微量元素─硒 (Selenium)
一、何謂硒(Selenium)
(一) 「硒」的理化性質
硒( Selenium,Se)是地殼中含量極少但分布廣泛的微量元素,同時也是地球自然存在的固態成分。它在地殼的分布很廣但不均衡,通常可以在岩石與土壤中發現。
食物鏈中硒的循環是從土壤開始的,而土壤是植物主要的硒來源。硒缺乏的現象已被發現存在於世界上泥土中硒含量較低的地區,如火山構成的地區。酸性土壤以及土壤的複合反應,通常伴隨著鐵或鋁,也會降低植物從泥土中獲得的硒,這些現象存在於歐洲許多地方。
(二) 「硒」是人體必需的微量元素
人體所需要的礦物質元素分為「巨量礦物質」和「微量礦物質」兩類。「巨量礦物質」是人體每天所需超過100毫克的礦物質,例如鈉、鉀、鈣、鎂、氯、磷、硫等;「微量礦物質」就是「微量元素」,指的是人體每天需求量低於100毫克甚至低到只有微克單位的微量元素,如鐵、銅、鋅、鈷、錳、硒、碘等。
硒最早在1817年被發現,硒能阻止大白鼠食餌性肝壞死,研究人員提出硒是機體不可缺少的一種微量營養素。20世紀70年代,發現補硒能有效地預防克山病,進一步肯定硒是人體必需的微量元素。
大多數微量元素都是人體無法自行生成的,必須靠外界補充,但人體每天攝食的種類大多不到50種,所以一般人普遍缺乏微量元素,有必要每天補足,其中,硒特別值得關注。
二、硒的形態與食物來源
1. 型態
硒在自然界中硒一般以「有機」與「無機」兩種型態存在。有機硒較無機硒更容易被生物利用,也是最佳的硒補充形式。表一整理有機硒與無機硒的特點。
表一 有機硒與無機硒的比較
無機硒
有機硒
- 以無機鹽形式存在,主要是指亞硒酸鈉(Sodium selenite)
- 吸收利用不理想
- 具有毒性
- 容易產生副作用
- 轉運到動物的乳、肉和蛋中的效率低
- 被動物儲存、維持,以及運用的能力差
- 主要來源為硒甲硫胺酸 (Selenomethionine)。穀物中的硒含量50%以上為甲硫胺硒。
- 較易為動物體所利用
- 臨床效果好
- 服用安全
- 沒有副作用
- 最佳的硒補充攝取形式
動物組織內的硒型態主要為 selenomethionine(硒甲硫胺酸,簡稱SeMet)與selenocysteine (硒半胱胺酸,簡稱SeCys)。硒遍佈於人體各組織器官和體液中,腎中硒濃度最高,肝臟次之,血液中相對低些。肌肉中的硒佔人體總硒量的一半。肌肉、腎臟、肝臟和血液是硒的組織貯存庫。人體硒量的不同與地區膳食硒攝入量的差異有關。血硒和髮硒常可反映體內硒的營養狀況。
2. 來源
食物或是飲水中硒的含量因地區而異。魚等海產品及禽類、肝、腎、肉類為硒的良好來源,糙米、大麥、鮮蘑菇、大蒜等都含硒。穀類硒含量隨各地區土壤硒含量而異,低硒地區每公斤大米硒含量可以少於0.02毫克,而高硒地區每公斤大米硒含量可高達20毫克,差距非常大。
我國的食物成分資料庫目前尚無食物硒含量的數據。根據世界衛生組織1987年的研究:
- 內臟肉類與海鮮的硒含量約為0.4~1.5 μg/g(40~150 μg/100g);
- 肌肉肉類為0.1~ 0.4μg/g(10~40μg /100g);
- 榖類及其製品為 <0.1~ >0.8 μg/g(<10~ >80μg /100g);
- 乳製品為 <0.1- 0.3 μg/g(<10~30μg /100g);
- 蔬菜、水果為 <0.1 μg/g(<10 μg /100g)。
表二則是整理出各國提出不同食品中的硒含量。由下表可推論出,硒在海鮮、肉類,以及五穀中含量通常是較高的;蔬菜、水果的含量則較低。此外,精製食品的硒含量減少。硒可揮發,烹調加熱會造成一定的損失。
表二 食物中的硒含量(μg/100g)
美國
英國
德國
紐西蘭
中國1
中國2
1999
1995
1986
1986
紅肉類
8-50
5-14
13-28
1-4
1-3
5-25
家禽
1-26
5-15
5-15
5-10
2-6
5-10
魚
13-148
10-61
24-53
3-31
3-20
10-60
乳品
1-26
1-8
1-10
0.3-2.5
0.2-1.0
1-3
蛋
6-20
5-20
5-20
24-98
2-6
5-15
穀類產品
6-66
2-53
3-88
4-9
0.5-2
1.7-11
蔬菜
0.1-14
1-9
4-0
0.1-2
0.2-2
0.2-9
水果
0.5-6
0.5-1
0.2-4
0.1-0.4
0.1-0.3
0.5-4
- 硒對動物的重要性
表三 動物與硒缺乏症的疾病與補充硒後的改善狀況
與缺硒有關的動物疾病
補充硒後的改善健康狀況
- 雞
- 胰腺萎縮
- 滲出性素質
- 腦軟化症
- 肌肉營養失調
- 雞蛋胚胎存活率降低
- 披羽--家禽
- 產蛋率衰退
- 孵化率降低
- 孵雛體重低
- 免疫抑制
- 繁殖障礙和不育
- 桑葚心--仔豬
- 白肌病--幼齡反芻動物
- 牛胎衣滯留和弱犢或死胎
- 提升抗氧化防禦系統,疾病的抵抗力增強
- 提升免疫反應
- 提高對病毒性疾病的抵抗力
- 維持甲狀腺功能
- 提高受精率
- 延長種用動物繁殖期
- 提升肉、蛋中的硒含量
- 改善肉色,減少低水失量
- 產品新鮮程度提升,存質期更長
硒的補充形式也會影響到是否能真正改善硒缺乏癥狀的發生。國內外有許多研究指出,儘管許多養豬業者在豬飼料中添加無機硒,硒缺乏症仍然會發生在母豬與仔豬身上。母豬缺乏硒的癥狀包括:
- 肌肉張力低下,而使分娩時間延長
- 仔豬死產機會增加
- 初生仔豬體質衰弱
- 乳汁分泌量不足
- MMA(即乳房炎、子宮炎及無乳症)發生率高
- 鐵中毒現象
- 免疫力下降
- 疾病感染危險度增加
- 總生產性能低下
另有研究探討母豬飼料中添加酵母硒與無機硒,對母豬初乳及乳汁中硒含量的影響。結果顯示,餵酵母硒的母豬乳汁中硒含量是餵母豬無機硒的2.53倍。研究結果證明酵母硒較無機硒能夠更有效率的透過乳腺進入乳汁中,因此除可增加仔豬體內的硒含量外,也可促進仔豬的健康及提昇免疫力。在母豬飼料中添加酵母硒的效益包括:
- 硒可更有效率的透過胎盤到達發育中的胎兒
- 硒可更有效率的透過乳腺進入初乳及乳汁中
- 可提高仔豬在出生及離乳時體內的硒含量
- 增強仔豬免疫力
- 降低離乳前死亡率
- 提高仔豬生長性能及離乳體重
- 提昇母豬的生育力。
四、硒對人體健康的影響
- 硒對人體的益處
微量礦物質─硒,是人體內許多運作流程不可或缺的抗氧化劑,每天適量攝取硒,才能有效預防自由基導致的提前老化和壓力傷害。不過,硒的代謝相當快速,因此,人必須每天持續斷補充硒,維持體內硒的健康含量。硒對人體的益處歸納包括:
1.抗氧化、抗老化
硒所含的抗氧化作用是維生素E的50倍到100倍。硒還能成為活化人體天然的 glutathione peroxidase 酵素,而這種酵素正是標準的自由基清道夫。適量的硒可用來預防動脈硬化、心臟病、心肌梗塞和腦血栓等成人病,也可以讓腦筋變得比較靈活、心智敏捷、較有自信和冷靜。硒所具備的強烈抗氧化作用,顯現在人體上,就是防止老化。
2.提昇免疫功能
硒缺乏會伴隨著免疫能力喪失。適宜硒水平對於保持細胞免疫和體液免疫是必需的。硒在白細胞、脾、肝、淋巴結等所有免疫器官中有極高的含量,研究證明補硒可提高宿主抗體和補體的應答能力等。
3. 提昇生育能力
硒是長久以來被畜牧產業認為是能夠成功使家畜繁殖的必要元素。自然流產也與硒缺乏有關係,補充硒可以預防早期流產。研究發現,懷孕前三個月流產或是習慣性流產的婦女,其血中硒含量都過低。
硒對於男性的生殖力也很重要。硒對男性睪固酮生物合成,以及健康精蟲的形成與發展是必要的。如果體內缺乏硒,會造成精蟲出現結構性的異常,連帶導致精蟲活動力降低,以及尾部容易斷裂,影響受孕的機率。精子生育力會降低,使胚胎發育不良甚至產生畸形。胚胎及胎兒缺少硒,抗自由基的能力減弱,自身保護機制也會降低,造成胚胎發育受損。
4.增強男性精子動能
根據美國的研究發現,精子細胞裡的硒含量特別高。持續性的研究則顯示,男性所服下的硒,有25%到40%集中在生殖器,也有許多國際知名大學研究都證實,硒確實擁有增強精力和性機能的功效。
5. 改善情緒反應
硒對於人腦也是很重要的,當人體缺乏硒時,腦部會優先獲得硒的供給。硒也有益於人的情緒反應。當硒含量過低時,顯著提高感到憂鬱沮喪的機率,以及其他負面情緒,如焦慮、困惑、以及充滿敵意。
在美國有一項調查研究顯示,人在日常飲食中攝取高量或低量的硒,在連續15個星期之後,攝取低量硒的人,在思緒清晰╱思緒混亂,與興高采烈╱沮喪憂鬱的得分,明顯比攝取高量硒的人低。
因此,高硒飲食或是補充硒元素似乎對改善情緒有幫助。根據前述的調查結果,那些採用高硒飲食的族群(每天226.5微克),明顯在緒清晰╱思緒混亂、感到自信╱缺乏信心、冷靜沉著╱緊張焦慮等面向有明顯改善的情況;換句話說,情緒困擾的程度降低。圖一顯示該實驗結果。實驗組(高硒飲食)與對照組(低硒飲食)分別在實驗的第11-14週、2-5週的各種情緒分數。
圖一 含硒飲食對情緒反應的影響
【備註】:分數愈高,表示情緒反應愈正面。
6. 抗落髮
當頭皮的血液循環不良時,頭部皮膚的機能就會衰退、提早老化,導致毛髮的再生變得緩慢,使得頭髮很快就脫落。由於硒能發揮強力的抗氧化作用,對於改善落髮有很好的功效。
7. 排除人體內的毒素
硒在生物體中會與帶正電的有害金屬離子相結合,形成金屬─硒─蛋白質複合物,把能誘發病變或毒害機體的金屬離子排出體外,從而達到緩毒、解毒、排毒的作用。
此外,硒還可以降低臨床抗癌常用藥物「順鉑」的毒副作用。硒還能防止紫外線所帶來的傷害,讓臉色光澤、紅潤、亮麗。
8. 對抗惡性腫瘤作用
根據美國NPC(The Nutritional Prevention of Cancer, NPC)針對1,312人,以雙盲、安慰劑(placebo)的實驗設計,研究結果指出,第一次分析點顯示每天補充200微克的硒,對於降低非黑色素細胞皮膚癌(non-melanoma skin cancer)並無顯著的影響。然,在第二次分析點卻顯示,降低整體罹患癌死亡率達50%、減少46%罹患肺癌機率、降低58%的罹患直腸結腸癌機率,以及減少63%罹患攝護腺癌機率。
圖二 硒(Selenium)與安慰劑(placebo)病人相對罹癌機率圖
圖二 硒(Selenium)與安慰劑(placebo)病人相對罹癌機率圖
- 人體缺乏硒的相關疾病
- 頭髮和指甲品質變差
- 引發牛皮癬、濕疹和痤瘡等皮膚病
- 攻擊性情緒行為或抑鬱症
- 癌症發病率增加
- 氣喘和心臟病
- 導致低精子,影響生育能力
- 提高癌症發生率
- 克山病(此病是以多發性心肌壞死為主要症狀的地方性心肌炎)
- 大骨節病(Keshin-Beck disease)(此疾病為地域性、多發性、變形性骨關節病變,出現於亞洲低硒地區青春期前兒童與青少年)
- 如何正確攝取硒
影響硒攝取量的因素包括:食物產地的土壤硒含量、飲食中的肉類攝取量。硒攝取量最低的族群通常是居住在低硒地區的素食者。例如:中國低硒地區的硒缺乏者,是因貧窮無法購買肉類及其他地區食物所致。美加地區食物硒含量差異雖大,但食物運銷系統發達,因而得以緩衝此差異。
國內過去未曾有關於國人硒之飲食攝取量的研究。由於台灣並非處於低硒地區,加上貿易發達、接觸外來食物的機會非常頻繁,因此正常飲食中提供與美加相當量的硒是合理的。由此亦可推測國人的硒營養狀況應無缺乏的問題。
行政院衛生署於民國九十一年公佈「國人膳食營養素參考攝取量表」,其中列出成年男女每日飲食中硒的參考攝取量(Dietary Reference Intakes, DRI)為50微克,上限攝取量則為400微克。
國人各年齡層之硒參考攝取量與上限攝取量請詳見表四。
以目前相關資料顯示,國人若依照衛生署所建議的每日均衡飲食建議,所攝取的硒含量約124.7 μg,已滿足參考攝取量50 μg,但仍未達上限攝取量400μg。
顯示國人的硒攝取量仍有向上調的空間。
NPC在美國醫學會雜誌(Journal of American Medical Association)在1996年的研究(1)顯示,每日若攝取200 μg的硒,可以相對有效降低罹患癌症的機率;美國奧瑞岡州立大學教授Whanger於2004年一篇有關於硒與癌症(Selenium and its relationship to cancer: an update)(2)一文中亦提到,每天攝取100-200 μg的硒,可以有效抑制人類因遺傳缺損以及癌症的發展。台糖所飼養的生機豚,比一般毛豬肉的硒含量要高出30.8%,即每百公克中的硒含量為60.3 μg。就國人平均每人每天攝取124.7μg的硒而言,若再補充約200多公克的台糖生機豚(約一至二塊的里肌豬排),可達到預防癌症以及增強免疫力的效果。除此之外,在抗氧化、改善生育力、增強精子活力方面,台糖生機豚會是消費者的不二選擇,也是具備機能性與功能性的豬肉領導品牌。
表四 國人膳食營養素(硒)參考攝取量表(Dietary Reference Intakes, DRIs)與上限攝取量(Tolerable Upper Levels, UL)表
年齡
參考(足夠)攝取量
上限攝取量
單位:微克(μg)
0 月~
AI=15
35
3 月~
AI=15
50
6 月~
AI=20
60
9 月~
AI=20
65
1 歲~
20
90
4 歲~
25
135
7 歲~
30
185
10 歲~
40
280
13 歲~
50
360
16 歲~
50
400
19 歲~
50
31 歲~
50
51 歲~
50
71 歲~
50
懷孕
第一期
10
400
第二期
10
第三期
10
哺乳期
20
400
**資料來源:摘自行政院衛生署於民國九十一年公佈「國人膳食營養素參考攝取量表」及「上限攝取量表」。
【備註】
- 建議攝取量,Recommended Dietary Allowance﹙RDA﹚。即根據充足科學資料而定,可滿足97-98﹪的健康人群每天所需要的營養素量。
- 足夠攝取量,Adequate Intakes﹙AI﹚。當科學性數據不足而無法定出RDA值時,以健康者實際攝取量的數據衍算而得之營養素量。
- 上限攝取量,Tolerable Upper Intake Levels﹙UL﹚。避免過量危害與保障安全的劑量,針對大多數人不會引發危害風險的營養素攝取最高限量。所謂「上限攝取量」是指營養素或食物成分的每日最大攝取量,此量即使長期攝取,對健康族群中絕大多數人都不致引發危害風險,對最敏感者的危害也極低;逾越此上限則不良效應的機率增大。
表五 成人每日均衡飲食建議量表與平均硒攝取量
類別
份量
份量單位說明
平均硒含量(微克)
五穀根莖類
3~6碗
每碗:飯一碗(200公克);或中型饅頭一個;或吐司麵包四片。
57.2
(4.5x2x6.35)
奶類
1~2杯
每杯:牛奶一杯(240c.c.)發酵乳一杯(240c.c.)乳酪一片(約30公克)
7.2
(1.5x2.4x2)
蛋豆魚肉類
4份
每份:肉或家禽或魚類一兩(約30公克)或豆腐一塊(100公克);或豆漿一杯(240c.c.)或蛋一個。
42
(4x0.3x35)
蔬菜類
3碟
每碟:蔬菜三兩(100公克)
13.8
(3x4.6)
水果類
2個
每個:中型橘子一個(100公克);或番石榴一個。
4.5
(2x2.25)
油脂類
2~3湯匙
每湯匙:一湯匙油(15公克)
n/a
合計
124.7
** 資料來源:摘自行政院衛生署成人均衡飲食建議量。
** 表中硒含量之計算採平均值,各類食物中硒含量依據為表一 「中國2」之平均數值。
** 依據衛生署均衡飲食建議量,每人每日硒攝取量即可達參考攝取量(50μg),但仍在上限攝取量之內(400μg)。
五、硒攝取過量產生的問題
雖然硒對人體帶來許多的益處,但是我們必須非常小心避免過度補充攝取硒。硒是一種有毒的礦物質,硒攝入過多可致中毒,且中毒後的治療的時間窗非常短。硒中毒的主要表現為疲勞、易怒、噁心、嘔吐、頭髮變乾、變脆、斷裂、脫落,眉毛、鬍鬚、腋毛、陰毛脫落、指甲變形、肢節末端麻木、抽搐, 甚至偏癱。以保守的觀點來看,成人一天攝取硒的含量最好限制在400-450微克之間。
資料來源:
(1) Clark, LC, Combs, GF, Turnbull, BW, et al. (1996), “Effects of selenium supplementation for cancer prevention in patients with carcinoma of the skin.” A Randomized Controlled Trial. Nutritional Prevention of Cancer Study Group. Journal of American Medical Association 276, 1957-1963.
(2) Whanger,P.D.(2004), “Selenium and Its Relationship to Cancer: An update”, British Jounal of Nutrition, 91,11-28.
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