硒作为人体必需的微量元素,在抗氧化损伤、调节免疫系统及维持甲状腺功能等方面发挥着不可替代的作用,然而我国约72%的地区属于缺硒或低硒区域,土壤硒含量不足导致谷物、蔬菜等日常食品中硒水平偏低,长期摄入不足易引发免疫力下降、心血管疾病等健康风险,因此通过食品强化技术添加硒元素成为改善人群硒营养状况的重要途径。而一项技术的成熟与推广往往离不开专利的支撑,专利不仅是技术创新的法律保障,其申请数量、技术方向及申请人构成等数据,更能直观反映该领域的研发热点与发展脉络。
从国家专利局公开数据及科科豆平台的检索结果来看,近十年来我国食品硒添加技术相关专利申请呈现显著增长态势,2013年相关专利申请量尚不足500件,而到2023年已突破2300件,年均复合增长率约18%,其中2020年后增速进一步加快,2021-2023年三年申请量占近十年总量的45%,这一趋势与我国居民健康意识提升、功能性食品市场扩容及国家对微量元素营养强化政策的支持密切相关。从专利类型看,发明专利占比约68%,实用新型专利占32%,表明行业技术研发更侧重核心工艺与方法的创新,而非简单的设备改进。
在具体技术方向上,硒源制备、添加工艺优化及应用产品开发是三大核心领域。传统无机硒如亚硒酸钠虽成本较低,但生物利用率仅约30%且存在潜在毒性,因此有机硒和新型硒源的研发成为专利申请的重点。例如某发明专利公开了一种利用啤酒酵母在含亚硒酸钠的培养基中进行深层发酵的技术,通过调控碳氮比至10:1、发酵温度30℃及pH值6.5,使酵母细胞内硒积累量达到3000μg/g以上,其中有机硒(如硒代蛋氨酸、硒代半胱氨酸)占比超过90%,经动物实验验证,该富硒酵母的生物利用率较无机硒提升40%以上,且急性毒性降低50%,目前已被多家保健品企业应用于富硒胶囊、蛋白粉等产品的生产中。纳米硒因粒径小(通常50-200nm)、比表面积大且具有高活性,近年来也成为研发热点,某专利公开了一种采用超声辅助液相还原法制备纳米硒颗粒的工艺,以维生素C为还原剂,在聚乙二醇保护下控制硒颗粒粒径分布在80-120nm,该纳米硒应用于核桃乳饮料时,经121℃灭菌30分钟后硒保留率仍达92%,解决了传统硒源在热加工中易分解的问题。
添加工艺的优化则聚焦于提升硒的稳定性与靶向吸收能力。微胶囊包埋技术是当前应用最广泛的手段之一,某专利公开了一种以海藻酸钠-壳聚糖为壁材的纳米硒微胶囊制备方法,通过喷雾干燥技术形成粒径2-5μm的微球,该微胶囊在模拟胃液环境中硒释放率低于10%,而在模拟肠液中2小时内释放率达90%,有效避免了硒在胃中被胃酸破坏,同时减少对胃肠道的刺激,目前已应用于酸奶、乳酸菌饮料等酸性食品中。生物转化技术也是重要方向,例如某专利公开了一种富硒水稻的种植方法,通过在孕穗期叶面喷施由亚硒酸钠、腐植酸和氨基酸组成的复合硒肥,每亩用量150g,使稻谷硒含量达到0.15-0.3mg/kg,符合国家富硒稻谷标准(GB/T 22499-2008),该技术已在湖北恩施、江西宜春等富硒产业基地推广,带动当地富硒大米产值提升30%以上。
从申请人构成来看,高校及科研院所是基础研究的主力,占比约60%,江南大学、中国农业科学院农产品加工研究所、华中农业大学等机构在硒源制备、生物转化等领域申请了大量核心专利,例如江南大学某专利公开了一种利用米糠蛋白为载体的硒结合肽制备技术,通过酶解-膜分离工艺获得分子量500-1000Da的硒肽,不仅提升了硒的水溶性,还赋予产品抗氧化、降血压等复合功能。企业则更侧重应用技术研发,占比约35%,汤臣倍健、伊利、蒙牛等龙头企业在富硒乳制品、保健品等终端产品上布局密集,例如伊利某专利公开了一种富硒牛奶的生产方法,通过在奶牛饲料中添加酵母硒(每日每头50mg),使牛奶硒含量达到0.03-0.05mg/L,且奶香风味不受影响,该产品上市后年销售额突破2亿元。值得注意的是,科科豆平台数据显示,2020-2023年校企合作申请的专利占比从12%提升至22%,产学研协同创新加速了技术从实验室向产业的转化,例如江南大学与某粮油企业合作开发的富硒食用油专利技术,通过在压榨过程中添加微胶囊硒,使菜籽油硒含量达到0.1mg/kg,同时保留维生素E等营养成分,产品已进入华东地区商超渠道。
未来,食品硒添加技术的发展将呈现三大趋势。一是生物转化技术向高效化、多元化发展,利用基因工程改造微生物或植物,提升硒富集能力,例如某专利公开了一种基因编辑的富硒酵母菌,通过过表达硒转运蛋白基因,硒积累量较野生型菌株提升2倍,且可在低硒浓度培养基中高效生长,降低生产成本。二是功能性复合强化成为新热点,将硒与其他营养素(如锌、维生素E)协同添加,发挥“1+1>2”的效果,例如某专利公开了一种富硒富锌谷物棒,通过双螺杆挤压工艺将硒酵母与氧化锌微胶囊复合,产品不仅硒、锌含量分别达到0.05mg/100g和3mg/100g,还通过膳食纤维调节两种元素的释放速率,避免高剂量金属离子对肠道的刺激。三是智能化生产技术普及,通过在线检测与自动控制提升硒添加的精准度,某专利公开了一种基于近红外光谱的食品硒含量在线检测系统,可在生产线上实时监测硒浓度,通过反馈调节添加量,使产品硒含量波动控制在±5%以内,既保证营养强化效果,又避免过量添加导致的安全风险。
随着消费者对营养健康的需求持续升级,食品硒添加技术的研发与应用将更加注重安全性、功能性与适口性的平衡,而专利作为技术创新的重要载体,其布局方向与转化效率将直接影响行业的发展速度与产业竞争力。在政策层面,国家卫健委发布的《国民营养计划(2017-2030年)》明确提出“开展食物营养强化行动”,为硒添加技术的发展提供了政策支持,未来在普通食品、特殊医学用途配方食品等领域,有望涌现更多创新技术与产品,推动硒营养强化产业向高质量方向发展。
食品中硒添加技术有哪些类型? 食品中硒添加技术主要有生物转化法和化学合成法等。生物转化法是利用微生物、植物等将无机硒转化为有机硒;化学合成法是通过化学反应合成含硒化合物添加到食品中。 食品中硒添加量有什么标准? 食品中硒添加量需符合相关国家标准。不同类型的食品,其硒的允许添加范围有所不同,以保障消费者的健康和安全。 硒添加技术在食品中的应用前景如何? 随着人们对健康的重视,含硒食品的需求增加,硒添加技术在食品行业应用前景广阔,可用于开发各类功能性食品,提高食品的营养价值。
有人认为食品中硒添加量越多越好,这是错误的。硒虽然是人体必需的微量元素,但过量摄入会对人体产生不良影响,如脱发、指甲变形等。所以食品中硒的添加必须严格按照国家标准执行,以确保食用安全。
我国约72%地区缺硒,通过食品强化技术添加硒元素是改善人群硒营养状况的重要途径,专利能反映该领域研发热点与发展脉络。 近十年我国食品硒添加技术相关专利申请显著增长,2023年突破2300件,年均复合增长率约18%,发明专利占比约68%。 技术方向聚焦于硒源制备、添加工艺优化及应用产品开发。硒源制备侧重有机硒和新型硒源研发;添加工艺优化注重提升硒的稳定性与靶向吸收能力,如微胶囊包埋和生物转化技术。 申请人构成上,高校及科研院所占比约60%,企业占比约35%,校企合作申请专利占比提升,加速技术转化。 未来发展呈现三大趋势:生物转化技术高效化、多元化;功能性复合强化成热点;智能化生产技术普及。 随着消费者需求升级,食品硒添加技术将注重多方面平衡,专利布局与转化影响行业发展,政策支持有望推动硒营养强化产业高质量发展。
国家专利局公开数据
科科豆平台
GB/T 22499 - 2008《国家富硒稻谷标准》
《国民营养计划(2017 - 2030年)》