食品营养学-矿物质

第六章矿物质和水第一节矿物质一、概述(分类、特点、生理功能、缺乏的主要因素)二、常量矿物质——钙、镁、钠、磷三、微量矿物质——铁、碘、锌、氟人体矿物质的含量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；影响矿物质生物有效性的因素很多。4、矿物质缺乏的主要原因人体内重要的矿物质钙(calcium)铁（iron）锌（zinc）碘（iodine）硒（selenium）氟(fluorin)铬（chromium）镁(magnesium)钠(sodium)1、构成骨骼和牙齿的成分：以羟磷灰石、磷酸钙的形式存在，与混溶钙池的钙保持着相对的动态平衡。2、促进体内酶的活动：腺苷酸环化酶、鸟苷酸环化酶、磷酸二酯酶等的激活剂。3、维持神经和肌肉的活动:4、其他功能：参与血液凝固（促进凝血酶原转变为凝血酶）、维持细胞膜的稳定性、激素分泌、维持体液体酸碱平衡、调节细胞正常的生理功能。bonematrix骨基质Cellular细胞的钙(calcium)的生理功能正常人铁内含钙1000-1200g,其中99存在于骨骼和牙齿中，其余1%存在于混溶钙池（软组织、细胞外液和血液）中，以蛋白结合钙（46%）、复合钙（6.5%）、离子化钙(47.5%)的形式存在。骺关节的软骨骨的化学成分和物理特性骨的化学成分包括有机物和无机物。有机物主要是蛋白质，无机物为碱性磷酸钙[Ca5(PO4)3(OH)]。有机物决定骨骼的韧性，无机物决定骨骼的强度。随着年龄的增长，骨骼中有机物的比例逐渐下降，无机物的比例逐渐增高。骨的更新速率随着年龄的增长而下降100（1y）-5%(40y)钙的吸收主要在小肠上端，主动转运吸收为主。成人钙的吸收率仅为20-30%，婴幼儿≥50%。抑制肠内钙吸收的主要因素草酸、植酸、磷酸、膳食纤维、脂肪酸、碱性药物、碱性饮料促进肠内钙吸收的因素：与Ca离子结合保持溶解状态维生素D、某些氨基酸、乳糖、活性多糖、酪蛋白磷酸丝肽（CPP）、雌激素成骨细胞和破骨细胞上有雌激素受体，雌激素可增强成骨细胞活动，抑制破骨细胞的活动。缺乏雌激素则破骨细胞的活动增强。钙磷比例维持在1:1～1.5之间比较好，婴儿(1.6-1.8):1钙的排泄与储存高蛋白质、磷、高温作业、出汗、泌乳、酸中毒、甲状腺素、肾上腺皮质激素等均有影响。骨峰密度人在20岁以前主要为骨的生长阶段，其骨密度达到最大值。骨的更新速率随着年龄的增长而下降，1y时的100%，40y时为5%。骨密度，是骨质量的一个重要标志，反映骨质疏松程度，预测骨折危险性的重要依据。图5-3钙缺乏不同年龄妇女的骨密度变化（a）29岁（b）40岁（c）84岁（d）92岁常见食物钙的含量（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豆腐食用油粳米草鱼99155532529953930628573101138苜蓿荠菜雪里蕻苋菜乌塌菜油菜苔黑芝麻牛乳（平均）猪肉（肥瘦）面粉（平均）黄膳丝71329423018718615678010431157酸枣棘花生仁紫菜海带(湿)黑木耳全脂牛乳粉酸奶母乳早籼标准粉43528426424124767611830613Ca的食品强化剂及吸收率常用碳酸钙、乳酸钙、柠檬酸钙、葡萄糖酸钙、磷酸钙、醋酸钙吸收率差异不明显，有机钙、无机钙吸收率仅相差2%，强化食品与钙制剂中应用最多的是CaCO3，含Ca高，无副作用，价廉，由于CaCO3溶解需低pH值，故胃酸缺乏病人不宜。柠檬酸钙易溶解，适于低胃酸病人。讨论1、老年人为什么容易患骨质疏松症？如何预防老年人患骨质疏松症？2、婴幼儿、儿童、青少年、孕妇、乳母为什么易缺钙？如何预防各类人群缺钙？常量元素-镁、钠、磷镁(magnesium)的生理功能1、以磷酸盐、碳酸盐的形式参与构成骨骼和牙齿。2、参与维持细胞的渗透压与机体的酸碱平衡。3、维持神经与肌肉的兴奋性。4、镁参与300多种酶的催化反应：参与体内核酸、碳水化合物、脂类和蛋白质等物质的代谢，在产能营养物质代谢中，释放和利用能量也需要镁的参与，它能直接影响钾、钙以及维生素D的代谢。5、心血管系统的保护因子：研究发现，镁缺乏会增加心脏心肌细胞的易感性；死于心肌梗塞者的心肌镁含量低于正常水平；软水地区心血管疾病发病率高与该地区水中含镁量低有关，适当补充镁盐可减少心肌梗死的死亡率；我国研究者还发现克山病患者有低镁血症，镁缺乏可能是克山病的病因之一。6、镁盐在临床上有利尿和导泻作用。镁缺乏的症状1、低镁血症：肠炎和慢性吸收不良的病人、任何肾功能不全及神经内分泌紊乱者、甲状腺机能亢进、肾小管性酸中毒和坏死等病变、长期服用噻嗪类利尿药、洋地黄、庆大霉素及心衰、急性心肌梗塞、烧伤、感染、外科手术甚至酒精中毒时，都会造成低镁血症。低镁时肾脏保钾功能也降低，继而引起低钾血症。2、龋齿和骨质疏松：3、肌肉痉挛（颤抖、抽搐）：4、心率失常；5、心力衰竭与心肌梗死：心力衰竭患者常伴有缺钾缺镁，心肌梗死患者早期存在心肌缺镁现象。镁缺乏的原因膳食中镁的吸收率较高，通常为50%。1、摄入量不足：大量出汗、长期处于紧张的精神状态下和过度疲劳均可增加镁的需要量并导致细胞内镁的丢失、大量食用精致食品。2、酒精中毒：酒精是一种利尿剂，可以增加尿液中镁的损失，另一方面，镁的需要量与能量代谢密切相关，动物性食品一般含镁较少。3、排泄量增加：呕吐4、膳食中其它成分的干扰：膳食中高钙（通过强化）、高磷、高膳食纤维、过高的蛋白质可以降低镁的吸收率，经常食用钙强化剂的人应确保选择镁含量丰富的食物。钠（Sodium）1、食盐与健康的关系：中国医学科学院心血管病研究所联合全国29个单位，对我国九个地区的人群膳食与血压的关系进行调查和比较，结果说明人的血压与食盐摄入量呈正相关。高血压患病率与食盐摄入量的关系食盐摄入量最高的山西平均17.9g15.3%食盐摄入量最低的广西8.2%钠（Sodium）2、供给量标准与食物来源：Nacl供给量标准WHO5g/d，中国6g/d。注意：高血压、冠心病、肾炎、糖尿病人等均应限制食盐的摄入量，最好食用低钠食盐。食物中血红素铁和非血红素铁的组成60%Hemeiron（beaf，chicken，fish）100%nonhemeiron（beans，cereals，soy，greenleafvegetables）非血红素铁血红素铁磷的生理功能1、构成骨骼和牙齿的重要成分；2、参与能量代谢；3、构成生命物质成分；4、酶的重要成分；5、调节酸碱平衡。1、磷的供给量成人磷的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/dUL为3500mg/d2、磷的食物来源瘦肉、禽、蛋、鱼、坚果、海带、紫菜、油料种子、豆类等磷的供给量与食物来源1、参与体内氧的运送和组织呼吸过程：2、维持正常的造血功能：3、参与其他重要功能：提高免疫力：红细胞膜表面存在补体C3b受体，能吸附抗原-补体（抗体）形成免疫复合物提高抗寒能力人体含铁一般3-5g，其中60-75%的铁存在于血红蛋白、3%存在于肌红蛋白、1%存在于含铁酶类（细胞色素氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶）、辅助因子及运铁载体中，其余为贮备铁（铁蛋白和含铁血红素的形式存在）。影响铁吸收的因素3、共存的食品组分的影响：促进吸收：Vc、氨基酸（胱氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸等）、乳糖、单糖（glucose,fructose）、柠檬酸(CitricAcid)、琥珀酸等能与铁螯合成小分子可溶性单体，利于其吸收。抑制吸收：磷酸盐、草酸盐、碳酸盐、鞣酸（单宁，茶、咖啡含量高）等可降低其溶解度。蛋黄中的卵黄高磷蛋白可抑制Fe的吸收。4、食品加工：焙烤Fe2+→Fe3+;面粉发酵、黄豆发芽均可提高其利用率。5、生理因素：人体的机能状态（缺Fe、胃酸缺乏）。VA可改善Fe由贮运组织向所需器官的运转。食物含量食物含量食物含量鸭血30.5鸡血25.0沙鸡24.8鸭肝23.1猪肝22.6蚌肉50.0蛏子33.6蛤蜊22.0刺蛄14.5发菜99.3红蘑235.1冬菇10.5藕粉41.8黑芝麻22.7鸡蛋黄粉10.6地衣(水浸)21.1冬菜11.4苜蓿9.7表5-4含铁较高的食物（mg/100g）讨论1、婴幼儿配方奶粉中为什么要进行铁的强化？（牛奶铁的吸收率母乳)。2、易缺铁的人群有哪些？如何预防各类人群铁缺乏?如何预防碘缺乏易缺乏碘的人群：婴幼儿、孕妇、乳母、儿童、青少年预防措施：内陆地区的人群食用强化食盐，注意碘盐的稳定性；内陆地区人群每周吃1次海带或紫菜。碘缺乏成人甲状腺肿大儿童侏儒症或呆小症孕妇严重缺碘，婴儿出生后继续缺碘心率加速，急躁不安、失眠多汗及食欲亢进等，严重导致甲状腺肿大。长期高碘摄入可导致高碘性甲状腺肿大（甲亢），引起消瘦。影响Zn吸收的因素吸收率20-30%植酸、鞣酸、纤维素严重妨碍Zn的吸收。食物中大量Ca存在时，严重抑制Zn的吸收，(形成不溶性锌钙)。(植酸锌钙更难吸收)。Vc妨碍Zn的吸收。食物含量食物含量食物含量小麦胚粉花生油黑芝麻口蘑白菇鸡蛋黄粉23.48.486.139.046.66山羊肉猪肝海蛎肉蛏干鲜扇贝10.425.7847.0513.6311.69鲜赤贝红螺牡蛎蚌肉章鱼11.5810.279.398.505.18表5-7含锌较高的食物（mg/100g）硒过量硒过量症状：董某，男，23岁架线工，1986年7月23日回家，第17天开始片状脱发，脱了又长，长了又脱，历时2月余，发硒为97.78ppm。脱发是人群硒中毒的主要症状，脱发前，头皮痒，疼痛，发枯黄，以脆断，稍加搔抓即脱落，重者1-2天脱光，轻者边脱边长，参差不齐，再生发干枯无光泽。高硒中毒地区（湖北恩施、陕西紫阳）居民发硒平均值为44.25ppm。年龄硒年龄硒0～0.5～1～4～7～11～14～1520202535455018～50～孕妇早期中期晚期乳母505050505065成年人硒的UL为400μg/d。表5-8不同人群硒的推荐摄入量(RNI)μg/d食物含量食物含量食物含量鱼子酱海参牡蛎蛤蜊鲜淡菜鲜赤贝蛏子章鱼203.09150.0086.6477.1057.7757.3555.1441.68青鱼泥鳅黄鳝鳕鱼猪肾猪肝(卤煮)羊肉猪肉37.6935.3034.5624.8111.7728.7032.2011.97瘦牛肉干蘑菇小麦胚粉花豆(紫)白果豌豆扁豆甘肃软梨10.5539.1865.2074.0614.5041.8032.008.43表5-9含硒较高的食物（μg/100g）铜的供给量与食物来源1、供给量2000年中国营养学会提出成人铜AI为2.0mg/dUL为8mg/d2、铜的食物来源牡蛎、贝类、动物肝、肾及坚果类、谷类胚芽、豆类等。氟(Fluorin)生理功能1、氟对维持骨骼和牙齿的结构稳定性具有重要作用：氟磷灰石，适量的F有利于钙和磷的吸收及其在骨骼中沉积，促进生长。2、氟也是构成牙齿的重要成分：氟磷灰石晶体对牙齿的保护作用较强。氟(Fluorin)中毒氟中毒是一种慢性全身性疾病，早期表现为疲乏无力、食欲不振、头晕、头痛、记忆力减退等症状。过量的氟进入人体后，主要沉积在牙齿和骨骼上，形成氟斑牙和氟骨症。贵州西部燃煤含毒气全省一半人口氟中毒。氟斑牙：在牙齿表面出现白色不透明的斑点，斑点扩大后牙齿失去光泽，明显时呈黄色、黄褐色或黑褐色斑纹。严重者牙面出现浅窝或花样缺损，牙齿外形不完整，往往早期脱落。氟骨症：表现为腰腿痛、关节僵硬、骨骼变形、下肢弯曲、驼背，甚至瘫痪。妇女因骨盆变形而造成难产。GO氟骨患者氟骨症患者小学五年级学生GO氟斑牙症患者：牙齿发黑、腐烂12岁的学生35岁的成人24岁的成人54岁的成人GO第二节水一、水在体内的分布二、水的生理功能三、水的缺乏与过量水的需要量及来源讨论：何种饮用水有益于人体健康？一、水的功能1、机体的重要组成成分：占体重的2/3，失水20%人即无法维持生命2、促进营养素的消化吸收与代谢