水与矿物质

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1、现代食品营养与安全1第6章 水和矿物质6.1水 6.1.1水的生理功能水是人类赖以生存的重要营养素，它是 生物体内各种组成成分中含量最大的一种。人的年龄越小，含水量越高，胎儿体 内含水量为98% ，婴儿体内含水约75%，成 人体内含水为50-70%。水是机体内每一个细胞和组织的基本组 成成分，不同的细胞和组织其含水量不同， 如肌肉、肝、肾、脑中含水约70-80%，皮 肤含水约60-70%，骨骼含水约为12-15%， 血液含水约为80%.2水对人体的重要生理意义在于：第一，水是构成身体不可缺少的成分。第二，水能促进营养素的消化、吸收与代谢 。水具有溶解性强的特点，可溶解许多物 质。水作为一种溶剂

2、、反应介质和运输载 体参与营养素的消化、吸收、利用、排泄 等过程。第三，水可以起到维持体温恒定与润滑作用 。水的比热高、热容量大、流动性好，因 此具有调节体温的作用。当天气炎热，体 内产能增多时，可以通过出汗散发大量能 量而平衡体温；当天气寒冷，水贮备大量 能量，人体不会因外界温度降低而使体温 发生波动。 36.1.2 水是食品的重要组成部分第一，水是动植物食品的重要成分，对食品的性质起着重要作用，在食品鲜度、硬度、流动性、呈味性、保藏和加工等方面都有重要影响。第二，水分也是微生物生长繁殖的重要因素，所以食品的水分含量往往决定着食品的贮藏与食品的安全性。46.1.3 水的平衡（1）、水排泄与摄

3、入的平衡体内水的排泄：人体正常生理代谢情况 下，每天体内水以经肾脏由尿（60%）排出为 主，其次是经肺（13%）、皮肤（32%）和粪 便（5%）排泄。成人每日排水量约2500mL， 同时受气温、运动强度和持续时间、年龄、 饮食状况的影响。体内水的补充：一部分为体内代谢产生 ，称为内生水（12%），约300mL/天；另一部 分从饮食中摄取，又分为饮水（48%）和食物 中含的水（40%），成人每日饮水约1200mL， 食物中含水约1000mL。 56.1.3 水的平衡（2）、体内水平衡调节 a.化学调节钠盐可促进水在组织中贮积，夏天饮淡盐 水可防中暑就是利用钠盐减少身体失水从而保 持水平衡。钙盐、

4、钾盐有利尿作用。 b.激素调节某些激素如生长激素、促甲状腺素有利尿 作用；如升压素可刺激肾小管吸收水分具有抗 利尿作用。激素调节也受神经系统控制。 c.神经调节口渴思饮是身体缺少水分的信号，排尿是 体内水分过多的结果，渴与排泄都受神经系统 的调节。66.1.3 水的平衡l肾脏是水分排出的主要器官，通过排尿量和对尿 液的稀释和浓缩，调节体内水平衡。当机体失水 时，肾脏排出浓缩性尿，使水保留在体内，防止 循环功能衰竭，体内水过多时，则排尿增加，减 少体内水量。l体内水溶解有不同种类的矿物质及有机分子，在 维持体内水平衡时也维持了电解质的平衡、酸碱 平衡。在水排泄的同时也排泄大量的代谢废物和 毒物，

5、从而保证体内环境的相对稳定。7（3）人体对水的需要量和水的来源一般来说，年龄愈小，对水的需要量愈大 ，到成年时则相对稳定。成年人每天大约需 要水1450-2800ml，以补充每天通过尿、呼 吸、皮肤及粪便损失的水分。婴儿所需水量 是成人的3-4倍。另外，水的需要量还受气候、劳动强度等 情况影响。如高温作业、夏季重体力劳动者 、吃高蛋白质或油腻重的食物时需要多饮水 。6.1.3 水的平衡8人体内水的来源大概可分为饮料水、食物水 和代谢水三类 :(1)饮料水，包括菜、汤、乳、白开水及其他 各种液体饮料，每天由其供给约550- 1500ml水。 (2)食物水，指来自半固体和固体食物的水， 每天大约为

6、700-1000ml.。 (3)代谢水，指来自体内氧化或代谢过程所产 生的水，每天大约为200-300ml。 96.1.4 饮用水的种类l地下水与地表水地下水：泉水、井水等；地表水：江河、湖 泊和水库。l生活饮用水适宜水源经过一定的水处理工艺后的供居民 饮用的自来水。l瓶装水及饮料瓶装水：矿泉水、纯净水、矿物质水等。饮料：在水中加入一定的辅料后灌装销售。 可分为软饮料和含醇饮料。 106.2.1矿物质的概述 (1)概念及分类l 已知构成生物体的元素有50多种，除碳、氢、氧、氮主要以有机化合物的形式存在 外，生物体内其他金属和非金属元素统称为 矿物质或无机盐。尽管人和动物体内矿物质 总量不超过其

7、体重的4%-5%，但它们是人和动物健康必不可少的营养素。矿物质不能 在体内合成，只能从体外获得，人体所需的 矿物质可来源于食物、饮水和食盐。6.2矿物质11人体所需矿物质的种类很多，一般按照其在体 内含量和对人体健康的影响进行分类： a. 按矿物质在体内含量高低来分: 矿物质可分 为常量元素和微量元素。 常量元素，也称大量元素或宏量元素，它们在 人体内含量较多，占人体总重量的0.01%以上 ，占人体总灰分60-80%，包括钾、钠、钙、 镁、磷、硫、氯 7种元素. 微量元素也叫痕量元素，在人体内含量很低， 约占人体总重量0.01%以下，而且均在低浓度 下才具有生物学作用。根据它们对人体作用 的不

8、同，又可分为必需微量元素和非必需微 量元素。人体健康必需的微量元素有14种， 即铁、锌、硒、碘、氟、钴、铜、锰、钼、 铬、钒、镍、锡、硅。 12b. 按矿物质对人体健康影响来分:矿物质可分为必需元素、非必需元素和有毒元素。所谓必需元素是指维持人体健康所必需的元 素，缺乏时可使机体组织和功能出现异常，补充 后即可恢复正常。然而，所有必需元素在摄入过 量时都会有毒。必需微量元素的生理作用剂量和 中毒剂量间距很小，因此过量摄入不仅无益，而 且有害于健康，应特别注意不要盲目“进补”矿物 质，尤其是微量元素。微量元素对人体的作用贵 在微量。有毒元素则通常指一些重金属（如铅、汞、 镉）和非金属（如砷）。在

9、正常情况下，这些重 金属元素的分布比较稳定，不会对人体健康构成 威胁。但是，当食物受到“工业三废”污染，或在 食品加工过程中因设备或容器使用不当受到污染 时，大量重金属溶出并进入食品后就会引起人体 中毒。13人体矿物质营养特点： A、体内不能合成，必须从饮食中摄取体内矿物质经机体新陈代谢，每天都有一定量随 粪便、尿、汗、头发、指甲及皮肤黏膜脱落排出 体外。 B、体内分布极不均匀。如钙磷主要分布在骨骼和牙齿、铁分布在红细胞 、碘集中在甲状腺、钴分布在造血系统等。 C、具有相互协同或拮抗作用如膳食中钙和磷的比例不适合可影响两者的吸收 ；过量的镁干扰钙的代谢；过量的铜可抑制铁的 吸收。 D 、某些元

10、素需要量少，但作用大多数微量元素的生理作用剂量与中毒剂量范围之 间接近，摄入过多易产生毒恒生 作用，故在强化 应注意不宜用量过大。(2)矿物质的营养特点与生理功能 14归纳起来主要有以下4个方面的作用： A、构成机体组织。钙和镁是构成骨骼和牙齿的 主要成分，并使骨骼有一定的强度和硬度。 磷和硫是构成组织蛋白的成分。B、组成激素、维生素、蛋白质和多种酶类的成 分。如细胞色素氧化酶中含铁，甲状腺素中 含碘，维生素B12中含钴等矿物质的主要生理功能 15C、维持组织与体液间的正常渗透与酸碱平 衡l矿物质在细胞内液中与蛋白质一起调节细 胞膜的通透性，控制水分、维持正常的渗 透压和酸碱平衡。矿物质中磷和

11、氯形成酸 根阴离子，钠、钾、镁等为碱性阳离子， 作为血液缓冲剂调节体液酸碱平衡，保持 细胞和体液间的渗透压。 D、维持神经和肌肉的兴奋性l钙为正常神经冲动传送所必需的元素，钙 、镁、钾对肌肉的收缩和舒张均具有调节 作用。 16（3）机体酸碱平衡及成酸和成碱食品l人体要维持正常的生理代谢，机体PH值必须维 持在一个相对稳定的范围。血液的PH值总是维 持在7.35-7.45之间，正常值是7.4，维持生命的 极限PH值是7.0-7.8。l体液PH值是由溶于其中的无机盐、有机物共同作用的结果。机体内酸碱物质来自于食物的消化 吸收及机体内的代谢产物，并通过体内的调节达 到酸碱平衡。17（3）机体酸碱平衡

12、及成酸和成碱食品A. 机体的酸碱平衡调节l体液内物质的缓冲作用体液的缓冲物质主要有蛋白质、碳酸盐和磷酸盐。l肺呼吸调节作用主要通过呼吸排出二氧化碳及部分酮体、小分子有机酸 达到排酸，可阻止血液PH下降。如体内1分钟不呼吸， 血液PH可从7.4降至7.1.l肾脏对酸碱物质排出的调节作用肾脏通过排H+保Na + ，排NH4 +保Na + ，促进NaHCO3的重吸收等方式来保持血液中的酸碱平衡。 18（3）机体酸碱平衡及成酸和成碱食品B. 体内酸碱物质的来源l酸性物质的来源人体的酸性物质中首要的是碳酸，它是糖、脂肪和蛋白质氧化分解的二氧化碳溶于水产生的。碳酸可经肺 呼吸排出二氧化碳而调节。另一类酸是

13、有机酸，不完全氧化产生的有机酸及酮体（羟丁酸、乳酸、丙酮、尿酸等），还有核酸分解产生 的磷酸根及含硫化合物氧化产和的硫酸根都是体内酸的 来源。这类酸总量比碳酸少，且部分有机酸可被转化或 代谢，属非挥发性酸（又称固定酸）。19（3）机体酸碱平衡及成酸和成碱食品B. 体内酸碱物质的来源l碱性物质的来源一类碱是由于氨基酸脱氨基产生的NH3,血液 中的NH3可在肝中代谢生成尿素而降低其碱性。另一类是食物中含有的碱金属（K、Na、 Ca、Mg等）物质，分解后释放的矿物质进入体 液导致HCO3- 增加而使体液呈碱性，这类食物称为成碱性食物，一般为植物源性食物。20（3）机体酸碱平衡及成酸和成碱食品C. 成

14、酸和成碱性食品l食物的成酸和成碱性是指食物摄入后，经过消化 、吸收、代谢最终在体内有变酸性或碱性“残渣”的特性。l体内的酸性物质可来自食物，但主要以食物在体 内代谢的中间产物和终产物的形式产生。大部分 的肉类、鱼类、蛋类及其制品、谷类及其制品为 成酸性食品。21（3）机体酸碱平衡及成酸和成碱食品C. 成酸和成碱性食品l体内的碱性物质主要从食物中摄入，成碱性的食 物多为水果、蔬菜。l食用成碱性食品，可以消除机体中过剩的酸，降 低尿的酸度，增加尿酸的溶解度，减少尿酸在膀 胱中形成结石的可能。注意:并非具有酸味的食品是成酸食品。食品中的酸味 物质多为有机酸类，如水果中的柠檬酸及其钾盐，在体 内可彻底

15、氧化生成二氧化碳和水，而在体内留下碱性元 素，所以这类具酸味的食品仍是成碱食品。 226.2.2 钙l钙为人体含量最丰富的 矿物质，成人体 内含钙量约为1200g ，约占人体化学组 成的2%。其中，99%的钙是以羟基磷 灰石的形式存在于骨骼和牙齿中，让骨 骼和牙齿维持坚硬的结构支架，其余约 1%的钙常以游离或结合的离子状态存 在于软组织、细胞外液和血液中，这部 分钙统称为混溶钙池. 23l钙在体内具有两大方面的功能，一为结构 功能的钙是构成人体骨骼和牙齿的主要成 分；二为调节功能，主要包括以下几个方 面： (1)参与血液凝固过程。钙作为凝血酶的激 活因子，在凝血酶原转变为凝血酶时起催 化作用，

16、然后凝血酶使纤维蛋白原聚合为 纤维蛋白，使血液凝固。 (2)维持神经和肌肉的兴奋性，调节心脏活 动。钙与肌肉的收缩和舒张有关，当血液 中钙浓度降低时，神经和肌肉的兴奋性增 高，肌肉出现自发性收缩，严重时出现抽 搐，而当血液中钙浓度增加时，则神经和 肌肉的兴奋性降低。24(3)激活多种酶。钙可激活三磷酸腺苷酶、脂 酶、蛋白酶和淀粉酶等，而且是淀粉酶活 性必不可少的成分。(4)钙还参与体内多种激素和神经递质的合成 ，调节内分泌，增强人体免疫功能，维持 正常血压和血管的正常通透性等。256.2.2.2钙缺乏症l日常生活中钙缺乏较为常见，当人体缺钙 时，骨骼与牙齿首先受到影响。钙缺乏多 发生于婴幼儿、青少年、孕妇、乳母及老 年人，其表现因年龄而异。l婴儿和儿童缺钙会产生佝偻病，早期表现 为枕部多汗及脱发形成“帽圈”，易惊、夜 啼等，较为严重的表现为方颅、鸡胸、肋 骨串珠，下肢因承重而变形为“X”腿或“O” 形腿，这种情况多见于1岁左右的婴儿。 26l成年人则发生骨质软化症和骨质疏 松症，表现为腰背酸痛、易骨折、 易发生肌肉痉挛现象。l研究表明，缺乏钙质的成年人变得 紧张、脾气也