“硒”望田野——乡村振兴背景下的产学研合作

　　关键词：硒摄入量;清除自由基;含硒物种;富硒农副产品

　　引言：硒是人体必需的微量元素，人体缺硒将引起一系列的健康疾病。《中国居民膳食营养素参考摄入量(DRIS)》推荐的硒摄入量标准为50-400ug/d(微克每天)。我国是整体缺硒国家，全国约70%的土壤缺硒或贫硒。土壤缺硒导致我国种植农产品硒含量普遍不足，目前我国人均硒摄入量不足30微克/天，远低于中国营养学会提倡的人均每天50-400微克/天的硒摄入量标准，远不能满足国民健康对硒营养的需要。

　　硒元素人体内是无法合成的，人体本身的硒总含量为6-20mg。硒遍布各组织器官，尤其体液肾中浓度最高，对提高免疫力和预防癌症非常重要。硒主要在小肠吸收，人体对食物中硒的吸收率为60%～80%。经肠道吸收进入体内的硒经代谢后大部分经尿排出。由于人体内硒不存在长期贮藏硒的器官，机体所需的硒应该不断从饮食中得到足够量的硒，硒浓度的平衡对许多器官、组织的生理功能有着重要的保护作用和促进作用。当硒缺乏的时候，就很容易导致人体免疫能力下降，威胁人类健康和生命的四十多种疾病都与人体缺硒有关，如癌症、心血管病、肝病、白内障、胰腺疾病、糖尿病、生殖系统疾病等症状。

　　1.背景介绍

　　1817年，瑞典化学家约恩斯·雅各布·贝采利乌斯发现了硒元素，但直到上个世纪中叶，人们才发现它有着很好的生理功能。从化学角度看，硒的尺寸比硫更大，从而使其原子核对外层价电子的束缚更加松散，从而更易被氧化。另一方面，硒氧双键较大的杂化轨道和较长的键长使其π键较弱，从而更容易被还原。因此，含硒物种可利用这种可逆的氧化还原过程持续抵抗基体内的活性氧，从而起到细胞抗衰老的功效。硒可以与重金属很好地配合[1]。硒-重金属配合物可随代谢排出体外，从而达到解毒效果。通过这一原理，可以预防或治疗一系列疾病，如儿童智力低下(由铅引起)、不孕不育(由铬引起)、贫血(由汞、铅等引起)等。硒是谷胱甘肽过氧化物酶的重要组成成分和活性中心，决定着该酶的活性，即有效清除脂质化氧化物，打断由自由基引发的恶性循环，从而清除自由基的能力。

　　硒的这些独特的生理功能，使它成为了人体必不可少的微量元素之一。硒缺乏能够引起免疫力低下、重金属中毒、过早衰老，并导致癌症，克山病、心血管疾病、大骨节病、关节炎等多种疾病。世界卫生组织建议，成人每天摄入50至400微克硒。然而，硒的分布极不均匀。我国一方面有着世界上最高的硒储量，另一方面却有广袤的国土缺乏该元素。目前，我国大约有70%的领土缺硒，涉及近10亿人口[2]。硒缺乏已是威胁我国人民健康的因素之一。因此，生活在缺硒地区的人们，有必要补硒。然而，由于常见的无机硒化合物高毒，使得补硒难以像补碘那样，通过推广添加无机硒化合物的富硒盐来实现。这是长期以来，制约补硒工作推广的瓶颈问题。

　　2.富硒农副产品生产技术与推广应用

　　进入新世纪以来，硒科学领域的发展突飞猛进。人们发现，有机低价硒毒性较低，而以此为肥料或饲料添加剂，经过动植物代谢后产生的富硒农副产品，其中硒主要以氨基酸态的形式存在，便于人体吸收代谢，从而更加安全。然而，由于传统的有机硒化合物合成步骤繁琐，且会产生较多的废弃物，从而导致其合成成本较高，难以应用于肥料或饲料添加剂。降低合成有机硒化合物的成本，是推广相关富硒肥料与饲料添加剂产品的关键。

　　最近，扬州大学俞磊教授提出“元素转移反应”理论[3]。该理论的核心在于，从元素转移的角度来观察化工合成反应。通过分析元素来源、反应驱动力以及反应产物与副产物去处这三个要素，来总体评估合成路线的效率。在该理论指导下，从整体角度，仅需考虑硒的转移过程，即可通过将糖类硒化来合成硒代糖材料。其中，硒代葡萄糖可作为叶面肥，提高农产品中硒含量。该材料较安全，甚至可直接用于饲料添加剂，来生产富硒鸡蛋。因其中硒的抗氧化能力，硒代葡萄糖可明显改善蛋鸡健康[4]。

　　低成本的有机硒源合成技术，为推广富硒种植、养殖奠定了物质基础。在此基础上，扬州大学、江苏旅游职业学院、四川硒来坞科技有限公司、扬州帮杰新材料有限公司、扬州盈稼农业科技发展有限公司、扬州英库博德新材料有限公司等一系列高校与企业，联合建立了跨学科的产学研合作团队，在乡村振兴的背景下，进行有机硒肥与硒饲料的开发与推广。研究表明，含硒材料不仅能够用于富硒种植与富硒养殖，对植物病害还有一定的抑制作用[5]。例如，碳基硒材料可以抑制甘蓝黑腐病菌，而硒代葡萄糖则能够抑制小麦赤霉病菌分泌呕吐毒素。这些发现表明，未来，可以在这些有机硒材料基础上，开发同时能够补硒并有一定植物病虫害防治能力的肥-药双效制剂。

　　3.结论：“硒”望田野——乡村振兴背景下的产学研合作

　　乡村振兴是我国社会主义新农村建设的重要任务，也是实现共同富裕这一宏伟目标的重要环节。要实现乡村振兴，关键在于要逆转农村人口流出趋势。通过开发生产富硒农副产品，一方面能够实现居民膳食补硒，另一方面，也可提高农副产品的经济价值，振兴乡村产业;在此基础上，推动结合硒科学科普的乡村旅游，能够充分利用乡村基础设施建设成果，增加乡村就业岗位，吸引青年人口留乡就业。因此，发展富硒产业，能够振兴乡村经济，提供就业岗位，是一举多得的产业布局，有助于扭转农村人口流出的趋势。这一工作涉及化学、农学、植物保护、旅游、烹饪等多学科领域，也是一个很好的产学研合作课题。

　　4.基金项目

　　本文获得扬州市2021年度市级社科重点课题(“硒”望田野——乡村振兴背景下的农旅融合发展现状与对策)、江苏旅游职业学院学生科普项目(KP-001)、扬州英库博德新材料有限公司项目(水相合成法制备的硒代糖材料应用于富硒大米种植效果评估)资助。

　　参考文献

　　[1] HOU W, XU H T. Incorporating selenium into heterocycles and natural products-From chemical properties to pharmacological activities [J]. Journal of Medicinal Chemistry, 2022, 65: 4436-4456.

　　[2] 彭祚全,黄剑锋.世界硒都恩施硒资源研究概述[M].北京:清华大学出版社,2012: 31-42.

　　[3] 俞磊. 元素转移反应[M]. 光明日报出版社, 2021年第一版, 北京.

　　[4] 李晨. 硒代葡萄糖有利于改善蛋鸡健康水平[J]. 中国科学报，2021年2月19日第四版.

　　[5] XIAO X，SHAO Z，YU L. A perspective of the engineering applications of carbon-based selenium-containing materials [J]. Chinese Chemical Letters, 2021, 32: 2933–2938.

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