食品营养学第七章矿物质与水

食品营养学第七章矿物质与水当人体摄水量减少，或因患病和剧烈运动、高温作业使水分排出过多时，机体会产生失水现象失水占体重2%时会感到口渴，尿少；失水达体重6%以上就会全身乏力，无尿；失水达体重15%以上，就会出现烦躁，眼球内陷，皮肤失去弹性，体温和脉搏增加，血压下降，晚期可能出现昏迷，最后循环衰竭，呼吸停止死亡；若失去体内含水量的20%则很快会死亡。第2页,共75页，2024年2月25日，星期天一、水在体内的分布机体各器官含水量不同器官含水量%血液、淋巴和脑脊液

90肌肉72脂肪组织20-35骨骼25牙齿10

机体总水量分布55%在细胞内液16%在细胞间液7.5%在血浆中其余约22%分布在骨骼软骨及结缔组织中各自总量维持相对独立，保持水在体内的动态平衡。

第3页,共75页，2024年2月25日，星期天二、水的生理功能（一）人体重要成分

不同年龄新生婴儿成年男子成年女子60岁老人含水量%75-80605040-50第4页,共75页，2024年2月25日，星期天(二）调节体温因为水的比热大，加之血液的流动，可调节体温不因为内外环境温度的改变而有明显的变化。(三）润滑作用泪液润滑眼球防止干涩；唾液有利于吞咽；关节滑液、胸腹膜浆液、呼吸道和消化道黏液都有润滑作用。第5页,共75页，2024年2月25日，星期天（四）运输媒介把氧气、营养物质、激素等运送到组织；通过大小便、汗液等把代谢废物和有毒物质排除体外。（五）促进物质代谢水具有溶解性强的特点，可溶解多种物质，参与各种营养素的代谢。产热营养素氧化分解时产生代谢水；体内每存留1g蛋白质和糖类可积留3g水分。第6页,共75页，2024年2月25日，星期天摄入量排出量饮水1180肾脏排尿1125食物（固体、液体）1115粪便排出56糖类、脂肪、蛋白质氧化产生代谢水279肺呼出、皮肤蒸发1214共计约2574共计约2565水平衡+9三、水的需要量、来源

下表为成年人每日水的出入量（ml/24h）

正常情况下，人体对水分的需要量与排除量基本相等，以维持水分的动态平衡,即水平衡第7页,共75页，2024年2月25日，星期天水的需要量与气候、职业、年龄、体重有一定关系正常情况下需水量

成年人：(22.20C）22ml/kg/d（37.80C）38ml/kg/d

10岁儿童:40ml/kg/d婴儿:110ml/kg/d第8页,共75页，2024年2月25日，星期天人体暂时缺水或失水过多消化液的分泌会明显减少，食欲减退体内各种营养物质代谢率减慢，精神不振，工作乏力。暂时水分过多饭前、饭后过量饮水，会稀释消化液，不利于消化。第9页,共75页，2024年2月25日，星期天大量食用蛋白质或脂肪的人必须多喝水（以免血液中丙酮酸积累）。水分代谢与盐类代谢密切相关组织中的钠盐对水分有积蓄作用，患有肾炎、心衰、高血压等疾病时，为防止水肿，必须限制钠盐摄入量。第10页,共75页，2024年2月25日，星期天四、水的硬度与人体健康1、概念（1）水的硬度：指溶解在水中的盐类的含量。以“度”表示，即1L水中钙和镁离子的含量相当于10mg氧化钙时称为1度。（2）暂时硬度：经煮沸可除去所含的重碳酸钙和重碳酸镁称为暂时硬度或碳酸盐硬度。（3）永久硬度：若所含的为硫酸钙和硫酸镁等，则为永久硬度或硫酸盐硬度。（4）总硬度：暂时硬度与永久硬度合称总硬度。

第11页,共75页，2024年2月25日，星期天2、水的硬度分类与应用注意问题硬度分类极软水软

水中等硬度水硬

水极硬水饮用水总硬度饮用水适宜硬度饮料用水硬度硬度＜44～88～1616～30＞30＜2510～20≤8.5（1）硬度分类

第12页,共75页，2024年2月25日，星期天（2）水应用注意问题①硬水影响胃肠消化吸收，导致肠胃功能紊乱、消化不良、腹泻；

硬水烹调蔬菜和鱼肉,不易煮熟，破坏和降低营养价值；

硬水做豆腐：成品量减少营养价值降低；硬水沏茶：改变茶叶色香味降低营养价值；

硬水产生碳酸钙和有机酸钙盐沉淀，影响饮料产品的口味和质量。

水质并非越软越好硬水一经煮沸，即使硬度偏大也可达到适度第13页,共75页，2024年2月25日，星期天②长期饮用软水的地区心血管发病率、死亡率均高于硬水地区；软水流经水管时会使铝、镉等有害金属元素溶出,对健康不利；饮用软水的人群，应注意多吃一些含钙、镁丰富的食物来弥补不足。第14页,共75页，2024年2月25日，星期天7：00：晨起喝一杯淡盐水或凉白开水，清肠排毒，补充夜晚流失的水分。半小时后，再用早餐。8：30：喝250毫升水补水。清晨的忙碌使水分在不知不觉中流失了很多，这时候补水特别重要。11：30：工作一段时间后给自己一杯水放松情绪。科学饮水方法第15页,共75页，2024年2月25日，星期天12：30：午餐半小时后，可以少量喝些水。14：30：喝杯清茶消除疲劳，给身体充充电，这一杯水很重要。17：30：下班前喝点水补水减肥。忙了一天，身体里的水分也消耗得差不多了，这时候补水还能带来肠胃的饱胀感，减少晚餐食量，特别适用于想减肥的人士。22：30：睡前适量饮水降低血液浓度。第16页,共75页，2024年2月25日，星期天第二节矿物质（无机盐）

一、矿物质概述人体矿物质的总量不超过体重的4-5%，但不可缺少。概念：矿物质又称无机盐。人体中除C、H、O、N主要以有机化合物存在而称为有机元素外，其它各种元素无论含量多少统称为矿物质。矿物质既不能在人体内合成，除排泄外也不能在体内代谢中消失。

饮水、食盐和食品添加剂土壤中的矿物质植物吸收动物摄取人体摄入第17页,共75页，2024年2月25日，星期天二、矿物质的分类(一）按照含量分类1、大量元素或常量元素人体内含量在0.01%以上，需要量每天在100mg以上的元素。包括：Ca、P、S、K、Na、Cl、Mg七种。2、微量元素或痕量元素人体内含量在0.01%以下，需要量每天在100mg以下的元素。包括：Fe、Zn、Cu、I、Mn、Mo（钼）、Co、Se、Cr（铬）、Ni（镍）、Si（硅）、F（氟）、V（钒）等。

第18页,共75页，2024年2月25日，星期天(二）按照对人体健康的影响分类1、必需元素指存在于所有机体的健康组织中，并对机体的自身稳定起着十分重要的作用，缺乏时可使机体组织与功能出现异常，补充后可恢复正常的元素。包括上述两类例举的元素和其它陆续发现报道的如：锡、砷、铷、溴、锂等元素。第19页,共75页，2024年2月25日，星期天2、非必需元素相对概念，除目前已被证实的必需元素外的其它元素，即由于土壤中存在，因此在机体内有所发现，但没有发现明显生理功能或伤害作用，缺乏时也不会引起机体异常的元素。3、有毒元素通常是指某些重金属元素，其中以Hg（汞）、镉、Pb（铅）最为需要重点防范。第20页,共75页，2024年2月25日，星期天（三）矿物质的特点①在体内不能合成，必需从食物和饮水中不断摄取②在体内分布极不均匀③相互之间存在互补或拮抗作用④某些在人体需要量少，生理剂量与中毒剂量范围窄注意：所有必需元素在摄入过量时都会有毒拿破仑的死亡之谜第21页,共75页，2024年2月25日，星期天三、矿物质的功能1、机体的重要组成成分；2、维持细胞的渗透压与机体的酸碱平衡；3、保持神经、肌肉的兴奋性。如K、Na提高兴奋性，Ca、Mg离子抑制兴奋性；4、具有机体某些特殊生理机能，如Fe、I等；5、改善食品的感官性状与营养价值多种磷酸盐增加肉制品的持水性和结着性氯化钙是豆腐的凝固剂钙盐和铁盐可用于食品的强化等。6、构成酶系统的活化剂。氯离子对唾液淀粉酶的激活作用第22页,共75页，2024年2月25日，星期天四、矿物质与食品的成酸、成碱作用指摄入的某些食物经过消化、吸收、代谢后变成酸性或碱性物质。体内成碱物质只能直接从食物中吸取，而成酸物质则既可以来自食物，也可以通过食物在体内代谢的中间产物和终产物的形式提供。

第23页,共75页，2024年2月25日，星期天1、成酸食品如肉类、鱼类、蛋类、谷类及其制品（多为主食）富含蛋白质、脂肪和糖类，成分中含成酸元素（Cl、S、P等）较多，在体内代谢后形成酸性物质。体内酸性物质过剩，导致血液偏酸，这样就增加了对钙、镁等碱性元素的消耗，引起缺钙症还会引起各种酸中毒症。

第24页,共75页，2024年2月25日，星期天2、成碱食品如蔬菜、水果等含有碱性元素（K、Na、Ca、Mg等），在体内代谢后则生成碱性物质，能阻止血液等向酸性方面变化，还可降低尿的酸度，增加尿酸的溶解度，因而减少尿酸在膀胱中形成结石的可能。第25页,共75页，2024年2月25日，星期天五、重要的矿物质元素成人(以60kg体重计)体内矿物质元素含量表常量元素含量(g)微量元素含量(mg)微量元素含量(mg)钙(Ca)1200~1500铁(Fe)4200硒(Se)13磷(P)700~900氟(F)2600锰(Mn)12硫(S)300锌(Zn)2300镍(Ni)10钾(K)180铜(Cu)72钼(Mo)9氯(Cl)74碘(I)50铬(Cr)6钠(Na)64硅(Si)24钴(Co)1.5镁(Mg)25钒(V)18第26页,共75页，2024年2月25日，星期天（一）钙（Ca）钙是人体中含量最丰富的矿质元素，仅次于C、H、O、N而居体内元素的第五位。成人体内钙的总量约为1200g，约为体重的1.5～2%。第27页,共75页，2024年2月25日，星期天钙在机体中的存在形式机体中钙99%存在于骨骼和牙齿等硬组织中，主要为羟基磷灰石[3Ca3（PO4）2•Ca（OH）2]，统称为骨钙；其余1%大部分以离子状态、少部分以结合状态存在于软组织及体液中，统称为“混溶钙池”。两者保持动态平衡。第28页,共75页，2024年2月25日，星期天1、生理功能（1）骨钙的生理功能①构成骨骼和牙齿的主要成分，决定其刚性和硬度；②骨钙是人体“混溶钙池”的“钙库”，可为血浆钙的浓度恒定提供保证。③牙齿中的钙不能被置换与添加，故牙齿不能进行自我修复。

第29页,共75页，2024年2月25日，星期天（2）“混溶钙池”中钙的生理功能①与骨钙维持动态平衡。②参与凝血过程，催化凝血酶的形成，降低毛细血管的通透性，防止血管壁破裂，避免致死性出血。③调节神经、肌肉兴奋性正常情况下，血清钙的水平非常恒定，浓度约为9-11mg/100ml，它可受甲状旁腺激素、降钙素和VD的调节：第30页,共75页，2024年2月25日，星期天血清钙浓度下降，可使肌肉和神经兴奋性提高，严重将导致手足抽搐（抽筋）；血清钙过高，则使肌肉和神经兴奋性受到抑制，严重可引起心脏、呼吸衰竭。④是一些酶的激活剂，如Ca2+激活ATP酶、脂酶和蛋白质水解酶等，且是淀粉酶活性必不可少的部分。⑤是一些激素分泌的调节剂。第31页,共75页，2024年2月25日，星期天2、钙的吸收钙吸收主要在小肠上端进行为主动吸收，需要VD运载。吸收率20～30%。①钙吸收的促进因素有机体的需要量，大则有效；适量的VD；一定量的蛋白质和乳糖；乳糖可和钙形成低分子可溶性络合物，增加小肠吸收钙的速度。蛋白质消化分解出来的氨基酸，尤其是赖氨酸和精氨酸，可与钙形成可溶性钙盐，有利于钙吸收。但过量摄入蛋白质，则增加尿钙排出。第32页,共75页，2024年2月25日，星期天②钙吸收的干扰因素VD缺乏；Ca/P比值不当，其中任一元素过多均影响两种元素的吸收，并增加其中较多一种元素的排泄（婴儿理想的Ca/P比值为1.5/1，一岁以上为1/1）；植物性食物中的植酸和草酸能与钙形成不溶性钙盐，影响吸收；膳食脂肪和膳食纤维过高，抑制钙的吸收。第33页,共75页，2024年2月25日，星期天成年人在正常情况下，钙的排泄量等于吸收量。机体从粪、尿和汗液三条途径处理不需要的钙。①肠粘膜上皮细胞的脱落、消化液的分泌排入肠道（约4000mg/d）→重吸收→粪中排出（约100-350mgd）；②尿钙（与钙摄入量和肠吸收钙相关）；③汗液（高温作业者经汗丢失钙可达100mg/d）④乳汁（100～300mg/d）；3、钙的排泄

第34页,共75页，2024年2月25日，星期天4、钙的缺乏症人的一生中，骨骼钙的沉淀与溶解始终不断地进行着幼儿骨钙的沉积大于溶解，所以骨不断增粗加长，如果缺钙，影响骨骼生长；随年龄增大，钙的沉淀逐渐缓慢，到了中老年，约在40岁以后，钙的溶解大于沉积，因而骨质慢慢地疏松，一般女性早于男性，体力活动有减慢骨质疏松的作用。第35页,共75页，2024年2月25日，星期天不同阶段缺钙症名称（1）佝偻病（儿童期）：多汗、易惊、苦恼、抽搐（2）骨质软化症（软骨病，成年期）；（3）骨质疏松症（老年期）；（4）影响胎儿正常发育(孕妇）(5)手足抽搐症（抽筋，各时期）。第36页,共75页，2024年2月25日，星期天儿童佝偻病“Ｏ”型腿“Ｘ”型腿第37页,共75页，2024年2月25日，星期天第38页,共75页，2024年2月25日，星期天骨质疏松症正常人患者骨小梁电子显微照片第39页,共75页，2024年2月25日，星期天两位女士骨质发育过程比较增加骨质质量低峰骨质质量高峰骨质质量骨质质量危险区骨质疏松年龄30绝经期6070第40页,共75页，2024年2月25日，星期天5、钙的过量增加肾结石的危害降钙素分泌过多发生骨硬化第41页,共75页，2024年2月25日，星期天6、钙供给量与食物来源中国营养学会推荐每日由膳食供给钙成人为800mg4-6个月孕妇为1000mg7-9个月孕妇及乳母1500mg老年人、儿童青少年为1200mg

物中钙的来源乳及乳制品为理想钙源：含量丰富吸收率高虾皮、发菜和海带等含钙丰富豆类、蔬菜和油料种子含钙较多第42页,共75页，2024年2月25日，星期天理论上可利用钙量=[钙含量/钙原子量(40)-草酸含量/草酸分子量(90)]X40,

根据计算，有些蔬菜的钙利用值为负数，如圆叶菠菜为-167。因此蔬菜在烹饪时应注意去除其中的草酸，可先焯后食。谷类、蛋黄因分别含有植酸和卵黄磷蛋白之故，也对钙吸收不好。为了补充食品中的钙，可按规定在食品中加入骨粉或蛋壳粉进行营养强化。第43页,共75页，2024年2月25日，星期天不同钙补充剂钙含量及吸收率种类碳酸钙氯化钙磷酸氢钙乳钙柠檬酸钙钙含量%4037231321钙吸收率%27/25/35第44页,共75页，2024年2月25日，星期天成人体内磷含量居于元素第六位,约占体重的1%；磷存在于机体的每一个细胞中,参与几乎所有的代谢反应,它在机体内所起的作用,没有一个必需的矿质元素能够超过它。

(二)磷（P）第45页,共75页，2024年2月25日，星期天磷的主要功能1、结构功能①骨骼牙齿的重要材料②软组织结构的重要成分③细胞核蛋白的主要成分2、非结构功能①贮存能量②组成酶的成分，促进体内代谢③维持细胞的渗透压和体液的酸碱平衡第46页,共75页，2024年2月25日，星期天磷缺乏症状①儿童佝偻病,②成人骨质软化症。③一般不会缺乏。食物来源肉类、粗粮和干果。第47页,共75页，2024年2月25日，星期天（三）铁（Fe）

人体内含铁量不多，但缺铁性贫血和血色素偏低的现象几乎遍及世界所有的国家，由此可见必须重视铁对人体的重要性。第48页,共75页，2024年2月25日，星期天铁是人体中最多的微量元素成人体内含铁量约为3～5g70%存在于血红蛋白、肌红蛋白、血红素酶类等，称为功能性铁30%为体内贮存铁，主要以铁蛋白和含铁血黄素形式存在于肝、脾和骨髓中。（见下表）。第49页,共75页，2024年2月25日，星期天人体内的铁分布名称总量（g）含铁量（mg）含铁百分率（%）血红蛋白900310073肌红蛋白401403.3细胞色素0.83.40.08过氧化氢酶5.04.50.11铁传递蛋白7.53.00.07铁蛋白和血铁黄素3.069016.4未鉴定成分3007.1第50页,共75页，2024年2月25日，星期天1、铁在体内存在的形式与生理功能生物体内铁存在的特点：人体内没有游离的铁离子存在，铁以各种形式与蛋白质结合。第51页,共75页，2024年2月25日，星期天（1）循环铁存在于血红蛋白、肌红蛋白及细胞的一些酶中，执行特定的生理功能的铁。可起到携带运输氧（血红蛋白、肌红蛋白）、参与组织呼吸，推动生物氧化还原反应（细胞色素酶）、清除过氧化氢（过氧化物酶），有利机体健康等作用。第52页,共75页，2024年2月25日，星期天（2）储备铁以铁蛋白（主要储备形式）及含铁血黄素（过量时的沉积物）的形式存在于肝脏、脾脏和骨髓的网状内皮系统中的铁。循环铁与储备铁保持着动态平衡关系。第53页,共75页，2024年2月25日，星期天2、铁的吸收及储留铁的吸收：主要在小肠上部。食物中铁被胃酸作用释放亚铁离子，然后与Vc、糖及氨基酸形成可溶性络合物被吸收进肠黏膜，与脱铁铁蛋白形成含铁铁蛋白并保留在其中。铁的转运身体需要铁时，铁从含铁铁蛋白中释放出来，与运铁铁蛋白结合，随血液循环运往需铁组织。释放出铁的脱铁铁蛋白又重新与肠道中新吸收的铁结合成含铁铁蛋白，储留在肠黏膜细胞中，当饱和时铁吸收停止。第54页,共75页，2024年2月25日，星期天3、铁的排泄与损失一般情况下，铁损失（消化道、泌尿道上皮细胞脱落）量很少（平均每日不超过1mg），因为多数铁可在体内被反复利用。妇女月经日失血量1.4-2mg（一周期失10mg）。第55页,共75页，2024年2月25日，星期天4、铁在食物中的存在形式（1）非血红素型铁或离子铁植物性食物中的铁（2）血红素型铁5、影响铁吸收五因素①化学形式Fe2+＞Fe3+的吸收率。②颗粒大小小而溶解度高的铁盐，生物有效性高。第56页,共75页，2024年2月25日，星期天③食品组成动物性食品中的血红素型铁＞植物性食品中的非血红素型铁的吸收率；Vc可促进Fe3+还原为Fe2+，并可与之形成可溶性络合物而促进铁的吸收；磷酸、草酸和植酸可与铁结合成不可溶性的盐结晶，从而降低铁的吸收；蛋黄铁含量虽高（7mg/100g），但由于其中存在有较高的卵黄磷脂蛋白而明显抑制铁的吸收，从而降低铁的生物有效性；牛奶中含铁量低。第57页,共75页，2024年2月25日，星期天④食品加工饼干在焙烤后可使在面粉中强化的二价铁盐变成三价铁盐，从而降低铁的生物有效性；在食品中添加Vc或去除植酸盐均对铁的生物有效性有利。⑤生理因素人体的机能状态对铁的吸收、利用影响很大，最关键是人体对铁的需要量，缺铁者补充得当，吸收率很高。第58页,共75页，2024年2月25日，星期天5、铁缺乏症出生的新生儿体内含铁量约400mg，可供出生后半年内消耗。缺铁性贫血（irondeficiencyanemia血红细胞数量少于500万个/100ml；血红蛋白低于10g/100ml）。人体一生中有三个时期最需要铁，也最易缺铁：（1）出生头四年；（2）青少年（特别是青春期女孩）；（3）育龄期妇女。第59页,共75页，2024年2月25日，星期天红细胞比较正常人血红细胞缺铁性贫血者血红细胞第60页,共75页，2024年2月25日，星期天6、铁的食物来源与供给量动物性食品及制品较好，肝脏、血制品的生物有效性好。中国营养学会推荐的每日供给量成年男子12mg，女子18mg，孕妇乳母28mg。其实，有时逐渐加大运动强度比补铁对贫血患者的恢复更有效。第61页,共75页，2024年2月25日，星期天（四）锌（Zn）缺乏症：异食癖；食欲不振，生长停滞，性幼稚型，侏儒症、性功能减退食物来源：肉类、贝类和家禽类食物中含锌丰富。

多才多艺的锌，与锌有关的酶类60种以上；每一分子胰岛素中含有两个锌原子，估计锌与胰岛素活性有关。第62页,共75页，2024年2月25日，星期天（五）硒（Se）1980年我国学者研究证实硒可预防克山病（以心肌坏死为特征的地方性心脏病）和大骨节病。这一研究成果被誉为硒研究史上的里程碑之一。第63页,共75页，2024年2月25日，星期天缺硒被认为青少年患大骨节病的重要原因第64页,共75页，2024年2