第八章矿物质

第八章教学目的和要求1.了解矿物质的种类和它们在机体中的作用。2.掌握：⑴、矿物质在食品加工、处理中所发生的变化；⑵、以及对机体利用率产生的影响。8.1概念及分类8.1.1概念地壳中存在90种化学元素，25种为生命所必需H、C、N、O、F、Na、Mg、Si、P、S、Cl、K、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Mo、Sn、I构成生物体（或食品）中的元素已知有60多种矿物质是指除C、H、O、N构成水和有机物质的元素以外的其它元素，又称无机盐。8.1.2分类

一、从营养学角度分1.必需元素（营养元素）21种2.非必需元素（非营养元素非毒性元素或中性元素、有益元素或辅助营养元素）Al、Ni、B、Sn等3.非营养有毒元素Pb、As、Hg、Cd

必需元素机体的正常组织中都存在，含量比较固定；缺乏时发生组织上和生理上异常，补充后可恢复正常或防止异常情况发生。二、从含量上分类常量>0.01%微量<0.01%常量元素CaMgKNaPSCl

必需微量元素FeZnCuIMoMnCo痕量元素

SeCrNiSn

SiF常量元素每日人体需要量在100mg以上，如钙、磷、钠、钾、氯、硫等。微量元素每日人体需要量在100mg以下，但具有高度的生理活性。痕量元素每日人体需要量在10mg以下，但具有高度的生理活性。

8.1.3矿物质在食品中的存在形式1、可溶性盐如Na+、K+、Cl－、SO42－

等离子形成的盐2、难溶或不溶性盐如磷酸盐、植酸盐等3、以胶粒成分存在4、以螯合物形式存在如磷酸螯合物、含金属的酶、叶绿素、血红素、VB12

5、以大分子结合或夹带成分存在如许多食品蛋白质、多糖中都含有一定量金属离子和酸根8.1.4伯特兰德（G.Bertrand）定律生物缺少某种必需的元素时就不能生存适量时正常生长过量时有毒。生物效应摄入量死亡缺乏适量毒性死亡8.2矿物质的作用1、构成体质骨骼CaMgP蛋白质组成S酶（Zn酶）体液NaK2、保持渗透压、酸碱平衡体内渗透压主要由Na、K等维持，血浆渗透摩尔数为0.308，体内pH值为7.35～7.45

有机缓冲体系(蛋白质、氨基酸)无机缓冲体系（碳酸盐、磷酸盐等）8.2矿物质的作用3、保持神经、肌肉的兴奋性Na、K↑Ca、Mg↓（一定比例）4、使机体具有特殊生理功能如参与体内生物化学反应，血红蛋白中Fe，碳酸酐酶中Zn….5、改善食品感官性状与营养价值如磷酸盐增加肉的持水性，Ca保持水果、蔬菜的脆性等

8.3表8—1各种矿物质的作用及来源钙为凝血因子，能降低神经、肌肉的兴奋性，是构成骨骼、牙齿的主要成分绿色蔬菜、乳类、蛋类含量多，豆浆中含量较牛奶为少磷是骨骼、牙齿、细胞核蛋白、各种酶的主要成分，协助糖、脂肪和蛋白质的代谢，参与缓冲系统，维持酸碱平衡乳类、肉类、豆类和五谷类中铁是血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素和其它酶系统的主要成分，帮助氧的运输肝、蛋黄、血、豆类、肉类、绿色蔬菜、杏、桃中；乳类含量较少，羊乳尤少铜对制造红细胞、合成血红蛋白和铁的吸收起很大作用，与许多酶如细胞色素酶、氧化酶的关系密切，存在于人体红细胞、脑、肝等组织内，缺乏时引起贫血肝、肉、鱼、海蛎、全谷、硬果、豆类锌为不少酶的组成成分，如与能量代谢有关的碳酸酐酶，促进C02交换与核酸代谢有关的酶，调节DNA复制转录，促蛋白质合成，还参与和免疫有关酶的作用；缺乏时胸腺萎缩免疫力低下、发育受阻，矮身材、食欲差，有贫血、皮炎、肠炎等，性发育差，男性需要量高于女性鱼、蛋、肉、禽、全谷、麦胚、豆酵母等，动物性食物利用率高镁构成骨骼和牙齿成分，激活糖代谢酶，与肌肉神经兴奋性有关，为细胞内阳离子，对所有细胞代谢过程都重要，常与钙同时缺乏，导致手足搐搦谷类、豆类、干果、肉、乳类碘为甲状腺素T3、T4主要成分，缺乏时引起单纯性甲状腺肿及地方性克汀病海产如海带、紫菜、海鱼等，含碘丰富表8-2部分矿物质的功能作用、缺乏症与过多症名称主要生理功能缺乏病（症）过多病（症）钙1.构成骨骸、牙齿2.构成混合钙池(钙、镁、钾、钠),维持所有细炮正常生理状态骨软化、儿童佝偻病、维生意D缺乏症、易出血、抽筋等

铁1.人体必需微量元素2.运氧、参与组织呼吸推动生物氧化缺铁性贫血长期摄入过剂量的铁可引起色素沉着,肝脾肿大,性机能下降,关节炎,免疫功能下降,感染率增加等锌1.人体必需微量元素2.是体内多种酶的组成部分性功能发育障碍,味觉下降等长期摄入过剂量的锌可引起恶心、呕吐、腿部痉挛、便血等硒1.对细胞膜起保护作用2.调节多种维生素的吸收和消耗3.可降低镉，汞等有毒金属毒性4.对化学致癌物有结抗作用生长阻滞、大骨节病、白内障、易患冠心病和肿瘤等长期摄入过剂量的硒,可发生慢性中毒,食欲减退,肝损坏,指甲脆裂,毛发脱落,贫血等碘1.人体必须微量元素2.构成甲状腺激素的原料甲状腺肿,性机能减退,神情呆板,小儿呆小症,可能的乳腺癌

表8—3各种矿物质的每日需要量营养素每日需要量钙0.6g～1.2g磷0.4g～1.2g铁15mg～18mg锌10mg～15mg铜1mg～3mg镁

碘

8.4食品中的矿物质植物性食品

水果：K含量高，大部分与有机物结合,或是有机物的组成部分,常以磷酸盐,草酸盐的形式存在。豆类：矿物质含量最丰富,K,P,Fe,Mg,Zn,Mn等含量均较高，其中P主要以植酸盐形式存在。谷物:矿物质含量相对较少，主要存在于种子外皮。动物性食品肉类：Na,K,Fe,P,Mn

含量较高,Cu,Co,Zn,

等也有少量，以可溶性氯化物磷酸盐，碳酸盐形式存在或与蛋白质结合。牛乳：主要含Ca,也含有少量K,Na,Mg,P,Cl,S等。蛋类：含人体所需的各类矿物质。

8.4食品中的矿物质8.4食品中的矿物质8.4.1影响矿物质含量的因素

食品中矿物质的含量受各种因素影响土壤、品种、饲料、食品加工8.4.2乳品中的矿物质牛乳中的矿物质表8—4牛乳中矿物质的平均值元素NaKCaMgP总P无ClFeZnCuMn

mg%5014512013957510013.80.30.028.4.3肉类中的矿物质肉类中矿物质含量一般0.8～1.2%表8—5肉类矿物质含量mg%

种类灰分%CaPFeNaKMg猪肉1.291752.37028518牛肉0.8111712.86535518羊肉1.2101471.27529515另外还有ZnCoCuNiMn

肉类是磷、铁的重要来源存在状态：1、Na、K主要存在于体液及软组织中2、Ca、P主要与蛋白质结合—非溶性8.4.4植物产品中的矿物质果蔬是矿物元素的重要来源小白菜100g绝干物含量表灰分KNaMgCaPFe16.4g1.3g1.0g0.2g1.2g0.3g34mgZnCuSeMnCo3.3mg0.3mg23μg2.6mg18μg8.5矿物质的生物有效性一、概述在考虑食品的营养质量时，不仅要考虑其含量，还要考虑其被生物利用的实际利用率，即生物有效性。8.5矿物质的生物有效性二、影响因素1、可消化性(植酸、草酸等影响消化)2、存在形态（可溶、粒细易被吸收）3、相互作用（竞争、化合，协同、拮抗，Ca与Zn拮抗）4、螯合作用(有的有利于吸收，提高生物有效性如：M—氨基酸、血红素、Zn—EDTA；有的干扰、降低生物有效性如：M—植酸)8.6食物中矿物元素的生物有效性1、动物食品与植物食品

动物食品>植物食品的生物有效性2、Ca人对Ca的吸收很不完全，70～80%排泄，易受食物中植酸、草酸、脂肪酸、磷酸盐、pH影响。有利因素：VD、乳糖（可溶）、氨基酸。3、Fe人对Fe的吸收率极低（1～22%），大米1%，玉米3%，小麦5%，蛋3%，鱼11%，肉、肝脏22%。只有Fe2+才被吸收，受植酸盐、草酸盐、磷酸盐、pH、碳酸盐、多酚类的影响。VC、VB2、半胱氨酸有利于吸收。8.7造成矿物质在食品中含量减少的原因1、食品原料的生长条件。2、加工中淋洗、漂白等。可使食品暴露部分的可溶性矿物质流失而减少。3、谷物加工。磨碾去皮（同时也把胚去掉），使矿物质流失。4、水果去皮、去核和蔬菜去掉不可食用部分，也会损失矿物质。

矿物质在食品加工过程中的变化一般加工对其含量的影响矿物质在加工中不会因为光，热，氧等因素而分解，但加工会改变其生物利用性。如，精制，烹调，溶水等会使其含量下降。加工时因容器带入会使其含量增加

如铁锅炒菜等。加工后生物有效性提高如面粉发酵后生物有效性提高30-35%。8.8矿物质对食品性状的影响1、可溶性盐类。在食品加工中易损失，对调节食品的渗透压起较大的作用，使其转移性变易，直接影响食品味道。2、难溶或不溶性盐，在食品中生物利用性差，常给食品带来劣质。粗糙、难看、口感变差。3、大多数螯合物具有特殊功能和特殊的加工特性。磷酸盐—蛋白质沉淀；血红素、叶绿素—色素；血红素-铁十分易于吸收4、大分子结合的矿物质。易于吸收；对食品质地常具有一定的影响。8.9酸性食品与碱性食品8.9.1概念

（1）金属元素在人体内氧化生成Na2OK2OCaO

MgO。含有阳离子金属元素较多的食品在生理上称为碱性食品，如果蔬，豆类等。（2）非金属元素P、S、Cl在体内氧化为PO43-、SO42-、Cl-含有阴离子酸根的非金属元素较多的食品，在体内代谢后的产物大多呈酸性，故在生理上称为酸性食品，如肉，鱼，蛋，米等。8.9酸性食品与碱性食品8.9.2判断方法

采取灰化的方法，再用酸或碱中和来确定。100g食品的灰分→水，用0.1N酸或碱滴定，所消耗的ml数即为食品灰分的酸、碱度。“+”表示碱度“-”表示酸度。8.10碱性食品大部分果、蔬、豆类属碱性食品大豆+2.2，西瓜+9.4，豆腐+0.2，海带+14.6，菜豆+5.2，香蕉+8.4，马铃薯+5.2，梨+8.4，菠菜+12.0，苹果+8.2，胡萝卜+8.3，柿子+6.2黄瓜+4.6，牛乳+0.3248.11酸性食品大麦-2.5，干鱿鱼-48.0，啤酒-4.8，鲤-6.4大部分的肉、鱼、禽、蛋,因为含丰富的含硫蛋白质，米、面粉制品含磷多，所以属酸性食品。猪肉-5.6，稻米-11.7，牛-5.0，面粉-6.5，鸡-7.6面包-0.8，鸡蛋黄-18.8，花生-3.0，虾-1.8

8.12生理酸、碱平衡血液pH=7.35～7.45，适当量的酸性食品与碱性食品，在生理上可以达到酸、碱平衡。一般情况下，易引起酸中毒（主食为酸性食品）。血液颜色加深、粘度增加，胃酸过多，胃溃疡，动脉硬化，疲劳等关于食品营养素的添加,必须符合以下条件1、在相当数量的人群中，所摄入的营养素低于膳食中应有水平。2、用来补充此营养素的食品被该人群消费