第九章 礦物質(zhì)(Minerals)-食品營養(yǎng)學(xué)

第九章礦物質(zhì)(Minerals)主要講授的內(nèi)容礦物質(zhì)概述（概念、種類、生理功能、食品中成酸與成堿作用）食品中礦物質(zhì)的缺乏、生物利用率和食品加工的影響重要的礦物質(zhì)元素（鈣、磷、鎂、鐵、鋅、碘、硒、銅等）一、概念人體組織中幾乎含有自然界存在的各種元素，而且與地球表層元素組成基本一致。在這些元素中，已發(fā)現(xiàn)有20種左右的元素是構(gòu)成人體組織、維持生理功能、生化代謝所必需。其中除碳、氫、氧和氮主要以有機(jī)化合物形式存在外，其余的元素統(tǒng)稱為無機(jī)鹽(礦物質(zhì)或灰分)。第一節(jié)礦物質(zhì)概述分類常量元素（鈣、磷、鈉、鉀、氯、鎂與硫）必需微量元素（銅、鈷、鉻、鐵、氟、碘、錳、鉬、硒、鋅）可能必需微量元素（硅、鎳、硼、釩）二、分類鉛、鎘、汞、砷、鋁、錫和鋰有潛在毒性，但低劑量可能具有功能作用。

第一節(jié)礦物質(zhì)概述常量元素在人體內(nèi)的含量一般大于體質(zhì)量的0.01%，每日需要量在100mg以上.常量元素包括鈣、磷、硫、鉀、鈉、氯、鎂等7種元素.必需微量元素在人體內(nèi)的含量一般小于體質(zhì)量的0.01%,每日需要量在100mg以下,甚至以微克計(jì).1990年FAO/IAEP/WHO三個(gè)國際組織的專家委員會(huì)重新界定了必需微量元素的定義,認(rèn)為維持正常人體生命活動(dòng)必不可少的必需微量元素共有8種,包括鐵、鋅、硒、銅、碘、鉬、鈷及鉻.必需微量元素雖然含量少，但在調(diào)節(jié)生命代謝過程中起著極為重要的作用

特點(diǎn)

數(shù)量：隨年齡增長而增加，但元素間比例變動(dòng)不大分布：極不均勻代謝：不能在體內(nèi)生成，必須通過膳食補(bǔ)充，且除非被排出體外，不可能在體內(nèi)消失。第一節(jié)礦物質(zhì)概述三、特點(diǎn)過量攝入常不僅無益而有害，特別要注意用量不宜過大。礦物質(zhì)相互之間存在協(xié)同或拮抗作用四、礦物質(zhì)的功能1．無機(jī)鹽是構(gòu)成機(jī)體組織的重要材料。如鈣、磷、鎂是骨骼和牙齒的重要成分，磷、硫是構(gòu)成組織蛋白的成分。

第一節(jié)礦物質(zhì)概述2．無機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)外液的重要成分，它們（主要是鈉、鉀、氯）與蛋白質(zhì)一起維持著細(xì)胞內(nèi)、外液的一定的滲透壓，從而在體液的儲(chǔ)留和移動(dòng)過程中起著重要的作用。第一節(jié)礦物質(zhì)概述四、礦物質(zhì)的功能3．酸性、堿性無機(jī)離子的適當(dāng)配合，加上重碳酸鹽和蛋白質(zhì)的緩沖作用是維持機(jī)體酸堿平衡的重要機(jī)制。

第一節(jié)礦物質(zhì)概述四、礦物質(zhì)的功能4．在組織液中的各種無機(jī)離子，特別是保持一定比例的鉀、鈉、鎂離子是維持神經(jīng)、肌肉興奮性，細(xì)胞膜通透性以及所有細(xì)胞正常功能的必要條件。第一節(jié)礦物質(zhì)概述四、礦物質(zhì)的功能5．無機(jī)元素是構(gòu)成某些具有特殊生理功能的物質(zhì)的重要成分。如血紅蛋白和細(xì)胞色素系統(tǒng)中的鐵，甲狀腺素中的碘和谷胱甘肽氧化物酶中的硒。

第一節(jié)礦物質(zhì)概述四、礦物質(zhì)的功能6．無機(jī)離子是很多酶系統(tǒng)的活化劑、輔因子或組織成分。如鹽酸之于胃蛋白酶原，氯離子之于唾液淀粉酶，酶離子之于氧化磷酸化的多種酶類，以及很多其他含金屬的酶類。

四、礦物質(zhì)的功能第一節(jié)礦物質(zhì)概述7.改變食品的感官性狀和營養(yǎng)價(jià)值。

第一節(jié)礦物質(zhì)概述四、礦物質(zhì)的功能第一節(jié)礦物質(zhì)概述五、食品的成酸與成堿作用

食品的成酸、成堿作用是指攝入的食物經(jīng)過機(jī)體代謝成為體液的酸性物質(zhì)或堿性物質(zhì)來源的過程?！龀伤嵝允称吠ǔ：胸S富的蛋白質(zhì)、脂肪和糖類。肉、魚、蛋類為成酸性食品。

■蔬菜、水果等含有豐富的K、Na、Ca、Mg等元素，在體內(nèi)代謝后則生成堿性物質(zhì)，能中和酸性體液。所以，蔬菜水果是堿性食品?！鰬?yīng)當(dāng)指出，并非具有酸味的食品是酸性食品。

第一節(jié)礦物質(zhì)概述第二節(jié)礦物質(zhì)的缺乏、生物利用率和食品加工的影響一、礦物質(zhì)的缺乏■地球環(huán)境中各種元素的分布不平衡■食物中含有天然存在的礦物質(zhì)拮抗物■食物加工過程中造成礦物質(zhì)的損失■攝入量不足或不良飲食習(xí)慣■生理上有特殊營養(yǎng)需求的人群1、定義：也稱生物有效性，是指食品中礦物質(zhì)被機(jī)體吸收、利用的比例。二、礦物質(zhì)的生物利用率2、測定方法：

■化學(xué)平衡法■實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生物檢驗(yàn)法■離體試驗(yàn)法■放射性同位素示蹤法第二節(jié)礦物質(zhì)的缺乏、生物利用率和食品加工的影響1）化學(xué)形式2）顆粒大小3）食品組成4）食品加工5）生理因素3、影響因素第二節(jié)礦物質(zhì)的缺乏、生物利用率和食品加工的影響二、礦物質(zhì)的生物利用率1、燙漂2、烹調(diào)3、碾磨4、濃縮5、強(qiáng)化三、食品加工對(duì)礦物質(zhì)含量的影響第二節(jié)礦物質(zhì)的缺乏、生物利用率和食品加工的影響鈣是人體含量最多的一種無機(jī)元素，出生時(shí)體內(nèi)含鈣總量約為28g，成年時(shí)達(dá)850～1200g，相當(dāng)于體重的1.5％～2.0％，其中99％主要以羥磷灰石結(jié)晶形式集中在骨骼和牙齒中。其余1％，有一半與檸檬酸螯合或與蛋白質(zhì)結(jié)合；另一半則以離子狀態(tài)存在于軟組織、細(xì)胞外液和血液中，稱為混溶鈣池。一、鈣（calcium）

第三節(jié)食品中重要的礦物質(zhì)(一)生理功能1．構(gòu)成骨骼和牙齒2．維持神經(jīng)與肌肉活動(dòng)3．促進(jìn)體內(nèi)某些酶的活性4．其他功能參與血凝過程、激素分泌、維持體液酸堿平衡以及細(xì)胞內(nèi)膠質(zhì)穩(wěn)定性。

（二）吸收影響鈣吸收的有利因素影響鈣吸收的不利因素維生素D乳糖膳食蛋白質(zhì)有機(jī)酸(乳酸、醋酸)氨基酸(精氨酸、賴氨酸)高鈣濃度草酸鹽與植酸鹽膳食纖維高脂肪膳食鈣磷比■鈣的吸收還與機(jī)體狀況、年齡等有關(guān)：嬰幼兒、孕婦、乳母由于需要增高，鈣吸收率遠(yuǎn)大于成年男性。隨增長，鈣吸收率也逐漸下降，60歲以上男女性的鈣吸收均明顯降低。嬰幼兒期鈣吸收率常大于50％，兒童期為40％，成年人則降至20％左右，老年人更低，僅達(dá)15％左右?！鲋扑釀┑姆靡部筛蓴_鈣的吸收?！鲶w育鍛煉有利于鈣的吸收。鈣的代謝(三)供給量中國居民膳食鈣的每日適宜攝入量為：0～0.5歲300毫克，0.5～1歲400毫克，1～4歲600毫克，4～11歲800毫克，11～18歲1000毫克，18～50歲800毫克，50歲以上1000毫克，孕婦中期為1000毫克，晚期和乳母為1200毫克。成人適宜攝入量(AI)為1000mg/d，無明顯損害水平(NOAEL)為1500mg/d?？赡褪茏罡邤z入量(UL)為2000mg/d。（四）食物來源含鈣豐富的食物mg/100g食物含量食物含量食物含量蝦皮蝦米河蝦泥鰍紅螺河蚌鮮海參991555325299539306285苜蓿薺菜雪里蕻莧菜烏塌菜油菜苔黑芝麻713294230187186156780酸棗棘花生仁紫菜海帶(濕)黑木耳全脂牛乳粉酸奶435284264241247676118二、磷（phosphorus）體內(nèi)含量：成人體內(nèi)含量為650g左右，占體重1％左右，占體內(nèi)無機(jī)鹽總量的1／4。存在形式和部位：總磷量的85％～90％以羥磷灰石形式存在于骨骼和牙齒中。其余10％～15％與蛋白質(zhì)、脂肪、糖及其他有機(jī)物結(jié)合，分布于幾乎所有組織細(xì)胞中，其中一半左右在肌肉。(一)生理作用1．骨、牙齒以及軟組織的重要成分2．調(diào)節(jié)能量釋放3．生命物質(zhì)成分4．酶的重要成分5．物質(zhì)活化6.參與調(diào)節(jié)酸堿平衡

(二)供給量及食物來源

磷的需要量隨年齡而下降，同時(shí)還取決于蛋白質(zhì)攝入量，據(jù)研究，維持平衡時(shí)需要磷量為520～1200毫克／天。成人磷的AI為700mg/d鈣磷比例維持在1:1～1.5之間比較好UL為3500mg/d磷的來源廣泛，一般都能滿足需要。瘦肉、禽、蛋、魚、堅(jiān)果、海帶、紫菜、油料種子、豆類等三、鐵（iron）■鐵是人體必需微量元素中含量最多的一種，總量約為4～５g。功能性鐵：血紅蛋白中，占60％～75％，3％在肌紅蛋白，1％為含鐵酶類(細(xì)胞色素、細(xì)胞色素氧化酶、過氧化物酶與過氧化氫酶等)。

貯存鐵：以鐵蛋白和含鐵血紅素形式存在于肝、脾與骨髓中，約占體內(nèi)總鐵的25％。鐵在體內(nèi)含量隨年齡、性別、營養(yǎng)狀況和健康狀況而有很大的個(gè)體差異。

(一)生理作用■鐵為血紅蛋白與肌紅蛋白、細(xì)胞色素A以及某些呼吸酶的成分。參與體內(nèi)氧與二氧化碳的轉(zhuǎn)運(yùn)、交換和組織呼吸過程?！鲨F與紅細(xì)胞形成和成熟有關(guān)?！鲨F還能催化促進(jìn)β—胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為維生素A、嘌呤與膠原的合成、抗體的產(chǎn)生、脂類從血液中轉(zhuǎn)運(yùn)以及藥物在肝臟的解毒等。(二)吸收鐵在食物中主要以三價(jià)鐵形式存在，少數(shù)食物中為還原鐵(亞鐵或二價(jià)鐵)形式。肉類等食物中的鐵約一半左右是血紅素鐵，而其它為非血紅素鐵。前者在體內(nèi)吸收時(shí)，不受膳食中植酸、磷酸的影響，后者常受膳食因素的影響。有利因素不利因素維生素C某些單糖有機(jī)酸動(dòng)物肉類核黃素貯存量少草酸鹽與植酸鹽茶葉及咖啡中多酚類物質(zhì)胃酸缺乏過多服用抗酸藥物無機(jī)鋅貯存量多非血紅素鐵在吸收前，必須與結(jié)合的有機(jī)物分離，如蛋白質(zhì)、氨基酸和有機(jī)酸等。也必須在轉(zhuǎn)化為亞鐵后方可被吸收，因而，影響非血紅素鐵吸收的因素很多。一些食物鐵的吸收率食物吸收率大米玉米和黑豆萵苣小麥、面粉魚血紅蛋白動(dòng)物肉、肝蛋類1％3％4％5％11％25％22％3％(三)鐵缺乏及缺鐵性貧血體內(nèi)缺鐵時(shí)鐵損耗分三個(gè)階段第一階段為鐵減少期(irondeficiencystore,ID)第二階段為紅細(xì)胞生成缺鐵期(irondeficiencyerythropoiesis,IDE)第三階段為缺鐵性貧血期（irondeficiencyanemia,IDA）（此時(shí)儲(chǔ)存鐵耗竭，血清鐵蛋白濃度下降）（此時(shí)除血清鐵蛋白下降外，血清鐵也下降，同時(shí)鐵結(jié)合力上升(運(yùn)鐵蛋白飽和度下降)血紅蛋白和紅細(xì)胞比值下降鐵缺乏時(shí)對(duì)人體的影響：工作效率降低、學(xué)習(xí)能力下降，冷漠呆板；缺鐵兒童易煩躁，抗感染抵抗力下降。此外，常有自述心慌、氣短、頭暈、眼花、精力不集中等癥狀。(四)供給量與食物來源■我國建議鐵的日供給量為：成年男子12mg，成年女子為18mg，孕婦、乳母為28mg?！錾攀持械蔫F良好來源為動(dòng)物肝臟、動(dòng)物全血、畜禽肉類、魚類。蔬菜中含鐵量不高，油菜、莧菜、菠菜、韭菜等利用率不高。不同人群鐵的適宜攝入量(AI)mg/d年齡性別鐵年齡性別鐵0～0.5～1～4～7～11～

14～—————男女男女0.31012121216182018～

50～孕婦早期中期晚期乳母男女—

————152015

15253525成人鐵的UL為50mg/d含鐵較高的食物mg/100g食物含量食物含量食物含量鴨血30.5雞血25.0沙雞24.8鴨肝23.1豬肝22.6蚌肉50.0蟶子33.6蛤蜊22.0刺蛄14.5發(fā)菜99.3紅蘑235.1冬菇10.5藕粉41.8黑芝麻22.7雞蛋黃粉10.6地衣(水浸)21.1冬菜11.4苜蓿9.7四、碘（iodine）人體內(nèi)約含碘20～50mg，相當(dāng)于0.5mg／kg體重，甲狀腺組織內(nèi)含碘最多，約占體內(nèi)總碘量20％左右(約8mg)。血液中碘主要為蛋白結(jié)合碘約為30～60ug／L。碘的生理作用（參與甲狀腺素合成）促進(jìn)生物氧化，協(xié)調(diào)氧化磷酸化過程，調(diào)節(jié)能量轉(zhuǎn)化；促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成與分解；促進(jìn)糖和脂肪代謝；調(diào)節(jié)組織中水鹽代謝；促進(jìn)維生素的吸收和利用；活化酶包括細(xì)胞色素酶系、琥珀酸氧化酶系一百多種，對(duì)生物氧化和代謝都有促進(jìn)作用；促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育，組織的發(fā)育和分化及蛋白質(zhì)的合成。（一）碘的生理作用(二)碘缺乏■地方性甲狀腺腫

■孕婦嚴(yán)重缺碘，可殃及胎兒發(fā)育，使新生兒生長損傷，尤其是神經(jīng)、肌肉，認(rèn)知能力低下，以及胚胎期和圍產(chǎn)期死亡率上升。

■其中有神經(jīng)病學(xué)損傷為特征的神經(jīng)型——呆小病為最嚴(yán)重；■表現(xiàn)為甲狀腺功能低下和甲狀腺中等程度腫大為主型——粘液水腫型。四肢短小，頸短，骨骼異常等。(三)碘過量病因:碘過量通常發(fā)生于攝入含碘量高的食物，以及在治療甲狀腺腫等疾病中使用過量的碘劑等情況。例:我國河北、山東部分縣區(qū)居民，曾因飲用深層高碘水，或高碘食物造成高碘甲狀腺腫。這只要限制高碘食物，即可防治。如補(bǔ)充碘反而使病情惡化。在我國使用強(qiáng)化食鹽防治地方性甲狀腺腫大中，未見有碘過量甲狀腺腫的問題。(四)供給量與食物來源不同人群碘的推薦攝入量(RNI)μg/d年齡碘年齡碘0～0.5～1～4～7～11～14～505050909012015018～50～孕婦早期中期晚期乳母150150

200200200200碘的UL為1000μg/d

人體對(duì)碘的需要量受年齡、性別、體重、發(fā)育及營養(yǎng)狀況等所左右。中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)建議的供給量為成人150ug，孕婦加25ug，乳母加50ug。

含碘量較高的食物(每百克含量):海帶(干)含碘24000ug，紫菜(干)1800ug，淡菜(干)1000ug，海參(干)600ug。海鹽中一般在30ug／kg以上。五、鋅（zinc）■人體含鋅:

2～2.5g■主要存在部位:※按單位重量含鋅量計(jì)算，以視網(wǎng)膜、脈絡(luò)膜、前列腺為最高，其次為骨胳、肌肉、皮膚、肝、腎、心、胰、腦和腎上腺等?！鲅褐袖\含量：紅細(xì)胞約占75％～88％，血漿12％一22％，白細(xì)胞3％。■紅細(xì)胞膜上鋅濃度較高，主要以金屬酶和碳酸酐酶、堿性磷酸酶的組分存在；血漿中鋅主要與蛋白質(zhì)相結(jié)合，其中與白蛋白結(jié)合為60％，與球蛋白結(jié)合為30％，而7％左右與氨基酸(組氨酸、半胱氨酸)結(jié)合?！龃送?，有一小部分與運(yùn)鐵蛋白及核蛋白結(jié)合，游離鋅含量很低。（一）存在形式:鋅的生理作用酶的組成成分或酶的激活劑促進(jìn)生長發(fā)育與組織再生促進(jìn)食欲促進(jìn)維生素A代謝和生理作用參與免疫功能（二）鋅的生理作用（三）缺乏與過量1、缺乏：■生長期兒童鋅缺乏最為影響的是生長遲緩、垂體調(diào)節(jié)功能障礙、食欲不振、味覺遲鈍甚至喪失、皮膚創(chuàng)傷不易愈合、易感染等?！鲂猿墒煅舆t、第二性征發(fā)育障礙、性功能減退、精子產(chǎn)生過少等?！鲣\缺乏可能與腸源性肢端皮炎有關(guān)。2、過量：■鋅過量常可引起銅的繼發(fā)性缺乏，損害免疫器官和免疫功能，影響中性粒細(xì)胞及巨噬細(xì)胞活力，抑制趨化性和吞噬作用及細(xì)胞的殺傷能力。(四)供給量與食物來源1、供給量：WHO(1997年)按鋅吸收率為20％計(jì)算，推薦的供給量不同人群鋅的推薦攝入量(RNI)mg/d年齡性別鋅年齡性別鋅0～0.5～1～4～7～11～

14～—————男女男女1.58.09.012.013.518.015.019.015.518～

50～孕婦早期中期晚期乳母男女—

————15.011.511.5

11.516.516.521.5UL成人男為45mg/d，女性37mg/d。鋅的來源廣泛，但動(dòng)植性食物的鋅含量與吸收率有很大差異。常見食物的鋅含量（每l00g含鋅量(mg)）牡蠣最高可達(dá)100以上，畜禽肉及肝臟、蛋類在2～5，魚及其它海產(chǎn)品在1.5左右，畜禽制品0.3～0.5，豆類及谷類1.5—2.0，而蔬菜及水果類含量較低，一般在1.0以下。2、食物來源含鋅較高的食物mg/100g食物含量食物含量食物含量小麥胚粉花生油黑芝麻口蘑白菇雞蛋黃粉23.48.486.139.046.66山羊肉豬肝海蠣肉蟶干鮮扇貝10.425.7847.0513.6311.69鮮赤貝紅螺牡蠣蚌肉章魚11.5810.279.398.505.18六、硒（selenium）硒在人體內(nèi)總量為14～20mg，廣泛分布于所有組織和器官中，濃度高者有肝、胰、腎、心、脾、牙釉質(zhì)及指甲，而脂肪組織最低。硒的生理作用硒是谷胱甘肽過氧化物