食品营养--第八章--水及矿物元素

第八章水和矿物元素本章内容矿物元素概述常量矿物元素微量矿物元素水食品的成酸和成碱作用8.1矿物质概述矿物质的分类矿物质的特点矿物质的生理功能矿物质缺乏8.1.1矿物质的分类矿物质（minerals）：人体中除碳、氢、氧、氮以外的元素，称为矿物质，也成为矿物盐、无机盐、灰分8.1.1矿物质的分类根据体内的含量和人体需要量可以将矿物质分为常量元素（Macrominerals）包括Ca、P、S、K、Na、Cl、Mg在体内含量一般0.01%每日需要量在100mg以上微量元素（Traceelements）在体内含量一般0.01%每日需要量在100mg以下8.1.1矿物质的分类1995年WHO/FAO界定必需微量元素定义，必需微量元素10种：Fe、Zn、Se、Cu、I、Mo、Co、Cr、Mn、F可能必需微量元素5种：Si、B、Ni、V具有潜在毒性，但低剂量可能具人体必需功能元素为7种：Pb、Cd、Hg、As、Al、Li、Sn8.1.2矿物质的特点①在体内不能合成必需从食物和饮水中摄取②矿物质在体内分布极不均匀③矿物质相互间存在协同或拮抗作用④某些微量元素在体内虽需要量较少，但其生理剂量与中毒剂量范围较窄，摄入过多易产生毒性作用8.1.3矿物质的生理功能构成人体的重要成分调节细胞间溶液的渗透压和机体的酸碱平衡维持神经和肌肉的兴奋性机体重要生物活性物质的组成成分参与体内的多种物质代谢和生理生化活动8.1.4矿物质缺乏的因素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摄入量不足或者不良的饮食习惯生理上有特殊需要的人群8.2常量矿物质8.2.1钙8.2.2磷8.2.3镁8.2.4钠和钾8.2.1钙（Calcium）（1）概述是人体含量最多的无机元素存在形式：99％的主要集中骨骼和牙齿中羟磷灰石（Ca10(PO4)6(OH)2）、磷酸钙1%与柠檬酸螯合或蛋白质结合或者以离子状态分布在软骨组织、细胞外液和血液中，通称为混融钙池血液中总钙浓度比较稳定，有三种存在方式：蛋白结合钙复合钙（柠檬酸、硫酸盐和磷酸盐）离子钙与骨骼钙维持着动态平衡维持机体内细胞正常生理状态调节神经肌肉兴奋性（2）钙的生理功能构成骨骼和牙齿的成分大多数以多以羟磷灰石或磷酸钙的形式骨骼钙和混溶钙池保持者相对的动态平衡幼儿骨骼1-2年更新一次成人骨骼10-12年更新一次维持膜的稳定性是各种生物膜的构成成分细胞外的钙可与膜上的蛋白、磷脂结合，改变膜的构象（2）钙的生理功能维持神经和肌肉的活动细胞内外钙离子浓度的变化将会引起神经冲动的传导和神经肌肉的兴奋血钙降低，可以引起手足痉挛血钙过高，引起心脏和呼吸衰竭参与血液凝固是可溶性纤维蛋白原转变为纤维蛋白（2）钙的生理功能促进体内酶的代谢腺苷酸环化酶、鸟苷酸环化酶、磷酸二酯酶、酪氨酸羟化酶促进细胞信息传递维持体液平衡（3）钙的吸收与代谢吸收部位：主要在小肠的上段吸收方式：以主动运输为主，钙浓度高时也可通过被动扩散吸收。主要储存在骨骼和牙齿，少部分保存在软组织和体液中排泄：粪、尿、汗、乳汁LowPlasmaCalcium:stimulatesPTHrelease,andPTHactstoresorbCa2+fromthepoolinboneandtoenhancerenalre-absorptionofCa2+HighPlasmaCalcium:stimulatesCTsecretionwhichlowersplasmacalciumbyinhibitingboneresorption（4）影响钙吸收的因素人的需要量：人对钙的需要量大时，钙的吸收率↑人的生理状况：随年龄增大吸收率↓膳食中钙含量↑体内钙贮留量↑肠液酸度：酸度增加有利于钙的吸收（4）影响钙吸收的因素膳食成分促进吸收的因素维生素D蛋白质：AA特别是Lys、Arg乳糖钙-磷比：婴儿，1.5:1;1岁,1:1;建议2:1~1:1（4）影响钙吸收的因素膳食成分抑制钙吸收的因素植酸或草酸膳食纤维：糖醛酸残基脂肪过多或脂肪消化不良某些药物：抗酸药、四环素、肝素（5）钙的缺乏与过量缺乏症佝偻病骨质疏松症过量摄入肾结石骨硬化（大量钙摄入使降钙素分泌增加）Leftnormalbone,rightosteoporoticboneLeftnormalbone,rightosteoporoticbone（6）钙的营养学评价生化指标血清总钙浓度：2.25-2.75mmol/L(90-110mg/L)，低于下限为不足血清离子钙浓度：1.10-1.37mmol/L(45-55mg/L)，低于下限为不足血清[Ca]×[P]30，低于此限为不足血清碱性磷酸酶成人为1.5－4.0蓓氏单位，儿童5-15蓓氏单位，超过为不足（6）钙的营养学评价骨质的测量骨矿物质含量（BMC）骨矿物质密度（BMD）（7）钙的参考摄入量及食物来源中国居民膳食钙摄入量(DRIs)单位：mg/d年龄/岁AIUL0～300－0.5～400－1～60020004～80020007～800200011～1000200014～1000200018～800200050～10002000孕妇中期晚期1000200012002000乳母12002000（7）钙的参考摄入量及食物来源食物来源以奶及奶类制品最好水产品、豆制品和蔬菜富含钙谷类及畜肉含钙较低含钙丰富的食物（mg/100g）食物含量食物含量食物含量虾皮991苜蓿713酸枣棘435虾米555芥菜294花生仁284河蟹325雪里蕻230紫菜264泥鳅299苋菜187海带（湿）241红螺539乌塌菜186黑木耳247河蚌306油菜苔156全脂牛乳粉676鲜海参285黑芝麻780酸奶1188.2.2磷（Phosphorus）（1）概述成人体内约含磷650g，占体重1%85－90%与钙结合存在于骨、牙中10%与蛋白质、脂肪等有机物结合参与构成软组织广泛分布于体内多种含磷的化合物中（2）磷的生理功能构成骨骼和牙齿的重要成分：羟磷灰石〔Ca10(PO4)6(OH)2〕参与能量代谢磷酸化合物是储存、转移和释放能量的物质碳水化合物是以磷酰化合物的形式被吸收葡萄糖－6－磷酸酯、丙糖磷酸酯是葡萄糖代谢的中间产物（2）磷的生理功能组成生命的重要物质RNA/DNA、磷脂细胞内第二信使cAMP、cGMP和三磷酸肌醇等酶的重要成分TPP、PLP、辅酶I、辅酶II调节酸碱平衡（3）磷的吸收与代谢吸收：小肠，吸收率约70%，主动吸收和被动吸收食物中的磷必须分离为游离的磷，然后以无机磷酸盐的形式被吸收影响吸收的因素膳食中磷的含量膳食中磷的来源和性质膳食中的一些金属阳性离子个体的生理发育阶段肠道酸度（3）磷的吸收与代谢排泄：未吸收部分随粪便排出参与代谢的磷主要经肾脏排泄吸收和排泄受到降钙素和甲状腺旁素的调控（4）磷的缺乏和过量磷缺乏很少见临床所见磷缺乏的病人多为长期使用大量抗酸药或者禁食者过量的磷酸盐可引起低血钙，导致神经兴奋性增强，手足抽搐和惊厥（5）磷的供给量及食物来源美国规定1岁以下Ca:P＝1.5:11岁以上Ca:P＝1:1成人Ca:P＝1:1～2:1中国居民膳食磷摄入量单位：mg/d组别AIUL0～150－0.5～300－1～45030004～50030007～700300011～1000350014～1000350018～7003500孕妇～7003000乳母～7003500（5）磷的供给量及食物来源普遍存在于各种动植物食品中谷类种子中的磷，因植酸的缘故难以利用，蔬菜和水果含磷较少肉、鱼、禽、蛋、乳及其制品含磷丰富，是磷的良好食物来源含磷高的食物：奶制品、牛肉、家禽、花生、核桃、鱼、鸡蛋、黑麦面包8.2.3镁（Magnesium）（1）概述人体内含镁约20－28g，3/5存在于骨骼，2/5存在于肌肉和软骨组织镁主要分布在细胞内，细胞外不超过1%镁在红细胞及血浆中主要以结合镁(32%)、游离镁(55%)和镁盐(13%)三种形式存在（2）镁的吸收代谢吸收部位：以空肠末端与回肠为主。摄入的镁有30%－50%在小肠被吸收吸收方式：被动扩散+主动运输影响吸收的因素膳食中Mg的摄入量膳食成分饮水量（2）镁的吸收代谢经肾脏以尿液排出，未被吸收的以粪便排出肾上腺皮质分泌的醛固醇，可调节肾脏排泄镁的作用(3)镁的生理功能多种酶的激活剂磷酸转移酶和水解肽酶系Na+－K+－ATP酶Ca+－ATP酶促进骨骼生长体内镁以磷酸盐、碳酸盐的形式参与构成骨牙在镁浓度下降时，甲状旁腺功能低下可引起低血钙维持神经肌肉的兴奋性(3)镁的生理功能维护胃肠道功能（利胆、导泻、抗毒）调节心血管功能Mg充足，促使cAMP生成增多，引起血管扩张Mg缺乏，血管紧张肽和血管收缩因子增加，引起动脉骤然收缩对激素的作用（甲状旁腺激素）（4）镁的缺乏Mg的缺乏对机体的影响对Ca代谢的影响对神经肌肉兴奋性的影响对骨骼的影响其他引起Mg缺乏的原因摄入不足吸收障碍丢失过多（5）镁与其它矿物元素的关系镁与钙使神经肌肉兴奋或抑制的作用相同镁的吸收和钙、磷的吸收相互影响镁缺乏会导致细胞内缺钾（6）镁的参考摄入量和食物来源中国居民膳食镁参考摄入量(DRIs，单位：mg/d）年龄/岁AIUL0～30－0.5～70－1～1002004～1503007～25050011～35070014～35070018～350700孕妇+100700乳母+100700（6）镁的参考摄入量和食物来源食物来源植物食品：花生、芝麻、大豆、全谷、绿叶蔬菜动物食品：一般含较少8.2.4钠成人体内70-100g44-50%在细胞外液40-47%在骨骼9-10%在细胞内液（1）Na的生理功能调节体内水分，维持体液渗透压维持体和酸碱平衡增强神经肌肉的兴奋性与ATP生成利用、肌肉运动、心血管功能、能量代谢有关（2）Na的吸收和代谢吸收一般以NaCl的形式摄入代谢主要通过肾脏排出（3）Na的缺乏与过量Na的缺乏轻度出现疲劳、眩晕、昏厥重度出现酸中毒、甚至死亡Na过量高钠血症引起高血压、高血脂等慢性疾病（4）Na的需要量和食物来源成人最低需要量115mg/dWHO建议每天食盐用量不超过6gNa存在于各种食物，一般动物性食物含量高于植物性食物8.2.5钾人体含K约175gK主要存在于细胞内在体内的分布70%在肌肉10%在皮肤其余在红细胞、脑等组织中（1）K的生理功能参与细胞新陈代谢和酶促反应维持渗透压和酸碱平衡维持神经肌肉的应激性和正常功能其他功能对水和体液的调节作用降压作用扩张血管（2）钾的吸收和代谢主要吸收部位在小肠吸收形式有主动运输和被动扩散主要通过肾脏排出（3）K的缺乏与过量k的缺乏血清钾低于3.5mmol/L，为低钾血症表现为神经、肌肉、消化、心血管等系统功能性或者病理性改变k的过量血清钾低于5.5mmol/L，为高钾血症主要变现为全身无力、面色苍白、肌肉酸痛、神志模糊，弛缓性瘫痪、呼吸肌瘫痪，窒息（4）钾的需要量和食物来源成人适宜摄入量为2000mg/d主要来源：蔬菜和水果8.3微量元素铁锌硒碘氟8.3.1铁（Iron）（1）概述人体中必需微量元素含量最多的一种功能铁70%：血红蛋白、肌红蛋白、含铁蛋白、运铁蛋白储备铁30%：铁蛋白、含铁血黄素存在于肝、脾和骨髓中体内铁含量因年龄、性别和营养状不同而存在较大差异。正常男性血清铁为11～30μmol／L，女性9～27μmol／L（2）铁的生理功能参与体内氧的运送在体内主要作为血红蛋白、肌红蛋白的组成成分参与氧和二氧化碳的运输参与组织呼吸过程是细胞色素系统、过氧化氢酶、过