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食品营养与卫生学
第二章 营养学基础
第五节 矿物质
教学目标
了解 食品营养中矿物质的分类及矿物质的生理功能
了解矿物质吸收的特点及影响矿物质吸收的因素
掌握钙、铁、锌、硒、碘等主要矿物质的生理功能及参考摄入量、食物来源
一、矿物质概述
人体矿物质的量
70多种：与地表元素基本相同
C\H\O\N：有机物
其余统称矿物质：约占体重的5%
矿物质的种类
常量元素/大量元素：人体中含量超过250μg/g，包括钙Ca、磷P、钾K、钠Na、硫S、氯Cl、镁Mg共7种
微量元素/痕量元素：人体中含量低于250μg/g
必需微量元素：1990年FAO/WHO界定，人体内生理活性物质、有机结构中的必需成分，必须通过食物摄入，当摄入量减少到某一低限值时，会导致生理功能损伤。分为三类：
人体必需的微量元素：铁Fe、碘I、锌Zn、硒Se、铜Cu、钼Mo、铬Cr、钴Co共8种
人体可能的必需微量元素：锰Mn、硅Si、镍Ni、硼B、矾V
具有潜在毒性，但低剂量时可能是必需微量元素：氟F、铅Pb、镉Cd、汞Hg、砷As、铝Al、锡Sn、锂Li
二、矿物质的特点
矿物质不能在体内合成，必须通过食物和饮水摄取
不会被分解消失
能随新陈代谢排出
必须不断得到补充
在体内分布极不均匀
钙99%集中分布在骨骼和牙齿
铁集中分布在红细胞
碘集中在甲状腺
钴集中在造血器官
锌集中在肌肉组织
体内矿物质含量随年龄增长而增加，但各元素的比例基本不变
矿物质之间存在协同或拮抗作用
锌与铁互相抑制吸收
锌与铜互相抑制吸收
某些微量元素易产生毒性
如硒是必需微量元素，但过量硒将产生毒性
某些重金属元素在体内累积，不易随代谢排出体外，产生毒性
如铅、汞等
三、矿物质的主要生理功能
构成人体的重要成分
调节作用：渗透压调节、酸碱平衡调节、神经兴奋调节
构成酶、激素、维生素、蛋白质、核酸的组成成分
四、我国人群矿物质营养状况
矿物质缺乏普遍存在
普遍易缺乏的矿物质：钙、铁、锌
特殊地理环境下易缺乏的矿物质：碘、硒
矿物质缺乏的原因
环境中各微量元素分布不均衡：
某些地区表层土壤中缺少一种或几种元素
如碘、硒等
食物中含有天然存在的矿物质拮抗物：
如菠菜中的草酸，与钙、铁螯合，影响其吸收
食物加工过程造成矿物质损失：
谷物碾磨失去表层丰富的矿物质
蔬菜长时间浸泡、蒸煮失去矿物质
饮食习惯的影响：
偏食，食物单调，造成矿物质缺乏
肉鱼禽类摄入少，造成缺锌
乳制品少，造成缺钙
肝、血、肉类少，造成缺铁
特殊人群需要量高：
少年儿童孕妇、乳母、老年人对钙锌铁需要量大
五、重要的矿质元素
钙
人体最多的矿质元素，占体重的1.5-2.0%，99%集中在骨骼和牙齿
钙的生理功能
构成骨骼与牙齿：成骨作用、溶骨作用
维持神经与肌肉活动：神经肌肉兴奋性、神经冲动的传导、心脏的搏动等
调节体内某些酶的活性：ATP酶、某些蛋白酶、脂肪酶的活性调节
参与凝血过程：催化凝血酶原转变为凝血酶，纤维蛋白原转变为纤维蛋白
钙缺乏
我国比较普遍发生
儿童缺钙：发育迟缓、骨软化、佝偻病、O形或X形腿、鸡胸、方颅 、婴儿手足抽搐
中老年骨吸收大于骨生成，造成骨质疏松
龋齿、高血压
钙过量
肾结石
高钙抑制铁、锌、镁、磷吸收
高钙血症：嗜睡、昏迷、丧失记忆
影响钙吸收的因素
机体因素：
机体需要量大时吸收率高
婴儿时期吸收率50%，儿童约40%，成年人约20%，老年人约15%
膳食因素：
抑制钙吸收的主要因素：
谷类和豆类中的植酸
某些蔬菜中的草酸
食物中的碱性磷酸盐
膳食纤维中的糖醛酸残基
未被消化的脂肪酸
一些碱性药物，如苏打、黄连素、四环素、肝素、糖皮质激素等
促进钙吸收的主要因素：
维生素D
乳糖
氨基酸
某些抗生素，如青霉素、氯霉素、新霉素等
钙的参考摄入量（2000年中国营养学会推荐）
成年人AI（adequate intakes）为800mg/d
婴儿400mg/d，1岁以上600mg/d，4岁以上800mg/d，11岁以上1000mg/d
50岁以上1000mg/d
孕中期1000mg/d，孕晚期1200mg/d，哺乳期1200mg/d
中国人UL（Tolerable Upper Intake Level ）：2g/d
钙的食物来源
奶及奶制品：最佳来源，含量丰富、吸收利用率高
豆类、虾皮、芝麻酱、坚果：较好来源
铁
铁的生理功能
参与体内氧的运输和组织呼吸过程
血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素的成分
维持正常的造血功能
与红细胞的形成和成熟有关
缺铁性贫血
参与其他重要功能
与细胞免疫功能有关
催化β-胡萝卜素转化生成维生素A
与抗脂质过氧化有关
影响铁吸收的因素
血红素铁：存在动物性食品，二价铁，可直接吸收，不受植酸盐和草酸盐影响，吸收率高，15-20%
非血红素铁：存在于植物性食品，三价铁，与蛋白质、氨基酸、有机酸结合，转化为二价铁后被吸收。受膳食因素影响：
植酸盐、草酸盐、磷酸盐、膳食纤维、多酚类物质抑制铁吸收
蛋白质、胱氨酸、赖氨酸、组氨酸、乳糖、维生素C促进铁吸收
维生素B2、维生素A有利于铁吸收
机体状况影响铁吸收：需求量大者，铁吸收率高
铁缺乏
缺铁性贫血，三个阶段：
储存铁减少期
红细胞生成缺铁期
缺铁性贫血期
铁过量
通常是病理过程造成铁在体内蓄积
正常人体极少发生，过量口服铁
干扰锌吸收，造成缺锌
过量铁造成肝脏损伤、冠心病、抗氧化系统失衡
铁的参考摄入量
铁的AI
成年男性：15mg/d，女性：20mg/d
14-18岁男性：20mg/d，女性：25mg/d
孕中期：25mg/d，孕后期：35mg/d，哺乳期：25mg/d
铁的UL：50mg/d
铁的食物来源
动物性食品铁含量高、吸收率高
牛奶是贫铁食物
植物性食品铁吸收率低
锌
锌的生理功能
重要酶的组分或激活剂：人体内约有200多种含锌酶，如超氧化物岐化酶、苹果酸脱氢酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶等
促进生长发育：参与蛋白质合成及细胞生长、分裂和分化过程
增强机体免疫功能：促进淋巴细胞有丝分裂，增加T细胞数量，调控外周血中免疫调节因子的合成，如γ-干扰素、白细胞介素等
其他：维持细胞膜结构、与唾液蛋白结合形成味觉素，增加味觉、保护视力和皮肤
影响锌吸收的因素
植物性食品植酸、鞣酸和纤维素不利于锌吸收
铁抑制锌吸收
动物性食品锌吸收率高
维生素D促进锌吸收
锌缺乏
婴儿、儿童、孕妇、乳母高发
生长发育迟缓、免疫力低下、性发育障碍、食欲减退或异食癖、皮肤粗糙和上皮角化
锌过量
不易发生锌过量
过量补锌可引起锌中毒：
干扰铁、铜等元素吸收
损伤免疫系统
2g以上引起急性中毒：腹痛、腹泻、恶心、呕吐
锌的参考摄入量
摄入量RNI
成年男性：15.0mg/d，女性：11.5mg/d
1岁：9mg/d，4-7岁：12-13.5mg/d
孕中期、孕晚期：16.5mg/d，哺乳期：21.5mg/d
UL：
成年男性：45mg/d，女性37mg/d
EAR=平均需要量，满足50%人群的需要
RNI=推荐摄入量，满足97~98%人群的需要
AI=适宜摄入量，满足100%人群需要
UL=可耐受最高摄入量
锌的食物来源
贝类海产品、红肉、动物内脏均为锌的良好来源
蛋类、豆类、谷类胚芽、燕麦、花生等富含锌
蔬菜、水果、精加工粮食含锌量低
碘
碘的生理功能：参与甲状腺素的合成，甲状腺素的功能：
参与能量代谢：促进生物氧化
促进蛋白质合成和神经系统发育
激活100多种酶
调节水盐代谢
促进维生素吸收和利用
影响碘吸收的因素
萝卜、甘蓝、花菜含有芥子苷，干扰碘吸收
碘缺乏
甲状腺肿大-大脖子症
婴幼儿缺碘造成发育迟缓、智力低下，严重时造成呆小症
缺碘对大脑的损害是不可逆的
碘过量
高碘性甲状腺肿
碘性甲亢
碘的参考摄入量
成年人RNI：150μg/d
孕妇、乳母：200 μg/d
碘的UL：1000 μg/d
碘的食物来源
80-90%来自食物，其余来自水和食盐
海产品碘含量大于陆生食物：海带、紫菜、淡菜、海参等
硒
硒的生理功能
构成含硒蛋白和含硒酶
抗氧化作用
保护心血管和心肌
增强免疫功能
解毒作用
抗肿瘤作用
硒缺乏
硒缺乏是克山病（地方性心肌病）：黑龙江克山县
大骨节病：地方性变形性骨关节病
影响抗氧化系统的功能：GSH-Px活力下降
影响免疫功能，包括细胞免疫和体液免疫
硒过量
慢性中毒：湖北恩施、陕西紫阳水土中硒含量高，食物中每天超过4.99mg/d
硒中毒：恶心、烦躁、头发脱落、指甲变形、肢端麻木、神经系统异常
硒的参考摄入量
成人RNI：50μg/d
哺乳期：65μg/d
硒的UL：400 μg/d
硒的食物来源
海产品和动物内脏是硒的良好来源。如鱼子酱、海参、牡蛎、蛤蜊等
植物性食品含硒量与产地密切相关。如低硒地区大米硒含量少于0.02mg/kg，富硒地区可达20mg/kg

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