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发布时间: 2019-11-08

  第二章矿物质_化学_自然科学_专业资料。第二章 矿物质 学习目标 ? 1.明确矿物质的分类、存在,了解影响食 品及其原料中矿物质的因素。 ? 2.理解矿物质的性质对食品品质的影响。 ? 3.了解矿物质的生物有效性及其影响因素。 ? 4.

  第二章 矿物质 学习目标 ? 1.明确矿物质的分类、存在,了解影响食 品及其原料中矿物质的因素。 ? 2.理解矿物质的性质对食品品质的影响。 ? 3.了解矿物质的生物有效性及其影响因素。 ? 4.了解矿物质在人体内代谢的一般过程。 ? 5.基本掌握本章学习的几种重要矿物质的 存在、性质、代谢特点。 第一节矿物质的分类与存在 ? 概念:是构成机体组织和维持正常生理功 能所必需的,但不能提供能量,除去C、H、 O、N四种构成水分 和有机物质的元素以外, 其他元素统 称为矿物质成分。 ? 在人和动物体内,矿物质总量不超过体重 的4%~5%,但却是不可缺少的成分。 一、矿物质的分类 ? 分类 常量元素:K Na Ca Mg F S P 碳酸盐等 必需营养元素:Fe Cu I Co Mn Zn 微量元素: 非营养非毒性元素:Al B Ni Sn Cr 非营养有毒性元素:Hg Pb As Cd Sr 一、矿物质的分类 ? 1.根据矿物质在人体内的含量和人体对膳食中矿 物质的需要量进行分类 ? 据此,将矿物质分为常量元素和微量元素。其中 人体内含量在O.01%以上,人体日需要量在 100mg以上的元素,称为常量元素(大量元素), 如钙、磷、镁、钾、钠、氯等。 ? 人体内含量和日需要量皆低于上述值的元素则称 为微量元素(痕量元素),如铁、碘、锌、铜等。 2.根据矿物质与人体营养需要的关系分类 ? 必需元素、非必需元素和作用尚未确定的元素、 有毒元素几类。 ? 必需元素:是指这类元素正常存在于机体的健康 组织中,对机体自身的健康起着重要作用,缺乏 它可使机体的组织或功能出现异常。 ? 按照必需元素在人体内的存在量和每日需要量, 将其分为必需常量元素和必需微量元素。必需常 量元素主要包括钙、磷、钠、钾、氯、镁几种。 3.根据矿物质与人体营养需要的关系分类 ? 非必需元素和作用尚未确定的元素是指对人体代 谢元影响,或目前尚未发现影响的元素, ? 如溴(Br)、铷(Rb)、钡(Ba)等。 ? 有毒元素是指在正常情况下,吸收以后妨碍及破 坏人体正常代谢功能的矿物质元素,在食品中有 毒元素以铅(Pb)最为常见。 ? 应当说明的是,机体对各种矿物质都有一个耐受 剂量。某些元素,尤其是微量元素,即便是必需 的,当摄人过量时也会对机体产生危害;而某些 有毒元素,在其远小于中毒剂量范围之内对人体 是安全的。 4.根据代谢后的酸碱性分类 ? 根据食物中的矿物质在体内代谢后产物的 酸碱性,将矿物质分为酸性矿物质 ? (如氯、硫、磷、碘等)和碱性矿物质(如钾、 钙、钠、镁等)。 常量元素人体中含量占体重0.01%以上,每人 每日膳食需要量在100mg以上的元素 钾、钠、钙、镁、硫、磷、氯 微量元素指在人体中的某些化学元素的存在 数量极少,含量低于体重的万分之一 (〈0.01%) 必需:铁、碘、锌、硒、铜、氟、铬、锰、 钼、钴 可能必需:镍、硅、硼、矾 有潜在毒性,但低剂量可能有功用:铅、镉、 汞、砷、铝、锡、锂 5.矿物质在体内分布极不均匀 ? 钙、磷主要存在于骨骼和牙齿中 ? 铁集中在红细胞 ? 碘主要在甲状腺 ? 钴主要在造血器官 ? 锌主要在肌肉组织 6.矿物质缺乏的主要因素 ? ? ? ? ? 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 生理上有特殊营养需求的人群 7.矿物质的来源 植物性食品 水果:K含量高,大部分与有机物结合,或是有机 物 的组成部分,常以磷酸盐,草酸盐的形式存在. 豆类:矿物质含量最丰富,K, P, Fe, Mg, Zn, Mn 等含量均较高,其中P主要以植酸盐形式存在。 谷物:矿物质含量相对较少,主要存在于种子外皮。 7.矿物质的来源 动物性食品 肉类:Na, K, Fe, P ,Mn 含量较高,Cu,Co,Zn, 等也有少量,以可溶性氯化物磷酸盐, 碳酸盐形式存在或与蛋白质结合。 牛乳:主要含Ca,也含有少量K, Na, Mg, P,Cl, S等。 蛋类:含人体所需的各类矿物质。 二、矿物质的存在 ? 矿物质中的一价离子都以可溶性盐的形式 存在,如K+、Na+、Cl-等;多价离 ? 子则以离子、不溶性盐和胶体溶液的形式 存在,而且这几种形式之间可以相互转 ? 化,可以用下面的方式表示这种存在形式 ? 多价离子 不溶性盐 胶体溶液 . 二、矿物质的存在 ? 在肉、乳中的矿物质常以多价离子形式存 在。 ? 另外,各种化合价的矿物质在生命体中基 本上都与有机物质如蛋白质等形成螯 ? 合物,这种结合方式有利于矿物质保持稳 定以及在器官、组织间的输送。 ? 知识拓展 1.矿物质的存在状态 ? 溶解状态 :有些常量元素,尤其是单价的 。 (K+、Na+、SO42-) ? 胶态形式 :游离的、溶解的、非离子化。 (多价离子 ) ? 螫合状态 :金属元素 (钴元素) 2.矿物质的存在形式 ? 大多数以无机盐形式存在 ? 少量参与有机物的组成(如S,P, Fe) ? 金属离子多以螯合物形式存在于食品中 3.矿物质的特点 体内不能合成,必须从食物或水中摄取; 体内分布及不均,同一元素在不同机体组织器官中含量差异 很大;钙磷铁 它们之间存在协同或者拮抗作用;镁钙 某些微量元素在内体虽需要很少,但其生理剂量中与中毒剂 量范围较窄,摄入过多易产生毒性作用。 硒中毒:患者头晕、头痛、无力、嗜睡、恶心、呕吐、腹泻, 呼吸和汗液有蒜臭味,上呼吸道和眼结膜有刺激症状、手 指震颤以及肝肿大等表现。 缺硒:克山病和大骨节病与缺少硒有密切关系,主要侵犯心 脏 ,肌肉综合症。 4.动物性食品原料中的矿物质 ? 肉类中矿物质的含量一般为O.8%~1.2%, 主要有钙、磷、铁、钠、钾、镁、 ? 硫等。几种肉类中矿物质含量如表2—1所示。 ? 各种畜禽肉中的矿物质含量并没有很大的差异, 同一种类、不同部位的矿物质 ? 含量的差异也很小。具体说来,瘦肉要比脂肪组 织含有更多的矿物质,肉中铁含量 ? 与屠宰放血程度有关,钠与氯的含量常因盐渍或 干制处理而增多。 4.动物性食品原料中的矿物质 ? 蛋类物质含有的矿物质主要为钙、磷、铁, 尤其是铁,蛋黄中含量更高,而且 ? 能够全部被吸收。 ? 乳中的矿物质主要有磷、钙、镁、氯、钠、 硫、钾等,此外还有一些微量元素。牛乳 中的矿物质含量随泌乳期以及个体健康状 态等因素而异。 ? 各类水产品中的矿物质含量我们在“主要 食品原料的一般化学组成与组织变化特点” 5.植物性食品原料中的矿物质 ? 玉米子粒中的矿物质约80%存在于胚部,主要 是钙、磷、铁、硒、镁、钾、锌等,但是,除了 钙以外含量均很少。 ? 马铃薯含有的矿物质以钾为多,其次有钙、镁、 硫、磷、硅、钠及铁等。 ? 大豆中的矿物质含量为4.o%~4.5%,其中 钙的含量较高,每100g大豆含钙约为376mg,其 他如磷、钾、镁、铁等的含量也较高,另外还含 有钠、锰、锌铝、铜等矿物质。但是,由于大豆 中也含有植酸,能和钙、镁等离子形成配合物, 严重影响机体对钙、镁的吸收。 ? 5.植物性食品原料中的矿物质 ? ? ? ? ? ? 花生中矿物质含量约占3%,富含难以从其他食 物中获取的铜、镁、钾、钙、 锌、铁、硒、碘等元素。 蔬菜、水果中含有丰富的钾、钙、镁、铁以及磷 等矿物质。 海藻最重要的营养价值是富含矿物质。海藻干物 质中含有10%~30%矿物质。 此外,海带中含有重要的营养矿物成分碘,其他 海藻中含量也较多。海藻中碘的存 在形式为无机和有机两种,但由于有机碘用水抽 提大部分丧失,故以无机态的占一大半。 6· 食用菌类食品原料中的矿物质 ? 食用菌中含有人体必需的多种矿物质元素, 其中钾、磷的含量最高,其次是钙 ? 和铁,它们以硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐的 形式存在,或者以与有机物结合的盐类的 ? 形式存在,比较稳定,在储藏和加工过程 中变化较少. 三、矿物质的生理功能 ? (1)构成人体组织:钙、磷、镁是骨骼和牙 齿的重要成分,磷、硫是构成体内某些蛋 白质的成分。 ? (2)维持组织细胞的渗透压:钠、钾、氯等 与蛋白质共同维持各种组织的渗透压,在 体液移动和贮留中起着重要作用。 三、矿物质的生理功能 ? (3)维持机体的酸碱平衡:硫、磷、氯等酸性离子 与钙、镁、钾、钠等碱性离子的适当配 合,调节 着体内的酸碱平衡。 ? (4)维持神经和肌肉的兴奋性以及细胞膜的通透性: 一定比例的钾、钠、钙、镁离子的适 当配合,是 维持神经、肌肉兴奋性和细胞通透性的必要条件。 三、矿物质的生理功能 ? (5)构成体内的生理活性物质:如血红蛋白和细胞 色素酶系中的铁、甲状腺中的碘、单胺氧化酶中 的铜以及谷胱甘肽过氧化物酶中的硒等。 ? (6)构成酶系统的活化剂: 如氯离子对唾液淀粉 酶、盐酸对胃蛋白酶,镁离子对氧化磷酸酶类等。 四、影响食品及其原料中矿物质成分的因素 ? 1.影响动物性食品原料矿物质成分的因素 ? 由于动物体内存在着平衡机制,它能调节 组织中必需营养素的浓度,所以动物 ? 性食品中矿物质浓度变化较小。一般情况 下,动物饲料的变化仅对肉、乳和蛋中矿 ? 物质浓度产生很小的影响。 2.影响植物性食品原料矿物质成分的因素 ? 植物生长过程中,从土壤中吸取水和必需 的矿物质营养素,因此植物可食部分 ? 的最终成分受土壤的肥力、植物的遗传和 它们生长环境的影响和控制。同一品种植 ? 砌的矿物质含量都可能因生长在不同的地 区而发生很大的变化。 3.加工对食品中矿物质成分的影响 ? 食品中的矿物质总的来说比较稳定,它们对热、 光、氧化剂、酸、碱的影响不 ? 像维生素和氨基酸那样敏感,一般加工也不会因 这些因素而大量损失,但有些加工 ? 方法会影响食物中矿物质的含量和可利用 性。 . ? 导致食品中矿物质损失的最重要因素是谷物的碾 磨。在加工精白米精白面时 ? 容易将浓集矿物质的胚芽和麸皮除去,导致矿物 质的严重损失。加工精度越高,损 ? 失的矿物也越多. 3.加工对食品中矿物质成分的影响 ? 大豆在加工过程中不会损失大量的微量元素,而 且某些微量元素如铁、锌、硒等还可能得到浓缩。 因为大豆蛋白质经过深度加工后提高了蛋白质的 含量,这些矿物质成分可能结合在蛋白质分子上。 其他如锰、铜、钼和碘等矿物质则变化不大. ? 沥滤或物理分离会损失部分矿物质。如在乳酪 加工中,钙也随着乳清的分离而流失,且生产条 件对钙的留存量影响较大。由于某些矿物质能溶 于水,因此水煮食物时会有一些矿物质流失,蒸 的加工方法则可减轻这方面的损失。 4.矿物质的强化 ? 在食品中补充某些缺少的或特需的营养成 分称为食品的强化。 ? 在食品中添加矿物质必须遵循有关的法规, 注意矿物质元素摄人的安全剂量。 ? 同时,被添加的矿物质在食品中的稳性, 以及与食品中其他组分相互作用可能产生 的不良后果等问题必须得到妥善解决。 食品中矿物质的分析 总灰分的测定 Food物料→ 500-600℃ →灰化→灼烧后残留物 →总灰分 总灰分 水溶性灰分:氧化物及可溶性盐类 水不溶性灰分:泥沙,Fe,Al氧化物, 碱土金属,碱性磷酸盐 酸不溶性灰分:泥沙及SiO2 第二节 矿物质的性质及其对食品品质的影响 ? 一、矿物质的主要性质 ? 微量元素不会因酸碱处理,接触空气、 氧 气或光线等情况而损失,但加工方法会影 响到食物矿物质的含量和可利用性。 1.矿物质的酸碱性 ? 食品中的非金属元素如P、S、C1等,在人 体内氧化后生成含阴离子的酸根如 ? Po:一、so三一等,含有这类元素的矿物 质我们说它们呈酸性。 ? 食品中的金属元素如Na、K、Ca、Mg等, 在人体内氧化后生成带阳离子的碱 ? 性氧化物如Na2 0、K2 0、CaO、MgO等, 含有这类元素的矿物质我们说它们呈 ? 碱性。 2.矿物质的氧化还原性 ? 微量元素以不同的化合价状态(简称价态)存 在,在一定条件下各种价态之 ? 间可以相互转化,同时伴随着氧(或者电荷) 的转移,因此说它们具有氧化还 ? 原件。 二、矿物质的性质对食品酸碱性的影响 ? 食物的酸碱度实际是指将lOOg食物灼烧后 得到的灰分溶于水,用0.1 moL/L酸或碱 中和时所消耗酸液或碱液的体积(mL),以 “+”表示碱度,以“一表示酸度。 ? 含酸性矿物质元素的食物,易使体液偏酸 性,我们将这类食物称为酸性食物。含碱 性矿物质元素的食物,易使体液偏碱性, 我们将这类食物称为碱性食物。 酸性食物 ? 糖类、蛋白质及脂肪的食物多为酸性。如:谷类、 肉类、鱼贝类、蛋类、黄油及干酪等。糖类、蛋 白质和脂类在体内氧化成C02和H2 O,为挥发性酸 或不固定酸。一般状态下,成人体内每天可以生 成300~400L C02。www.458458.com糖类、蛋白质、脂类和核酸在 分解代谢中还产生一些有机酸(如乳酸)和无机酸 (如磷酸)。不能由肺呼出,过量时必须由肾脏排 出体外,所以将这些酸称为非挥发件酸或固定 酸.从食物中也可以直接得到一些酸性食物,如 醋酸、柠檬酸等。但这些外源性酸性物质数量很 少,所以不是体内酸性物质的主要来源。 ? 酸性食品 :含有非金属元素磷、硫、氯较 多的食物,在体内氧化后生成带阴离子的 酸根如PO43-,Cl-,SO42-等,需要碱性物 质去中和,故在生理上称为~,如肉,鱼, 禽,蛋以及粮谷类。 碱性食物 ? 碱性食物主要有蔬菜、水果、薯类、大豆、牛奶 等。值得指出的是水果等食物虽然带有酸味,但 其酸味物质(有机酸)在体内代谢后生成C02和H2 O排出体外.留下带阳离子的碱性元素,所以水 果应属碱性食物。 ? 由上面的讲解可以看出,根据酸碱性不同将食物 分为酸性食物和碱性食物,这种划分与食物本身 在化学上呈现的酸碱性不同,它指的是食物被消 化吸收、进入血液,送往各组织器官以后在生理 上呈现的酸性或碱性。所以,食物中含有的酸性 元素和碱性元素对食物的酸碱性起决定作用。 ? 碱性食品 :含有金属元素钾、钠、钙、镁 较多的食物,在体内氧化成带阳离子的碱 性氧化物,故在生理上称为~,如果蔬,豆 类等。 成酸与成碱食物 ? 以每100g食物灼烧后得到的灰分中和时所 需0.1 mol/L氢氧化钠或0.1mol/L盐酸的毫 升数来表示。 ? 凡是体内含有较多的Na、K、Mg等金属阳 离子,则在体内呈碱性,如大多数水果, 蔬菜、大豆等。凡含有非金属元素磷、硫、 氯较多的食物,它们在生理上叫酸性食物, 如肉、鱼、禽、蛋以及粮谷类。也有些食 物不影响体内酸碱性,如糖、脂肪。 成酸与成碱食物 健康人血浆保持在pH7.35~7.45之间,低于或 高于时就会发生中毒,危及生命。所以在 饮食中必须注意酸性和碱性食品的适当搭 配,尤其应控制酸性食品的比例。这样就 能保持生理上的酸碱平衡,防止酸中毒。 请指出下列食品的的属类 成酸:肉、鱼、禽、蛋、粮谷类 ? 成碱:甘薯、萝卜海带、大多数水果、蔬菜、 ? 大豆、 ? 中性:纯净的糖、脂肪、 酸碱平衡 ? 人体体液的pH在7.3~7.4,正常情况下 人体自身可保持体掖酸碱平衡. 但如果膳 食搭配不当,可引起机体酸碱平衡失调。 若摄人成酸食物过多(一般情况下,成酸食 物容易过量),导致体液偏酸性,则会增加 钙、镁等碱性元素的消耗,使血液颜色加 深、血压增高,还会引起各种酸中毒症。 所以在日常膳食中应_注意呈酸食物与呈碱 食物的合理搭配,尤其要控制呈酸食物的 量,以保持机体的酸碱平衡,有利于健康。 三、矿物质的性质对食品稳定性的影响 ? 某些矿物质能显著地改变食品的稳定性等品质。 因此,在食品中加人或除去某些矿物质能产生一 些特殊的功能作用。 ? 很多重要的食品添加剂中含有矿物质,它们可有 效地改善食品的性状和营养价值。如在肉制品中 添加磷酸盐可提高肉的持水性,在乳制品中添加 磷酸盐可保持盐平衡,提高产品的稳定性;氯化 钙、硫酸钙可作豆腐的凝固剂,在果蔬加工中使 用可保持新鲜果蔬的脆性并有护色作用。钙离子 也有助于果胶物质凝胶的形成等。 矿物质在食品加过程中的变化 ? 一般加工对其含量的影响 矿物质在加工中不会因为光,热,氧等因素而分解, 但加工会改变其生物利用性。如,精制,烹调,溶水等会 使其含量下降。 ? 加工时因容器带入会使其含量增加 如铁锅炒菜等。 ? 加工后生物有效性提高 如面粉发酵后生物有效性提高30-35%。 1.磨粉对微量元素的影响 ? 小麦磨成粉时由于去除了胚芽和外面的麦 麸层而导致矿物质的损失。 2.加工对大米和蔗糖中微量元素的影响 加工精度愈高,大米和蔗糖中的微量元素 损失愈多: ? 精碾大米损失75%的铬和锌;锰、铜和钴损 失26%~45%; ? 同白砂糖相比,粗糖和废糖蜜是微量元素更 好的来源。 3.加工对大豆微量元素的影响 ? 大豆在加工过程中不会损失大量的微量元 素,而且某些微量元素如铁、锌、硒等可 得到浓缩: 因为大豆蛋白质经过深度加工后提高了蛋 白质的含量,这些矿物成分可能结合在蛋 白质分子上。 4.烫漂对食品中矿物质的影响 ? 对一般食品原料来说,与水接触,其在烫 漂沥滤后,矿物质有很大的损失。 5.烹调对食品中矿物质的影响 ? 烹调对不同食物的不同矿物质含量影响不 同。 作业 ? ? ? ? 1.说出下列概念的含义 常量元素、微量元素、必需元素 酸性食物、碱性食物 2.矿物质的生理功能有哪些?

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