功能性食品第六章矿物质

第一节矿物质概述矿物质又称无机盐（minerals）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。灰分无机元素一、定义当前1页，总共87页。二、分类含量在体重的0.01%以上，人体需要量在100mg/d以上者钙、磷、硫、钾、钠、氯、镁等矿物质基于在体内的含量和膳食中的需要量不同常量元素或宏量元素：微量元素或痕量元素：含量在体重的0.01%以下，人体需要量在100mg/d以下者当前2页，总共87页。1990年FAO/IAEA/WHO三个国际组织重新界定必需微量元素的定义，按其生物学的作用，可分为三大类：当前3页，总共87页。（1）人体必需的微量元素，共8种，包括碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴及铁。（氟、锰）（2）人体可能的必需微量元素，共5种，包括锰、硅、硼、钒及镍。（3）具有潜在的毒性，但在低剂量时，对人体可能具有必需功能的微量元素，包括氟、铅、镉、汞、砷、铝、锂、锡，共8种。1990年FAO/IAEA/WHO，按生物学作用分为三类当前4页，总共87页。三、生理功能1、机体的重要组成成分2、维持细胞的渗透压3、保持机体的酸碱平衡4、保持神经、肌肉的兴奋性5、具有机体的某些特殊生理功能6、改善食品的感官性状与营养价值当前5页，总共87页。四、特点1、矿物质不能在人体内合成，也不能在体内代谢过程中消失，它在营养中有其特殊性。2、从胎儿到成人，人体的矿物质（灰分）随年龄的增大而增加，在灰分总量增加的过程中，它们之间的比例变动不大。3、除儿童、少年、孕妇、乳母的存留相对增加外，一般人的摄入与排出是相对平衡的。4、所有必需元素在摄入过量时，都会有毒。当前6页，总共87页。第二节常量元素钙、磷、硫、钾、钠、氯、镁当前7页，总共87页。（一）概述是体内含量最丰富的矿物质一、钙成人钙总量1200g，占体重1.5%~2%当前8页，总共87页。99%——硬组织（骨骼和牙齿等）1%——软组织体液成人钙总量1200g，占体重1.5%~2%骨骼钙混溶钙池动态平衡羟磷灰石的结晶[3Ca3(PO4)2·Ca(OH)2]以游离或结合状态[Ca10(PO4)6(OH)2]当前9页，总共87页。当前10页，总共87页。（二）生理功能：是骨骼和牙齿的重要组成成分；参与凝血过程降低毛细管及细胞膜的通透性和神经肌肉的兴奋性；对多种酶有激活作用，且是淀粉酶的活性不可缺少的部分。当前11页，总共87页。当前12页，总共87页。（三）影响钙吸收的因素钙的吸收钙的吸收很不完全，通常有70~80%不被吸收植酸草酸脂肪酸食物纤维（糖醛酸残基）年龄个体机能钙不溶性的钙盐当前13页，总共87页。1、植酸（谷物）或草酸（蔬菜），过多的碱性磷酸盐2、膳食纤维：糖醛酸残基3、脂肪过多或脂肪消化不良时，未被吸收的脂肪酸与钙结合，形成脂肪酸钙4、某些药物：抗酸药、四环素、肝素不利因素：当前14页，总共87页。促进吸收的因素1、维生素D2、蛋白质：AA特别是Lys、Arg3、乳糖4、酸性介质5、钙-磷比婴儿：1.5︰1一岁：1︰1建议——2︰1~1︰2当前15页，总共87页。（四）钙的吸收率与贮留人对钙的需要量大时，钙的吸收率↑随年龄增大吸收率↓膳食中钙含量↑体内钙贮留量↑机体对钙的需要↑体内钙贮留量↑当前16页，总共87页。（五）钙的排泄粪：膳食中未吸收的内源性粪钙（上皮细胞、消化液）尿汗：少量（高温、强体力活动例外）乳汁：100~300mg当前17页，总共87页。（六）钙缺乏儿童：生长发育迟缓，骨、牙质差，

手足抽搐症成年人：骨质疏松症当前18页，总共87页。（六）钙缺乏儿童：佝偻病成年人：骨质疏松常与维生素D缺乏有关，与磷有关缺乏症：肯德基（炸鸡）磷530mg/100g当前19页，总共87页。（七）食物来源与供给量乳和乳制品小虾皮、海带、芝麻、大豆及其制品鱼、硬果类、芝麻酱蔬菜、豆类、油料种子：较多当前20页，总共87页。二、磷（一）概述成人体内约含磷600~900g，占体重1%85%与钙结合存在于骨、牙中10%参与构成软组织广泛分布于体内多种含磷的化合物中当前21页，总共87页。（二）生理功能1、构成骨骼和牙齿

4、参与酸碱平衡的调节2、组成生命的重要物质3、参与能量代谢当前22页，总共87页。分布很广泛蛋类、瘦肉、鱼类、干酪、动物肝、肾海带、芝麻酱、花生、坚果粮谷类含量丰富，但利用率低（植酸）（三）食物来源及适宜摄入量当前23页，总共87页。适宜摄入量（AI）过去：1︰1~1︰1.5婴儿：1.5︰1~2︰1近期研究：0.08︰1~2.40︰118岁以上成人、孕妇、乳母：700mg/d当前24页，总共87页。三、镁（一）概述成人体内含镁20~30g3/5骨骼和牙齿2/5软组织主要分布于：细胞内当前25页，总共87页。（二）生理功能1、是骨牙的组成成分，维持骨骼的正常生长，维持骨细胞的结构和功能；2、是体内多种酶的激活剂，参与体内核酸、碳水化合物、脂类、蛋白质等物质的代谢，并和能量代谢密切相关；3、在细胞内与钙、钾、钠等正离子以及其他相应的负离子协同，维持体内的酸碱平衡和神经肌肉的兴奋性当前26页，总共87页。（三）缺乏肌肉痉挛（颤抖、抽搐）、心率过快、精神错乱、幻觉、定向力障碍、缺乏食欲、倦怠、恶心呕吐神经肌肉兴奋性亢进对血管功能可能有潜在影响对骨矿物质的内稳态有重要作用当前27页，总共87页。（四）食物来源及适宜摄入量植物食品：绿叶蔬菜粗粮、坚果、大豆、海产品花生、芝麻、全谷动物食品：一般含较少当前28页，总共87页。四、钾（potassium）

钾为人体的重要阳离子之一。正常成人体内钾含量约为50mmol／kg，儿童约为40mmol／kg。成年男子略高于女子，为45～55mmol／kg，女子为32mmol／kg。体内钾主要存于细胞内，约占总量的98％，其他存在于细胞外。钾在体内分布与器官的大小及其细胞的数量和质量有关，其中70％的体钾储存于肌肉，10％在皮肤，红细胞内占6％～7％、骨内占6％、脑占4.5％、肝占4.0％，

当前29页，总共87页。四、钾（potassium）（一）钾的生理功能（1）维持糖、蛋白质的正常代谢（2）维持细胞内正常渗透压（3）维持神经肌肉的应激性和正常功能（4）维持心肌的正常功能（5）维持细胞内外正常酸碱平衡和电离子平衡（6）降低血压当前30页，总共87页。四、钾（potassium）（二）钾的缺乏

心律失常包括房性或室性早搏，窦性心动过缓，阵发性心房性、交界性心动过速，房室阻滞，严重时可见室性心动过速，心室扑动或颤动。心电图检查可见ST段下降，T波减低、平坦、双相，最后倒置，出现U波，并逐渐增高，T波和U波相连成驼峰状。长期缺钾，可出现肾功能障碍。表现为多尿、夜尿、口渴、多饮等，尿量多而比重低，由于失钾，可发生低钾低氯性碱中毒。当前31页，总共87页。四、钾（potassium）（三）钾的供给量成年人钾的AI为：2500mg/d孕妇和哺乳期妇女为：2500mg/d当前32页，总共87页。四、钾（potassium）（四）食物来源大部分食物都含有钾，但蔬菜和水果是钾最好的来源。每lOOg谷类中含钾100～200mg，豆类中600～800mg，蔬菜和水果中200～500mg，肉类中含量约为150～300mg，鱼类中200～300mg。每100g食物含量高于800mg以上的食物有紫菜、黄豆、冬菇等。当前33页，总共87页。五、钠（sodium）

食盐(NaCl)是人体获得钠的主要来源。

钠是人体中一种重要无机元素，一般情况下，成人体内钠含量大约为女：3200mmol，男：4170mmol，分别相当于77～100g；约占体重的0.15％，体内钠主要在细胞外液，占总体钠的44％～50％，骨骼中含量也高达40％—47％，细胞内液含量较低，仅9％～10％。，

当前34页，总共87页。五、钠（sodium）（一）钠的生理功能（1）调节体内水分与渗透压（2）维持酸碱平衡（3）钠泵（4）维持血压正常（5）增强神经肌肉兴奋性当前35页，总共87页。五、钠（sodium）（二）钠的缺乏1、引起钠缺乏的原因：人体内钠在一般情况下，不易缺乏，但在某些情况下，如禁食、少食，膳食钠限制过严，摄入量非常低时；高温、重体力劳动、过量出汗、胃肠疾病、反复呕吐、腹泻（泻剂应用）使钠过量排出丢失时；或某些疾病。当前36页，总共87页。五、钠（sodium）（二）钠的缺乏2、缺乏表现钠的缺乏在早期症状不明显，倦怠、淡漠、无神、甚至起立时昏倒。失钠达0.5g／kg体重以上时，可出现恶心、呕吐、血压下降、痛性肌肉痉挛，尿中无氯化物检出。当失钠达0.75～1.2g／kg体重时，可出现恶心、呕吐、视力模糊、心率加速、脉搏细弱、血压下降、肌肉痉挛、疼痛反射消失，以至于淡漠、木僵、昏迷、外周循环衰竭、休克、终因急性肾功能衰竭而死亡。当前37页，总共87页。五、钠（sodium）（三）钠的过量1、急性毒性急性过量摄入食盐(每天达35～40g)可引起急性中毒，出现水肿、血压上升、血浆胆固醇升高、脂肪清除率降低、胃黏膜上皮细胞破裂等。2、高血压与钠关系钠摄入量过多、尿中Na／K比值增高，是高血压的重要因素。3、钠与癌长期摄入较高量的食盐，有可能增加胃癌发生的危险性。当前38页，总共87页。五、钠（sodium）（四）钠的供给量成年人镁的AI为：2200mg/d孕妇和哺乳期妇女为：2200mg/d当前39页，总共87页。中国居民膳食钠适宜摄入量（AL）单位：mg/d当前40页，总共87页。五、钠（sodium）（四）食物来源钠普遍存在于各种食物中，一般动物性食物钠含量高于植物性食物，但人体钠来源主要为食盐(钠)以及加工、制备食物过程中加入的钠或含钠的复合物(如谷氨酸、小苏打即碳酸氢钠等等)，如酱油、盐渍或腌制肉或烟熏食品、酱咸菜类、发酵豆制品、咸味休闲食品等。当前41页，总共87页。第三节微量元素含量在体重的0.01%以下，人体需要量在100mg/d以下者当前42页，总共87页。（1）人体必需的微量元素，共8种，包括碘、锌、硒、铜、钼、铬、钴及铁。（氟、锰）（2）人体可能的必需微量元素，共5种，包括锰、硅、硼、钒及镍。（3）具有潜在的毒性，但在低剂量时，对人体可能具有必需功能的微量元素，包括氟、铅、镉、汞、砷、铝、锂、锡，共8种。1990年FAO/IAEA/WHO，按生物学作用分为三类当前43页，总共87页。一、铁当前44页，总共87页。功能铁70%，血红蛋白肌红蛋白含铁的酶（细胞色素酶）运铁蛋白贮备铁30%，铁蛋白含铁血黄素人体中必需微量元素含量最多的一种与蛋白质结合大部分肝、脾、骨髓当前45页，总共87页。(含量mg/kg体重)成人(18-44岁)体内铁的分布当前46页，总共87页。（一）生理功能参与氧和二氧化碳的运送、交换和组织呼吸过程；是细胞色素系统、过氧化氢酶、过氧化物酶的组成成分，在呼吸和生物氧化过程中起重要作用当前47页，总共87页。（二）铁在体内的动态当前48页，总共87页。当前49页，总共87页。（三）缺乏症缺铁性（营养性）贫血是全球特别是发展中国家也是我国的主要营养素缺乏病之一生长阶段的儿童、青春期女青年、孕妇、乳母若膳食不足，更易造成营养性贫血当前50页，总共87页。血红蛋白男子Hb＜130g/L女子Hb＜120g/L孕妇Hb＜110g/L当前51页，总共87页。贫血症状：皮肤粘膜苍白、易疲劳、头晕、畏寒、气促、心动过速、记忆力减退等当前52页，总共87页。（四）影响铁吸收的因素胃酸食物中的铁血红素铁非血红素铁吸收方式不同血红素铁：以卟啉铁的形式直接被肠粘膜上皮细胞吸收非血红素铁：Fe3+Fe2+因素不影响血红素铁的吸收当前53页，总共87页。维生素C促进非血红素铁吸收的因素动物组织蛋白质，氨基酸（胱氨酸、赖氨酸）乳酸、柠檬酸乳糖、蔗糖、葡萄糖维生素A、维生素B2钙（含量丰富）当前54页，总共87页。不利铁吸收的因素卵黄磷蛋白大量钙盐或乳制品中的钙磷酸盐、草酸盐、植酸盐膳食纤维多酚类化合物：茶、咖啡胃酸缺乏患者，大量服用抗酸药物当前55页，总共87页。（五）食物来源及适宜摄入量动物血、肝脏、鸡肫瘦肉、禽肉、鱼类鸡蛋黄（吸收率低，婴儿）动物性食物：当前56页，总共87页。（五）食物来源及适宜摄入量紫菜、芝麻（芝麻酱）大豆油菜、苋菜、芹菜、韭菜植物性食物：菌藻类：红蘑、口蘑、黑木耳当前57页，总共87页。二、锌（一）概述人体含锌约1.5~2.5克，是仅次于铁的微量元素。所有人体组织均可有痕量的锌，但主要集中与肝脏、肌肉、骨骼、皮肤和头发中。当前58页，总共87页。（三）生理功能是体内许多酶的组成成分或酶的激活剂与蛋白质的合成，以及DNA、RNA的代谢有关胰岛素的组成成分与蛋白质味觉素有关当前59页，总共87页。（三）生理功能是体内许多酶的组成成分或酶的激活剂乙醇脱氢酶、碱性磷酸酶、羧肽酶当前60页，总共87页。当前61页，总共87页。ActivesiteconfigurationofCu,Zn-SODbasedoncrystalstructure当前62页，总共87页。（四）缺乏1、儿童生长发育缓慢或停滞（缺锌性侏儒症）；2、青少年：第二性征发育不全，性机能低下，性发育迟缓；3、食欲缺乏，“异食癖”（pica）；4、创伤组织愈合缓慢、复发性口腔溃疡；5、免疫力下降，免疫功能不良6、皮肤表现7、孕妇缺锌：胎儿畸形当前63页，总共87页。（五）食物来源与推荐摄入量生物利用率动物性食物＞植物性食物含量高蛋白食物＞海产品＞奶、蛋＞蔬菜、水果当前64页，总共87页。锌的优质来源（mg/100g）当前65页，总共87页。三、碘（一）概述成人体内含碘20~50mg甲状腺内含碘最多（30%），浓集碘的能力最强只有甲状腺能利用碘合成甲状腺素碘在甲状腺中以甲状腺激素存在当前66页，总共87页。（二）生理功能参与甲状腺素合成——T4、T3糖、脂肪的氧化↑ATP↑能量↑维持正常代谢，促进生长发育当前67页，总共87页。（三）缺乏症地方性甲状腺肿（简称地甲肿）地方性克汀病（简称地克病）多发生：儿童、女性发育期和妊娠期当前68页，总共87页。（四）食物来源及推荐摄入量海产品：海带、紫菜、发菜、淡菜等水、食盐碘盐：KI/食盐——1︰100000摄入15g食盐~112μg碘当前69页，总共87页。某些海产品的含碘量（μg/kg）当前70页，总共87页。四、硒（一）概述人体：14~21mg分布于所有组织器官，肾和肝中浓度最高，肌肉中总量最多。体内硒的主要存在形式：硒半胱氨酸、硒蛋氨酸硒蛋白含硒蛋白当前71页，总共87页。（二）生理功能1、抗氧化作用2、调节甲状腺激素代谢3、维持正常机体免疫4、抗癌作用5、拮抗重金属毒性当前72页，总共87页。（二）生理功能1、抗氧化作用2、调节甲状腺激素代谢3、维持正常机体免疫4、抗癌作用5、拮抗重金属毒性谷胱甘肽过氧化物酶通过GSH·Px发挥抗氧化作用，防止氢过氧化物在细胞内堆积及保护细胞膜当前73页，总共87页。（二）生理功能1、抗氧化作用2、调节甲状腺激素代谢3、维持正常机体免疫4、抗癌作用5、拮抗重金属毒性碘甲腺原氨酸脱碘酶当前74页，总共87页。（二）生理功能1、抗氧化作用2、调节甲状腺激素代谢3、维持正常机体免疫4、抗癌作用5、拮抗重金属毒性细胞免疫体液免疫当前75页，总共87页。（二）生理功能1、抗氧化作用2、调节甲状腺激素代谢3、维持正常机体免疫4、抗癌作用5、拮抗重金属毒性江苏省启东县河南省林县美国当前76页，总共87页。（三）缺乏症克山病（预防：亚硒酸钠）大骨节病（治疗：亚硒酸盐、VE）当前77页，总共87页。（四）食物来源和推荐摄入量内脏和海产品：40~150μg/100g瘦肉：10~40μg/100g谷物：10~80μg/100g乳制品：10~30μg/100g大蒜水果蔬菜：10μg/100g同一食物不同地区，差别大当前78页，总共87页。五、铬（chromium，Cr）铬在1948年被认识是动植物体内的组成成分，1954年发现铬有生物活性，1957年报道从猪胃中提取出一种称为“葡萄糖耐量因子”(glucosetolerancefactor，GTF)的化合物，能够恢复大鼠受损的葡萄糖耐量，并由此确定铬是动物营养的必需微量元素。后来，给葡萄糖耐量受损的营养不良儿童口服三氯化铬补充物，发现其葡萄糖清除率有所改善。此后，又发现因长期肠道外营养病人表现出相对葡萄糖耐受和周围或中枢神经系统病理变化，加入250μg氯化铬后，其外源性胰岛素需要明显降低，血中循环葡萄糖和游离脂肪酸水平降低。

当前79页，总共87页。五、铬（chromium，Cr）铬是一种多价元素，能以若干不同价态存在，其中以二价、三价及六价最为常见。自然界大量的铬是以三价状态存在于铬铁矿，重铬酸盐是由铬铁矿为原料生产，并与铬酸盐广泛用于化学工业。大量人群对三价铬的接触是通过食物摄入，但未见有危害健康的报道。当前80页，总共87页。五、铬（chromium，Cr）六价铬对人毒性较大，可引起急性及慢性中毒，而二价及三价铬化合物尚缺少明确的资料证实可引起中毒作用，六价铬可引起皮肤溃疡、皮炎、过敏皮炎反应及过敏性喘息，还可引起黏膜溃疡及鼻中隔穿孔。六价铬化合物吸人可引起支气管瘤及肺癌，并已在人群证实。动物实验表明六价铬化合物尚可引起腺癌、肉瘤及皮肤癌。六价铬亦是致突变原。

当前81页，总共87页。五、铬（chromium，Cr）(一)分布人体内各部分都存在铬，并主要以三价铬的形式存在，但铬在生物组织中的浓度极低。正常人体内总共只含有6—7