第一章植物学基础4-营养与食品卫生

矿物质(Minerals)YanZhao(AssociateProf.)DepartmentofNutrition&FoodHygieneHarbinMedicalUniversity1.Overview人体组织中含有自然界各种元素，元素的种类和含量与其生存的地理环境表层元素的组成及膳食摄入量有关。研究发现，约有20余种元素为构成人体组织、机体代谢、维持生理功能所必需。Allofthechemicalsonearth,apartfromthecarbon-containingorganiccompoundsmadeinlivingorganisms,areknownas“minerals”.在这些元素中，除碳、氢、氧和氮组成有机化合物，如碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素等，其余的元素均称为矿物质，亦称无机盐或灰分。常量元素(macroelements)：凡体内含量＞体重0.01%的矿物质，如Ca、P、Na、K、Cl、Mg、S等微量元素(microelementsortraceelements)：凡体内含量＜体重0.01%的矿物质人体必需微量元素：Fe、Cu、Zn、Se、Cr、I、Mn、F、Co、Mo

人体可能必需微量元素：Si、Ni、B、V

具有潜在毒性，但低剂量可能具有功能作用的微量元素：Pb、Cd、Hg、As、Al、Sn、Li▲Classification1.1FeaturesMineralscannotbesynthesizedinourbodyandshouldbetakenfromfoodandwater.矿物质在体内不能合成，必须从食物和饮水中摄取Mineralsaredistributedunevenly.体内分布极不均匀Thereexistssynergismorantagonism.矿物质相互之间存在协同或拮抗作用Somearetoxic.易中毒性1.2Deficiency矿物质与机体的健康和疾病具有密切的关系，若长期摄入不足，可引起亚临床缺乏症状甚至缺乏病，如影响胎儿的生长发育、贫血、骨质疏松等。由于各种矿物质在食物中的分布及人体对其吸收、利用和需要的不同，在我国人群中较容易缺乏的矿物质主要是Ca、Fe、Zn、I、Se等。矿物质缺乏的主要原因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特殊营养需求的人群2.Calcium钙是人体含量最多的无机元素，正常成人体内含钙总量约为1000-1200g，相当于体重的2.0%99%---foundinbonesandteeth---hydroxyapatite集中在骨骼和牙齿中，主要以羟磷灰石形式存在chelatedwithcitrateorboundwithprotein1%与柠檬酸螯合或蛋白质结合

distributedthroughoutsofttissues,extracellularfluidandbloodintheformoffreecalciumions

以离子状态分布于软组织、细胞外液和血液中统称为混溶钙池(misciblecalciumpool)2.1Functions1.Boneandteechformation构成骨骼和牙齿的成分骨骼中的钙不断地从破骨细胞中释放进入混溶钙池，混溶钙池的钙又不断地沉积于成骨细胞中，由此使骨骼不断更新。幼儿骨骼每1～2年更新一次，以后更新速度随年龄的增长而减慢成年人10～12年更新一次40～50岁以后骨吸收大于骨生成，骨组织中钙量逐渐减少，约每年下降0.7%妇女停经后因雌激素水平下降，骨组织中钙量明显降低，易引起更年期骨质疏松症2.Maintenanceofnerveandmuscleactivities维持神经和肌肉的活动3.Regulatorsofenzymes促进体内酶的活动4.Othersincludingbloodclotting,cellsignaling,membranestability,hormoneexcretion,acid-basebalance其他功能，钙还参与血液凝固、激素分泌、维持体液酸碱平衡以及调节细胞正常生理功能2.2Absorption&metabolismAbsorption吸收主要在小肠上段，以需要能量的主动转运吸收为主，钙浓度高时也可通过被动扩散而吸收。在主动转运钙的过程中，1,25-(OH)2-D3通过促进钙结合蛋白合成和激活钙的ATP酶调节钙的吸收。通常膳食中约20%～30%的钙由肠道吸收进入血液，机体根据需要调节钙的主动吸收，当膳食钙不足或机体对钙的需要增加时，肠道对钙的吸收最为活跃，其吸收率可达40%以上。FactorsinhibitingcalciumabsorptionPlantfoods植物性食物Dietaryfiber膳食纤维Fattyacid脂肪酸Drugs一些碱性药物FactorsenhancingcalciumabsorptionVitaminD维生素DAminoacids某些氨基酸Lactose乳糖Drugs一些抗生素Excretion&storage排泄和储存营养状况良好时，每天进出体内的钙大致相等，处于平衡状态正常膳食时，尿钙排出量较恒定，约为摄入量的20%蛋白质的摄入与尿钙量呈正相关，磷摄入增加可降低尿钙排出汗、乳汁、补液、酸中毒及甲状腺素和肾上腺皮质激素等均可使钙排出增加钙的储存量与膳食钙摄入量呈正相关高钠摄入时可降低骨骼中钙的储存2.3Deficiency&excess人群中钙的缺乏比较普遍，钙摄入量多不足AI的50%长期缺乏钙和维生素D可导致儿童生长发育迟缓，骨软化、骨骼变形，严重缺乏者可导致佝偻病中老年人易患骨质疏松症缺钙易患龋齿，影响牙齿质量过量钙的摄入可能增加肾结石的危险性。高钙膳食可明显抑制Fe、Mg、P的吸收及降低Zn的生物利用率。

2.4Nutritionalevaluation生化指标钙平衡测定骨质的测量2.5Dietaryrequirements&foodsourcesDietarycalciumneedsvarywithgender,ethnicity,ageandthemagnitudeofobligatorycalciumloss.膳食钙的需要量因性别、种族、年龄和必要钙损失的程度而异。RecommendedbyCNSin2000：AI800mg/dforadults，UL2000mg/d.婴幼儿、儿童、孕妇、乳母、老人均适当增加钙的供给量。Foodsources：奶和奶制品是钙的良好来源；小虾皮、海带、豆类、芝麻酱和绿色蔬菜等也较丰富3.IronOneofimportantessentialmicroelements.Thetotalbodyironcontentisabout3～5g.铁是人体重要的必需微量元素之一，总量约为3～5g分布以肝、脾含量最高，其次为肾、心、骨骼肌和脑。含量因年龄、性别和营养状况不同而存在着较大的个体差异。3.1FunctionsOxygentransportandtissuerespiration参与体内氧的运送和组织呼吸过程Formationofredbloodcells维持正常的造血功能Others参与其他重要功能1.Absorption吸收主要在十二指肠和空肠，肠黏膜上的转铁蛋白受体(transferrinreceptor,TfR)对铁吸收起调节作用。Twocategoriesofironarepresentinfood.Haemiron血红素铁主要存在于动物性食物中，可与血红蛋白和肌红蛋白结合Non-haemiron非血红素铁主要存在于植物性食物中，受植酸盐、草酸盐、碳酸盐、磷酸盐等因素影响而吸收率较低3.2Absorption&metabolismFactorsaffectingironabsorption---InhibitingfactorsPlantfoods植物性食物---EnhancingfactorsAnimalfood动物性食物Aminoacids某些氨基酸(胱氨酸、赖氨酸、组氨酸等)Lactose乳糖VitaminC维生素CIncreaseinneed机体需要量增加2.Storage&excretion储存和排泄机体对铁具有贮存、再利用的代谢特点。正常成人每日血红蛋白分解代谢相当于20～25mg铁，人体能保留代谢铁的90%以上，并能将其反复利用，包括细胞死亡后其内部的铁也同样被保留和利用。机体对铁的排泄能力有限，成人每天约排出铁0.90-1.05mg，其中90%从肠道排出，尿中排出量极少。另外，月经、出血等也为铁的排出途径。3.3Deficiency长期膳食中铁供给不足，可引起体内铁缺乏或导致缺铁性贫血，多见于婴幼儿、孕妇及乳母。

原因铁摄入不足机体对铁的需要量增加膳食铁的生物利用率低疾病（痔疮、消化道溃疡、肠道寄生虫病等）ThedevelopmentofirondeficiencyischaracterizedbysequentialchangesIrondeficiencystore(IDS)铁减少期Irondeficiencyerythropoiesis(IDE)红细胞生成缺铁期Irondeficiencyanemia(IDA)缺铁性贫血期3.4Nutritionalevaluationserumferritin(SF)血清铁蛋白serumiron(SI)血清铁freeerythrocyteprotoporphyrin(FEP)andzincprotoporphyrin(ZPP)游离原卟啉和血液锌原卟啉serumtransferrinreceptor(sTfR)血清运铁蛋白受体3.5Dietaryrequirements&foodsourcesLiverandblood动物肝脏、动物全血含有丰富的铁Meat,fish,poultryandvegetables肉类、鱼类、畜禽类和蔬菜也是铁的良好食物来源Milkanddairyproducts牛奶及奶制品中含铁量不高，且生物利用率低4.ZincEachadultcontains2～2.5gofzinc,makingitthesecondmostabundantmicroelementsinthebody.成人体内含锌（zinc）量约2～2.5gZincispresentinallcells,tissues,organs,fluidsandsecretions,although90%ofthebody’szincisinmusclea