食品化学矿物质.pptx
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1、内内 容容概述概述食品中矿物质吸收利用的一些基本性质食品中矿物质吸收利用的一些基本性质常见的常量元素常见的常量元素常见的微量元素常见的微量元素矿物质在食品加工储藏过程中的变化矿物质在食品加工储藏过程中的变化第1页/共56页教学目的了解食品中矿物质的分类及存在形式;矿物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;酸性营养功能;矿物质对食品性状的影响;酸性食品或碱性食品。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;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
2、的因矿物质的生物有效性及影响生物有效性的因素。素。第2页/共56页概述概述1.1.定义定义食品中除去食品中除去C C、H H、O O、N N等四种构成水等四种构成水和有机物质元素外,其他元素统称为矿物质,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。又称灰分、无机质。2.2.分类分类常量元素:常量元素:K Na Ca Mg F S P 7K Na Ca Mg F S P 7种种体内体内0.01%0.01%必需元素:必需元素:Fe Cu Zn I Se Mo Co CrFe Cu Zn I Se Mo Co Cr微量元素:微量元素:非营养非毒性元素:非营养非毒性元素:Al B Sn
3、Al B Sn 非营养有毒性元素:非营养有毒性元素:Hg Pb As Cd SbHg Pb As Cd Sb第3页/共56页特 点数量:随年龄增长而增加,但元素间比例变动不大 分布:极不均匀 代谢:不能在体内生成,必须通过膳食补充,且除非被排出体外,不可能在体内消失。过量摄入常不仅无益而有害,特别要注意用量不宜过大。矿物质相互之间存在协同或拮抗作用第4页/共56页3.3.矿物质在生物体内的功能矿物质在生物体内的功能(1 1)机体的重要组成成分)机体的重要组成成分骨骼骨骼 Ca Mg P Ca Mg P 蛋白质组成蛋白质组成 S S 酶(酶(ZnZn酶)酶)体液体液 Na K Na K(2 2)
4、维持细胞的渗透压及机体的酸碱平衡)维持细胞的渗透压及机体的酸碱平衡体内渗透压主要由体内渗透压主要由Na Na、K K等维持,体内等维持,体内pHpH值为值为7.357.357.45 7.45。有机缓冲体系有机缓冲体系(蛋白质、氨基酸蛋白质、氨基酸);无机缓冲体系(碳酸盐、磷酸盐等)。无机缓冲体系(碳酸盐、磷酸盐等)。第5页/共56页(3 3)保持神经、肌肉的兴奋性)保持神经、肌肉的兴奋性Na Na、K CaK Ca、MgMg(一定比例)(一定比例)(4 4)对机体具有特殊的生理功能)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,如铁对血红蛋白、细胞色素酶系的重要性,碘对甲状腺素
5、合成的重要性等。碘对甲状腺素合成的重要性等。参与体内生物化学反应参与体内生物化学反应(5 5)对食品感官质量的作用。)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钙离子对凝胶的形成和食品质地的作用等3.3.矿物质在生物体内的功能矿物质在生物体内的功能第6页/共56页食品中矿物质吸收利用的一些基本性食品中矿物质吸收利用的一些基本性质质1.1.溶解性溶解性所有的生物系统都含有水,所有的生物系统都含有水,几乎所有的营养元几乎所有的营养元素素也都是溶解于也都是溶解于水水中并在中并在水中水中为生物所代谢利为生物所代谢利
6、用用 所以矿物质的所以矿物质的生物利用率和活性生物利用率和活性在很大程度上在很大程度上取决于它们在取决于它们在水中的溶解性水中的溶解性。矿物质在矿物质在食品中的存在形式食品中的存在形式很大程度上取决于很大程度上取决于元元素本身的性质素本身的性质 第7页/共56页2.2.矿物质的存在形式矿物质的存在形式以游离态存在:以游离态存在:可溶性离子可溶性离子,如如NaNa+K K+Cl Cl 等存在等存在;络合或鳌合态络合或鳌合态CaCa2+2+Mg Mg2+2+等以胶体溶液与不溶性多价盐等以胶体溶液与不溶性多价盐形成动态平衡形成动态平衡 氨基酸、叶绿素、血红素、氨基酸、叶绿素、血红素、V VB12B1
7、2 等形成螯等形成螯合物合物含氧阴离子含氧阴离子POPO4 433、SOSO4 42-2-、NONO3-3-盐类盐类第8页/共56页矿物质的生物利用率矿物质的生物利用率定义:也称生物有效性,是指食品中矿物质定义:也称生物有效性,是指食品中矿物质被机体吸收、利用的比例。被机体吸收、利用的比例。影响因素:影响因素:1 1、可消化性、可消化性(植酸、草酸等影响消化植酸、草酸等影响消化)2 2、存在形态(可溶、粒细易被吸收)、存在形态(可溶、粒细易被吸收)3 3、相互作用(竞争、化合,协同、拮抗,、相互作用(竞争、化合,协同、拮抗,CaCa与与ZnZn拮抗)拮抗)4 4、螯合作用、螯合作用(有的有利于
8、吸收,提高生物有有的有利于吸收,提高生物有效性如:效性如:MM氨基酸、血红素、氨基酸、血红素、ZnEDTAZnEDTA;有的干扰、降低生物有效性如:有的干扰、降低生物有效性如:MM植酸植酸)第9页/共56页矿物质缺乏的原因矿物质缺乏的原因n地球环境中各种元素的分布不平衡地球环境中各种元素的分布不平衡n食物中含有天然存在的矿物质拮抗物食物中含有天然存在的矿物质拮抗物n食物加工过程中造成矿物质的损失食物加工过程中造成矿物质的损失n摄入量不足或不良饮食习惯摄入量不足或不良饮食习惯n生理上有特殊营养需求的人群生理上有特殊营养需求的人群第10页/共56页植物性食品植物性食品n水果:水果:K K含量高含量
9、高,大部分与有机物结合,大部分与有机物结合,或是有机或是有机物的组成部分物的组成部分,常以磷酸盐、草酸盐的形式存在。常以磷酸盐、草酸盐的形式存在。n豆类:豆类:矿物质含量最丰富矿物质含量最丰富,K,P,Fe,Mg,Zn,K,P,Fe,Mg,Zn,Mn Mn 等含量均较高,其中等含量均较高,其中P P主要以植酸盐形式主要以植酸盐形式存在。存在。n谷物谷物:矿物质含量相对较少矿物质含量相对较少,主要存在于种子外,主要存在于种子外皮皮。食品中的矿物质元素食品中的矿物质元素第11页/共56页植物性食品中的矿物质元素,除植物性食品中的矿物质元素,除极少数以无机极少数以无机盐形式存在盐形式存在外,外,大部
10、分与植物中的有机物相结大部分与植物中的有机物相结合而存在合而存在,或者本身就是有机物的组成成分。,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如粮食中含量较高的矿物质元素磷磷,就是磷,就是磷糖、磷脂、核蛋白、辅酶、核苷酸、植酸盐糖、磷脂、核蛋白、辅酶、核苷酸、植酸盐等有机物的组成成分。等有机物的组成成分。植酸盐中的磷,不易被动植物利用植酸盐中的磷,不易被动植物利用,人体内,人体内6060被排除体外。被排除体外。植物性食物中矿物元素第12页/共56页植酸盐在植酸酶作用下,水解成磷酸和肌醇,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,所以把磷酸从植物中
11、分解出来,成为无机磷,所以植酸盐是粮食中磷的作用来源植酸盐是粮食中磷的作用来源。在小麦、稻谷及其他谷物类粮的糠麸中含在小麦、稻谷及其他谷物类粮的糠麸中含有丰富的有丰富的植酸酶植酸酶;许多微生物如酵母也含;许多微生物如酵母也含有较多的植酸酶。有较多的植酸酶。所以经过所以经过发酵的面团,有利于人体对磷的发酵的面团,有利于人体对磷的吸收,吸收,粮食在贮藏期间,由于植酸酶的作粮食在贮藏期间,由于植酸酶的作用,用,无机磷含量无机磷含量增加。增加。植物性食物中矿物元素第13页/共56页植物性食物中矿物元素粮食中的矿物质元素有粮食中的矿物质元素有3030多种,其中多种,其中含量较多的含量较多的有有P P、K
12、 K、MgMg、CaCa、FeFe、SiSi、ClCl。矿物质在粮食中分布不均匀矿物质在粮食中分布不均匀,例如谷物类粮食,例如谷物类粮食,其其壳、皮、糊粉层及胚部含量较多壳、皮、糊粉层及胚部含量较多,而胚乳含量,而胚乳含量较少,因此粮食加工制品中,精较少,因此粮食加工制品中,精度越高,灰分越度越高,灰分越少少。大豆中的大豆中的P P、K K含量很高含量很高,其中,其中70-80%70-80%的的P P以植酸以植酸(肌醇磷酸)状态存在。植酸会影响蛋白质的溶(肌醇磷酸)状态存在。植酸会影响蛋白质的溶解度,并能干扰人对膳食中解度,并能干扰人对膳食中CaCa和和ZnZn的吸收。的吸收。水果中的矿物质含
13、量不如蔬菜的丰富,一般含量水果中的矿物质含量不如蔬菜的丰富,一般含量都比较低。而且与地产有很大关系。都比较低。而且与地产有很大关系。第14页/共56页动物性食品动物性食品肉类:肉类:Na,K,Fe,P,Mn Na,K,Fe,P,Mn 含量较高含量较高,Cu,Co,Zn,Cu,Co,Zn,等等也有少量,以可溶性氯化物,磷酸盐,也有少量,以可溶性氯化物,磷酸盐,碳酸盐形式存在或与蛋白质结合。碳酸盐形式存在或与蛋白质结合。牛乳:牛乳:主要含主要含CaCa,也含有少量也含有少量K,Na,Mg,P,Cl,SK,Na,Mg,P,Cl,S等。等。蛋类:蛋类:含人体所需的各类矿物质含人体所需的各类矿物质。食品
14、中的矿物质元素食品中的矿物质元素第15页/共56页肉中矿物质因素肉中矿物质因素肉中矿物质含量一般为肉中矿物质含量一般为0.80.81.21.2,NaNa、K K、FeFe、P P、MnMn、因此肉类是饮食中、因此肉类是饮食中磷磷和和铁铁的重要来源。的重要来源。肉中矿物质一部分以肉中矿物质一部分以氯化物、磷酸盐、碳酸盐呈可溶氯化物、磷酸盐、碳酸盐呈可溶性状态存在性状态存在,另一部分,另一部分与蛋白质结合成非溶性状态与蛋白质结合成非溶性状态存在存在瘦肉中瘦肉中要比脂肪组织中要比脂肪组织中含有较多的矿物质含有较多的矿物质。当当肉汁流失后肉汁流失后,常量元素,常量元素损失的主要是钠、钾损失的主要是钠、
15、钾,而钙、,而钙、磷损失较少,因为钠、钾几乎全部存在磷损失较少,因为钠、钾几乎全部存在软组织及体软组织及体液液中中,在动物活体中钾主要分布与细胞内液,而钠,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。在细胞外液,当动物死后,均匀地分布在细胞内外。肉中还含有肉中还含有锰、铜、钴、锌、聂锰、铜、钴、锌、聂等微量元素,其中等微量元素,其中锌锌对肉的持水性起着较大的作用。对肉的持水性起着较大的作用。第16页/共56页乳品中的矿物元素乳品中的矿物元素1.1.存在形式存在形式乳品中矿物质含量一般为乳品中矿物质含量一般为0.70.70.750.75,乳中,乳中钾钾的含
16、量较钙高三倍的含量较钙高三倍。钾、钠钾、钠大部分以氯化物、磷酸盐及柠檬酸盐,大部分以氯化物、磷酸盐及柠檬酸盐,呈呈可溶性状态存在可溶性状态存在。钙、镁钙、镁与酪蛋白、磷酸和柠檬酸结合,一部分与酪蛋白、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。呈胶体状态,一部分呈溶解状态存在。第17页/共56页(1 1)乳中)乳中总钙量与离子比例总钙量与离子比例,能,能影响酪蛋白在乳品中影响酪蛋白在乳品中的稳定性的稳定性(2 2)乳品在加工过程中,如热处理和蒸发能)乳品在加工过程中,如热处理和蒸发能改变盐的改变盐的平衡,因而改变蛋白质的稳定性平衡,因而改变蛋白质的稳定性。如乳品热后,。如乳品热后
17、,钙、钙、磷由可溶性变为胶体状态。磷由可溶性变为胶体状态。(3 3)pHpH值变化也可使盐的平衡遭到破坏值变化也可使盐的平衡遭到破坏例如,例如,pHpH降低时,钙、磷由胶体状态变为可溶性状降低时,钙、磷由胶体状态变为可溶性状态;当态;当pH5.2pH5.2时,乳品中所有钙、磷都变成可溶性时,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,可是二氧化碳损失,状态。乳在加热和搅拌过程中,可是二氧化碳损失,因而使因而使pHpH增加。增加。这些因素都可导致牛乳中酪蛋白的不稳定。这些因素都可导致牛乳中酪蛋白的不稳定。2.乳品中矿物元素的作用乳品中矿物元素的作用第18页/共56页1 1、判断方法、
18、判断方法 采取采取灰化灰化的方法,再用酸或碱中和来确定。的方法,再用酸或碱中和来确定。100g100g食品的灰分食品的灰分水,用水,用0.1N0.1N酸或碱滴定,酸或碱滴定,所消耗的所消耗的mlml数即为食品灰分的酸、碱度。数即为食品灰分的酸、碱度。“+”“+”表示碱度表示碱度“-”“-”表示酸度表示酸度 酸性食品与碱性食品酸性食品与碱性食品第19页/共56页2 2、酸性食品、酸性食品含有阴离子(含有阴离子(P P、S S、ClCl)酸根的非金属元素)酸根的非金属元素较多的食品,在体内代谢后的产物大多呈酸性,较多的食品,在体内代谢后的产物大多呈酸性,故在生理上称为故在生理上称为酸性食品。酸性食
19、品。大部分的肉、鱼、禽、蛋大部分的肉、鱼、禽、蛋因为含丰富的因为含丰富的含硫蛋含硫蛋白质白质,米、面粉制品,米、面粉制品含磷多含磷多,所以属酸性食品。,所以属酸性食品。猪肉猪肉-5.6-5.6,稻米,稻米-11.7-11.7,牛,牛-5.0-5.0,面粉,面粉-6.5-6.5,鸡鸡-7.6-7.6面包面包-0.8-0.8,鸡蛋黄,鸡蛋黄-18.8-18.8,花生,花生-3.0-3.0,虾虾-1.8-1.8酸性食品与碱性食品酸性食品与碱性食品第20页/共56页3 3、碱性食品、碱性食品n金属元素在人体内氧化生成金属元素在人体内氧化生成 Na Na2 2O KO K2 2O O CaO MgOCa
20、O MgO,含金属阳离子较多的食品生理上,含金属阳离子较多的食品生理上称为称为碱性食品碱性食品 大部分果、蔬、豆类属碱性食品大部分果、蔬、豆类属碱性食品。大豆大豆+2.2+2.2,西瓜,西瓜+9.4+9.4,豆腐,豆腐+0.2+0.2,海带,海带+14.6+14.6,菜豆,菜豆+5.2+5.2,香蕉,香蕉+8.4+8.4,马铃薯,马铃薯+5.2+5.2,梨,梨+8.4+8.4,菠菜菠菜+12.0+12.0,苹果,苹果+8.2+8.2,胡萝卜,胡萝卜+8.3+8.3,柿子,柿子+6.2+6.2黄瓜黄瓜+4.6+4.6,牛乳,牛乳+0.324+0.324 酸性食品与碱性食品酸性食品与碱性食品第21
21、页/共56页4 4、生理酸、碱平衡、生理酸、碱平衡血液血液pH=pH=7.357.357.457.45,适当量酸性食品与碱性食品在生理上,适当量酸性食品与碱性食品在生理上可以达到酸、碱平衡。可以达到酸、碱平衡。一般情况下,一般情况下,易引起酸中毒易引起酸中毒(主食为酸性食品)。(主食为酸性食品)。血液颜色加深、粘度增加,胃酸过多,胃溃疡,动脉硬化,血液颜色加深、粘度增加,胃酸过多,胃溃疡,动脉硬化,疲劳等。疲劳等。酸性食品与碱性食品酸性食品与碱性食品第22页/共56页常见的大(宏)量元素常见的大(宏)量元素n钙钙n磷磷n镁镁n钾钾n钠钠n氯氯第23页/共56页钙在人体内的分布钙在人体内的分布成
22、人体内含钙总量约为1200g,相当于体重的2%99%骨骼、牙齿(羟磷灰石、未定形钙)“钙库”0.5%结合状态(与蛋白质、柠檬酸结合)0.5%离子状态血液、细胞外液和软组织(混溶钙池)第24页/共56页钙(calcium)的生理功能 构成骨骼和牙齿的成分 促进体内酶的活动 维持神经和肌肉的活动 其他功能 参与血液凝固 激素分泌 维持体液体酸碱平衡 调节细胞正常生理功能第25页/共56页钙的吸收和代谢钙的吸收和代谢吸收吸收钙的吸收主要在小肠。钙的吸收主要在小肠。膳食中钙的吸收率为膳食中钙的吸收率为20203030。膳食中钙含量高,其吸收率相对下降,而膳食中钙含量高,其吸收率相对下降,而且钙吸收率可
23、随年龄增长而降低且钙吸收率可随年龄增长而降低如婴儿如婴儿5050儿童儿童 40 40成年人成年人 20 20老年人老年人 15 15 第26页/共56页影响钙吸收的有利因素影响钙吸收的有利因素影响钙吸收的不利因素影响钙吸收的不利因素维生素维生素 D D 乳糖乳糖 膳食蛋白质膳食蛋白质 有机酸有机酸 (乳酸、醋酸乳酸、醋酸)氨基酸氨基酸 (精氨酸、赖氨酸精氨酸、赖氨酸)高钙浓度高钙浓度 草酸盐与植酸盐草酸盐与植酸盐 膳食纤维膳食纤维高脂肪膳食高脂肪膳食钙磷比钙磷比 第27页/共56页含钙丰富的食物 mg/100g食物食物含量含量食物食物含量含量 食物食物含量含量虾皮虾皮虾米虾米河虾河虾泥鳅泥鳅红
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