大蒜( Allium sativum L.，Garlic) 為二年生草本植物，屬于百合科( Liliaceae) 蔥屬( Allium) 中的一個栽培種，別名蒜、胡蒜、古名葫，富含大量的生物活性物質和營養(yǎng)成分.資料顯示，新鮮蒜頭中硒的含量在蔬菜中最高達0.276mg/kg ，而一般蔬菜平均含硒量為0.01mg/kg.近年來研究表明，硒及硒化物( Sodium Selenete) 除具有抗氧化作用外，還有抗腫瘤、延長壽命和提高機體免疫功能等作用.世界上 有40 多個國家土壤中缺硒，我國有72 %的地區(qū)屬于缺硒地區(qū)，一些地方性流行病如克山病，大骨節(jié)病，動物自肌病和水腫病等均與環(huán)境低硒有關，人體攝入適當的硒，能起到治病防病的效果.因此生產富硒食品成為我國功能性食品的研究熱點之一．我國大蒜資源豐富，年產量占全世界1/4，由于大蒜是一種很好的醫(yī)食同源植物，因此富硒大蒜可做為一種理想的生物硒來源.增強硒在大蒜中的富集量，積極有效地開發(fā)出相關產品，這對于解決缺硒地區(qū)的硒營養(yǎng)問題，提高人類的健康水平，都具有極其重要的社會和經濟意義．
1 硒的生物學功能及植物富硒方式
1.1 硒的生物學功能
硒是人和動物所必須的營養(yǎng)元素，是人體紅細胞谷胱甘肽過氧化物酶和磷脂過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶的組成成分，其主要作用是參與酶的合成，保護細胞膜的結構與功能免遭過度氧化和干擾.硒可以通過提高谷胱甘肽過氧化物酶( GSH － Px) 活性，以及改變其它活性氧防御酶如超氧化物歧化酶( SOD) 、過氧化氫酶( CAT) 和過氧化物酶( POD) 等的活性，使各抗氧化系統在機體內形成動態(tài)平衡，從而改變植物組織中活性氧防御酶的活性.硒還能防止GSH －Px 基因轉錄子的降解，提高DNA 修復酶的活力和細胞的抗突變能力，促進DNA 和RNA 的合成．硒有促進蛋白質合成的作用，一方面硒以硒代含硫氨基酸如Se － Cys，Se—Met 形式直接參與蛋白質合成，減少了游離氨基酸中Cys 和Met 的含量．另一方面，硒是植物體內一種tRNA 核糖核酸鏈的組成成分，具有轉運氨基酸的功能，從而對其它游離氨基酸也有影響．對眾多植物的硒肥施加試驗表明，適量的硒具有增加作物產量與增進品質的效果.但是，過量的硒則對植物構成毒害.一般非硒積累植物含硒量大于50 mg/kg 時，就會使植物中毒，表現出生長緩慢，植株矮小，葉子失綠等中毒癥狀.因此，硒對植物生長的作用符合一般必需營養(yǎng)元素對生物體反應的Bertrand 生物劑量規(guī)律，它有可能是植物生長必需的營養(yǎng)元素.另有研究表明，富硒后的大蒜抑菌效果也增效明顯．
1.2 硒富集方式及存在形式
植物吸收硒的機制很復雜.研究表明，植物是以主動耗能的方式吸收硒酸鹽，吸收亞硒酸鹽則是不需能的被動吸收形式.以亞硒酸鹽為例，其在根部被吸收并轉化為硒酸鹽和其它硒化物向地上部運輸至葉片，在那里由無機硒轉化為有機硒，這一轉化過程較之根吸收過程慢，因而，在根內常積累大量的硒.植物都有累積硒的能力，它們都能使土壤中的無機硒轉化為植物有機硒，也可把土壤中的有機硒轉化為植物的無機硒和有機硒．植物中的硒主要以低分子的有機硒形式存在，如硒代胱氨酸、硒代半胱氨酸、硒代蛋氨酸等.硒代氨基酸被吸收后，即與組織蛋白結合或進入代謝使硒還原為硒化合物的形式.硒酸鹽和亞硒酸鹽被還原成具有生物活性的硒化物形式.硒與各種蛋白質能緊密結合，但大量硒化合物代謝產生硒代胱氨酸，硒代胱氨酸具有催化活性，它對谷胱甘肽過氧化物酶的形成起重要作用．研究發(fā)現，大蒜中存在兩種相對分子質量為30 000和33 000 的硒蛋白.除蛋白硒外，植物中一部分有機硒是以RNA、蛋氨酸、多糖、果膠、多酚結合態(tài)存在的.如大蒜中硒多糖占有機硒2.7%，Se － RNA 占0.1%．特別需要注意的是，土壤類型、植物種類及植物部位、成熟程度以及植物的培養(yǎng)方式和硒肥的施加方式也會影響植物對硒的吸收．