功能性食品第六章_矿物质

第六章矿物质第一节概述第二节常量元素第三节微量元素第一节矿物质概述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：（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。第二节常量元素钙、磷、硫、钾、钠、氯、镁（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%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]（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。（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：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（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↑（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（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（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（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（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•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三、镁（一）概述•成人体内含镁20~30g–3/5骨骼和牙齿–2/5软组织主要分布于：细胞内（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（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（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％，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。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。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％。，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。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。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。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中国居民膳食钠适宜摄入量（AL）单位：mg/d年龄（岁）AI年龄（岁）AI0~20011~12000.5~50014~18001~65018~22004~900孕妇、乳母22007~1000五、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。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（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一、铁•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、骨髓男子女子总量/mg含量总量/mg含量功能性铁血红蛋白230031170028肌蛋白32041803含血红素铁酶801601非血红素铁酶1001761储存性铁铁蛋白54072003血黄素铁23531002合计357547231638(含量mg/kg体重)成人(18-44岁)体内铁的分布（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（二）铁在体内的动态（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血红蛋白•男子Hb＜130g/L•女子Hb＜120g/L•孕妇Hb＜110g/L•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（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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）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（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：（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。（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（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ActivesiteconfigurationofCu,Zn-SODbasedoncrystalstr