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1、第6章礦物質(zhì)(Minerals)6.1概述所謂礦物質(zhì)(Minerals)是指食品中各種無機化合物,大多數(shù)相當于食品灰化后剩余的成分,故又稱粗灰分(Crudeash,CA)。礦物質(zhì)在食品中的含量較少,但具有重要的營養(yǎng)生理功能,有些對人體具有一定的毒性。因此,研究食品中的礦物質(zhì)目的在于提供建立合理膳食結(jié)構(gòu)的依據(jù),保證適量有益礦物質(zhì),減少有毒礦物質(zhì),維持生命體系處于最佳平衡狀態(tài)。食品中礦物質(zhì)含量的變化主要取決于環(huán)境因素。植物可以從土壤中獲得礦物質(zhì)并貯存于根、莖和葉中;動物通過攝食飼料而獲得。食物中的礦物質(zhì)可以離子狀態(tài)、可溶性鹽和不溶性鹽的形式存在;有些礦物質(zhì)在食品中往往以螯合
2、物或復合物的形式存在。6.1.1礦物質(zhì)的功能6.1.1.1機體的構(gòu)成成分食品中許多礦物質(zhì)是構(gòu)成機體必不可少的部分,例如鈣、磷、鎂、氟和硅等是構(gòu)成牙齒和骨骼的主要成分;磷和硫存在于肌肉和蛋白質(zhì)中;鐵為血紅蛋白的重要組成成分。6.1.1.2維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定作為體內(nèi)的主要調(diào)節(jié)物質(zhì),礦物質(zhì)不僅可以調(diào)節(jié)滲透壓,保持滲透壓的恒定以維持組織細胞的正常功能和形態(tài);而且可以維持體內(nèi)的酸堿平衡和神經(jīng)肌肉的興奮性。6.1.1.3某些特殊功能某些礦物質(zhì)在體內(nèi)作為酶的構(gòu)成成分或激活劑。在這些酶中,特定的金屬與酶蛋白分子牢固地結(jié)合,使整個酶系具有一定的活性,例如血紅蛋白和細胞色素酶系中的鐵,谷胱苷
3、肽過氧化物酶中的硒等。有些礦物質(zhì)是構(gòu)成激素或維生素的原料,例如碘是甲狀腺素不可缺少的元素,鈷是維生素B12的組成成分等。6.1.1.4改善食品的品質(zhì)許多礦物質(zhì)是非常重要的食品添加劑,它們對改善食品的品質(zhì)意義重大。例如,Ca2+是豆腐的凝固劑,還可保持食品的質(zhì)構(gòu);磷酸鹽有利于增加肉制品的持水性和結(jié)著性;食鹽是典型的風味改良劑等。6.1.2礦物質(zhì)的分類食品中礦物質(zhì)按其對人體健康的影響可分為必需元素(Essentialelement)、非必需元素(NoEssentialelement)和有毒元素(Toxicelement)三類。必需元素是指這類元素存在于機體的健康組織中,對機
4、體自身的穩(wěn)定具有重要作用。當缺乏或不足時,機體出現(xiàn)各種功能異?,F(xiàn)象。例如,缺鐵導致貧血;缺硒出現(xiàn)白肌??;缺碘易患甲狀腺腫等。但必需元素攝入過多會對人體造成危害,引起中毒。非必需元素又稱輔助營養(yǎng)元素,有毒元素通常指重金屬元素如汞、鉛、鎘等。食品中的礦物質(zhì)若按在體內(nèi)含量的多少可分為常量元素(Macro-element)和微量元素(Micro-element)兩類。常量元素是指其在人體內(nèi)含量在0.01%以上的元素如鈣、磷等;含量在0.01%以下的稱為微量元素如鐵、碘、硒、鋅、錳、鉻等。無論是常量元素還是微量元素,在適當?shù)姆秶鷥?nèi)對維持人體正常的代謝與健康具有十分重要的作用。6.
5、1.3動物性食品中的礦物質(zhì)6.1.3.1牛乳中的礦物質(zhì)牛乳中的礦物質(zhì)含量約為0.7%,其中鈉、鉀、鈣、磷、硫、氯等含量較高,鐵、銅、鋅等含量較低。牛乳因富含鈣常作為人體鈣的主要來源。乳清中的鈣占總鈣的30%且以溶解態(tài)存在;剩余的鈣大部分與酪蛋白結(jié)合,以磷酸鈣膠體形式存在;少量的鈣與α-乳清蛋白和β-乳球蛋白結(jié)合而存在。有人提出,鈣之所以能維持酪蛋白的穩(wěn)定主要是鈣在磷酸根和酪蛋白磷酸基團之間形成鈣橋。牛奶加熱時鈣、磷從溶解態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z體態(tài)。牛奶中的主要礦物質(zhì)含量見表6-1。表6-1牛乳中主要礦物質(zhì)含量(mg/100g)礦物質(zhì)范圍平均值溶解相分布(%)膠體相分布(%)總鈣11
6、0.9~120.3117.73367離子鈣10.5~12.811.41000鎂11.4~13.012.16733鈉47~7758946鉀113~171140937磷79.8~101.795.14555氯89.8~127.0104.510006.1.3.2肉中的礦物質(zhì)肉類是礦物質(zhì)的良好來源(表6-2)。其中鉀、鈉、磷含量相當高,鐵、銅、錳、鋅含量也較多。肉中的礦物質(zhì)有的呈溶解狀態(tài),有的呈不溶解狀態(tài)。不溶解的礦物元素與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起。肉在解凍時由于滴汁發(fā)生鈉的大量損失,而鈣、磷、鉀損失較小。表6-2牛肉中的礦物質(zhì)含量(mg/100g)礦物質(zhì)含量礦物質(zhì)含量全鈣86可溶性無機
7、鹽95.2可溶性鈣38鈉168.0全磷24.2鉀244.0可溶性磷17.7氯48.0全無機磷233.06.1.3.3蛋中的礦物質(zhì)蛋中的鈣主要存在于蛋殼中,其他礦物質(zhì)主要存在于蛋黃中。蛋黃中富含鐵,但由于卵黃磷蛋白(Prosvitin)的存在大大影響了鐵在人體內(nèi)的生物利用率。此外,雞蛋中的伴清蛋白(Conalbumin)可與金屬離子結(jié)合,影響了在體內(nèi)的吸收與利用。雞蛋中的伴清蛋白與金屬離子親和性大小依次為Fe3+>Cu2+>Mn2+>Zn2+。6.1.4植物性食品中的礦物質(zhì)植物性食品中的礦物質(zhì)分布不均勻,其鉀的含量比鈉高。谷類食品中的礦物質(zhì)