食品分析礦物質(zhì)

1、 礦質(zhì)元素成員：駱俊 林梓萌 謝基隆 歐陽(yáng)岑伊 劉茹萍 彭瑩瑩 周健 高煜 陳德旺 何坤侖 目錄7.17.27.37.47.5知識(shí)點(diǎn) 食品中礦物質(zhì)元素的定義和分類 食品中礦物質(zhì)元素的營(yíng)養(yǎng)性和有害性 食品中礦物質(zhì)元素的理化性質(zhì) 食品中礦物質(zhì)元素的存在狀態(tài)及其生物利用率 食品中礦物質(zhì)元素的含量的影響因素本章要點(diǎn)與難點(diǎn) 食品中礦物質(zhì)元素的理化性質(zhì) 食品中礦物質(zhì)元素的存在狀態(tài)及其生物利用率 食品加工及貯藏方式對(duì)礦物質(zhì)元素的含量的影響化學(xué)元素的定義與分類1食品中礦質(zhì)元素的營(yíng)養(yǎng)性23食品中礦質(zhì)元素的有害性灰化灰食品中礦物質(zhì)元素：除去食品中以有機(jī)物形式存在的C、H、O、N之外的無(wú)機(jī)元素。1.化學(xué)元素的定義與

2、分類 常量微量根據(jù)人體內(nèi)含量水根據(jù)人體內(nèi)含量水平和需求量平和需求量1.化學(xué)元素的定義與分類分類生命必須元素（O、C、H、N、Na等潛在的有益元素或輔助元素（少有益，多則有害）有害元素（含量少無(wú)益，含量稍多有害）1.化學(xué)元素的定義與分類人體內(nèi)存在元素根據(jù)其營(yíng)養(yǎng)性大致可分為3類1許多酶的組成成分或激活劑Cu是多酚氧化酶的組成成分，Mg、Zn等存在為多種水解酶活性所必須。2Ca、 P、Mg等是構(gòu)成骨骼、牙齒的主要成分3維持細(xì)胞的滲透壓、細(xì)胞膜的通透性、體內(nèi)的酸堿平衡及神經(jīng)傳導(dǎo)等與礦質(zhì)有密切關(guān)系人體內(nèi)某些成分只有礦質(zhì)元素存在時(shí)才有其功能性。VB12只有Co的存在才有其功能性，血紅素、甲狀腺素的功能分別

3、與Fe和I的存在有密切關(guān)系。2.食品中礦質(zhì)元素的營(yíng)養(yǎng)性3.食品中礦質(zhì)元素的有害性大量研究表明，任何一種元素都有正反兩方面的效應(yīng)，大量研究表明，任何一種元素都有正反兩方面的效應(yīng)，尤其是微量元素大多存在量效關(guān)系。必需元素雖是人尤其是微量元素大多存在量效關(guān)系。必需元素雖是人體所必需的，但攝入過(guò)多也會(huì)產(chǎn)生有害性。體所必需的，但攝入過(guò)多也會(huì)產(chǎn)生有害性。 理化性質(zhì)512347.27.2食品中礦物質(zhì)元素的理化性質(zhì)食品中礦物質(zhì)元素的理化性質(zhì)1.在水溶液在水溶液中中的溶解性的溶解性礦物質(zhì)元素的生物利用率和活性取決于它們?cè)谒械娜芙庑浴５V物質(zhì)元素的生物利用率和活性取決于它們?cè)谒械娜芙庑?。食品中礦物質(zhì)元素溶解性主

4、要取決于以下三種因素：食品中礦物質(zhì)元素溶解性主要取決于以下三種因素：很大程度上取決于元素本身的性質(zhì)（A族和A族元素在食品中以游離的離子形式）食品的pH（一般來(lái)說(shuō)，pH越低，礦物質(zhì)元素的溶解性越高）食品的構(gòu)成（食品中的蛋白質(zhì)，氨基酸等與礦物質(zhì)元素形成不同類型配合物，從而有利于礦物質(zhì)元素的溶解2. 酸堿性酸堿性酸和堿可通過(guò)改變食品的pH值來(lái)影響食品中組分的功能性質(zhì)和穩(wěn)定性Lewis酸堿理論Lewis酸:具有接受電子對(duì)的空軌道的物質(zhì)Lewis堿:能夠提供電子對(duì)的物質(zhì)Lewis酸堿理論可以很好地解釋不同價(jià)態(tài)的同一微量元素酸堿理論可以很好地解釋不同價(jià)態(tài)的同一微量元素可以形成多種復(fù)合物，參與不同的生化過(guò)程

5、，具有不同的營(yíng)可以形成多種復(fù)合物，參與不同的生化過(guò)程，具有不同的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值養(yǎng)價(jià)值3.氧化還原性氧化還原性示例：食品中的鐵元素存在Fe2+與Fe3+兩種價(jià)態(tài)（Fe2+是生物有效價(jià)態(tài)，而Fe3+積累較多時(shí)會(huì)產(chǎn)生有害性）Fe2+Fe3+一定條件1.食品中的礦物質(zhì)元素常常具有不同的價(jià)態(tài)，因而表現(xiàn)出不同的氧化還原性質(zhì)。3.同一元素不同價(jià)態(tài)之間存在著化學(xué)平衡關(guān)系2.在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，同時(shí)伴隨著電子、質(zhì)子或氧的轉(zhuǎn)綜上所述：價(jià)態(tài)的變綜上所述：價(jià)態(tài)的變化和相互轉(zhuǎn)換的平衡化和相互轉(zhuǎn)換的平衡反應(yīng)，不僅可以影響反應(yīng)，不僅可以影響到食品的物理和感官到食品的物理和感官性質(zhì)，也會(huì)影響到組性質(zhì)，也會(huì)影響到組織和器官中的

6、環(huán)境特織和器官中的環(huán)境特性，從而影響其生理性，從而影響其生理功能，表現(xiàn)出營(yíng)養(yǎng)性功能，表現(xiàn)出營(yíng)養(yǎng)性或有害性或有害性4.微量元素的濃度微量元素的濃度研究表明，微量元素的濃度和存在狀態(tài)將會(huì)研究表明，微量元素的濃度和存在狀態(tài)將會(huì)影響各種生化反應(yīng)對(duì)生命體的作用。影響各種生化反應(yīng)對(duì)生命體的作用。但實(shí)際上確定礦物質(zhì)元素對(duì)生命活動(dòng)的作用但實(shí)際上確定礦物質(zhì)元素對(duì)生命活動(dòng)的作用除與濃度有關(guān)外，還與礦物質(zhì)元素的價(jià)態(tài)、除與濃度有關(guān)外，還與礦物質(zhì)元素的價(jià)態(tài)、存在形態(tài)、膳食結(jié)構(gòu)等有關(guān)。因此，目前僅存在形態(tài)、膳食結(jié)構(gòu)等有關(guān)。因此，目前僅用食品中礦物質(zhì)元素含量或濃度來(lái)判斷某種用食品中礦物質(zhì)元素含量或濃度來(lái)判斷某種礦物質(zhì)元素作

7、用是有其局限性的。礦物質(zhì)元素作用是有其局限性的。5.金屬離子的相互作用金屬離子的相互作用機(jī)體對(duì)金屬離子元素的吸收有時(shí)會(huì)發(fā)生拮抗作機(jī)體對(duì)金屬離子元素的吸收有時(shí)會(huì)發(fā)生拮抗作用，這可能與它們競(jìng)爭(zhēng)載體有關(guān)。用，這可能與它們競(jìng)爭(zhēng)載體有關(guān)。如：過(guò)多的鐵可以抑制鋅、錳等元素的吸收如：過(guò)多的鐵可以抑制鋅、錳等元素的吸收金屬的螯合效應(yīng)金屬的螯合效應(yīng)7.3食品中礦物質(zhì)元素的存在狀態(tài)及生物利用率食品中礦物質(zhì)元素的存在狀態(tài)及生物利用率根據(jù)其層次，分離和測(cè)定手段不同劃分為以下幾種依層次劃分依分離手段劃分：如用螯合樹(shù)脂分離時(shí)分為依分離手段劃分：如用螯合樹(shù)脂分離時(shí)分為“穩(wěn)定態(tài)穩(wěn)定態(tài)”和和“不穩(wěn)定態(tài)不穩(wěn)定態(tài)”依測(cè)定手段劃分：

8、如陽(yáng)極溶出伏安法測(cè)定中分依測(cè)定手段劃分：如陽(yáng)極溶出伏安法測(cè)定中分“活性態(tài)活性態(tài)”和和“非活性態(tài)非活性態(tài)”溶解態(tài)和非溶解膠態(tài)和非膠態(tài)有機(jī)態(tài)和無(wú)機(jī)態(tài)離子態(tài)和非離子態(tài)配位態(tài)和非配位價(jià)態(tài)1.食品中礦物質(zhì)元素的存在狀態(tài)食品中礦物質(zhì)元素的存在狀態(tài) 1.食品中礦物質(zhì)元素的存在狀態(tài)食品中礦物質(zhì)元素的存在狀態(tài)存在狀態(tài)分析可分為3個(gè)層次初級(jí)態(tài)分析初級(jí)態(tài)分析旨在考察該成分的溶解情況。相當(dāng)于區(qū)分溶解態(tài)和非溶解態(tài)；部分有機(jī)態(tài)和無(wú)機(jī)態(tài)。高級(jí)狀態(tài)分析高級(jí)狀態(tài)分析指對(duì)各種狀態(tài)在分子水平上的研究，確定溶液中的配合物組成、離子的電荷、元素的價(jià)態(tài)及各種成分的優(yōu)勢(shì)分布等次級(jí)狀態(tài)分析次級(jí)狀態(tài)分析進(jìn)一步區(qū)分有機(jī)態(tài)和無(wú)機(jī)態(tài)、離子態(tài)和非離子

9、態(tài)、配位態(tài)和非配位態(tài)1.食品中礦物質(zhì)元素的存在狀態(tài)食品中礦物質(zhì)元素的存在狀態(tài)食品中礦物質(zhì)元素的存在狀態(tài)不同，其營(yíng)養(yǎng)性及安全性都不同。舉例：營(yíng)養(yǎng)性膳食中血紅素鐵雖然比非血紅素鐵所占的比例少，但其吸收率卻比非血紅素鐵高2-3倍，且很少受其他膳食因素包括鐵吸收抑制因子的影響。許多因素可促進(jìn)或抑制非血紅素鐵的吸收，最明確的促進(jìn)劑是維生素C。肉類中存在的一些因子也可促進(jìn)非血紅素鐵的吸收，而全谷類和豆類組成的膳食中鐵的吸收較差。安全性適量的Cr3+是人體所必需的微量元素，而Cr6+有毒，Cr2O72-是強(qiáng)致癌物質(zhì)。由此可見(jiàn)，評(píng)價(jià)某礦物質(zhì)元素的營(yíng)養(yǎng)性及毒性，必須要考慮它們?cè)谑称分械拇嬖跔顟B(tài)。2.食品中礦物質(zhì)

10、元素的生物利用率食品中礦物質(zhì)元素的生物利用率評(píng)判食品中礦物質(zhì)元素的生物利用率是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，測(cè)定礦物質(zhì)元素的生物利用率的方法主要有以下幾種平衡法衡法2.食品中礦物質(zhì)元素的生物利用率食品中礦物質(zhì)元素的生物利用率礦物質(zhì)元素的生物利用率與很多因素有關(guān)，主要有以下六個(gè)方面：礦物質(zhì)元素在水中的溶解性和存在狀態(tài)礦物質(zhì)元素之間的相互作用螯合效應(yīng)其他營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入量的影響人體的生理狀態(tài)食物的營(yíng)養(yǎng)組成7.4 食品中礦物質(zhì)元素的含量及影響因素食品中礦物質(zhì)元素的含量及影響因素食品種類不同，其所含的礦物質(zhì)元素含量也不同。除原料不同對(duì)食品中礦物質(zhì)元素含量有影響外，即使是用同一種原料加工的食品，由于原料的生長(zhǎng)環(huán)境、食品加工

11、及貯藏方式等因素的不同，其所含礦物質(zhì)含量也會(huì)有所不同。此外，礦物質(zhì)元素在加工過(guò)程中有可能作為直接或間接添加劑進(jìn)入食品，這是一種十分易變的因素。如下表部分食品中礦物質(zhì)含量4 食品中礦物質(zhì)元素的含量及影響因素食品中礦物質(zhì)元素的含量及影響因素食品中礦物質(zhì)元素的含量食品食品CaMgPNaKFeZnCuSe炒雞蛋57132602901382.12.00.068白面包35630144310.80.20.048全麥面包202674180501.51.00.1016無(wú)鹽通心粉513381221.00.40.0719.0速食米飯1042815420.40.60.0113.0熟黑豆246112013052.01.

12、00.186.9紅腰果254012623563.00.90.211.9加工加工生產(chǎn)生產(chǎn)儲(chǔ)存方式儲(chǔ)存方式影響影響因素因素7.4食品中礦物質(zhì)元素的含量及影響1 食品原料生產(chǎn)對(duì)食品中礦物質(zhì)元素含量的影響食品原料生產(chǎn)對(duì)食品中礦物質(zhì)元素含量的影響植物源食品中礦物質(zhì)元素的含量在很大程度上受到環(huán)境因素的影響，而且對(duì)于同一植物由于品種不同，品種間各種礦物質(zhì)元素含量均有不同程度的差別。動(dòng)物源食品礦物質(zhì)含量相對(duì)于植物源食品總體變化較小，但與動(dòng)物的種類、品種、部位及喂養(yǎng)的飼料有較大關(guān)系。2 加工對(duì)食品中礦物質(zhì)元素含量的影響加工對(duì)食品中礦物質(zhì)元素含量的影響加工對(duì)礦物質(zhì)含量影響1加工預(yù)處理對(duì)礦物質(zhì)元素含量的影響2食品加

13、工工藝不同對(duì)食品中礦物質(zhì)元素含量的影響3食品加工方法對(duì)礦物質(zhì)元素含量的影響4添加礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑對(duì)礦物質(zhì)元素含量的影響食品加工中原料最初的淋洗及整理、除去下腳料的過(guò)程是食品中礦物質(zhì)損失的主要途徑。（例如，水果和蔬菜在加工前通常要進(jìn)行去皮處理，芹菜、萵筍等蔬菜要進(jìn)行去葉處理，大白菜等蔬菜要去除外層老葉等）在烹調(diào)或熱燙過(guò)程中礦物質(zhì)也有大量損失，這主要是緣于礦物質(zhì)在水中的溶解。有些元素在食品中呈游離態(tài)，如K、Na，它們?cè)谄?、燙過(guò)程中是極易損失的；而有些元素以不溶性的復(fù)合物形式存在，如Ca，在漂、燙過(guò)程中則不易洗去1加工預(yù)處理對(duì)礦物質(zhì)元素含量的影響谷物中的礦物質(zhì)成分主要分布于糊粉層和胚組織中，因而谷物

14、磨碎時(shí)會(huì)損失大量的礦物質(zhì)，損失量隨碾磨的精細(xì)程度的提高而增加，所以磨得越細(xì)，礦物質(zhì)元素?fù)p失就越大，但各種礦物質(zhì)的損失程度有所不同。但是，在大豆加工中卻有所不同，大豆加工主要是脫脂、分離、濃縮等過(guò)程，大豆經(jīng)過(guò)加工過(guò)程后，其中的礦物質(zhì)含量基本沒(méi)有什么變化（除硅外）2食品加工工藝不同對(duì)食品中礦物質(zhì)元素含量的影響對(duì)土豆采取不同的加工處理，其中所含的Cu元素就發(fā)生了一定的變化，結(jié)果表明，油炸土豆和去皮土豆中Cu含量有所增加，結(jié)果見(jiàn)表7-10。此外，食品的不當(dāng)烹調(diào)也可能帶來(lái)礦物質(zhì)生物利用率的降低。例如：含較多草酸的食品如果不經(jīng)過(guò)焯水處理，與含鈣豐富的食品同烹，可能使其中部分鈣無(wú)法被人體吸收利用。3食品加工

15、方法對(duì)礦物質(zhì)元素含量的影響加工方式對(duì)土豆中的加工方式對(duì)土豆中的Cu含量的影響含量的影響加工方式加工方式Cu增、減增、減/%加工方式加工方式Cu增、減增、減/%原料0.210.00土豆泥0.1052.38水煮0.1052.38法式炸土豆0.27+28.57焙烤0.1814.29快餐土豆0.1719.05油炸土豆片0.29+36.20去皮土豆0.34+61.90對(duì)食品進(jìn)行礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化是提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要途徑，所以在食品中添加礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑也是食品中礦物質(zhì)元素含量變化的一個(gè)重要渠道。在食品中經(jīng)常被強(qiáng)化的礦物質(zhì)包括鈣、鐵、鋅和碘。除了以上因素外，加工用水、加工設(shè)備、加工輔料及添加劑等也會(huì)影響食品

16、中礦物質(zhì)元素的含量。例如：用鹵水或石膏點(diǎn)鹵生產(chǎn)豆腐，使豆制品含鈣豐富；化學(xué)膨發(fā)可能提高食品中鈉、磷、鋁等元素的含量;用亞硫酸鹽或二氧化硫進(jìn)行護(hù)色處理可能帶來(lái)硫含量的上升等4添加礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑對(duì)礦物質(zhì)元素含量的影響 4.貯藏方式對(duì)食品中礦物質(zhì)元素含量的影響貯藏方式對(duì)食品中礦物質(zhì)元素含量的影響食品中礦物質(zhì)元素的含量還能夠通過(guò)與包裝材料的接觸而改變。在罐頭食品中，由于金屬與食品中含硫氨基酸反應(yīng)生成硫化黑斑，會(huì)造成含硫氨基酸的損失，降低食品中硫元素的含量；而在馬口鐵罐頭食品中，鐵和錫離子的含量明顯上升。表7-11列舉了罐裝食品中液態(tài)和固態(tài)部分的部分礦物質(zhì)元素的含量變化。蔬菜罐頭中礦質(zhì)元素分布蔬菜罐頭中礦質(zhì)元素分布蔬菜蔬菜罐罐組分組分AlSnFe綠豆LaL0.1052.8S0.7104.8菜豆LaL0.0759.8S0.151026小粒青豌豆LaL0.041010S0.552012旱芹菜心LaL0.13104.0S1.50203.4甜玉米LaL0.04101.0S0.30206.4蘑菇PL0.01155.1S0.0455167.5 本章小結(jié)本章小結(jié)食品中存在著含量不等的礦物質(zhì)元素，其中有許多是人類營(yíng)養(yǎng)必不可少的。這些礦物質(zhì)元素以無(wú)機(jī)態(tài)或者有機(jī)鹽類的形式存在，或者與