐亚硒酸钠溶液浸泡后再经过发芽、种植，通过植物的生长将无机硒转化为有机硒，然后经过处理便成有机硒产品。其品种限于常见的绿豆、豇豆、西红柿、黄瓜，这些品种对硒的积累有限且形态不明朗。
紫云英(Astragalus sinicus L.)是越年生黄芪属植物，是一种对硒蓄积性较高的植物。“紫云英研究进展”(林新坚，曹卫东等，草业科学，2011)指出紫云英吸收无机硒后大部分转化为有机态硒且主要以蛋白态硒，但是，目前对富硒紫云英的研究均以叶面喷施为主，而且，在喷施技术条件下紫云英蛋白态硒中的具体为何种硒代氨基酸尚不可知，也没有现有技术对紫云英进行硒代氨基酸形态的定向培育，即使其富集特定形态的硒代氨基酸，满足在动物硒存储或硒代谢的需求。
申请号为201010214992.X的中国发明专利申请公开了一种利用有机硒肥生产富硒紫云英嫩芽菜的方法，通过有机硒叶面肥对紫云英植株进行两次喷施以得到富硒紫云英，该技术得到的富硒紫云英的总硒含量为100-1100微克/千克，其形态未知。该技术的局限在于所得到的富硒紫云英硒含量有限，仅能满足于食用，无法用于食品、饲料添加等场合；而且，通过喷施的富硒紫云英中的硒形态尚未可知，可能有无机硒的残留，且其具体形态是利于硒的存储还是硒的代谢均不明了。本发明因此而来。
发明内容
本发明的目的是提供一种富硒紫云英植物材料，解决了现有技术中紫云英植物材料中硒持久性不长，易于在环境中被还原及利用率有限等问题。
为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案如下：
一种富硒紫云英植物材料，其特征在于所述植物材料中硒以硒代蛋氨酸形态存在，且以硒代蛋氨酸形态存在的硒在所述植物材料中的含量为5mg/kg～3000mg/kg，占总硒含量比例的80％以上。
优选的，所述植物材料中以硒代蛋氨酸形态存在的硒在所述植物材料中的含量为5mg/kg～20mg/kg，占总硒含量比例的80％以上。
优选的，所述植物材料中以硒代蛋氨酸形态存在的硒在所述植物材料中的含量为20mg/kg～2000mg/kg，占总硒含量比例的80％以上。
优选的，所述植物材料中以硒代蛋氨酸形态存在的硒在所述植物材料中的含量为50mg/kg～1000mg/kg，占总硒含量比例的80％以上。
本发明的另一目的在于提供一种培育所述的富硒紫云英植物材料的方法，其特征在于所述方法包括在紫云英的生长过程中在紫云英生长介质中加入硒源，用硒源调节生长介质中硒含量为1～500mg/kg，并同时加入碱性物质将生长介质整体或局部环境pH值调节成7～8的步骤。
优选的，所述方法中所述硒源调选自亚硒酸钠、硒酸钠、硒代氨基酸、富硒酵母硒化卡拉胶中的一种或两种以上的任意组合。
优选的，所述方法中所述碱性物质选自熟石灰、氢氧化钠、氢氧化钾其中的一种或两种以上的任意组合。
优选的，所述方法中加入硒源的同时加入与硒源物质的重量比为10-100∶1的腐植酸。
优选的，所述方法中加入硒源的同时加入与硒源物质的重量比为10-100∶1的黄腐酸。
本发明的又一目的在于提供一种所述的富硒紫云英植物材料在生产作为有机硒补充物的食品、饲料中的应用。
本发明提供一种富含硒代蛋氨酸的紫云英植物材料，该植物材料中以硒代蛋氨酸形态存在的硒的含量为4mg/kg～2400mg/kg，该形态的硒占总硒比例为80％以上(即总硒含量为5mg/kg～3000mg/kg)。
本发明还提供一种富含硒代蛋氨酸的紫云英植物材料的生产方法。其原理在于在紫云英的生长过程中，向其生长介质中添加适量的硒源及硒生物活性保持剂——碱性物质，还可以向其添加硒吸收利用促进剂如有机质，来达到在紫云英的生长介质中提供稳定和有效的硒源供应，并利于紫云英吸收积累，紫云英由于其独特的生物学特性，植株中的硒80％以上均以硒代蛋氨酸的形态存在。
本发明提供利用紫云英将无机硒转化为有机硒的技术方案如下：在紫云英的生长过程中向其生长介质中加入一定量的硒源，使生长介质中的硒含量达到1～50mg/kg，并同时加入能防止生物有效态硒在田间条件下中被还原而失效的硒生物活性保持剂——碱性物质，所述的硒生物活性保持剂是指能将紫云英生长介质整体或局部调节成微碱性(pH 7～8)的有机碱类或无机碱类。
作为优选，所述的生物活性保持剂是指氢氧化物。作为优选，所述生物活性保持剂是指氢氧化钙、氢氧化钠或氢氧化钾。
本发明提供的技术方案还可以包括在紫云英的生长介质中加入硒吸收利用促进剂，其用量为所述的硒吸收利用促进剂是指能促进植物对硒吸收利用的有机质，其加入量与硒源物质的重量比为10-100∶1。作为优选，所述的硒吸收利用促进剂是指腐植酸。作为优选，所述的硒吸收利用促进剂是指黄腐酸。
在紫云英的生长介质中加入硒的同时添加硒生物活性保持剂，将生长介质中或周围局部改造为pH在7～8的微碱性环境，能有效防止有效态硒被还原成元素态的硒而不能被植株吸收利用，使得添加的有效硒能保持较长的生物有效性，在紫云英的整个生长时期内提供稳定的硒源供应，在生长介质硒硒浓度为1～500mg/kg的条件下最终使紫云英达到5mg/kg～3000mg/kg的总硒积累效果，并实现紫云英中约80％的硒形态以在人体和动物吸收代谢中作为硒存储发挥长效生理作用的硒代蛋氨酸的形式存在。
在紫云英的生长介质中加入的硒吸收利用促进剂，其即能促进植物对硒吸收利用的腐植酸、黄腐酸类有机质，可以促进紫云英对硒的吸收利用，在其他条件相同的条件下能将紫云英的硒含量提高10～25％，能实现添加的硒的更好利用，避免硒的流失造成环境危害。
所得到的高硒材料可以作为人体和动物较好的硒源补充物质，在经干燥粉碎后在食品、饲料等场合作为硒源进行添加，以生产出有益于人和动物健康的富硒食品、富硒饲料。
相比现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种硒蓄积量大，硒形态利于在人和动物体内建立硒存储的高有机硒植物材料，可以用于食品、饲料等场合的添加。还提供了一种对此植物进行硒营养强化以获取此材料的方法，该方法突破了现有技术中硒持久性不长，易于在环境中被还原及利用率有限等缺陷，实现了此植物材料从不同硒浓度梯度的获取和较好的形态结果，并且充分考虑了紫云英对硒的耐受限度，在对其不产生硒毒害的情况下形成有机硒较高浓度的蓄积。
具体实施方式：
以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件作进一步调整，未说明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例1
土壤栽培条件下，在紫云英的幼苗期将亚硒酸钠与一定量的熟石灰混合以得到pH 7～8的混合物，并将其施入到紫云英生长的土壤中，使其生长的耕作层土壤中硒含量平均为1mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为5mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
水培条件下，在紫云英的培养基质pH调节至7～8，并将亚硒酸钠和硒酸钠以任意币混合后加入到培养基质中，使其中硒含量平均1mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为8mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
土壤栽培条件下，在紫云英的幼苗期将亚硒酸钠与一定量的熟石灰混合，并与腐植酸以1∶10的比例混匀，以得到pH 7的混合物，并将其施入到紫云英生长的土壤中，使其生长的耕作层土壤中硒含量平均为1mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为5.5mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
水培条件下，在紫云英的培养基质pH调节至7～8，并将亚硒酸钠和硒酸钠以任意币混云后再加入与其质量比为10∶1的腐植酸一起置入液体培养基中，使其中硒含量平均1mg/kg，并到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为8.9mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
实施例2
土壤栽培条件下，在紫云英的抽薹前将硒酸钠与一定量的氢氧化钠混合以得到pH 7～8的混合物，并将其施入到紫云英生长的土壤中，使其生长的耕作层土壤中硒含量平均为50mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为300mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
水培条件下，在紫云英的抽薹前将培养基质pH调节至7.5，并将亚硒酸钠、硒酸钠、硒代氨基酸以任意币混合后加入到培养基质中，使其中硒含量平均50mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为400mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
土壤栽培条件下，在紫云英的幼苗期将硒酸钠与一定量的氢氧化钠混合，并与腐植酸以1∶20的比例混匀，以得到pH 7～8的混合物，并将其施入到紫云英生长的土壤中，使其生长的耕作层土壤中硒含量平均为50mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为320mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
水培条件下，在紫云英的培养基质pH调节至7～8，并将亚硒酸钠和硒酸钠以任意比混匀后再加入与其质量比为20∶1的腐植酸一起置入液体培养基中，使其中硒含量平均400mg/kg，并到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为450mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
实施例3
土壤栽培条件下，在紫云英的幼苗期将亚硒酸钠与一定量的氢氧化钾混合以得到pH 7～8的混合物，并将其施入到紫云英生长的土壤中，使其生长的耕作层土壤中硒含量平均为100mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为800mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
水培条件下，在紫云英的抽薹前将培养基质pH调节至8，并将亚硒酸钠、硒酸钠、硒代氨基酸以任意比混合后加入到培养基质中，使其中硒含量平均100mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为1000mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
土壤栽培条件下，在紫云英的幼苗期将亚硒酸钠与一定量的氢氧化钾混合，并与黄腐酸以1∶10的比例混匀，以得到pH 7～8的混合物，并将其施入到紫云英生长的土壤中，使其生长的耕作层土壤中硒含量平均为100mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为900mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
水培条件下，在紫云英的培养基质pH调节至7～8，并将亚硒酸钠和硒酸钠以任意比混匀后再加入与其质量比为10∶1的黄腐酸一起置入液体培养基中，使其中硒含量平均100mg/kg，并到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为1200mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
实施例4
土壤栽培条件下，在紫云英的幼苗期将硒酸钠与一定量的熟石灰混合以得到pH 7～8的混合物，并将其施入到紫云英生长的土壤中，使其生长的耕作层土壤中硒含量平均为200mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为1500mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
水培条件下，在紫云英的抽薹前将培养基质pH调节至7.5，并将亚硒酸钠、硒酸钠、硒代氨基酸以任意比混合后加入到培养基质中，使其中硒含量平均200mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为1800mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
土壤栽培条件下，在紫云英的幼苗期将硒酸钠与一定量的熟石灰混合，并与腐植酸以1∶10的比例混匀，以得到pH 7～8的混合物，并将其施入到紫云英生长的土壤中，使其生长的耕作层土壤中硒含量平均为200mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为1700mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
水培条件下，在紫云英的培养基质pH调节至7～8，并将亚硒酸钠和硒酸钠以任意比混匀后再加入与其质量比为10∶1的腐植酸一起置入液体培养基中，使其中硒含量平均200mg/kg，并到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为2000mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
实施例5
土壤栽培条件下，在紫云英的幼苗期将富硒酵母与一定量的熟石灰混合以得到pH 7～8的混合物，并将其施入到紫云英生长的土壤中，使其生长的耕作层土壤中硒含量平均为400mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为2500mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
水培条件下，在紫云英的抽薹前将培养基质pH调节至8，并将酵母磨碎至200目以后加入到培养基质中，使其中硒含量平均50mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为2800mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
土壤栽培条件下，在紫云英的幼苗期将硒酸钠与一定量的熟石灰混合，并与腐植酸以1∶10的比例混匀，以得到pH 7～8的混合物，并将其施入到紫云英生长的土壤中，使其生长的耕作层土壤中硒含量平均为400mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为2700mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
水培条件下，在紫云英的抽薹前将培养基质pH调节至8，并将酵母磨碎至200目与腐植酸以1∶10的比例混合后加入到培养基质中，使其中硒含量平均400mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为2900mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
实施例6
土壤栽培条件下，在紫云英的幼苗期将亚硒酸钠、硒酸钠、硒代氨基酸、富硒酵母硒化卡拉胶以任意比混合后与一定量的熟石灰匀以得到pH 7～8的混合物，，并将其施入到紫云英生长的土壤中，使其生长的耕作层土壤中硒含量平均为500mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为3000mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
土壤栽培条件下，在紫云英的幼苗期将硒酸钠与一定量的熟石灰混合，并与黄腐酸以1∶50的比例混匀，以得到pH 7～8的混合物，并将其施入到紫云英生长的土壤中，使其生长的耕作层土壤中硒含量平均为500mg/kg，到收获时，采集紫云英植株进行硒含量的测试，其中总硒含量约为3200mg/kg，其中，以硒代蛋氨酸形态存在的硒占比约80％。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1. 一种富硒紫云英植物材料，其特征在于所述植物材料中硒以硒代蛋氨酸形态存在，且以硒代蛋氨酸形态存在的硒在所述植物材料中的含量为5 mg/kg~3000 mg/kg，占总硒含量比例的80%以上。
2. 根据权利要求1所述的富硒紫云英植物材料，其特征在于所述植物材料中以硒代蛋氨酸形态存在的硒在所述植物材料中的含量为5 mg/kg~20 mg/kg，占总硒含量比例的80%以上。
3. 根据权利要求1所述的富硒紫云英植物材料，其特征在于所述植物材料中以硒代蛋氨酸形态存在的硒在所述植物材料中的含量为20 mg/kg~2000 mg/kg，占总硒含量比例的80%以上。
4. 根据权利要求1所述的富硒紫云英植物材料，其特征在于所述植物材料中以硒代蛋氨酸形态存在的硒在所述植物材料中的含量为50 mg/kg~1000 mg/kg，占总硒含量比例的80%以上。
5. 一种培育权利要求1-4中任一项所述的富硒紫云英植物材料的方法，其特征在于所述方法包括在紫云英的生长过程中在紫云英生长介质中加入硒源，用硒源调节生长介质中硒含量为1~500 mg/kg，并同时加入碱性物质将生长介质整体或局部环境pH值调节成7~8的步骤。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述方法中所述硒源调选自亚硒酸钠、硒酸钠、硒代氨基酸、富硒酵母硒化卡拉胶中的一种或两种以上的任意组合。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述方法中所述碱性物质选自熟石灰、氢氧化钠、氢氧化钾其中的一种或两种以上的任意组合。
8. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述方法中加入硒源的同时加入与硒源物质的重量比为10-100:1的腐植酸。
9. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述方法中加入硒源的同时加入与硒源物质的重量比为10-100:1的黄腐酸。
10. 一种权利要求1-4中任一项所述的富硒紫云英植物材料在生产作为有机硒补充物的食品、饲料中的应用。
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