食品營養(yǎng)學(xué)第章礦物質(zhì)與水

關(guān)于食品營養(yǎng)學(xué)第章礦物質(zhì)與水礦物質(zhì)（無機(jī)鹽）

一、礦物質(zhì)概述：人體礦物質(zhì)的總量不超過體重的4-5%，但不可缺少。

（一）概念：礦物質(zhì)又稱無機(jī)鹽。人體中除C、H、O、N主要以有機(jī)化合物存在而稱為有機(jī)元素外，其它各種元素?zé)o論含量多少統(tǒng)稱為礦物質(zhì)。礦物質(zhì)既不能在人體內(nèi)合成，除排泄外也不能在體內(nèi)代謝中消失。飲水、食鹽和食品添加劑土壤中的礦物質(zhì)植物吸收動(dòng)物攝取人體攝入第2頁,共71頁，2024年2月25日，星期天（二）分類1、大量元素或常量元素：人體內(nèi)含量在0.01%以上，需要量在每天100mg以上的元素。包括：Ca、P、S、K、Na、Cl、Mg。2、微量元素或痕量元素：人體內(nèi)含量在0.01%以下，需要量在每天100mg以下的元素。包括：Fe、Zn、Cu、I、Mn、Mo（鉬）、Co、Se、Cr（鉻）、Ni（鎳）、Si（硅）、F（氟）、V（釩）等。

第3頁,共71頁，2024年2月25日，星期天3、必需元素：指存在于所有機(jī)體的健康組織中，并對機(jī)體的自身穩(wěn)定起著十分重要的作用，缺乏時(shí)可使機(jī)體組織與功能出現(xiàn)異常，補(bǔ)充后可恢復(fù)正常的元素。包括上述兩類例舉的元素和其它陸續(xù)發(fā)現(xiàn)報(bào)道的如：錫、砷、銣、溴、鋰等元素。第4頁,共71頁，2024年2月25日，星期天4、非必需元素：相對概念，除目前已被證實(shí)的必需元素外的其它元素，即由于土壤中存在，因此在機(jī)體內(nèi)有所發(fā)現(xiàn)，但沒有發(fā)現(xiàn)明顯生理功能或傷害作用，缺乏時(shí)也不會(huì)引起機(jī)體異常的元素。

第5頁,共71頁，2024年2月25日，星期天5、有毒元素：通常是指某些重金屬元素，其中以Hg（汞）、鎘、Pb（鉛）、最為需要重點(diǎn)防范。注意：所有必需元素在攝入過量時(shí)都會(huì)有毒，而且其生理劑量與中毒劑量間距很小。

第6頁,共71頁，2024年2月25日，星期天二、礦物質(zhì)的功能

1、機(jī)體的重要組成成分；2、維持細(xì)胞的滲透壓與機(jī)體的酸堿平衡；3、保持神經(jīng)、肌肉的興奮性，如K、Na提高興奮性，Ca、Mg抑制興奮性；4、具有機(jī)體的某些特殊生理機(jī)能，如Fe、I等；5、改善食品的感官性狀與營養(yǎng)價(jià)值，如多種磷酸鹽對增加肉制品的持水性和結(jié)著性有利，氯化鈣是豆腐的凝固劑，鈣鹽和鐵鹽可用于食品的強(qiáng)化等。

第7頁,共71頁，2024年2月25日，星期天三、重要的礦物質(zhì)元素成人(以60kg體重計(jì))體內(nèi)礦物質(zhì)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)鈣(Ca)1200~1500鐵(Fe)4200硒(Se)13磷(P)700~900氟(F)2600錳(Mn)12硫(S)300鋅(Zn)2300鎳(Ni)10鉀(K)180銅(Cu)72鉬(Mo)9氯(Cl)74碘(I)50鉻(Cr)6鈉(Na)64硅(Si)24鈷(Co)1.5鎂(Mg)25釩(V)18第8頁,共71頁，2024年2月25日，星期天（一）鈣（Ca）鈣是人體中含量最豐富的礦質(zhì)元素，僅次于C、H、O、N而居體內(nèi)元素的第五位，但卻是以元素起作用的第一位。成人體內(nèi)鈣的總量為1200-1500g，約為體重的2%。第9頁,共71頁，2024年2月25日，星期天鈣在機(jī)體中的存在形式機(jī)體中鈣99%存在于骨骼和牙齒等硬組織中，主要為羥基磷灰石[3Ca3（PO4）2?Ca（OH）2]，統(tǒng)稱為骨鈣；其余1%大部分以離子狀態(tài)、少部分以結(jié)合狀態(tài)存在于軟組織及體液中，統(tǒng)稱為“混溶鈣池”。兩者保持動(dòng)態(tài)平衡。第10頁,共71頁，2024年2月25日，星期天1、生理功能（1）骨鈣的生理功能：①構(gòu)成骨骼和牙齒的主要成分，決定其剛性和硬度；②骨鈣是人體“混溶鈣池”的“鈣庫”，可為血漿鈣的濃度恒定提供保證。③牙齒中的鈣不能被置換與添加，故牙齒不能進(jìn)行自我修復(fù)。

第11頁,共71頁，2024年2月25日，星期天（2）“混溶鈣池”中鈣的生理功能①與骨鈣維持動(dòng)態(tài)平衡。②參與凝血過程，催化凝血酶的形成，降低毛細(xì)血管的通透性，防止血管壁破裂，避免致死性出血。第12頁,共71頁，2024年2月25日，星期天③調(diào)節(jié)神經(jīng)、肌肉興奮性正常情況下，血清鈣的水平非常恒定，濃度約為9-11mg/100ml，它可受甲狀旁腺激素、降鈣素和VD的調(diào)節(jié)：血清鈣濃度下降，可使肌肉和神經(jīng)興奮性提高，嚴(yán)重將導(dǎo)致手足抽搐（抽筋）；血清鈣過高，則使肌肉和神經(jīng)興奮性受到抑制，嚴(yán)重可引起心臟、呼吸衰竭。第13頁,共71頁，2024年2月25日，星期天④是一些酶的激活劑，如Ca2+激活A(yù)TP酶、脂酶和蛋白質(zhì)水解酶等，且是淀粉酶活性必不可少的部分。⑤是一些激素分泌的調(diào)節(jié)劑。第14頁,共71頁，2024年2月25日，星期天2、鈣的吸收

鈣吸收主要在酸性較強(qiáng)的小腸上端進(jìn)行為主動(dòng)吸收，需要VD運(yùn)載。①鈣吸收的促進(jìn)因素有：機(jī)體的需要量，大則有效；適量的VD；一定量的蛋白質(zhì)和乳糖；酸性介質(zhì)。第15頁,共71頁，2024年2月25日，星期天②鈣吸收的干擾因素有：VD缺乏；Ca/P比值不當(dāng)，其中任一元素過多均影響兩種元素的吸收，并增加其中較多一種元素的排泄（嬰兒理想的Ca/P比值為1.5/1，一歲以上為1/1）；植物性食物中的植酸和草酸能與鈣形成不溶性鈣鹽，影響吸收；膳食脂肪和膳食纖維過高，都能抑制鈣的吸收。第16頁,共71頁，2024年2月25日，星期天3、鈣的排泄：機(jī)體從糞、尿和汗液三條途徑處理不需要的鈣。成年人在正常情況下，鈣的排泄量等于吸收量。

第17頁,共71頁，2024年2月25日，星期天4、鈣的缺乏癥：人的一生中，骨骼鈣的沉淀與溶解始終不斷地進(jìn)行著，幼兒骨鈣的沉積大于溶解，所以骨不斷增粗加長，如果缺鈣，影響骨骼生長；隨年齡增大，鈣的沉淀逐漸緩慢，到了中老年，約在40歲以后，鈣的溶解大于沉積，因而骨質(zhì)慢慢地疏松，一般女性早于男性，體力活動(dòng)有減慢骨質(zhì)疏松的作用。第18頁,共71頁，2024年2月25日，星期天不同階段缺鈣癥名稱（1）佝僂?。▋和冢?；（2）骨質(zhì)軟化癥（軟骨病，成年期）；（3）骨質(zhì)疏松癥（老年期）；（4）手足抽搐癥（抽筋，各時(shí)期）。第19頁,共71頁，2024年2月25日，星期天兒童佝僂病“Ｏ”型腿“Ｘ”型腿第20頁,共71頁，2024年2月25日，星期天骨質(zhì)疏松癥正常人患者骨小梁電子顯微照片第21頁,共71頁，2024年2月25日，星期天兩位女士骨質(zhì)發(fā)育過程比較增加骨質(zhì)質(zhì)量低峰骨質(zhì)質(zhì)量高峰骨質(zhì)質(zhì)量骨質(zhì)質(zhì)量危險(xiǎn)區(qū)骨質(zhì)疏松年齡30絕經(jīng)期6070第22頁,共71頁，2024年2月25日，星期天4、供給量與食物來源中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦每日由膳食供給的鈣，成人為800mg，4-6個(gè)月孕婦為1000mg，7-9個(gè)月孕婦及乳母1500mg，10歲以上青少年為1000-1200mg。食物中鈣的來源：以乳及乳制品為理想鈣源，含量豐富，吸收率高；蝦皮、發(fā)菜和海帶等含鈣豐富；豆類、蔬菜和油料種子含鈣較多。第23頁,共71頁，2024年2月25日，星期天理論上可利用鈣量=[鈣含量/鈣原子量(40)-草酸含量/草酸分子量(90)]X40,

根據(jù)計(jì)算，有些蔬菜的鈣利用值為負(fù)數(shù)，如圓葉菠菜為-167。因此蔬菜在烹飪時(shí)應(yīng)注意去除其中的草酸，可先焯后食。谷類、蛋黃因分別含有植酸和卵黃磷蛋白之故，也對鈣吸收不好。為了補(bǔ)充食品中的鈣，可按規(guī)定在食品中加入骨粉或蛋殼粉進(jìn)行營養(yǎng)強(qiáng)化。第24頁,共71頁，2024年2月25日，星期天(二)磷（P）成人體內(nèi)磷含量居于元素第六位,約占體重的1%；磷存在于機(jī)體的每一個(gè)細(xì)胞中,參與幾乎所有的代謝反應(yīng),它在機(jī)體內(nèi)所起的作用,沒有一個(gè)必需的礦質(zhì)元素能夠超過它。

第25頁,共71頁，2024年2月25日，星期天磷的主要功能1、結(jié)構(gòu)功能：①骨骼牙齒的重要材料②軟組織結(jié)構(gòu)的重要成分細(xì)胞核蛋白的主要成分2、非結(jié)構(gòu)功能：③貯存能量④組成酶的成分，促進(jìn)體內(nèi)代謝⑤維持細(xì)胞的滲透壓和體液的酸堿平衡第26頁,共71頁，2024年2月25日，星期天缺乏癥狀：①兒童佝僂病,②成人骨質(zhì)軟化癥。一般不會(huì)缺乏。食物來源：肉類、粗糧和干果。第27頁,共71頁，2024年2月25日，星期天（二）鐵（Fe）

人體內(nèi)含鐵量不多，但缺鐵性貧血和血色素偏低的現(xiàn)象幾乎遍及世界所有的國家，由此可見必須重視鐵對人體的重要性。第28頁,共71頁，2024年2月25日，星期天鐵是人體中最多的微量元素

成人體內(nèi)含鐵量約為4-5g，73%存在于血紅蛋白，3%存在于肌紅蛋白，各種酶系統(tǒng)存在不到1%，其余以運(yùn)鐵和儲(chǔ)鐵物質(zhì)的形式存在（見下表）。第29頁,共71頁，2024年2月25日，星期天人體內(nèi)的鐵分布名稱總量（g）含鐵量（mg）含鐵百分率（%）血紅蛋白900310073肌紅蛋白401403.3細(xì)胞色素0.83.40.08過氧化氫酶5.04.50.11鐵傳遞蛋白7.53.00.07鐵蛋白和血鐵黃素3.069016.4未鑒定成分3007.1第30頁,共71頁，2024年2月25日，星期天1、鐵在體內(nèi)存在的形式

與生理功能生物體內(nèi)鐵存在的特點(diǎn)：人體內(nèi)沒有游離的鐵離子存在，鐵以各種形式與蛋白質(zhì)結(jié)合。第31頁,共71頁，2024年2月25日，星期天（1）循環(huán)鐵：

存在于血紅蛋白、肌紅蛋白及細(xì)胞的一些酶中，執(zhí)行特定的生理功能的鐵?？善鸬綌y帶運(yùn)輸氧（血紅蛋白、肌紅蛋白）、參與組織呼吸，推動(dòng)生物氧化還原反應(yīng)（細(xì)胞色素酶）、清除過氧化氫（過氧化物酶），有利機(jī)體健康等作用。第32頁,共71頁，2024年2月25日，星期天（2）儲(chǔ)備鐵：

以鐵蛋白（主要儲(chǔ)備形式）及含鐵血黃素（過量時(shí)的沉積物）的形式存在于肝臟、脾臟和骨髓的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)中的鐵。循環(huán)鐵與儲(chǔ)備鐵保持著動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系。第33頁,共71頁，2024年2月25日，星期天2、鐵的吸收及儲(chǔ)留鐵的吸收：主要在小腸上部。食物中鐵被胃酸作用釋放亞鐵離子，然后與Vc、糖及氨基酸形成可溶性絡(luò)合物被吸收進(jìn)腸黏膜，與脫鐵鐵蛋白形成含鐵鐵蛋白并保留在其中。第34頁,共71頁，2024年2月25日，星期天鐵的轉(zhuǎn)運(yùn)當(dāng)身體需要鐵時(shí)，鐵從含鐵鐵蛋白中釋放出來，與運(yùn)鐵鐵蛋白結(jié)合，隨血液循環(huán)運(yùn)往需鐵組織。釋放出鐵的脫鐵鐵蛋白又重新與腸道中新吸收的鐵結(jié)合成含鐵鐵蛋白，儲(chǔ)留在腸黏膜細(xì)胞中，當(dāng)飽和時(shí)鐵吸收停止。第35頁,共71頁，2024年2月25日，星期天鐵的排泄與損失

一般情況下，鐵損失（消化道、泌尿道上皮細(xì)胞脫落）量很少（平均每日不超過1mg），因?yàn)槎鄶?shù)鐵可在體內(nèi)被反復(fù)利用。婦女月經(jīng)日失血量1.4-2mg（一周期失10mg）。第36頁,共71頁，2024年2月25日，星期天3、鐵在食物中的存在形式（1）非血紅素型鐵或離子鐵植物性食物中的鐵；（2）血紅素型鐵第37頁,共71頁，2024年2月25日，星期天（3）影響鐵吸收的因素：①化學(xué)形式：Fe2+＞Fe3+的吸收率。②顆粒大?。盒《芙舛雀叩蔫F鹽，生物有效性高。第38頁,共71頁，2024年2月25日，星期天③食品組成：動(dòng)物性食品中的血紅素型鐵＞植物性食品中的非血紅素型鐵的吸收率；Vc可促進(jìn)Fe3+還原為Fe2+，并可與之形成可溶性絡(luò)合物而促進(jìn)鐵的吸收；磷酸、草酸和植酸可與鐵結(jié)合成不可溶性的鹽結(jié)晶，從而降低鐵的吸收；蛋黃鐵含量雖高（7mg/100g），但由于其中存在有較高的卵黃磷脂蛋白而明顯抑制鐵的吸收，從而降低鐵的生物有效性；牛奶中含鐵量低。第39頁,共71頁，2024年2月25日，星期天④食品加工：餅干在焙烤后可使在面粉中強(qiáng)化的二價(jià)鐵鹽變成三價(jià)鐵鹽，從而降低鐵的生物有效性；在食品中添加Vc或去除植酸鹽均對鐵的生物有效性有利。第40頁,共71頁，2024年2月25日，星期天⑤生理因素人體的機(jī)能狀態(tài)對鐵的吸收、利用影響很大，最關(guān)鍵是人體對鐵的需要量，缺鐵者補(bǔ)充得當(dāng)，吸收率很高。第41頁,共71頁，2024年2月25日，星期天4、鐵缺乏癥出生的新生兒體內(nèi)含鐵量約400mg，可供出生后半年內(nèi)消耗。缺鐵性貧血（irondeficiencyanemia血紅細(xì)胞數(shù)量少于500萬個(gè)/100ml；血紅蛋白低于10g/100ml）。人體一生中有三個(gè)時(shí)期最需要鐵，也最易缺鐵：（1）出生頭四年；（2）青少年（特別是青春期女孩）；（3）育齡期婦女。

第42頁,共71頁，2024年2月25日，星期天紅細(xì)胞比較正常人血紅細(xì)胞缺鐵性貧血者血紅細(xì)胞第43頁,共71頁，2024年2月25日，星期天5、鐵的食物來源與供給量動(dòng)物性食品及制品較好，肝臟、血制品的生物有效性好。中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的每日供給量成年男子12mg，女子18mg，孕婦乳母28mg。其實(shí)，有時(shí)逐漸加大運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度比補(bǔ)鐵對貧血患者的恢復(fù)更有效。

第44頁,共71頁，2024年2月25日，星期天（三）鋅（Zn）多才多藝的鋅，與鋅有關(guān)的酶類60種以上；每一分子胰島素中含有兩個(gè)鋅原子，估計(jì)鋅與胰島素活性有關(guān)。缺乏癥：異食癖（pica）；食欲不振，生長停滯，性幼稚型，自發(fā)性味覺減退和創(chuàng)傷愈合不良。肉類、貝類和家禽類食物中含鋅豐富。第45頁,共71頁，2024年2月25日，星期天（四）硒（Se）1980年我國學(xué)者研究證實(shí)硒可預(yù)防克山病（以心肌壞死為特征的地方性心臟?。┖痛蠊枪?jié)病。這一研究成果被譽(yù)為硒研究史上的里程碑之一。第46頁,共71頁，2024年2月25日，星期天硒的生理功能1、是谷胱甘肽過氧化物酶的組成成分，與VE相互協(xié)同發(fā)揮抗氧化作用；2、能拮抗有毒物質(zhì)。第47頁,共71頁，2024年2月25日，星期天供給量與食物來源供給量（50ug）注意有毒劑量（2ppm）；海產(chǎn)品及肉類為硒的良好食物來源。第48頁,共71頁，2024年2月25日，星期天（五）碘（I）通過形成甲狀腺素發(fā)揮其生理功能。有兩種生理活潑型：甲狀腺素（T4）和三碘甲腺原氨酸（T3），生理活性T3＞T4。缺乏癥為“大脖子病”（甲狀腺腫大）和“克汀病”（遺傳性缺碘，生長停滯，智力低下，矮小，形似侏儒）。第49頁,共71頁，2024年2月25日，星期天圖5缺碘導(dǎo)致的甲狀腺腫第50頁,共71頁，2024年2月25日，星期天克汀病遺傳性缺碘癥(生長停滯，智力低下，呆小)，形似侏儒(智力正常,生長素分泌異常)。侏儒大學(xué)生第51頁,共71頁，2024年2月25日，星期天飲食中含碘過高也會(huì)引起高碘性甲狀腺腫大。說明碘的缺乏和過量對機(jī)體都不利。碘鹽10萬份食鹽加1份碘化鉀為宜（1t食鹽加10g碘化鉀）。每日供給量：成人為150ug。第52頁,共71頁，2024年2月25日，星期天六、氟（F）氟化物不是人體生命必需的物質(zhì)，但對人有益。適量的氟化物可以取代羥基磷灰石中的羥基，形成更耐腐蝕的氟磷灰石，強(qiáng)化骨骼和防止牙齒腐蝕（避免齲齒）。第53頁,共71頁，2024年2月25日，星期天氟過量會(huì)引起中毒

由于飲水中含有過量（＞2/百萬）的氟化物和氟化牙膏的不正確使用（幼兒吞食牙膏沫）等原因，會(huì)造成氟中毒。在兒童牙齒生長發(fā)育期，氟中毒嚴(yán)重者使牙齒產(chǎn)生斑釉，而且不可逆轉(zhuǎn)。家長和教師要注意對孩子進(jìn)行教育。第54頁,共71頁，2024年2月25日，星期天斑釉（fluorosis）（慢性）氟中毒：牙齒上的黃色斑表明在發(fā)育過程中接觸了高濃度的氟化物。第55頁,共71頁，2024年2月25日，星期天思考問題：1、各種礦物質(zhì)對人體有哪些作用？2、各種礦物質(zhì)的最佳食物來源是哪些？3、各種礦物質(zhì)缺乏時(shí)有哪些表現(xiàn)癥狀？4、影響各種礦物質(zhì)吸收的因素主要有哪些？

第56頁,共71頁，2024年2月25日，星期天水（第六大營養(yǎng)素）重要性僅次于氧氣。缺水情況下，人通常存活限度約為三天，據(jù)記載，最長存活記錄是17天。第57頁,共71頁，2024年2月25日，星期天當(dāng)人體攝水量減少，或因患病和劇烈運(yùn)動(dòng)、高溫作業(yè)使水分排出過多時(shí)，機(jī)體會(huì)產(chǎn)生失水現(xiàn)象，失水占體重2%時(shí)會(huì)感到口渴，尿少；失水達(dá)體重6%以上就會(huì)全身乏力，無尿；失水達(dá)體重15%以上，就會(huì)出現(xiàn)煩躁，眼球內(nèi)陷，皮膚失去彈性，體溫和脈搏增加，血壓下降，晚期可能出現(xiàn)昏迷，最后循環(huán)衰竭，呼吸停止死亡；若失去體內(nèi)含水量的20%則很快會(huì)死亡。第58頁,共71頁，2024年2月25日，星期天一、水在體內(nèi)的分布機(jī)體各器官含水量不同器官含水量%血液、淋巴和腦脊液90肌肉72脂肪組織20-35骨骼25牙齒10機(jī)體總水量分布

55%在細(xì)胞內(nèi)液，16%在細(xì)胞間液，7.5%在血漿中，其余約22%分布在骨骼軟骨及結(jié)締組織中，各自總量維持相對獨(dú)立，保持水在體內(nèi)的動(dòng)態(tài)平衡。

第59頁,共71頁，2024年2月25日，星期天二、水的生理功能（一）人體重要成分：

不同年齡成年男子成年女子新生嬰兒60歲老人含水量%605075-8040-50第60頁,共71頁，2024年2月25日，星期天(二）調(diào)節(jié)體溫：因?yàn)樗谋葻岽螅又旱牧鲃?dòng)，可調(diào)節(jié)體溫不因?yàn)閮?nèi)外環(huán)境溫度的改變而有明顯的變化。（三）潤滑作用：淚液潤滑眼球；唾液有利于吞咽；關(guān)節(jié)滑液、胸腹膜漿液、呼吸道和消化道黏液都有潤滑作用。第61頁,共71頁，2024年2月25日，星期天（四）運(yùn)輸媒介：把氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)、激素等運(yùn)送到組織；又通過大小便、汗液等把代謝廢物和有毒物質(zhì)排除體外。（五）參與代謝：產(chǎn)熱營養(yǎng)素氧化分解時(shí)產(chǎn)生代謝水；體內(nèi)每存留1g蛋白質(zhì)和糖類可積留3g水分。第62頁,共71頁，2024年2月25日，星期天三、水的需要量及其來源：

攝入量排出量飲水1200腎臟排尿1500食物（固體、液體）1000皮膚蒸發(fā)500糖類、脂肪、蛋白質(zhì)氧化產(chǎn)生的代謝水300肺呼出350糞便排出150共計(jì)約2500共計(jì)約2500下表為成年人每日水的出入量（ml/24h）：

正常情況下，人體對水分的需要量與排除量基本相等，以維持水分的動(dòng)態(tài)平衡。第63頁,共71頁，2024年2月25日，星期天

水的需要量與氣候、職業(yè)、年齡、體重有一定關(guān)系，正常情況下，成年人每人每日每kg體重需水（22.20C）為22ml或（37.80C）38ml，嬰兒需水量每日每kg體重為110ml，10歲兒童每日每kg體重為40ml。第64頁,共71頁，2024年2月25日，星期天人體暫時(shí)缺水或失水過多時(shí)，消化液的分泌會(huì)明顯減少，