第五节  无机质(minerals)

构成生物体的元素,已知有五十多种0,除去CHON四种构成水分和有机物质的元素外,其它元素统称为无机质(矿物质)成分,这些矿物质元素除少量参与有机物的组成(如SPFe)外,大多数均以无机盐的形态存在。在人及动物体内,矿物质总量不超过体重的45%,但却是人和动物体不可缺少的成分,用只含有机成分不含矿物质的食物喂饲小白鼠,小白鼠不久便会死去。在植物体中,矿物质的含量占干重的115%,所以蔬菜是人类获得矿物质营养的重要来源。

食品中矿物质含量的变化主要取决于环境因素,如植物赖以生长的土壤成分或动物饲料的性质。化学反应导致食品中矿物质的损失不如物理去除或形成生物不可利用的形式所导致的损失那样严重。 矿物质最初是通过水溶性物质的浸出以及植物非食用部分的剔除而损失掉的。矿物质主要在谷物碾磨过程中损失。许多研究指出,膳食中食品高度精加工步骤越多,导致矿物质的损失就越严重。因此,在饮食中必须补充微量矿物质。但是,微量矿物质固有的营养毒性,使这种补充复杂化。矿物质与食品中其他成分之间的相互影响是同样重要的。多价负离子,如草酸根和植酸根能与二价金属离子形成盐,这些盐极难溶解,不能被肠道所吸收,因此,测定矿物质的生物利用率就显得非常必要。

一、重要矿物元素的营养功能

(一)大量元素(含量>0.01%的)

1CaMgP

人及动物体内的钙Mg、磷三种元素在骨骼中最多,钙、Mg主要以磷酸盐,部分以碳酸盐、氢氧化物及氟化物存在。

钙:正常成年人体中含钙量的99%以上存在于骨骼及牙齿中,其它则存在于体液及其它组织中。

幼儿及青少年缺钙则会得软骨病和发育不良。钙有抑制神经组织和肌肉的应激性作用,血浆中钙含量过低,人就会发生抽搐现象。

食物中钙的最好来源是牛奶与绿叶蔬菜、肉类、豆类、水产等,但有些蔬菜,如长老了的菠菜中含草酸及植酸过多,会与钙生成不溶性盐,妨碍钙的吸收。

P:约有7080%的磷和钙、生成磷酸盐存在于骨骼及牙齿中。其余则以多种有机磷酸化合物存在于每一个细胞中。

会影响钙的吸收而得软骨病,成年人膳食中CaP1112为宜,否则钙、的吸收都太少。

食物中的主要来源有豆类、花生、肉类、核桃、蛋黄等,谷物种皮中含甚多,但大都是不易消化的植酸状态。

:人体内70%存在于骨骼及牙齿中,其余分布于软组织及体液中,是许多酶的激活剂。缺会情绪激动,手足抽搐。长期缺会使骨质变脆,牙齿生长不良。

Mg++广泛分布于植物中,叶绿素中就有,肉和脏器中也富含Mg++,奶中则较少。

2NaKCl

在体内几乎完全以离子态存在,一切体液中均含有之,它们主要与Cl- 共存,Na+ 、K+ 、Cl-是维持体液PH及渗透压最重要的离子。

人体中Na+Cl-主要来自食物中的食盐,K+在食物中普遍存在,以植物中为多,故一般不易缺乏。

3S

是组成蛋白质、VB1、硫酸软骨素等体内重要物质的成分,以无机物(Na+K+Mg++的硫酸盐)及有机物(蛋白质)的形态随食物进入体内。

   (二)   微量元素(<0.01%

1

铁是血红素和一些酶的成分,缺铁时会引起贫血,虽然铁是地球上含量较多的元素,但由于它都是以生物难以利用的形态存在,所以人类很易发生缺铁症,蔬菜中生物可利用态的铁较多,应多食用,而肉类可增加铁的吸收,因为铁可与氨基酸形成可溶性的复合物,利于吸收。

2

可促进血红蛋白的合成和红血球的发育,也是一些氧化酶的成分。缺可发生贫血和心脏肥大、水肿、生长停滞、食欲不振等症状,肝、肾、豆类、贝类、鱼、绿叶蔬菜是的良好来源。

3、碘

碘是甲状腺素的成分,缺碘会引起甲状腺肿大,大脖子病是一种常见的地方病,许多地区的土壤,饮水中缺碘,以至动、植物机体中也缺碘。

海产食物和海盐是碘的良好来源。

4、其它微量元素

是结晶胰岛素的成分,锰能活化许多酶,氟与蛀齿有关,(11.5ppm)。

日常生活中使用的机械及器具,植物种植地区的环境污染等,是食品中无机质的来源,其中,有一些微量对人体有益而过量会产生危害的元素,如CoCuFIMnMoZn。也有一些人体全然不需要的有害元素,如AsBiCdHgPbSbSn等。

 

 

二、酸性食品和碱性食品

某些食物,如水果、青菜等的成分中,主要是一些碱性元素(NaKCaMg等),称为碱性食物。另一些食物,如谷物、肉、鱼等成分中主要是一些成酸元素(ClPS),称为酸性食品,它们可影响机体的酸、碱平衡及尿液酸度,在健康情况下,人体为微碱性,PH=7.3。若酸性持续时间过长,就会引起对骨骼等的危害,因而,酸碱性食物最好等量食用,别偏食。

应注意,虽然水果中含有各种有机酸,但其中含有许多碱性元素,故它属于碱性食品。

三、食品中矿物质成分的生物有效性

  考察一种食物的营养质量时,不仅要考虑其中营养素的含量,还要考虑这些成分被生物体利用的实际可能性,即生物有效性。

1、影响矿物质营养生物有效性的因素如下:

       食物的可消化性,如果食物不易消化,即使营养成分丰富也得不到利用。如:麸皮、米糠中含很多FeZn,但这些物质的可消化性很差,因而不能利用。

②       矿物质的化学与物理形态:在消化道中呈溶解状态的矿物质才能被吸收,矿物质颗粒的大小会影响可消化性和溶解度,因而也是影响生物有效性的因素。

③       与其它营养物质的相互作用

饮食中一种矿物质过量往往会干扰对另一种必需矿物质的利用,如Ca2+Mg2+。此外,草酸、植酸等会与Ca2+形成不溶物而减少Ca2+的吸收,而Ca2+与乳酸成盐,与氨基酸成盐,都使这些矿物质形成可溶态,有利于吸收。

④     加工方法

如磨碎、增加细度可提高难溶元素的生物有效性,发酵后的面团中的有效性可提高不少。

在检测人体对矿物质利用的研究中,放射性同位素示踪法是一种理想的方法。这种方法是在生长植物的介质中加入放射性铁,或在动物屠宰以前注射放射性示踪物质(55Fe59Fe),通过生物合成制成标记食品,标记食品食用后,测定示踪物质的吸收,这称为内标法,也可用外标法研究食品中铁和锌的吸收,即将放射性元素加入到食品中。用外标法测定铁和锌的生物利用率也是行之有效的

2、几种主要矿物元素的生物有效性

1、  CaP

实验表明,CaP的利用是平行的,只要CaP比例平衡(Ca:P1:1),并有丰富的VD ,大部分饮食中的钙都可利用(3070%

2、  Fe

铁的价态影响吸收,二价铁盐比三价铁盐易于利用。元素铁微粒的大小以及食品的类型也影响铁的吸收。人体对动物食品利用率最高,而谷物食品则最低(8-11),,这可能是由于含植酸盐的原因。另外,维生素能增强铁的吸收,磷酸盐在钙含量很低的情况下,降低铁吸收,糖也降低铁的吸收。蛋白质、氨基酸和碳水化合均都影响铁的利用率。    8—30  成人对各种食品中铁的吸收.结果以平均数土标准偏差表示亚铁血红素中的可被直接吸收,其它形式的必须溶解后才能进入全身循环。补充铁时,以FeSO4,抗坏血酸亚铁,柠檬酸亚铁等有机酸铁的生物有效性较高。 

  饮食铁的吸收与个体或生理因素有关。在缺铁者或缺铁性贫血病人群中,对铁的吸收率提高。妇女对铁的吸收比男人高,儿童随着年龄的增大铁的吸收减少。

锌的利用率同样受到各种饮食和个钵因素的影响。钙、锌、铁的利用率与某些食品中植酸盐(肌醇六磷酸酯)的存在紧密相关的。对动物中锌的平衡研究表明,植酸盐能降低饮食中锌的吸收和内分泌锌的重吸收,同时也发现铁、铜和锰的含量减少。另一方面,植酸单铁与硫酸亚铁胺具有相同的利用率,由于植酸酶在肠中分解植酸复合物使吸收情况变得更为复杂。  

关于测定人体营养必需的各种微量元素的生物利用率,以及弄清在现代膳食中影响矿物质利用率的各种因素,都有待进一步研究。   

盐与高血压

 

  5- 1  部分食品中矿物质组成a

 

食品

供给量

/g

热量

/kcal

矿物质

Ca

Mg

P

Na

K

Fe

Zn

Cu

Se

炒鸡蛋

100

157

57

13

269

290

138

2.1

2.0

0.06

8

白面包

28

75

35

6

30

144

31

0.8

0.2

0.04

8

全麦面包

28

70

20

26

74

180

50

1.5

1.0

0.10

16

无盐通心粉

70

99

5

13

38

1

22

1.0

0.4

0.07

19.0

米饭

98

108

10

42

81

5

42

0.4

0.6

0.01

13.0

速食米饭

88

108

10

42

81

5

42

0.4

0.6

0.01

13.0

熟黑豆

86

113

24

61

120

1

305

2.0

1.0

0.18

6.9

红腰果

89

112

25

40

126

2

356

3.0

0.9

0.21

1.9

全脂乳

244

150

291

33

228

120

370

0.1

0.9

0.05

3.0

脱脂乳/无脂乳

245

86

302

28

247

126

406

0.1

0.9

0.05

6.6

美国乳酪

43

159

261

10

316

608

69

0.2

1.3

0.01

3.8

赛达乳酪

43

171

305

12

219

264

42

0.3

1.3

0.01

6.0

农家乳酪

105

108

63

6

139

425

89

0.1

0.4

0.03

6.3

低脂酸乳

227

144

415

10

326

150

531

0.2

2.0

0.10

5.5

香草冰淇淋

67

134

88

9

67

58

128

0.1

0.7

0.01

4.7

带皮烤马铃薯

202

220

20

55

115

16

844

2.8

0.7

0.62

1.8

去皮煮马铃薯

135

116

10

26

54

7

443

0.4

0.4

0.23

1.2

椰菜,生的茎

453

126

216

114

297

123

1470

4.0

2.0

0.40

0.9

椰菜,熟的新茎

540

151

249

130

318

141

1575

4.5

2.1

0.23

1.1

生碎胡萝卜

55

24

15

8

24

19

178

0.3

0.1

0.03

0.8

熟的冻胡萝卜

73

26

21

7

19

43

115

0.4

0.2

0.05

0.9

鲜整只番茄

123

26

6

14

30

11

273

0.6

0.1

0.09

0.6

罐装番茄汁

183

31

17

20

35

661

403

1.0

0.3

0.18

0.4

橘汁(解冻)

187

83

17

18

30

2

356

0.2

0.1

0.08

0.4

橘汁

131

60

52

13

18

0

237

0.1

0.1

0.06

1.2

带皮苹果

138

80

10

6

10

1

159

0.3

0.1

0.06

0.6

香蕉(去皮)

114

85

7

32

22

1

451

0.4

0.2

0.12

1.1

烤牛肉(圆听)

85

205

5

21

176

50

305

1.6

3.7

0.08

烤小牛肉(圆听)

85

160

6

28

234

68

389

0.9

3.0

0.13

烤鸡脯

85

140

13

25

194

62

218

0.9

0.8

0.04

烤鸡腿

85

162

10

20

156

77

206

1.1

2.4

0.07

煮熟鲑鱼

85

183

6

26

234

56

319

0.5

0.4

0.06

罐装带骨鲑鱼

85

130

203

25

277

458

231

0.9

0.9

0.07

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5-2    常量和微量元素的RNIsAIs

RNIs or AIs of some elements

 

年龄

 /

Ca

P

K

Na

Mg

 

Fe

I

Zn

Se

Cu

F

Cr

Mn

AI

AI

AI

AI

AI

 

AI

RNI

RNI

RNI

AI

AI

AI

AI

/mg

/mg

/mg

/mg

/mg

 

/mg

/mg

/mg

/mg

/mg

mg

/mg

/mg

0

300

150

500

200

30

 

0.3

50

1.5

15(AI)

0.4

0.1

10

 

0.5

400

300

700

500

70

 

10

50

8.0

20(AI)

0.6

0.4

15

 

1

600

450

1000

650

100

 

12

50

9.0

20

0.8

0.6

20

 

4

800

500

1500

900

150

 

12

90

12.0

25

1.0

0.8

30

 

7

800

700

1500

1000

250

 

12

90

13.5

35

1.2

1.0

30

 

 

 

 

 

 

 

 

M

F

 

M

F

 

 

 

 

 

11

1000

1000

1500

1200

350

 

16

18

120

18.0

15.0

45

1.8

1.2

40

 

14

1000

1000

2000

1800

350

 

20

25

150

19.0

15.5

50

2.0

1.4

40

 

18

800

700

2000

2200

350

 

15

20

150

15.0

11.5

50

2.0

1.5

50

3.5

50

1000

700

2000

2200

350

 

15

150

11.5

50

2.0

1.5

50

3.5

孕妇

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

早期

800

700

2500

2200

400

 

15

200

11.5

50

 

 

 

 

中期

1000

700

2500

2200

400

 

25

200

16.5

50

 

 

 

 

晚期

1200

700

2500

2200

400

 

35

200

16.5

50

 

 

 

 

乳母

1200

700

2500

2200

400

 

25

200

21.5

65

 

 

 

(凡表中数字缺如之处表示未制定该参考值)  

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