食品分析矿物质[专业研究]

1、 矿质元素 成员：骆俊 林梓萌 谢基隆 欧阳岑伊 刘茹萍 彭莹莹 周健 高煜 陈德旺 何坤仑 1技术资料 目 录 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 2技术资料 知识点 食品中矿物质元素的定义和分类 食品中矿物质元素的营养性和有害性 食品中矿物质元素的理化性质 食品中矿物质元素的存在状态及其生物利用率 食品中矿物质元素的含量的影响因素 3技术资料 本章要点与难点 食品中矿物质元素的理化性质 食品中矿物质元素的存在状态及其生物利用率 食品加工及贮藏方式对矿物质元素的含量的影 响 4技术资料 化学元素的定义与分类 1 食品中矿质元素的营养性 2 3 食品中矿质元素的有害性 5技术资料 灰化 灰

2、 食品中矿物质元素：除去食品中以有机物 形式存在的C、H、O、N之外的无机元素。 1.化学元素的定义与分类 6技术资料 常量微量 根据人体内含量水根据人体内含量水 平和需求量平和需求量 1.化学元素的定义与分类 分类 7技术资料 生命必须 元素（O、 C、H、N、 Na等 潜在的有 益元素或 辅助元素 （少有益， 多则有害） 有害元素 （含量少 无益，含 量稍多有 害） 1.化学元素的定义与分类 人体内存在元素根据其营养性大致可分为3类 8技术资料 1 许多酶的组成成分或激活剂 Cu是多酚氧化酶的组成成分，Mg、Zn等存在 为多种水解酶活性所必须。 2 Ca、 P、Mg等是构成骨骼、牙齿的主要

3、成分 3 维持细胞的渗透压、细胞膜的通透性、体内 的酸碱平衡及神经传导等与矿质有密切关系 人体内某些成分只有矿质元素存在时才有其 功能性。VB12只有Co的存在才有其功能性， 血红素、甲状腺素的功能分别与Fe和I的存在 有密切关系。 2.食品中矿质元素的营养性 9技术资料 3.食品中矿质元素的有害性 大量研究表明，任何一种元素都有正反两方面的效应，大量研究表明，任何一种元素都有正反两方面的效应， 尤其是微量元素大多存在量效关系。必需元素虽是人尤其是微量元素大多存在量效关系。必需元素虽是人 体所必需的，但摄入过多也会产生有害性。体所必需的，但摄入过多也会产生有害性。 10技术资料 理化性 质 5

4、 1 2 3 4 7.27.2食品中矿物质元素的理化性质食品中矿物质元素的理化性质 11技术资料 1.在水溶液在水溶液中中的溶解性的溶解性 矿物质元素的生物利用率和活性取决于它们在水中的溶解性。矿物质元素的生物利用率和活性取决于它们在水中的溶解性。 食品中矿物质元素溶解性主要取决于以下三种因素：食品中矿物质元素溶解性主要取决于以下三种因素： 很大程度上取 决于元素本身 的性质（A族 和A族元素在 食品中以游 离的离子形式） 食品的pH （一般来说， pH越低，矿 物质元素的溶 解性越高） 食品的构成 （食品中的蛋白 质，氨基酸等与 矿物质元素形成 不同类型配合物， 从而有利于矿物 质元素的溶解

5、 12技术资料 2. 酸碱性酸碱性 酸和碱可通过改变食品的pH值来影响食品中组分的功能性质和稳定性 Lewis酸碱理论 Lewis酸:具有接受电子对的空 轨道的物质 Lewis碱:能够提供电子对的物质 Lewis酸碱理论可以很好地解释不同价态的同一微量元素酸碱理论可以很好地解释不同价态的同一微量元素 可以形成多种复合物，参与不同的生化过程，具有不同的营可以形成多种复合物，参与不同的生化过程，具有不同的营 养价值养价值 13技术资料 3.氧化还原性氧化还原性 示例：食品中的铁元素存在Fe2+与Fe3+两种价态 （Fe2+是生物有效价态，而Fe3+积累较多时会产生有害性） Fe2+Fe3+ 一定条

6、件 1.食品中的 矿物质元素 常常具有不 同的价态， 因而表现出 不同的氧化 还原性质。 3.同一元素 不同价态之 间存在着化 学平衡关系 2.在一定 条件下可 以相互转 化，同时 伴随着电 子、质子 或氧的转 综上所述：价态的变综上所述：价态的变 化和相互转换的平衡化和相互转换的平衡 反应，不仅可以影响反应，不仅可以影响 到食品的物理和感官到食品的物理和感官 性质，也会影响到组性质，也会影响到组 织和器官中的环境特织和器官中的环境特 性，从而影响其生理性，从而影响其生理 功能，表现出营养性功能，表现出营养性 或有害性或有害性 14技术资料 4.微量元素的浓度微量元素的浓度 研究表明，微量元素

7、的浓度和存在状态将会研究表明，微量元素的浓度和存在状态将会 影响各种生化反应对生命体的作用。影响各种生化反应对生命体的作用。 但实际上确定矿物质元素对生命活动的作用但实际上确定矿物质元素对生命活动的作用 除与浓度有关外，还与矿物质元素的价态、除与浓度有关外，还与矿物质元素的价态、 存在形态、膳食结构等有关。因此，目前仅存在形态、膳食结构等有关。因此，目前仅 用食品中矿物质元素含量或浓度来判断某种用食品中矿物质元素含量或浓度来判断某种 矿物质元素作用是有其局限性的。矿物质元素作用是有其局限性的。 15技术资料 5.金属离子的相互作用金属离子的相互作用 机体对金属离子元素的吸收有时会发生拮抗作机体

8、对金属离子元素的吸收有时会发生拮抗作 用，这可能与它们竞争载体有关。用，这可能与它们竞争载体有关。 如：过多的铁可以抑制锌、锰等元素的吸收如：过多的铁可以抑制锌、锰等元素的吸收 16技术资料 金属的螯合效应金属的螯合效应 17技术资料 7.3食品中矿物质元素的存在状态及生物利用率食品中矿物质元素的存在状态及生物利用率 根据其层次，分离和测定手段不同划分为以下几种 依层次划分 依分离手段划分：如用螯合树脂分离时分为依分离手段划分：如用螯合树脂分离时分为“稳定态稳定态”和和 “不稳定态不稳定态” 依测定手段划分：如阳极溶出伏安法测定中分依测定手段划分：如阳极溶出伏安法测定中分“活性态活性态” 和和

9、“非活性态非活性态” 溶解态和非溶解 胶态和非胶态 有机态和无机态 离子态和非离子态 配位态和非配位 价态 1.食品中矿物质元素的存在状态食品中矿物质元素的存在状态 18技术资料 1.食品中矿物质元素的存在状态食品中矿物质元素的存在状态 存在状态分析可分为3个层次 初级态分析初级态分析 旨在考察该成分 的溶解情况。相 当于区分溶解态 和非溶解态；部 分有机态和无机 态。 高级状态分析高级状态分析 指对各种状态在 分子水平上的研 究，确定溶液中 的配合物组成、 离子的电荷、元 素的价态及各种 成分的优势分布 等 次级状态分析次级状态分析 进一步区分有 机态和无机态、 离子态和非离 子态、配位态

10、和非配位态 19技术资料 1.食品中矿物质元素的存在状态食品中矿物质元素的存在状态 食品中矿物质元素的存在状态不同，其营养性及安全性都 不同。举例：营养性膳食中血红素铁虽然比非血红素铁所 占的比例少，但其吸收率却比非血红素铁高2-3倍，且很 少受其他膳食因素包括铁吸收抑制因子的影响。 许多因素可促进或抑制非血红素铁的吸收，最明确的促进 剂是维生素C。 肉类中存在的一些因子也可促进非血红素铁的吸收，而全 谷类和豆类组成的膳食中铁的吸收较差。 安全性适量的Cr3+是人体所必需的微量元素，而Cr6+有毒， Cr2O72-是强致癌物质。 由此可见，评价某矿物质元素的营养性及毒性，必须要考 虑它们在食品

11、中的存在状态。 20技术资料 2.食品中矿物质元素的生物利用率食品中矿物质元素的生物利用率 评判食品中矿物质元素的生物利用率是一个复杂的过程， 测定矿物质元素的生物利用率的方法主要有以下几种 平 衡法衡法 21技术资料 2.食品中矿物质元素的生物利用率食品中矿物质元素的生物利用率 矿物质元素的生物利用率与很多因素有关，主要有以下六 个方面： 矿物质元素在水中的溶解性和存在状态 矿物质元素之间的相互作用 螯合效应 其他营养素摄入量的影响 人体的生理状态 食物的营养组成 22技术资料 7.4 食品中矿物质元素的含量及影响因素食品中矿物质元素的含量及影响因素 食品种类不同，其所含的矿物质元素含量也不

12、同。除原料 不同对食品中矿物质元素含量有影响外，即使是用同一种 原料加工的食品，由于原料的生长环境、 食品加工及贮藏方式等因素的不同，其所含矿物质含量也 会有所不同。此外，矿物质元素在加工过程中有可能作为 直接或间接添加剂进入食品，这是一种十分易变的因素。 如下表部分食品中矿物质含量 23技术资料 4 食品中矿物质元素的含量及影响因素食品中矿物质元素的含量及影响因素 食品中矿物质元素的含量 食品食品CaMgPNaKFeZnCuSe 炒鸡蛋57132602901382.12.00.068 白面包35630144310.80.20.048 全麦面包202674180501.51.00.1016 无

13、盐通心 粉 513381221.00.40.0719.0 速食米饭1042815420.40.60.0113.0 熟黑豆246112013052.01.00.186.9 红腰果254012623563.00.90.211.9 24技术资料 加工加工生产生产 储存方式储存方式 影响影响因素因素 7.4食品中矿物质元素的含量及影响 25技术资料 1 食品原料生产对食品中矿物质元素含量的影响食品原料生产对食品中矿物质元素含量的影响 植物源食品中矿物 质元素的含量在很 大程度上受到环境 因素的影响，而且 对于同一植物由于 品种不同，品种间 各种矿物质元素含 量均有不同程度的 差别。 动物源食品矿物质

14、含量相对于植物源 食品总体变化较小， 但与动物的种类、 品种、部位及喂养 的饲料有较大关系。 26技术资料 2 加工对食品中矿物质元素含量的影响加工对食品中矿物质元素含量的影响 加工对矿物 质含量影响 1加工预处理对矿物质元素含量的影 响 2食品加工工艺不同对食品中矿物质 元素含量的影响 3食品加工方法对矿物质元素含量的 影响 4添加矿物质营养强化剂对矿物质元 素含量的影响 27技术资料 食品加工中原料最初的淋洗及整理、除去下脚料 的过程是食品中矿物质损失的主要途径。（例如， 水果和蔬菜在加工前通常要进行去皮处理，芹菜、 莴笋等蔬菜要进行去叶处理，大白菜等蔬菜要去 除外层老叶等）在烹调或热烫过

15、程中矿物质也有 大量损失，这主要是缘于矿物质在水中的溶解。 有些元素在食品中呈游离态，如K、Na，它们在 漂、烫过程中是极易损失的；而有些元素以不溶 性的复合 物形式存在，如Ca，在漂、烫过程中则不易洗去 1加工预处理对矿物质元素含量的影响 28技术资料 谷物中的矿物质成分主要分布于糊粉层和胚组织 中，因而谷物磨碎时会损失大量的矿物质，损失 量随碾磨的精细程度的提高而增加，所以磨得越 细，矿物质元素损失就越大，但各种矿物质的损 失程度有所不同。 但是，在大豆加工中却有所不同，大豆加工主要 是脱脂、分离、浓缩等过程，大豆经过加工过程 后，其中的矿物质含量基本没有什么变化（除硅 外） 2食品加工工

16、艺不同对食品中矿物质元素含量的影响 29技术资料 对土豆采取不同的加工处理，其中所含的Cu元素 就发生了一定的变化，结果表明，油炸土豆和去 皮土豆中Cu含量有所增加，结果见表7-10。 此外，食品的不当烹调也可能带来矿物质生物利 用率的降低。 例如：含较多草酸的食品如果不经过焯水处理， 与含钙丰富的食品同烹，可能使其中部分钙无法 被人体吸收利用。 3食品加工方法对矿物质元素含量的影响 30技术资料 加工方式对土豆中的加工方式对土豆中的Cu含量的影响含量的影响 加工方式加工方式Cu增、减增、减 /% 加工方式加工方式Cu增、减增、减 /% 原料0.210.00土豆泥0.1052.38 水煮0.1

17、052.38法式炸土豆0.27+28.57 焙烤0.18 14.29 快餐土豆0.1719.05 油炸土豆片0.29+36.20去皮土豆0.34+61.90 31技术资料 对食品进行矿物质营养强化是提高其营养价值的重要途径， 所以在食品中添加矿物质营养强化剂也是食品中矿物质元 素含量变化的一个重要渠道。在食品中经常被强化的矿物 质包括钙、铁、锌和碘。除了以上因素外，加工用水、加 工设备、加工辅料及添加剂等也会影响食品中矿物质元素 的含量。 例如：用卤水或石膏点卤生产豆腐，使豆制品含钙丰富； 化学膨发可能提高食品中钠、磷、铝等元素的含量;用亚硫 酸盐或二氧化硫进行护色处理可能带来硫含量的上升等

18、4添加矿物质营养强化剂对矿物质元素含量的影响 32技术资料 4.贮藏方式对食品中矿物质元素含量的影响贮藏方式对食品中矿物质元素含量的影响 食品中矿物质元素的含量还能够通过与包装材料的接触而 改变。 在罐头食品中，由于金属与食品中含硫氨基酸反应生成硫 化黑斑，会造成含硫氨基酸的损失，降低食品中硫元素的 含量；而在马口铁罐头食品中，铁和锡离子的含量明显上 升。 表7-11列举了罐装食品中液态和固态部分的部分矿物质元 素的含量变化。 33技术资料 蔬菜罐头中矿质元素分布蔬菜罐头中矿质元素分布 蔬菜蔬菜罐罐组分组分AlSnFe 绿豆La L0.1052.8 S0.7104.8 菜豆 La L0.0759.8 S0.151026 小粒青豌豆 La L0.041010 S0.552012 旱芹菜心 La L0.13104.0 S1.50203.4 甜玉米 La L0.04101.0 S0.30206.4 蘑菇 P L0.01155.1 S0.045516 34技术资料 7.5 本章小结本章小结 食品中存在着含量不等的矿物质元素，其中有许多是人类 营养必不可少的。这些矿物质元素以无机态或者有机盐类 的形式存在，或者与有机物质结合而存在