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1矿物质（Mineral）了解食品中矿物质的分类及存在形式；矿物质在生物体内的功能，食品中重要矿物质的营养功能；矿物质对食品性状的影响；酸性食品或碱性食品。掌握几种重要的矿物质对食品性状的影响；矿物质的生物有效性及影响生物有效性的因素。2第一节概述1.定义食品中除去C、H、O、N等四种构成水和有机物质元素外，其他元素统称为矿物质，又称灰分、无机质。2.分类常量元素：＞0.01%人体体重，KNaCaMgSP等。必需营养元素：FeCuICoMnZn微量元素：非营养非毒性元素：AlBNiSnCr非营养有毒性元素：HgPbAsCdSr＜0.01%人体体重33.矿物质的特点不能在体内合成，必须从食物和饮水中摄取。在体内分布极为不均匀。矿物质之间存在协同或拮抗作用。某些微量元素安全范围较窄，易引起中毒。硒：RNI：50ug/d,UL：400ug/d。44矿物质缺乏我国易缺乏的矿物质：钙、锌、铁、碘、硒等。缺乏原因：地球环境中分布不平衡食物中存在着拮抗物质摄入不足或不良的饮食习惯，如偏食、挑食等。生理上特殊需要：如儿童、青少年、孕妇、乳母、老年人等。55.矿物质在生物体内的功能（1）机体的重要组成成分；（2）维持细胞的渗透压及机体的酸碱平衡；（3）通常是酶的活化剂；（4）保持神经、肌肉的兴奋性；6（5）对机体具有特殊的生理功能，如铁对血红蛋白、细胞色素酶系的重要性，碘对甲状腺素合成的重要性等。（6）对食品感官质量的作用。如磷酸盐对肉制品的保水性、结着性作用，钙离子对凝胶的形成和食品质地的作用等。7第二节食品中的矿物质元素一、乳品中的矿物元素1.存在形式乳品中矿物质含量一般为0.7～0.75％，乳中钾的含量较钙高三倍。钾钠大部分以氯化物、磷酸盐及柠檬酸盐，呈可溶性状态存在。钙、镁与酪蛋白、磷酸和柠檬酸结合，一部分呈胶体状态，一部分呈溶解状态存在。82.作用（1）乳中总钙量与离子比例，能影响酪蛋白在乳品中的稳定性（2）乳品在加工过程中，如热处理和蒸发能改变盐的平衡，因而改变蛋白质的稳定性。如乳加热后，钙、磷由可溶性变为胶体状态。9（3）pH值变化也可使盐的平衡遭到破坏例如，pH降低时，钙、磷由胶体状态变为可溶性状态；当pH5.2时，乳品中所有钙、磷都变成可溶性状态。乳在加热和搅拌过程中，可使二氧化碳损失，因而使pH增加。这些因素都可导致牛乳中酪蛋白的不稳定。10二、肉中矿物质因素肉中矿物质含量一般为0.8～1.2％，常量元素以钠、钾和磷含量较高，微量元素中铁的含量较高，因此肉类是饮食中磷和铁的重要来源。当肉汁流失后，常量元素损失的主要是钠、钾，而钙、磷损失较少，因为钠、钾几乎全部存在软组织及体液中，在动物活体中钾主要分布与细胞内液，而钠在细胞外液，当动物死后，均匀地分布在细胞内外。11肉中矿物质一部分以氯化物、磷酸盐、碳酸盐呈可溶性状态存在，另一部分与蛋白质结合成非溶性状态存在，因而瘦肉中要比脂肪组织中含有较多的矿物质。肉中还含有锰、铜、钴、锌、镊等微量元素，其中锌对肉的持水性起着较大的作用。12三、植物性食物中矿物元素植物性食品中的矿物质元素，除极少数以无机盐形式存在外，大部分与植物中的有机物相结合而存在，或者本身就是有机物的组成成分。如粮食中含量较高的矿物质元素磷，就是磷糖、磷脂、核蛋白、辅酶、核苷酸、植酸盐等有机物的组成成分。13植酸盐中的磷，不易被动植物利用，人体内60％被排除体外。植酸盐在植酸酶作用下，水解成磷酸和肌醇，把磷酸从植物中分解出来，成为无机磷，所以植酸盐是粮食中磷的作用来源。在小麦、稻谷及其他谷物的糠麸中含有丰富的植酸酶；许多微生物如酵母也含有较多的植酸酶。所以经过发酵的面团，有利于人体对磷的吸收，粮食在贮藏期间，由于植酸酶的作用，无机磷含量增加。14粮食中的矿物质元素有30多种，其中含量较多的有P、K、Mg、Ca、Fe、Si。小麦面粉中也含有许多常量和微量元素。15矿物质在粮食中分布不均匀，例如谷物类粮食，其壳、皮、糊粉层及胚部含量较多，而胚乳含量较少，因此粮食加工制品中，精度越高，灰分越少。所以通常以灰分含量来评定面粉的精度和等级，灰分含量高，颜色浅黑，反之，颜色发白。大豆灰分含量较高，接近5％。果蔬在生长期间经常使用农药，易造成重金属如铅、砷、铜中毒，所以食用及加工果蔬时应进行清洗或去皮等操作。16四、利用矿物质元素改变食品状况1.肉制品中添加三聚磷酸钠或焦磷酸钠可增加肉的持水性，并可防止脂肪酸败。因为肉在pH5.5左右持水性最低（接近肉蛋白质的等电点），当pH向酸性或碱性偏移时，持水性提高。17聚磷酸盐水溶液呈碱性，而且它本身具有缓冲作用，它的加入使肉的pH值增加，所以持水性增加。此外，聚磷酸盐可与金属离子螯合，使原来与肌肉蛋白质牢固结合的钙、镁、离子与聚磷酸盐螯合，使蛋白质松弛，可吸收较多的水。聚磷酸盐的使用量一般为0.1～0.4％，使用过高则影响肉品的颜色。182.炼乳中，添加磷酸氢二钠，可保持盐平衡，改善炼乳的热稳定性；3.蚕豆罐头中添加磷酸盐可促进豆皮软化（与皮中钙结合）；4.磷酸盐还可以稳定色素和防止啤酒混浊；5.钙盐可以提高果蔬的硬度，同时盐对抑制苹果褐变也有一定的作用。19Ⅰ.常量元素1.钠（Na）人体内钠的含量约为1.4g／kg。钠可维持人体体液的渗透压，摄入的食盐会被胃肠道吸收；钠一般由尿、粪便、汗液排出。通过肾脏随尿排钠是人和动物排钠的主要途径。肾对钠的调节能力很强（多食多排、少食少排、不食不排），通过此原理可以判断是否缺盐脱水及缺盐程度有帮助。20从营养观点上：人们比较关心避免Na的过多摄入导致高血压，但食盐能改善食品的风味，一般选择“低钠盐膳食”。212.钾(K）钾主要存在于细胞内，它可调节细胞内的渗透压，且激活许多酵解酶和呼吸酶。K由食品供给，并由肾脏、汗、粪排出。肾排K能力相当强。富含K的食品有水果，蔬菜等，面包、油脂、土豆。223.钙(Ca)a.人体中存在大量的钙，占人体重的2％，而且99％是存在骨骼和牙齿中，Ca是骨骼的成分，同时调节肌肉收缩，另外是一些酶的辅助因子和激活剂。b.钙的来源：牛奶、乳制品、豆制品c.缺钙的原因：是膳食中缺少奶、豆类、海产品；以植物性食品为主的膳食中存在较多的不利于Ca吸收的因素（草酸、植酸、H2CO3、H3PO4)；VD不足。233.钙（calcium）（一）钙的生理功能构成骨骼和牙齿维持肌肉神经的活动促进体内某些酶的活性，如腺甘酸环化酶、ATP酶、琥珀酸脱氢酶、脂肪酶等其它：参与凝血过程、激素分泌、维持体液酸碱平衡和细胞内胶质的稳定性；调节血压作用；可能降低结肠癌发生的危险性等。24（二）钙的吸收与代谢1.吸收：吸收的部位：主要是小肠上段。吸收途径：被动扩散；主动吸收影响钙吸收的因素：（1）机体自身的因素：如机体钙与VD的营养状况；生理状况：年龄、性别、妊娠、哺乳以及体育锻炼等。25（2）外部因素：包括促进因素和抑制因素两方面抑制肠内钙吸收的主要因素：1）草酸（盐）2）植酸（盐）3）磷酸（盐）4）膳食纤维：醛糖酸残基与钙结合所致。5）脂肪：脂肪酸与钙形成钙皂。6）某些碱性药物：如苏打、黄连素、四环素等。26促进肠内钙吸收的因素：1）VD：可以通过促进肠道钙的主动吸收；增加肾小管对钙的重吸收；增加骨钙的吸收。2）某些氨基酸：如赖氨酸、色氨酸、组氨酸、精氨酸、亮氨酸等。3）乳糖：可经肠道细菌分解发酵产酸，肠腔pH值降低，与钙形成乳酸钙复合物而促进钙吸收。4）某些抗生素：如青霉素、氯霉素、新霉素有利于钙的吸收。272.排泄和储存通过消化道、尿及其它（汗液、乳汁）途径排泄。蛋白质可增加尿钙的排出，磷可减少尿钙的排出。影响钙储存的因素：（1）钙的摄入量（2）机体的需要量（3）其它：高钠摄入、糖尿病等均可降低钙的储留。28（三）钙的缺乏与过量1.钙缺乏与过量的概况：2002年第四次全国营养与健康状况调查结果：全国城乡钙摄入量仅为391毫克，相当于推荐摄入量的41%。2.钙缺乏病：（1）儿童：生长发育迟缓、骨骼软化、变形，严重者可出现佝偻病；（2）中老年人：骨质疏松症293.钙过量的危害：（1）高钙尿可增加肾结石的危险性：高钙尿是肾结石发生的一个重要危险因素。（2）影响其它元素的吸收利用：如铁、锌等。30（四）钙的参考摄入量及食物来源AI：成人（18~50岁）800mg/d；50岁及以上1000mg/d；孕中期1000mg/d；孕后期、乳母1200mg/d。UL：2g/d钙的良好来源：奶类及其制品、虾皮、海带、紫菜、黑芝麻、豆类及其制品以及某些绿叶蔬菜等。硬水中含钙也较高。注意：动物肉含钙很低，非钙的良好来源。314.镁（Mg）①生理功能：人体中镁的含量较少，成年人体内镁的含量为25g，大部分镁存在骨中并结合成磷酸盐或碳酸盐，抑制神经、组织的兴奋性；是许多酶的辅助因子和激活剂。32②镁的来源：许多食品中含镁，尤其是绿色植物中，小麦中镁的含量丰富，但主要集中在胚及糠麸中，胚乳中含量较少，此外某些海产品如牡蛎中镁的含量也很高。335.磷(P)磷是细胞中不可缺少的成分。①生理功能磷调节体液的pH值（组成磷酸盐）；参与能量转移(ATP等),调节酶活性.34②磷的来源磷广泛存在所有动植物食品中，食物中以豆类、花生、肉类、核桃、蛋黄中磷的含量比较丰富。但谷类及大豆中的磷主要以植酸盐形式存在，不易被人体消化，但若能预先通过发酵或将谷粒、豆粒浸泡在热水中，植酸能被酶水解成肌醇与磷酸盐时就可提高磷的吸收率。35③磷的添加剂正磷酸盐、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、偏磷酸钠和骨粉等常用作强化食品的磷的添加剂，但它们也都需经酶水解成正磷酸盐后才能被吸收，而且其水解程度受磷酸聚合程度的影响。36Ⅱ.微量元素1.锌（zinc）主要存在于骨骼、皮肤、头发和血液中,其中有25～85％在红细胞中。（一）生理功能参与多种金属酶的构成：目前已经发现的含锌酶约210多种，如超氧化物歧化酶（SOD）、DNA聚合酶、RNA聚合酶。促进生长发育和组织再生。37参与免疫功能维持细胞膜结构：锌可与细胞膜上的各种基团、受体等作用，增强膜稳定性和抗氧自由基能力。其它：促进食欲：缺锌时，食欲降低；促进维生素A的代谢及生理作用、维护皮肤健康等。锌参与VA还原酶和视黄醇结合蛋白的合成，可以促进视黄醛的合成与变构；可以维持血浆VA浓度的恒定。38（二）吸收与代谢影响锌吸收的膳食因素促进因素：蛋白质、组氨酸、半胱氨酸、柠檬酸盐、还原性谷胱甘肽、维生素D等。抑制因素：植酸、鞣酸、膳食纤维及某些金属离子（如铁、铜、钙）等。39（三）锌的缺乏与过量1.锌缺乏原因：（1）膳食摄入不平衡；（2）特殊生理需要量增加；（3）疾病（如腹泻、急性感染、肾病、糖尿病、创伤及某些利尿药物）增加锌的分解和排出。402.缺乏症：食欲降低；生长发育缓慢或停滞，“缺锌性侏儒症”；创伤组织愈合缓慢、顽固性溃疡；性发育迟缓；皮肤粗糙，免疫力下降等。413.锌过量：可见于过量补锌或食用镀锌罐头污染的食品。（1）可影响其它微量元素（如铁、铜等）的吸收、利用；（2）损害免疫功能；（3）摄入过量时可引起锌中毒而出现恶心、呕吐、腹痛、腹泻等。42（四）锌的供给量与食物来源（RNI）：成年男性15mg/d，成年女性11.5mg/d，孕中后期16.5mg/d，乳母21.5mg/d。食物来源：动物性食品为锌的良好来源，不仅含量丰富，而且吸收率高，在动物性食品中，尤其以贝类海产品（牡蛎、扇贝）、红色肉类（e.g.pork,beef,mutton.etc）以及动物内脏含量丰富；植物性食物中锌的吸收利用率较低。432.铁（Fe)铁是血红素和某些酶的成分。食物中的铁元素可分为血红素铁和非血红素铁，血红素铁来自于有血的动物食品，吸收率为20-40％，直接吸收，不受食物因素影响；非血红素铁的吸收率为3-5％，受植酸和草酸的影响铁盐以二价离子的形式被吸收，并以有机铁盐为最佳吸收。44一些动物性食品含铁较高且易于吸收。鸡蛋中可吸收的铁少的原因是因为铁与蛋黄磷蛋白中的磷结合所致。铁可作为面粉与其它谷物食品中的强化剂，但两价的铁容易使食