营养成分化学水和无机盐课件

第二章营养成分化学－水和无机盐第一节水

人对水的需要仅次于氧，水是人体最重要的组成部分(约60%)，也是人体内含量最多的一种化合物。水是良好溶剂，其对人体的重要性超过食物，与生命活动关系十分密切。一、水的功能1、机体重要的组成成分；是人体内含量最大和最重要的物质。是维持生命、保持体细胞外形、构成各种体液所必须的。2、水是体内化学作用的介质，亦是化学反应的反应物和产物，是组织或细胞所需养分和代谢物质以及排泄物质转运的载体，促进营养素的消化、吸收、代谢和排泄。3、水的比热大，是体温良好的稳定剂。4、水可对体内的机械摩擦产生润滑，减少损伤。2、体内水平衡调节（1）化学调节

如钠盐可促进水在组织中贮存。夏天饮淡盐水可以防中暑就是利用钠盐减少身体失水（如出汗过多）保持水平衡的措施。（2）激素调节

某些激素如垂体生长激素，促甲状腺素有利尿的作用。

（3）神经调节

口渴思饮是身体缺少水分的信号，排尿是体内水分过多的结果。口渴与排尿都受神经系统的调节。3、水欠缺的影响和水的必需量

人在不吃食物但有水喝的情况下，可以生存几个星期，但如果没有水喝，只能活2－3天，由此可见水对机体是十分重要的。一般机体内失水达10%，生命就会有危险，当失水达20％－22％时，将会导致死亡。正常情况下，成人每天需要摄入的水分约为2000－2500mL，当外界环境温度升高时或机体活动量增大时，由于呼吸、排汗等原因，消耗的水分大量增加，为了保持机体水分的平衡，摄入的水分也必须同时加大，否则容易导致缺水症状；在吃高蛋白或油腻重的食物时，也需要多喝水。

婴儿和儿童对水的需要量相对比成人高，成人每摄入4.184J（1kal)能量约需水1ml，婴儿则需水1.5ml。成人每天水的流通量约为体重的6％，而婴儿大约为体重的15％。婴儿需水量为成人的3－4倍。年龄0～12～34～78～910～14

成人

需要量（ml/kg)120~160100~14090~11070~10050~8040总量300~10001000~18001800~2500人体每日需要量估算值表

孕妇因怀孕时细胞外液间隙增加，加上胎儿的需要和羊水，水分需要量增多。对于老年人，在保障正常水平衡的基础上，也应适当增加水的摄入。四、饮用水的种类与安全1、地下水和地表水（1）地下水

可以是泉水、井水等，由于经过地下水的渗透和过滤，溶入了各种可溶性矿物质。地下水是否适宜于饮用取决于具体水源地水中矿物质种类与含量。地下水一般流量不大，大规模使用受到很大限制。（2）地表水

主要来自江河、湖泊和水库，是主要的水源，特别是大工业用水。地表水易受外界因素影响，水质差别较大。地表水更易受环境污染的影响，工业废水、生活废水、农业上农药与化肥等对地表水也构成重大污染。故地表水一般须经不同处理后才能作为生活饮用水。

应特别注意保护好饮用水源的水质。

加热煮沸法，作为家庭饮用水消毒的措施是一种值得保留的安全处理方法，可以起到驱除残氯、降低硬度的作用。3、瓶装水及饮料（1）瓶装水

瓶装水是将水（地下水、地表水或自来水）经消毒处理，然后罐装在一定容器内销售。可见瓶装水和自来水在水源上没有区别，但加工过程与公共用水相比更严格。瓶装水的消毒大多采用臭氧和紫外线，由于无残氯，所以无氯味及其他异味，一般口感较好。一般按其矿物质含量多少将其分为三大类：③净化水用活性炭吸附的方法去除水中三卤甲烷（氯消毒后在水中形成的化合物）、铁、铬、农药、藻类毒素和其它有机污染物，但不能去除水中溶解性矿物质和微量元素。2、饮料一般饮料是在水中加入一定量的辅料后罐装销售。饮料根据酒精含量小于0.5%的称为软饮料，大于0.5%的成为含醇饮料。软饮料中又根据是否加入二氧化碳气体，可分为充气饮料和不充气饮料两类。

化学指标

要求酸碱度适宜，一般为pH值6－8，并有爽口感，符合一定的硬度要求。同时，对于铁、锰、锌、硒等离子的含量也有所限制。外观

必须无色无臭，不含可见物质。各种有色饮料，已不属于饮用水的范畴，所以不受这里外观的限制。第二节无机盐一、矿物质概念

人体所有各种元素中，除碳、氢、氧、氮主要以有机化合物形式存在外，其它各种元素无论含量多少统称为矿物质。人体内矿物质的总量大约占人体重的4％－5%；虽然矿物质的绝对含量很低，但都是构成机体组织和维持正常生理功能必不可少的物质。二、矿物质的特点

1、矿物质在体内不能合成，必须从食物和饮水中摄取。2、矿物质在体内分布极不均匀。3、矿物质相互之间存在协同或拮抗作用。4、某些微量元素在体内虽需要量很少，但作用很大。大多数微量元素的生理作用剂量与中毒剂量范围都比较窄，并且比较接近，摄入过多易产生毒性作用，故不宜用量过大，这一点与其它营养素不同。三、矿物质分类

1、常量元素：又称宏量元素，体内的元素其含量大于体重0.01%者为常量元素。如钙、磷、钠、钾、氯、镁、硫等。2、微量元素：体内的元素其含量小于体重0.01%者为微量元素。（1）必需微量元素：铜、钴、铬、铁、氟、碘、锰、钼、硒、锌、铝、镍、硅和钒等14种。（2）非必需微量元素，包括有益元素、沾染元素、有害元素。四、矿物质的生理功能

1、构成人体组织的重要成分。

2、维持细胞的渗透压与机体的酸碱平衡。

3、维持神经和肌肉的兴奋性。

4、组成激素、维生素、蛋白质和多种酶类的成分，具有机体的某些特殊生理功能。

5、改善食品的感官性状与营养价值。六、机体酸碱平衡及成酸成碱食品

人体要维持正常的生理代谢，机体pH值必须维持在一个相对稳定的范围。人体各组织有不同代谢特点，故各个部位组织中的pH值有差别。占机体组织液最大比例的血液，其pH值的范围在7.35~7.45之间，正常pH值为7.4。体液pH值是由溶解于其中的无机盐、有机物共同作用的结果，其中H＋浓度决定pH值。机体内酸碱物质可来自于食物的消化吸收及机体内的代谢产物，并通过体内的调节达到酸碱平衡。1、机体的调节作用(1)、体液内物质的缓冲作用体液的缓冲物质主要有蛋白质、碳酸盐、磷酸盐三大类。各种蛋白质分子都为两性电解质，具有很强的缓冲作用。碳酸盐和磷酸盐也具有缓冲作用，正常的CO2溶解条件下，一般维持血液pH值在7.4左右。(2)、肺呼吸调节作用主要通过呼吸排出CO2及部分酮体、小分子有机酸达到排酸的目的，可阻止血液pH值下降。如体内1min不呼吸，血液pH值可从7.4降至7.1，正常呼吸则可使体液pH值缓冲保持相对不变。（2）碱性物质来源

一类碱是由于氨基酸产生的NH3，血液中的NH3可在肝中代谢生成尿素而降低其碱性。另一类是食物中含有的碱金属（K、Na、Ca、Mg等）物质，分解后释放的矿物质进入体液导致HCO3-增加，而使体液呈碱性。这类食物称为成碱性食物，一般这类食物多为植物源性食物。3、成酸和成碱性食品

食物的成酸和成碱性是指食物摄入后，经过消化、吸收、代谢最终在体内有变酸性或碱性“残渣”的特性。体内的酸性物质可来自于食物，但主要以食物在体内代谢的中间产物和最终产物的形式产生。大部分肉类、鱼类、蛋类及其制品、谷类及其制品为成酸性食品。

体内成碱物质主要从食物中摄入，成碱性食品多为水果、蔬菜。

在调整食物营养时，既要考虑能量供应及营养素种类的需要与平衡，同时，还要考虑到食物的成酸性和成碱性，摄取各类食物之间的比例应适当，以便于维持机体正常的酸碱平衡。食用蔬菜、甘蔗、马铃薯及柑橘之类的水果，由于它们的成碱作用，可以消除机体中过剩的酸，降低尿的酸度，增加尿酸的溶解度，减少尿酸在膀胱中形成结石的可能。各种矿物质元素的简介常量元素一、钙

钙是人体中含量最多的一类矿物质元素，成人体内含钙量为1200克，占体重的1.5%-2%，其中99%与磷元素结合形成骨盐，集中存在于骨骼和牙齿等硬组织中。其余则以游离或结合形式存在于体液和软组织中，这部分钙统称为混溶钙池，混溶钙池中的钙与骨骼钙保持着动态平衡。·（一）生理功能

1、构成骨骼和牙齿的成分；

2、维持神经与肌肉活动；

3、促进体内某些酶的活性；

4、参与血凝过程、激素分泌、维持体液酸碱平衡等作用。（二）人体缺钙的原因：1、膳食中缺乏含钙的食物2、人体处于特殊生理阶段，机体对钙的需要量增加3、膳食中或机体内存在影响钙吸收的因素等。（三）钙的缺乏与过量

长期缺乏钙和维生素D可导致儿童生长发育迟缓，骨软化，骨骼变形，严重缺乏者可导致佝偻病，中老年易患骨质疏松，钙的缺乏者易患龋（qǔ）齿，影响牙齿质量。过量摄入钙增加肾结石的危险性，骨硬化，以及影响其他元素（如铁、锌）的吸收和利用。Leftnormalbone,rightosteoporoticboneLeftnormalbone,rightosteoporoticbone（骨质疏松）（四）参考摄入量

1.钙需要量的测定方法 ①直接测定法 ②平衡法2.推荐摄入量

中国营养学会推荐钙的AI值(适宜摄入量)为0岁~300mg，0.5岁-400mg，4岁-800mg，11岁-1000mg，18岁（大学生）-800mg，50岁-1000mg，孕妇1000mg，乳母1200mg。（六）食物来源

钙的食物来源应考虑钙含量及利用率。①

奶与奶制品。②绿色蔬菜如甘蓝，花椰菜，小白菜、油菜，韭菜等。③海产如小虾皮、海带、紫菜。④一般肉类。⑤豆与豆制品。⑥饮水。资料：我国居民膳食钙摄入状况1992年全国营养调查结果：人均摄入钙405mg/日，达RDA的49.2%。18岁以下儿童青少年缺乏尤为严重，钙摄入在50%RDA以下：城市：男72%～75%，女75%～79%农村： 81%， 88%二、磷磷是人体含量较高的元素之一，磷在成人体内含量为650克，85%~90%存在于骨骼和牙齿中。

（一）生理作用

①磷是构成骨骼、牙齿及软组织的重要成分②是许多维持生命物质如核酸、酶、磷蛋白等的重要成分。③组成辅酶的成分参与能量代谢④调节酸碱平衡参考摄入量

中国营养学会推荐磷AI值，成人700mg。食物来源：各种食物中均含有较多磷元素。三、铁

铁是人体必需微量元素中含量最多的一种，总量为4~5克。体内铁60%~75%存在于血红蛋白中，3%在肌红蛋白，1%为含铁酶类。以上铁的存在形式又称之为功能性铁。其余25%为贮存铁。

（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。（二）铁缺乏及缺铁性贫血

目前，全球有1/4人口受到贫血的影响，包括各年龄层人口，尤以孕妇和儿童最为严重。在导致贫血的众多因素中，缺铁是最重要的一个因素，而且，缺铁也是全球发生率最高的营养问题。贫血已成为全球一个主要的公共卫生问题。

当体内缺铁时，铁损耗可分三个阶段，即铁减少期、红细胞生成缺铁期和缺铁性贫血期。铁缺乏对人体的影响：引起贫血。还会引起与铁有关的代谢病。工作效率降低、学习能力下降、冷漠呆板；儿童表现为易烦躁，抗感染能力下降；女性易发生缺铁性贫血。

2.我国居民的贫血患病率和铁摄入量

⑴贫血患病率

全国第三次营养调查（1992）结果： 城市人口：男性14.1%，女性23.5%

农村人口：男性15.3%，女性20.2%

患病率最高人群为城乡中老年人群（21%～39%）。⑵膳食铁摄入量

全国第三次营养调查（1992）结果： 平均每标准人日摄入铁23.4±15.7mg，占RDA的176.5%。⑶问题的原因

可能为1988年修订RDA时，膳食铁吸收率定为10%偏高。（三）参考摄入量与食物来源1、铁的适宜摄入量

婴幼儿由于生长较快，需要量相对较高，需从食物中获得铁的比例大于成人；妇女月经期铁损失较多；孕期铁需要量增加，为此摄入量应适当增加。中国营养学会推荐铁的AI值成年男子15mg，成年女子20mg；孕妇、乳母25mg。2.食物来源

①铁的良好来源为动物肝脏、动物全血、禽畜肉类、鱼类。 ②其他食物含铁量低、利用率不高。 ③鸡蛋含有卵黄高磷蛋白干扰铁的吸收，铁吸收率仅为3%。 ④奶类是贫铁食物（人乳含铁0.1mg/100g，牛乳含铁0.1～1.7mg/100g）。3.铁的食物强化补充乙二胺四乙酸铁钠

（铁强化酱油）四、碘

人体内含碘约20~50毫克。甲状腺组织含碘最多，约占体内总碘量的70%－80％。其余分布于骨骼肌、肺、卵巢、肾、淋巴结、肝、睾丸和脑组织。

碘缺乏可引起甲状腺肿大。因碘缺乏多由于环境、食物缺碘造成。我国西南、西北、以及内陆山区均为缺碘地区，故为地方性甲状腺肿大以及克汀病（呆小症）的流行区域。孕妇严重缺碘，可殃及胎儿发育，使新生儿生长损伤，产生呆小病。采用碘强化食盐（也有采用碘化油）方法，可以预防碘缺乏。（一）生理作用

碘是合成甲状腺素的原料，故其生理作用也通过甲状腺素的作用表现出来。1、促进生物氧化，协调氧化磷酸化过程，调节能量转化。2、促进蛋白质合成，调节蛋白质合成和分解。3、促进糖和脂肪代谢。4、调节组织中水盐代谢。5、促进维生素的吸收和利用。6、活化许多重要的酶。7、促进生长发育。(二)碘缺乏与过量

碘摄入不足将导致碘缺乏病（iodinedeficiencydisorders,IDD)。成人：甲状腺肿（goiter)婴幼儿：呆小症（克汀病）(cretinism)

碘摄入过量引起碘性甲状腺肿，碘性甲状腺功能亢进症。甲状腺肿

(goiter)甲状腺肿

(goiter)甲状腺肿

(goiter)呆小症儿童和正常儿童身高的比较（四）参考摄入量与食物来源

中国营养学会推荐的RNI值（推荐摄入量）为成人150µg，孕妇、乳母200µg，UL（最高摄入量）：1000µg/d。食物来源：有海产品，如海带、紫菜、淡菜、海参等。*十字花科植物（白菜、萝卜、甘蓝、花生、黄豆、核桃、木薯、栗子等）含-硫代葡萄糖苷，可致甲状腺肿大。五、锌

人体含锌2~2.5克，主要存在于肌肉、骨骼、皮肤。（一）生理作用

锌的生理作用表现在多方面：①是酶的组成成分或酶的激活剂。人体约80多种酶的活性与锌有关，如碳酸酐酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶、羧肽酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶等。②促进生长发育与组织再生。锌与蛋白质和核酸的合成，细胞生长、分裂和分化等过程都有关。③促进食欲。锌参与构成唾液蛋白而对味觉与食欲发生作用。④促进维生素A代谢和生理作用。⑤参与免疫功能。（二）

缺乏与过量锌缺乏表现为：生长迟缓、食欲不振、味觉迟钝甚至丧失、皮肤创伤不易愈合、易感染、性成熟延迟等。锌过量常可引起铜的继发性缺乏，使机体的免疫功能下降。（三）参考摄入量与食物来源

中国营养学会推荐锌的RNI值为成年男子15mg，成年女子11.5mg，50岁-11.5mg，孕妇16.5mg乳母21.5mg。

锌的食物来源广泛，但动物性食物特别是海产品的锌含量较高。牡蛎含锌量最高（每100g含锌高达100mg以上）。

六、硒

硒在人体总量14~20mg，广泛分布于组织和器官中。

（一）生理作用

1.硒是谷胱甘肽过氧化物酶的重要组成成分。硒在体内能特异地催化还原型谷胱甘肽，与过氧化物发生氧化还原反应，具有抗氧化功能；从而保护生物膜免受损害，维持细胞正常功能。

2.硒与金属有很强亲和力

在体内硒与金属如汞、镉和铅等结合形成金属硒蛋白复合物而解毒，并使金属排除体外。

3.保护心血管、维护心肌的健康。

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。

4.促进生长、保护视觉器官以及抗肿瘤，抗癌症等作用。（二）硒缺乏与过量

硒缺乏已被证实是发生克山病的重要原因。临床主要症状为心脏扩大、心功能失代偿、心力衰竭或心源性休克、心率失常、心动过速或过缓等。生化检查可见血浆硒浓度下降，红细胞谷胱甘肽过氧化物酶活性下降。此外，缺硒与大骨节病也有关。

硒摄入过量可致中毒。主要表现为头发变干、变脆、易断裂及脱落，皮肤损伤，神经系统异常等。（三）参考摄入量与食物来源

中国营养学会RNI值为成人50µg。动物性食品肝、肾、肉类及海产品是硒的良好来源。七、铜

铜在人体内约为50~120mg，分布于体内各组织器官中，其中以肝和脑中浓度最高。（一）生理作用

铜在体内与十余种氧化酶的活性有关，因此也以这些酶的形式参与许多作用。1.铁代谢

参与铜蓝蛋白催化Fe2+氧化为Fe3+，对于形成运铁蛋白促进铁的转运与贮存有重要作用。2.蛋白交联

参与赖氨酰氧化酶的作用而形成醛赖氨酸，有利于胶原的合成。3.超氧化物转化

铜是超氧化物歧化酶的成分。它们催化超阳离子成为氧和过氧化氢，从而保护活细胞免受毒性很强的超氧离子的毒害。4.与多巴胺-β羟化酶、酪氨酸酶等含铜酶，与儿茶酚胺的生物合成、维持中枢