食品分析礦物質(zhì)

關(guān)于食品分析礦物質(zhì)第1頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六目錄7.17.27.37.47.5概述食品中礦質(zhì)元素的理化性質(zhì)礦質(zhì)元素在食品中的存在狀態(tài)及生物利用率食品中礦質(zhì)元素含量及其影響小結(jié)與思考第2頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六知識點食品中礦物質(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第3頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六本章要點與難點食品中礦物質(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礦物質(zhì)元素的含量的影響第4頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六化學元素的定義與分類1食品中礦質(zhì)元素的營養(yǎng)性23食品中礦質(zhì)元素的有害性7.1概述第5頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六灰化灰食品中礦物質(zhì)元素：除去食品中以有機物形式存在的C、H、O、N之外的無機元素。1.化學元素的定義與分類第6頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六

常量微量體內(nèi)含量>0.01%,需要量>100mg/d，體內(nèi)含較多的有Ca、P、S、Na、K、Cl、Mg等僅含微量或超微量，有Fe、I、Cu、Zn、Se、Mo、Co、Cr、Mn、F、Ni、Si、Sn、V等。根據(jù)人體內(nèi)含量水平和需求量1.化學元素的定義與分類分類第7頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六生命必須元素（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（含量少無益，含量稍多有害）1.化學元素的定義與分類人體內(nèi)存在元素根據(jù)其營養(yǎng)性大致可分為3類第8頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六1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。2礦質(zhì)元素是人體諸多組織的構(gòu)成成分Ca、P、Mg等是構(gòu)成骨骼、牙齒的主要成分3維持細胞的滲透壓、細胞膜的通透性、體內(nèi)的酸堿平衡及神經(jīng)傳導等與礦質(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與Fe和I的存在有密切關(guān)系。2.食品中礦質(zhì)元素的營養(yǎng)性4第9頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六重金屬元素破壞生物分子活性基團中的功能基(鎘汞等金素元素與酶中Cys殘基的—SH結(jié)合，從而破壞—SH參與的酶促反應(yīng)，引起中毒）置換生物分子中必須的金素離子（鋇取代蛋白激酶中原有的鎂，從而抑制酶的活性）改變生物大分子構(gòu)象或高級結(jié)構(gòu)（使生物大分子失去原有的生物活性）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)，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，但攝入過多也會產(chǎn)生有害性。第10頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六

理化性質(zhì)酸堿性氧化還原性微量元素的濃度512347.2食品中礦物質(zhì)元素的理化性質(zhì)在水溶液中的溶解性金素離子之間的相互作用及螯合效應(yīng)第11頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六1.在水溶液中的溶解性礦物質(zhì)元素的生物利用率和活性取決于它們在水中的溶解性。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)（ⅠA族和ⅦA族元素在食品中以游離的離子形式）食品的pH（一般來說，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)元素的溶解第12頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六2.

酸堿性酸和堿可通過改變食品的pH值來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:具有接受電子對的空軌道的物質(zhì)Lewis堿:能夠提供電子對的物質(zhì)Lewis酸堿理論可以很好地解釋不同價態(tài)的同一微量元素可以形成多種復合物，參與不同的生化過程，具有不同的營養(yǎng)價值第13頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六3.氧化還原性示例：食品中的鐵元素存在Fe2+與Fe3+兩種價態(tài)（Fe2+是生物有效價態(tài)，而Fe3+積累較多時會產(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.同一元素不同價態(tài)之間存在著化學平衡關(guān)系2.在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，同時伴隨著電子、質(zhì)子或氧的轉(zhuǎn)綜上所述：價態(tài)的變化和相互轉(zhuǎn)換的平衡反應(yīng)，不僅可以影響到食品的物理和感官性質(zhì)，也會影響到組織和器官中的環(huán)境特性，從而影響其生理功能，表現(xiàn)出營養(yǎng)性或有害性第14頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六4.微量元素的濃度研究表明，微量元素的濃度和存在狀態(tài)將會影響各種生化反應(yīng)對生命體的作用。但實際上確定礦物質(zhì)元素對生命活動的作用除與濃度有關(guān)外，還與礦物質(zhì)元素的價態(tài)、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)元素含量或濃度來判斷某種礦物質(zhì)元素作用是有其局限性的。第15頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六5.金屬離子的相互作用機體對金屬離子元素的吸收有時會發(fā)生拮抗作用，這可能與它們競爭載體有關(guān)。如：過多的鐵可以抑制鋅、錳等元素的吸收第16頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六金屬的螯合效應(yīng)螯合物：就是由多齒配位體以多個配位鍵與一個金屬離子相結(jié)合，在空間上能夠形成以金屬離子為中心的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。食品中許多金屬離子也可與食品的有機分子呈配位結(jié)合，形成配位化合物或螯合物，且金屬元素所處的配合物狀態(tài)，對其營養(yǎng)與功能有重要的影響。例：Fe以血紅素的形式存在，才具有攜帶氧的功能；Mg以葉綠素形式存在才具有光合作用。第17頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六7.3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：如用螯合樹脂分離時分為“穩(wěn)定態(tài)”和“不穩(wěn)定態(tài)”依測定手段劃分：如陽極溶出伏安法測定中分“活性態(tài)”和“非活性態(tài)”溶解態(tài)和非溶解膠態(tài)和非膠態(tài)有機態(tài)和無機態(tài)離子態(tài)和非離子態(tài)配位態(tài)和非配位價態(tài)1.食品中礦物質(zhì)元素的存在狀態(tài)第18頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六

1.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個層次初級態(tài)分析旨在考察該成分的溶解情況。相當于區(qū)分溶解態(tài)和非溶解態(tài)；部分有機態(tài)和無機態(tài)。高級狀態(tài)分析指對各種狀態(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、元素的價態(tài)及各種成分的優(yōu)勢分布等次級狀態(tài)分析進一步區(qū)分有機態(tài)和無機態(tài)、離子態(tài)和非離子態(tài)、配位態(tài)和非配位態(tài)第19頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六1.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)不同，其營養(yǎng)性及安全性都不同。舉例：營養(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。許多因素可促進或抑制非血紅素鐵的吸收，最明確的促進劑是維生素C。肉類中存在的一些因子也可促進非血紅素鐵的吸收，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-是強致癌物質(zhì)。由此可見，評價某礦物質(zhì)元素的營養(yǎng)性及毒性，必須要考慮它們在食品中的存在狀態(tài)。第20頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六

2.食品中礦物質(zhì)元素的生物利用率

評判食品中礦物質(zhì)元素的生物利用率是一個復雜的過程，測定礦物質(zhì)元素的生物利用率的方法主要有以下幾種

化學平化學平衡法衡法生物測定法體外試驗法同位素示蹤法第21頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六2.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)，主要有以下六個方面：①礦物質(zhì)元素在水中的溶解性和存在狀態(tài)②礦物質(zhì)元素之間的相互作用③螯合效應(yīng)④其他營養(yǎng)素攝入量的影響⑤人體的生理狀態(tài)食物的營養(yǎng)組成第22頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六7.4

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，由于原料的生長環(huán)境、食品加工及貯藏方式等因素的不同，其所含礦物質(zhì)含量也會有所不同。此外，礦物質(zhì)元素在加工過程中有可能作為直接或間接添加劑進入食品，這是一種十分易變的因素。如下表部分食品中礦物質(zhì)含量第23頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六4

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無鹽通心粉513381221.00.40.0719.0速食米飯1042815420.40.60.0113.0熟黑豆246112013052.01.00.186.9紅腰果254012623563.00.90.211.9第24頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六加工生產(chǎn)儲存方式影響因素影響食物中礦物質(zhì)元素含量主要有以下幾方面7.4食品中礦物質(zhì)元素的含量及影響第25頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六1

食品原料生產(chǎn)對食品中礦物質(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。動物源食品礦物質(zhì)含量相對于植物源食品總體變化較小，但與動物的種類、品種、部位及喂養(yǎng)的飼料有較大關(guān)系。第26頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六2

加工對食品中礦物質(zhì)元素含量的影響加工對礦物質(zhì)含量影響1加工預處理對礦物質(zhì)元素含量的影響2食品加工工藝不同對食品中礦物質(zhì)元素含量的影響3食品加工方法對礦物質(zhì)元素含量的影響4添加礦物質(zhì)營養(yǎng)強化劑對礦物質(zhì)元素含量的影響第27頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六食品加工中原料最初的淋洗及整理、除去下腳料的過程是食品中礦物質(zhì)損失的主要途徑。（例如，水果和蔬菜在加工前通常要進行去皮處理，芹菜、萵筍等蔬菜要進行去葉處理，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，它們在漂、燙過程中是極易損失的；而有些元素以不溶性的復合物形式存在，如Ca，在漂、燙過程中則不易洗去1加工預處理對礦物質(zhì)元素含量的影響第28頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六谷物中的礦物質(zhì)成分主要分布于糊粉層和胚組織中，因而谷物磨碎時會損失大量的礦物質(zhì)，損失量隨碾磨的精細程度的提高而增加，所以磨得越細，礦物質(zhì)元素損失就越大，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、濃縮等過程，大豆經(jīng)過加工過程后，其中的礦物質(zhì)含量基本沒有什么變化（除硅外）2食品加工工藝不同對食品中礦物質(zhì)元素含量的影響第29頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六對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)果見表7-10。此外，食品的不當烹調(diào)也可能帶來礦物質(zhì)生物利用率的降低。例如：含較多草酸的食品如果不經(jīng)過焯水處理，與含鈣豐富的食品同烹，可能使其中部分鈣無法被人體吸收利用。3食品加工方法對礦物質(zhì)元素含量的影響第30頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六加工方式對土豆中的Cu含量的影響加工方式Cu增、減/%加工方式Cu增、減/%原料0.210.00土豆泥0.10—52.38水煮0.10—52.38法式炸土豆0.27+28.57焙烤0.18—14.29快餐土豆0.17—19.05油炸土豆片0.29+36.20去皮土豆0.34+61.90第31頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六對食品進行礦物質(zhì)營養(yǎng)強化是提高其營養(yǎng)價值的重要途徑，所以在食品中添加礦物質(zhì)營養(yǎng)強化劑也是食品中礦物質(zhì)元素含量變化的一個重要渠道。在食品中經(jīng)常被強化的礦物質(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影響食品中礦物質(zhì)元素的含量。例如：用鹵水或石膏點鹵生產(chǎn)豆腐，使豆制品含鈣豐富；化學膨發(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行護色處理可能帶來硫含量的上升等4添加礦物質(zhì)營養(yǎng)強化劑對礦物質(zhì)元素含量的影響第32頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，星期六

4.貯藏方式對食品中礦物質(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。第33頁，共36頁，2022年，5月20日，16點2分，