矿物质概述(ppt 79页).ppt

1、第八章 矿物质(Minerals,吉林大学军需科技学院,主要讲授的内容,矿物质概述（概念、种类、生理功能、食品中成酸与成碱作用） 食品中矿物质的缺乏、生物利用率和食品加工的影响 重要的矿物质元素（钙、磷、镁、铁、锌、碘、硒、铜等,一、概念 人体组织中几乎含有自然界存在的各种元素，而且与地球表层元素组成基本一致。 在这些元素中，已发现有20种左右的元素是构成人体组织、维持生理功能、生化代谢所必需。其中除碳、氢、氧和氮主要以有机化合物形式存在外，其余的元素统称为无机盐(矿物质或灰分,第一节 矿物质概述,分 类,常量元素 （钙、磷、钠、钾、氯、镁与硫,必需微量元素 （铜、钴、铬、铁、氟、碘、锰、钼、

2、硒、锌,可能必需微量元素 （硅、镍、硼、钒,二、分类,铅、镉、汞、砷、铝、锡和锂有潜在毒性，但低剂量可能具有功能作用,第一节 矿物质概述,特 点,数量：随年龄增长而增加，但元素间比例变动不大,分布：极不均匀,代谢：不能在体内生成，必须通过膳食补充，且除非被排出体外，不可能在体内消失,第一节 矿物质概述,三、特点,过量摄入常不仅无益而有害，特别要注意用量不宜过大,矿物质相互之间存在协同或拮抗作用,四、 矿物质的功能,1无机盐是构成机体组织的重要材料。如钙、磷、镁是骨骼和牙齿的重要成分，磷、硫是构成组织蛋白的成分,第一节 矿物质概述,2无机盐是细胞内外液的重要成分，它们（主要是钠、钾、氯）与蛋白质

3、一起维持着细胞内、外液的一定的渗透压，从而在体液的储留和移动过程中起着重要的作用,第一节 矿物质概述,四、 矿物质的功能,3酸性、碱性无机离子的适当配合，加上重碳酸盐和蛋白质的缓冲作用是维持机体酸碱平衡的重要机制,第一节 矿物质概述,四、 矿物质的功能,4在组织液中的各种无机离子，特别是保持一定比例的钾、钠、镁离子是维持神经、肌肉兴奋性，细胞膜通透性以及所有细胞正常功能的必要条件,第一节 矿物质概述,四、 矿物质的功能,5无机元素是构成某些具有特殊生理功能的物质的重要成分。如血红蛋白和细胞色素系统中的铁，甲状腺素中的碘和谷胱甘肽氧化物酶中的硒,第一节 矿物质概述,四、 矿物质的功能,6无机离子

4、是很多酶系统的活化剂、辅因子或组织成分。如盐酸之于胃蛋白酶原，氯离子之于唾液淀粉酶，酶离子之于氧化磷酸化的多种酶类，以及很多其他含金属的酶类,四、 矿物质的功能,第一节 矿物质概述,7.改变食品的感官性状和营养价值,第一节 矿物质概述,四、 矿物质的功能,第一节 矿物质概述,五、食品的成酸与成碱作用,食品的成酸、成碱作用是指摄入的食物经 过机体代谢成为体液的酸性物质或碱性物质来源的 过程。 成酸性食品通常含有丰富的蛋白质、脂肪和糖类。 肉、鱼、蛋类为成酸性食品。 蔬菜、水果等含有丰富的K、Na、Ca、Mg等元素， 在体内代谢后则生成碱性物质，能中和酸性体液。 所以，蔬菜水果是碱性食品。 应当指

5、出，并非具有酸味的食品是酸性食品,第一节 矿物质概述,第二节 矿物质的缺乏、生物利用率和食品加工的影响,一、矿物质的缺乏,地球环境中各种元素的分布不平衡 食物中含有天然存在的矿物质拮抗物 食物加工过程中造成矿物质的损失 摄入量不足或不良饮食习惯 生理上有特殊营养需求的人群,1、定义：也称生物有效性，是指食品中矿物质被机体吸收、利用的比例,二、矿物质的生物利用率,2、测定方法： 化学平衡法 实验动物的生物检验法 离体试验法 放射性同位素示踪法,第二节 矿物质的缺乏、生物利用率和食品加工的影响,1）化学形式 2）颗粒大小 3）食品组成 4）食品加工 5）生理因素,3、影响因素,第二节 矿物质的缺乏

6、、生物利用率和食品加工的影响,二、矿物质的生物利用率,1、烫漂 2、烹调 3、碾磨 4、浓缩 5、强化,三、食品加工对矿物质含量的影响,第二节 矿物质的缺乏、生物利用率和食品加工的影响,钙是人体含量最多的一种无机元素，出生时体内含钙总量约为 28g，成年时达8501200g，相当于体重的1.52.0，其中99主要以羟磷灰石结晶形式集中在骨骼和牙齿中。其余1，有一半与柠檬酸螯合或与蛋白质结合；另一半则以离子状态存在于软组织、细胞外液和血液中，称为混溶钙池,一、钙 （calcium,第三节 食品中重要的矿物质,一) 生理功能,1构成骨骼和牙齿 2维持神经与肌肉活动 3促进体内某些酶的活性 4其他功

7、能 参与血凝过程、激素分泌、维持体液酸碱平衡以及细胞内胶质稳定性,二）吸收,钙的吸收还与机体状况、年龄等有关：婴幼儿、孕妇、乳母由于需要增高，钙吸收率远大于成年男性。 随增长，钙吸收率也逐渐下降，60岁以上男女性的钙吸收均明显降低。 婴幼儿期钙吸收率常大于50，儿童期为40，成年人则降至 20左右，老年人更低，仅达15左右。 制酸剂的服用也可干扰钙的吸收。 体育锻炼有利于钙的吸收,钙的代谢,三) 供给量,中国居民膳食钙的每日适宜摄入量为： 00.5岁300毫克， 0.51岁400毫克， 14岁600毫克， 411岁800毫克， 1118岁1000毫克， 1850岁800毫克， 50岁以上100

8、0毫克， 孕妇中期为1000毫克， 晚期和乳母为1200毫克,成人适宜摄入量(AI)为1000mg/d，无明显损害水平( NOAEL)为1500mg/d。可耐受最高摄入量(UL)为2000mg/d,四）食物来源,含钙丰富的食物 mg/100g,二、磷（phosphorus,体内含量： 成人体内含量为650g左右，占体重1左右，占体内无机盐总量的14。 存在形式和部位： 总磷量的8590以羟磷灰石形式存在于骨骼和牙齿中。其余1015与蛋白质、脂肪、糖及其他有机物结合，分布于几乎所有组织细胞中，其中一半左右在肌肉,一) 生理作用,1骨、牙齿以及软组织的重要成分 2调节能量释放 3生命物质成分 4酶

9、的重要成分 5物质活化 6. 参与调节酸碱平衡,二) 供给量及食物来源,磷的需要量随年龄而下降，同时还取决于蛋白质摄入量，据研究，维持平衡时需要磷量为5201200毫克天。 成人磷的AI为700mg/d 钙磷比例维持在1:11.5之间比较好 UL为3500mg/d 磷的来源广泛，一般都能满足需要。瘦肉、禽、蛋、鱼、坚果、海带、紫菜、油料种子、豆类等,三、铁（iron,铁是人体必需微量元素中含量最多的一种，总量约为4g。 功能性铁：血红蛋白中，占6075，3在肌红蛋白，1为含铁酶类(细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶与过氧化氢酶等)。 贮存铁：以铁蛋白和含铁血红素形式存在于肝、脾与骨髓中，约占

10、体内总铁的25。 铁在体内含量随年龄、性别、营养状况和健康状况而有很大的个体差异,一) 生理作用,铁为血红蛋白与肌红蛋白、细胞色素A以及某些呼吸酶的成分。参与体内氧与二氧化碳的转运、交换和组织呼吸过程。 铁与红细胞形成和成熟有关。 铁还能催化促进胡萝卜素转化为维生素A、嘌呤与胶原的合成、抗体的产生、脂类从血液中转运以及药物在肝脏的解毒等,二) 吸收,铁在食物中主要以三价铁形式存在，少数食物中为还原铁(亚铁或二价铁)形式。肉类等食物中的铁约一半左右是血红素铁，而其它为非血红素铁。前者在体内吸收时，不受膳食中植酸、磷酸的影响，后者常受膳食因素的影响,非血红素铁在吸收前，必须与结合的有机物分离，如蛋

11、白质、氨基酸和有机酸等。也必须在转化为亚铁后方可被吸收，因而，影响非血红素铁吸收的因素很多,一些食物铁的吸收率,三) 铁缺乏及缺铁性贫血,体内缺铁时铁损耗分三个阶段,第一阶段为铁减少期 (iron deficiency store,ID,第二阶段为红细胞生成缺铁期 (iron deficiency erythropoiesis, IDE,第三阶段为缺铁性贫血期 （iron deficiency anemia, IDA,此时储存铁耗竭，血清铁蛋白浓度下降,此时除血清铁蛋白下降外，血清铁也下降，同时铁结合力上升(运铁蛋白饱和度下降,血红蛋白和红细胞比值下降,铁缺乏时对人体的影响：工作效率降低、学习

12、能力下降，冷漠呆板；缺铁儿童易烦躁，抗感染抵抗力下降。此外，常有自述心慌、气短、头晕、眼花、精力不集中等症状,四)供给量与食物来源,我国建议铁的日供给量为：成年男子12mg，成年女子为18mg，孕妇、乳母为28mg。 膳食中的铁良好来源为动物肝脏、动物全血、畜禽肉类、鱼类。蔬菜中含铁量不高，油菜、苋菜、菠菜、韭菜等利用率不高,不同人群铁的适宜摄入量(AI) mg/d,成人铁的UL为50mg/d,含铁较高的食物 mg/100g,四、碘（iodine,人体内约含碘2050mg，相当于0.5mgkg体重，甲状腺组织内含碘最多，约占体内总碘量20左右(约8mg)。血液中碘主要为蛋白结合碘约为3060u

13、gL,碘的生理作用（参与甲状腺素合成,促进生物氧化，协调氧化磷酸化过程，调节能量转化,促进蛋白质合成，调节蛋白质合成与分解,促进糖和脂肪代谢,调节组织中水盐代谢,促进维生素的吸收和利用,活化酶包括细胞色素酶系、琥珀酸氧化酶系一百多种，对生物氧化和代谢都有促进作用,促进神经系统发育，组织的发育和分化及蛋白质的合成,一）碘的生理作用,二) 碘缺乏,地方性甲状腺肿 孕妇严重缺碘，可殃及胎儿发育，使新生儿生长损伤，尤其是神经、肌肉，认知能力低下，以及胚胎期和围产期死亡率上升。 其中有神经病学损伤为特征的神经型呆小病为最严重； 表现为甲状腺功能低下和 甲状腺中等程度肿大为主 型粘液水肿型。四肢 短小，颈

14、短，骨骼异常等,三) 碘过量,病因: 碘过量通常发生于摄入含碘量高的食物，以及在治疗甲状腺肿等疾病中使用过量的碘剂等情况。 例: 我国河北、山东部分县区居民，曾因饮用深层高碘水，或高碘食物造成高碘甲状腺肿。这只要限制高碘食物，即可防治。如补充碘反而使病情恶化。在我国使用强化食盐防治地方性甲状腺肿大中，未见有碘过量甲状腺肿的问题,四) 供给量与食物来源,不同人群碘的推荐摄入量(RNI) g/d,碘的UL为1000 g/d,人体对碘的需要量受年龄、性别、体重、发育及营养状况等所左右。中国营养学会建议的供给量为成人150ug，孕妇加25ug，乳母加50ug。 含碘量较高的食物(每百克含量) : 海带

15、(干)含碘24000ug， 紫菜(干) 1800ug， 淡菜(干)1000ug， 海参(干)600ug。 海盐中一般在30ugkg以上,五、锌（zinc,人体含锌: 22.5g 主要存在部位: 按单位重量含锌量计算，以视网膜、脉络膜、前列腺为最高，其次为骨胳、肌肉、皮肤、肝、肾、心、胰、脑和肾上腺等。 血液中锌含量：红细胞约占7588，血浆12一22，白细胞3,红细胞膜上锌浓度较高，主要以金属酶和碳酸酐酶、碱性磷酸酶的组分存在；血浆中锌主要与蛋白质相结合，其中与白蛋白结合为60，与球蛋白结合为30，而7左右与氨基酸(组氨酸、半胱氨酸)结合。 此外，有一小部分与运铁蛋白及核蛋白结合，游离锌含量很

16、低,一）存在形式,锌的生理作用,酶的组成成分或酶的激活剂,促进生长发育与组织再生,促进食欲,促进维生素A代谢和生理作用,参与免疫功能,二）锌的生理作用,三）缺乏与过量,1、缺乏： 生长期儿童锌缺乏最为影响的是生长迟缓、垂体调节功能障碍、食欲不振、味觉迟钝甚至丧失、皮肤创伤不易愈合、易感染等。 性成熟延迟、第二性征发育障碍、性功能减退、精子产生过少等。 锌缺乏可能与肠源性肢端皮炎有关。 2、过量： 锌过量常可引起铜的继发性缺乏，损害免疫器官和免疫功能，影响中性粒细胞及巨噬细胞活力，抑制趋化性和吞噬作用及细胞的杀伤能力,四) 供给量与食物来源,1、供给量： WHO(1997年)按锌吸收率为20计算

17、，推荐的供给量,不同人群锌的推荐摄入量(RNI) mg/d,UL成人男为45mg/d，女性37mg/ d,锌的来源广泛，但动植性食物的锌含量与吸收率有很大差异。 常见食物的锌含量（每l00g含锌量(mg)） 牡蛎最高可达100以上， 畜禽肉及肝脏、蛋类在25， 鱼及其它海产品在1.5左右， 畜禽制品0.30.5， 豆类及谷类1.52.0， 而蔬菜及水果类含量较低，一般在1.0以下,2、食物来源,含锌较高的食物 mg/100g,六、硒（selenium,硒在人体内总量为1420mg，广泛分布于所有组织和器官中，浓度高者有肝、胰、肾、心、脾、牙釉质及指甲，而脂肪组织最低,硒的生理作用,硒是谷胱甘肽

18、过氧化物酶的重要组成成分,解毒功能,保护心血管、维护心肌的健康,保护心血管、维护心肌的健康,在体内特异地催化还原型谷胱甘肽，与过氧化物氧化还原反应，如过氧化氢、超氧阴离子、羟游离基、脂酰游离基，从而保护生物膜免受损害，维持细胞正常功能。,硒与金属有很强亲和力，在体内与金属如汞、甲基汞、镉及铅等结合形成金属硒蛋白复合物而解毒，并使金属排出体外。动物试验还发现硒有降低黄曲霉毒素B1的急性损伤、减轻肝中心小叶坏死的程度与死亡率。,许多调查发现，血硒高的地区人群心血管病发病率低；动物实验证实硒对心肌纤维、小动脉及微血管的结构及功能有重要作用。在我国以心肌损害为特征的克山病，发现缺硒是一个重要因素。,缺

19、硒可致生长迟缓。白内障者及糖尿病性失明者补充硒后，发现视觉功能有改善；人群调查发现，硒缺乏地区肿瘤发病率明显较高，胃癌发病与缺硒有关。,一）硒的生理作用,二) 硒缺乏与过量,1、缺乏： 硒缺乏已被证实是发生克山病的重要原因。其易感人群为26岁的儿童和育龄妇女，临床上可见其主要症状为心脏扩大、心功能失常、心力衰竭或心源性休克、心律失常、心动过速或过缓，严重时可发生房室传导阻滞，期前收缩等。 此外，缺硒与大骨节病也有关,一个村子里四个人同时莫名其妙的离奇死亡，难道有人投毒,硒摄入过多可致中毒。我国湖北恩施县的地方性硒中毒，与当地水土中硒含量过高，致粮食、蔬菜、水果中含高硒有关。 主要表现为头发变干

20、、变脆、易断裂及脱落。其他部位如眉毛、胡须及腋毛也有上述现象。肢端麻木、抽搐，甚至偏瘫。严重时可致死亡,2、过量,三) 供给量与食物来源,硒的供给量曾被许多国家学者根据动物与人群实验结果提出过，我国根据膳食调查结果确定的预防克山病所需的“硒最低日需要量”为19ugd(男)、14ugd (女)，而根据血浆GSH-Px活性达最高值估计的“生理需要量”为40ugd。1988年中国营养学会提出的RDA值为50ug(7岁以上人群,1、供给量,不同人群硒的推荐摄入量(RNI) g/d,成年人硒的UL为400g/d,2、食物来源,含硒较高的食物 g/100g,铜也是人体必需的微量元素，成人体内含铜量约为10

21、0150毫克。人体内的铜主要分布在肝、肾、心、脑等器官中，它与蛋白或酶(细胞色素氧化酶等)结合，对人体能起多种多样的作用。人体血清铜含量为1420微摩尔升,七、铜,1、维持正常的生血机能 铜有最强的促进血红蛋白合成的能力，能使人体更好地利用铁，铜在肝脏内合成血浆铜蓝蛋白，是一种铁氧化酶，能动员体内贮存的铁，使肝内的铁由传递蛋白传送到骨髓，合成血红蛋白，因此缺少铜也可以导致贫血,一）生理功能,2、维护骨骼、血管和皮肤的正常 铜是许多酶的一个组成部分，尤其是赖氨酸氧化酶，由于它的催化作用，才构成既有弹性又有一定硬度的纤维状蛋白质，由这些蛋白质构成的血管、骨骼、结缔组织，不怕血流冲击，骨骼也不易脆裂

22、，并使关节活动自如，皮肤柔韧,3、维持中枢神经系统的健康 铜酶细胞色素氧化酶能促进髓鞘形成，并与儿茶酚胺的合成有关，这些都直接影响中枢神经系统的功能,一）生理功能,4、保护毛发正常的色素和结构 铜酶酪氨酸酶能催化酪氨酸转化为黑色素，缺铜时黑色素生成障碍，毛发脱色。铜酶硫氢基氧化酶有维持毛发正常结构，防止角化的作用,5、其他 铜对胆固醇的代谢也有影响，可降低胆固醇，提高体内白细胞的吞噬消灭细菌的能力，对机体有保护作用,人体缺铜会引起贫血、血管破裂、内出血或骨骼脆性增大、头发和皮肤色素脱失引起白癜风。婴儿缺铜则生长发育停止；成人缺铜冠心病发病率增大。 虽然铜对人的健康至关重要，但当铜量摄取过多或由

23、于遗传原因，体内铜离子太多，而在血液、肝、脑、肾中蓄积，便会产生细胞损伤，引起肝硬化及脑功能紊乱,二）缺乏与过量,铜与铁不同，人体内对铜没有贮存机构，所以每天必需从食物中摄取一定数量的铜，以弥补从胆汁中排出的铜。正常人每日膳食中铜的供给量： 6个月1岁以前 0.71.0毫克； 13岁 1.01.5毫克； 46岁 1.52毫克； 710岁 2-2.5毫克； 11岁以上至成人 23毫克,三）供给量及来源,铜广泛分布于各种食物中，含铜较丰富的食物有动物肝、肾、章鱼、牡蛎、可可粉、茶叶、核桃、李、葡萄干等，芝麻、菠菜、油菜、豆类、茄子、辣椒也含有较多的铜，茶叶中含铜也不少，饮茶摄取的铜便可满足人体需要

24、。奶类含铜很少。食物含铜量详见表。 人体铜需要补充时，要避免服用维生素c，因其可妨碍机体对铜的吸收,三）供给量及来源,人体的含铬量甚微，约仅为6毫克或不足6毫克，其中骨、皮肤、脂肪、肾上腺、大脑和肌肉中含量较高。髓年龄的增长，体内含铬量逐渐减少,八、铬,1)预防心血管疾病 动脉硬化产生的原因是动脉血管壁沉积了主要由胆固醇组成的脂类物质，这些沉积形成许多不规则的小突起，称为斑块，从而使血管壁增厚、变硬、失去原有的弹性，造成血液不能通畅，引起心脑血管疾病。铬能抑制体内胆固醇和脂肪酸的合成，从而起到降低血中甘油三酯，防止动脉粥样硬化症的作用,一）生理功能,2)促进胰岛素的作用 体内糖的代谢必须依靠胰

25、岛素，饮食中长期缺铬的人，胰岛素就失去了作用，致使糖的氧化很缓慢。铬可激活胰岛素，从而降低血糖。补充铬后，糖尿病患者、营养不良儿童的葡萄糖耐受性就会得到改善。 3)促进生长发育 铬参与蛋白质、核酸的代谢，促进血红蛋白的合成，所以能促进营养不良儿童的发育，增加其体重，纠正其贫血,一）生理功能,人体缺铬易患动脉硬化、心脑血管疾病和糖尿病,二）缺乏与过量,三）供给量及来源,铬的每日供给量： 6个月1岁 0.020.06毫克； 13岁 0.020.08毫克； 46岁 0.030.12毫克； 7-10岁 0.050.2毫克； 11岁以上至成人 0.050.2毫克,成人AI为50g/d，UL为500 g/

26、d,含铬丰富的食物很多，如肉类、蛋类、软体动物、甲壳类、啤酒、糙米、小米、玉米、萝卜、胡萝卜、豌豆、黑胡椒、海生植物、肝、肾以及粗制糖、红糖、玉米苎等。 但是很多食物中的铬不能被人体吸收和利用，如蔬菜、水果、蛋类，只有啤酒、酵母、黑胡椒、肝、肾、牛肉、面包，啤酒中的铬具有生物活性，容易被人体吸收和利用。食品在精制过程中丢失了大部分铬，也丢失了其他必要元素，其中米、面加工精细会丢失4070的铬，砂糖丢失80，因此吃精制粮食、精制糖会造成铬缺乏,四）铬食物来源,九、锰,锰在人体内仅含1220毫克。主要分布在所有组织中，其中大部分在心脏、肝脏、肾脏和脑内,一）生理功能,1)参与机体的物质代谢 (2)协同作用,人体缺锰可使体重降低，生长缓慢，暂时性皮炎，头发和胡须变色，并有低胆固醇血症。在工业生产中接触高浓度锰粉才会引起中毒现象,二）缺乏,6个月1岁婴儿 0.710毫克；13岁幼儿 1.01.5毫克；46岁 1.52.0毫克；710岁 2