食品营养学矿物质

第五节矿物质第五节矿物质1．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）又分常量（宏量）元素（macroelements）、微量元素（microelements/traceelements）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2．无机盐的代谢特点机体组织重要构成成分在细胞内外液参与酶系激活3．无机盐的生理功能一、钙一、钙（calcium，Ca）出生时体内含钙总量约为28g，成年时达850-1200g（约为体重的1.5-2.0%）分布极不均匀是含量最多的无机元素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。其中少数为无定形钙，此部分在婴儿期占较大比例，以后随年龄增长而逐渐减少2．其余1%，有一半与柠檬酸螯合或与Pro结合；另一半则以离子形式存在于软组织、细胞外液、血液等组织中组成混溶钙池（misciblecalciumpool），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体内有强大的保留钙和维持细胞外液中钙浓度的机制当膳食钙严重缺乏或机体发生钙异常丢失时可通过这些机制使骨脱矿化以纠正甚至是轻微的低钙血症，而保持血钙的稳定(一)功能（一）钙的生理功能1．构成骨骼和牙齿的主要成分2．维持神经与肌肉活动3．促进体内某些酶的活性4．参与凝血过程、激素分泌、维持体液酸碱平衡以及细胞内胶质稳定性及毛细血管渗透压等(二)吸收代谢（二）吸收与代谢1．食物钙吸收、影响因素**主要在小肠吸收返回*生活中有那些常见食品是发酵食品?发芽、发酵可破坏植酸。酸浸也可去除部分发酵食品?草酸草酸**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2．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/d4）乳母通过乳汁约排出钙150-300mg/d5）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3．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4．钙缺乏**主要影响骨骼发育和结构，表现为儿童佝偻病成人骨质软化症老年人骨质疏松症其他如骨质增生、抽搐等(三)RNI（三）钙的供给量钙的需要量估计方法有两种1．平衡法：适用于成年人2．直接测定法：可用于儿童钙的无可观察到副作用水平（non-observedadverseeffectlevel，NOAEL）为1500mg成年男女性均为800mg(四)来源（四）食物来源**良好来源：乳及乳制品主要来源：豆及豆制品、蔬菜水果经常有科普杂志、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?骨头汤？Q-草酸豆腐?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、铁二、铁（iron，Fe）体内必需微量元素中含量最多，总量约4-5g分布极不均匀(一)功能（一）生理功能1．参与O2、CO2转运、交换和细胞呼吸过程铁与红细胞形成和成熟有关2．催化促进β-胡萝卜素转化为VitA，催化促进嘌呤与胶原的合成促进机体抗体生成，增加抵抗力促进脂类在血液中的转运促进药物在肝脏的解毒3．对行为智力有影响(二)吸收代谢（二）吸收与代谢吸收率1-25%受铁存在形式等多因素影响食物中铁的存在形式及吸收影响因素**动物性食物的非血红素铁（non-haemiron）吸收影响因素较少，且存在血红素铁（haemiron），其吸收率多在10-25%，较植物性食物（多10%）的高(三)铁缺乏铁减少期(irondecreasing，ID)RBC生成缺铁期(irondeficiencyerythrocyte，IDE)缺铁性贫血期(irondeficiencyanemia，IDA)分为三个阶段铁缺乏高发人群早产儿6m-6yr婴幼儿青春期少年妊娠后半期严重寄生虫感染个体（三）铁缺乏及缺铁性贫血铁缺乏症状缺铁性贫血智力和行为改变工作能力↓抗感染力↓耐寒能力↓食欲减退面色苍白心慌气短头晕眼花等(四)来源、RNI（四）食物来源及供给量良好来源为动物肝、血、畜禽鱼肉少数植物性食物如木耳、香菇、芝麻等的铁含量较高，但吸收不好成年男性15mg，成年女性20mg，孕妇、乳母25-35mgNOAEL65mgUL50mg四、碘(一)功能四、碘（iodine，I）人体内含碘约20-50mg，相当于0.5mg/kg。其中20%集中于甲状腺，用于合成甲状腺素。其它分布在肌肉与其它组织中（一）生理功能主要参与甲状腺素合成，通过甲状腺素表现其生理功能甲状腺素主要是促进、调节代谢和生长发育1．活化酶包括细胞色素酶系、琥珀酸氧化酶系等一百多种，促进生物氧化和代谢，协调氧化磷酸化过程，调节能量转化2．促进Pro合成、调节Pro合成与分解3．促进糖和Fat代谢4．促进维生素的吸收和利用5．调节组织中水盐代谢6．促进神经系统、组织的发育、分化(二)吸收代谢（二）吸收与代谢无机碘离子在绝大多数情况下极易被吸收，1hr内大部分被吸收，3hr完全吸收有机碘在肠道内降解为碘化物被吸收，部分有机碘则可能被完整地吸收食物中的甲状腺素80%可直接吸收大部分被甲状腺摄取并合成甲状腺素。甲状腺素在分解代谢后，部分被重新利用，部分经肾脏和胆汁排出体外乳汁中可排出一定量的碘（约7-14µg/dl）（三）碘缺乏食物性缺碘有地区性（地方性甲状腺肿），主要在内陆地区碘缺乏甲状腺素合成分泌↓垂体促甲状腺激素代偿性合成分泌↑甲状腺增生、肥大胎儿和新生儿期缺碘可引起生长损伤，尤其是神经、肌肉，认知能力低下，即呆小症（克汀病）胚胎期和围产期死亡率上升成人缺碘引起单纯性甲状腺肿有些食物中含有抗甲状腺素物质如十字花科植物（白菜、萝卜等）含有β-硫代葡萄糖苷等可影响碘的利用，在加热烹调时，可破坏释放这些物质前体的酶此外，Pro不足，钙、锰、氟过高或钴、钼不足对甲状腺素合成也有一定影响单纯性甲状腺肿大F1-碘缺(四)碘过量（四）碘过量部分地区的食物或水中的碘含量高，食用这些食物或水会造成高碘甲状腺肿限制高碘的摄入即可防治但碘化盐的使用未见碘过量(五)来源、RNI（五）食物来源**及供给量目前主要通过加碘食盐来摄取食盐中碘化钾/碘酸钾（稳定）等碘化物加入量在1∶20000-50000海产品含碘高干海带24000µg/100g干紫菜800µg/100gRNI成人150µgNOAEL1000µgUL850µg五、锌五、锌（Zinc，Zn）含锌2-2.5g，主要存在于肌肉、骨骼、皮肤单位重量计则以视网膜、脉络膜、前列腺最高(一)功能12345体内多种酶的组成成分或酶激活剂促进生长发育与组织再生促进VitA代谢和生理作用参与免疫功能促进食欲（一）生理功能(二)吸收代谢（二）吸收、代谢小肠，主动吸收影响因素**植酸：人奶锌吸收率40%，牛奶32%，一些豆类配方食品仅14%。在牛奶中加入与豆类配方食品等量的植酸钠，则降为16%纤维素、某些微量元素（如二价非血红素铁）过多时可抑制锌吸收混合食物：锌吸收率约20-40%(三)缺乏、过量12345儿少生长发育迟缓青春期性发育延迟性功能减退(hypogonadism)精子产生过少味觉嗅觉功能下降甚至丧失或有异食癖创伤愈合不良抵抗力下降易感染孕妇缺锌可致胎儿中枢神经系统先天畸形锌缺乏6智力下降（三）锌缺乏与过量一般膳食未见锌中毒。就目前研究而言，补锌量略高于RNI，未见干扰其它微量元素的作用（四）食物来源及供给量海产品含锌丰富，肝、肉、蛋次之粮豆类有一定含量，但吸收差RNI成人男15.5mg女11.5mgNOAEL30mg六、硒(一)功能六、硒（Selenium，Se）硒总量约14-20mg，广泛分布于各组织中浓度高的有肝、胰、肾、心、牙釉质及指甲，脂肪组织中最低（一）生理功能**1．抗氧化作用与VitE的抗氧化作用具有协同作用2．解毒和细胞保护作用硒与金属有很强的亲和力动物实验发现硒可↓黄曲霉毒素B1急性损伤、减轻肝中心小叶坏死程度与死亡率3．保护心血管、维护心肌的功能血硒高的地区心血管疾病发病率低动物实验表明硒对心肌纤维、小动脉及微血管的结构及功能有重要作用以心肌损害为特征的克山病可能与缺硒有关4．促进生长和繁殖、保护和改善视觉器官功能及抗肿瘤作用5．参与辅酶A、辅酶Q的合成，在机体合成代谢、电子传递中起重要作用；可增加血中抗体数量，起免疫佐剂作用(二)吸收代谢（二）吸收**与代谢小肠吸收无机硒、有机硒都易于吸收，其吸收率大都在50%以上吸收率高低与其化学结构、溶解度有关如蛋氨酸硒无机硒；溶解度大低代谢后的硒大部分尿排出，少数肠道、汗液、肺排出(三)缺乏过量硒缺乏克山病重要病因缺硒地区肿瘤发病率明显较高生长迟缓白内障患者补硒后视觉功能有改善可能↑大骨节病发生率硒过量水土食物硒含量过高中毒（三）硒缺乏、过量(四)来源/RNI（四）食物来源及供给量良好来源：动物性食品肝、肾、肉类及海产品、大蒜等RNI50µgNOAEL200µgUL400µg复习思考题：1、矿物质的生理功能有哪些？常见的常量元素和微量元素是什么？2、食物中促进和干扰钙吸收的因素有哪些？提高食物中钙的吸收率的措施有哪些？3、机体中钙的存在形式有哪些？有何生理功能？人体缺钙有哪些表现？4、甲状旁腺素（PTH）和降钙素（CT）在调节人体血钙平衡中起到什么作用？正常人体血钙浓度是多少？血钙过高和过低有哪些生理表现？5、食物中铁的存在形式有哪些？它们在机体利用过程中的特点分别有哪些？试举几个富铁食品的名称。6、硒与维生素E是如何协同发挥抗氧化生理功能的？人体硒缺乏和硒中毒有哪些典型症状？7、碘在机体中的生理活性形式是什么？有何生理功能？碘缺乏时对肌体的危害有哪些？生活中最有效的补碘方式是什么？