食品营养学 矿物质

概念由于进化原因，人体组织内几乎含有自然界存在的各种元素，而且与地球表层的元素组成基本一致，这些元素中，约20种左右的元素为人体必需；除碳、氢、氧、氮主要以有机化合物存在外,其余统称无机盐（矿物质/灰分，minerals）（一）矿物质的分类常量元素：钙、磷、钠、钾、氯、镁、硫等。微量元素：★必需微量元素铜、钴、铬、铁、氟、碘、锰、钼、硒、锌★可能必需微量元素硅、镍、硼、钒★有潜在毒性，但低剂量可能有功能作用的微量元素铅、镉、汞、砷、铝、锡、锂体内在吸收、贮存上存在平衡调节关系*吸收利用上存在拮抗-协同作用体内不生成也不消失必需经膳食补充体内分布极不均匀随年龄↑而↑但元素间比例变动不大（二）无机盐的代谢特点构成人体组织的重要成分调节细胞膜的通透性组成激素、维生素、蛋白质和多种酶类的成分（三）矿物质的生理功能维持神经肌肉兴奋性（四）矿物质的平衡矿物质总是存在于人体的新陈代谢中，每日都有一定的量随各种途径排出体外。矿物质的代谢与年龄、摄入量、活动情况、需要量、有无维生素等都有密切关系。1.矿物质的吸收通常，低化学价的可溶性元素，如钠、钾、氯在小肠直接吸收，吸收率在90%以上；多化学价者不易吸收，多与肠液混合后即行排出。消化道的酸碱度可影响矿物质的溶解度及吸收率。如胃酸和某些有机酸可促进钙、磷的吸收；而草酸、植酸、脂肪酸等与钙结合形成不溶解的盐则难以吸收；缺乏胃酸会影响铁的吸收；维生素D的存在与否，钙、磷之间的相互比例都会影响钙磷的吸收等。2.矿物质的排泄吸收后的矿物质，可随血液和淋巴液分布到身体各部，以补充消耗或贮存备用。体内的矿物质不断更新，但摄入量与排出量基本保持动态平衡。肾脏、肠腔及皮肤是其主要排出途径。矿物质的代谢受激素调控，并受体内需要及贮存条件所影响。需要多时，排出量减少；体内贮存能力大者排出量低。成年人排出量与其吸收量相等（总平衡）；儿童及青少年的排出量一般少于吸收量，体内有所积存，以满足其生长发育的需要。（五）矿物质的缺乏地球环境中各种元素的分布不平衡食物中含有天然存在的矿物质拮抗物食物加工过程中造成矿物质的损失摄入量不足或不良饮食习惯生理上有特殊营养需求的人群一、钙（calcium，Ca）1.含量与分布1、99%以羟磷灰石结晶[3Ca3(PO4)·(OH)2]形式集中在骨骼、牙齿，是钙的储存库。2、其余1%柠檬酸螯合或与Pro结合；离子形式存在于软组织、细胞外、血液等组织中组成混溶钙池，与骨骼钙维持着动态平衡，是维持细胞正常生理状态所必需。2吸收与代谢食物钙吸收、影响因素**主要在小肠吸收;发芽、发酵可破坏植酸;酸浸也可去除部分.*生活中有那些常见食品是发酵食品?草酸**主要存在于一些蔬菜和水果中，可与钙、铁等形成不被人体分解的螯合物;可用在开水中汆（cuan）的方法去除部分或大部分.钙的排泄钙营养状况良好时，成人的钙排泄量≈肠吸收量①体内钙大部分经肠粘膜上皮细胞的脱落、消化液的分泌排入肠道，其中一部分被重吸收，其余由粪中排出（内源性粪钙，约125-180mg/d）②钙从尿中的排出量约为摄入量的20%左右（约100-200mg/d）③汗液也是钙的排泄途径，但个体差异较大，如高温作业者经汗丢失钙可高达1g/d.④乳母通过乳汁约排出钙150-300mg/d;⑤在整个妊娠期，约30g的钙由母亲转运给胎儿;⑥补液、酸中毒、高蛋白或高镁膳，甲状腺、肾上腺皮质激素、甲状旁腺素或VitD过多，以及卧床均可使钙排出增多.钙的储留钙在体内的储留受膳食供给水平所左右，人体对钙的需要程度也有影响;高磷膳食对钙储留的影响不大;高钠摄入可↓钙在骨骼中的储留，并↓骨密度;氟骨症、糖尿病均对钙代谢有不利影响.2.钙的吸收与代谢有利吸收VitD、乳糖、蛋白质、需要增加影响钙吸收的因素不利吸收食物的草酸、植酸、脂肪酸、膳食纤维草酸-蔬菜和水果，与钙形成螯合物开水中汆-去除5).促进某些酶的活性3.钙的生理功能1)．构成骨骼和牙齿2)．维持神经与肌肉活动3)．参与凝血过程及毛细血管渗透压等4).维持细胞内胶质稳定性,激素分泌以及体液酸碱平衡骨骼的结构：T-bonesteak成人206块骨骼小婴儿350块骨骼骨骼类型‧致密骨(corticalbone)‧海绵骨(trabecularbone)‧骨髓正常骨骼与骨质疏松症之骨骼切片绿色为钙化骨骼，红色为骨髓细胞，白色为脂肪细胞正常骨骼骨质疏松之骨骼硬骨与软骨均减少，整体骨量减少，孔隙增大软骨症rickets骨骼矿质化不足，而软骨(紧邻绿色之红色部位)裸露4.钙的缺乏与过量钙缺乏的临床表现*婴儿的佝偻病*成人骨质软化症*老年骨质疏松症钙过量1、肾结石2、骨硬化儿童佝偻病儿童佝偻病骨质软化症5.供给量与食物来源成人适宜摄入量为1000mg/d，无明显损害水平为1500mg/d。可耐受最高摄入量为2000mg/d。表不同人群钙的适宜摄入量(AI)mg/d年龄钙年龄钙0～0.5～1～4～7～11～14～3004006008008001000100018～50～孕妇早期中期晚期乳母8001000800100012001200（五）钙的食物来源*奶及制品*海产品*豆类及制品、坚果类*野菜及绿色蔬菜含钙丰富的食物mg/100g食物含量食物含量食物含量虾皮虾米河虾泥鳅红螺河蚌鲜海参991555325299539306285苜蓿荠菜雪里蕻苋菜乌塌菜油菜苔黑芝麻713294230187186156780酸枣棘花生仁紫菜海带(湿)黑木耳全脂牛乳粉酸奶435284264241247676118用于胎儿生长（30g）+母体本身需要孕期吸收率↑20w时达非孕期一倍，并保持至末期，孕中期1000mg/d孕末期1500mg/d.乳母营养需要*钙——“生一子，落一齿”人乳钙含量34mg/100ml，按750ml/d计乳汁钙损失约255mg膳食钙不足消耗母体钙乳汁钙恒定。各人群的需要量母乳优点（钙：34mg/100ml钙、磷比例适宜其它矿物质齐全可满足需要（铁仅够4-6个月）老年期营养需要*胃肠、肾脏功能↓Ca吸收↓（20%，青年为35-40%）户外活动↓日照↓VitD↓Ca缺乏↑骨质疏松↑骨折↑经常有科普杂志、报刊介绍骨头汤可以补钙，加几滴醋效果更好。你认为正确吗?WHY?经常有科普杂志、报刊介绍“菠菜、空心菜、折耳根等含草酸多的蔬菜与高钙食物豆腐同食会形成不易被吸收的草酸钙，影响钙的吸收。”你认为正确吗?WHY?二、磷1.含量与分布磷是人体内含量较多的元素之一。人体磷含量约为体重的1%，约为650g左右，占无机盐总量的四分之一。磷是细胞膜和核酸的组成成分,也是骨骼的必需构成物质。体内的磷约有85%~90%在羟磷灰石形式存在于骨骼和牙齿中，其余10%~15%与蛋白质、脂肪、糖及其他有机物结合，分布于细胞膜、骨骼肌、皮肤、神经组织及体液中。在细胞膜和软组织中的磷大部分以有机磷酯形式存在，而骨骼中的磷主要为无机磷酸盐。动物性食物和植物性食物中均含有丰富的磷。一般食物中蛋白质摄入量能满足机体需要就能获得足够的磷，合理的膳食中磷含量往往超过人体的需要，不易引起缺乏。正常人血液中无机磷总量为0.87~1.45mmol/L，儿童为1.45~2.78mmol/L。2.吸收与代谢（1）吸收磷广泛存在于一切动植物组织中，主要与蛋白质、脂肪相结合，形成核蛋白、磷蛋白和磷脂等。食物中的磷必须分解为游离的磷，然后以无机磷酸盐的形式被吸收。磷、钙和维生素D是相辅相成的，磷的吸收和代谢过程与钙相似。钙磷比例适当，约有70%的磷可被小肠吸收；维生素D能促进磷的吸收。当钙在体内利用不良，妨碍钙磷的吸收；食物中的钙、镁、铁、铝等金属离子及植酸可与磷酸形成难溶性盐类而影响磷的吸收。谷粮中所含主要为植酸磷，难于吸收利用。（2）代谢磷的主要排泄途径是肾脏。当血中磷浓度降低时，肾小管对磷的重吸收增加，当磷的浓度升高时，肾小管排出的磷较多。3.生理功能构成骨骼和牙齿的重要成分参与能量代谢构成生命物质成分酶的重要成分调节酸碱平衡5.供给量与食物来源成人磷的AI为700mg/d钙磷比例维持在1:1～1.5之间比较好磷的NOAEL为1500mg/dUL为3500mg/d磷的食物来源瘦肉、禽、蛋、鱼、坚果、海带、紫菜、油料种子、豆类等三、镁1.含量与分布镁是人体细胞内的主要阳离子，仅次于钾和磷。人体约含镁20~30克，是必需常量元素中含量最少的。其中60%集中于骨、牙，其余大部分存在于细胞内液和软组织之中，肝脏和肌肉是镁浓度最高的软组织。分布于细胞外液者仅占镁总量的1%，但却发挥极为重要的生理作用，如唾液、胆汁、胰液、肠液都含镁。2.吸收与代谢植物细胞中含量最多的矿物质是镁。食入的镁主要在小肠吸收，由血运行。其吸收量与钙平行，且与摄入量、在肠内停留时间、水分吸收速度、肠管内镁的浓度、以及膳食中其它成分都有关系。含镁低的膳食吸收率可达76%，而含镁高者吸收率约为40%左右。氨基酸、乳糖有利于镁的吸收；草酸、植酸和钙盐多时影响吸收。含磷多能影响钙、镁的平衡。高热量低镁或高钙膳食可导致镁的缺乏。镁主要由尿中排出，体内镁的水平主要由肾脏调控。粪便和汗液亦可排出少量的镁。胃肠功能紊乱、消化液大量丢失，可使血镁浓度降低。蛋白质-热能缺乏、营养不良儿童的腹泻，可造成镁大量丢失。3.生理功能（1）镁与钙磷构成骨盐。（2）镁是体内磷酸化和一些酶系统不可缺少的激活剂。（3）镁是细胞内液的主要阳离子，与钙、钾、钠一起，和相应的负离子协同，维持体内的酸碱平衡和神经肌肉的应激性。镁与钙相互制约以保持神经肌肉兴奋与抑制的平衡。严重缺镁还可出现震颤性谵妄等症状。（4）镁是心血管系统的保护因子，为维护心脏正常功能所必需。镁可以预防高胆固醇饮食所引起的冠状动脉硬化；缺镁易发生血管硬化、心肌损害。4.缺乏与过量引起镁缺乏的原因很多，主要有：镁摄入不足、吸收障碍、丢失过多以及多种临床疾病等。镁缺乏可致血清钙下降，神经肌肉兴奋性亢进；对血管功能可能有潜在的影响，有人报告低镁血症患者可有房室性早搏、房颤以及室速与室颤，半数有血压升高；镁对骨矿物质的内稳态有重要作用，镁缺乏可能是绝经后骨质疏松症的一种危险因素；少数研究表明镁耗竭可以导致胰岛素抵抗。在正常情况下，肠、肾及甲状旁腺等能调节镁代谢，一般不易发生镁中毒。用镁盐抗酸、导泻、利胆、抗惊厥或治疗高血压脑病，亦不至于发生镁中毒。只有在肾功能不全者、糖尿病酮症的早期、肾上腺皮质功能不全、年月粘液水肿、骨髓瘤、草酸中毒、肺部疾患及关节炎等发生血镁升高时方可见镁中毒。最初发现镁摄入过量的临床表现是腹泻。腹泻是评价镁毒性的敏感指标。过量镁摄入，血清镁在1.5~2.5mmol/L时，常伴有恶心、胃肠痉挛等胃肠道反应；当血清镁增至5mmol/L时，深腱反射消失；血清镁超过5mmol/L时可发生随意肌或呼吸肌麻痹；血清镁7.5mmol/L或更高时可发生心脏完全传导阻滞或心搏停止。5.供给量及食物来源成人每日镁的供给量为每1000kcal热量120mg，总量约为300~350mg。植物性食品含镁较多，粗粮、干豆、坚果、绿叶蔬菜中含量都比较丰富。动物性食品一般含镁较少，加工精制的食品及油脂含镁量最低。正常情况下，很少有镁缺乏，在一些疾病状态下易发生缺乏。镁缺乏的因素可能是长期酗酒、营养不良、糖尿病、肝硬化、吸收不良症候群、利尿剂过多使用者等。四、钾1.含量与分布正常成人体内钾总量约为50mmol/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。2.吸收与代谢人体内的钾主要来自食物，成人每日从膳食中摄入的钾为60~100mmol，儿童为0.5~3.0mmol/kg体重,摄入的钾大部分由小肠吸收,吸收率为90%左右。摄入的钾约90%经肾脏排出，每日排出量约70~90mmol，因此，肾是维持钾平衡的主要调节器官。肾脏每日滤过钾约有600~700mmol，但几乎所有这些都在近端肾小管以及亨勒袢所吸收。除肾脏外，经粪和汗也可排出少量的钾。3.生理功能（1）参与碳水化合物、蛋白质的代谢葡萄糖