目前,人体内可检出的元素达 70 种以上,除了碳、氢、氧、氮外,其余元素均称为矿物质。基于在体内的含量和人体需要量的不同,矿物质分为常量元素和微量元素两类,其中前者包括钠、钾、钙、镁、磷、硫、氯,后者包括铁、锌、铜、锰、钼、铬、碘、硒、氟等。
矿物质和维生素都不含有能量,都是小分子物质。矿物质不能在体内合成,必须从外界摄取,并且每天都有一定量的矿物质随尿、粪便、汗液等排出体外。
因此,为满足机体需要,矿物质必须不断地从饮食中补充。
矿物质不会在烹调加工中被破坏,只可能从一种存在形态变成另一种形态。
一部分矿物质极易被身体吸收,也会很快从尿中排出,比如钾元素;另一部分矿物质则需要特殊的载体才能被吸收和转运,而且排出速度较慢,有可能会发生蓄积性中毒,比如铁。
一些有害元素排出体外的速度较慢,可能在体内长期积累,随着年龄的增长,体内的蓄积量会越来越大。
七种常用微量元素的生理功能与每日摄入量:
一、钠.AI (1500~2000mg)等于3.8g~5g
成人体内钠含量为70~100g,约占体重的0.15%。食盐是氯化钠,故钠离子和氯离子在食品中往往同时存在。
生理功能
钠离子是细胞外液的主要成分,对维持水分平衡和离子平衡极其重要,是调节血压的重要因素。钠在肾脏被重新收时可交换氢离子,从而帮助维持酸平衡。对神经冲动的传递和肌肉的收缩来说,它也是必需的因素。
二、钾.AI(2000mg)
钾离子是细胞内液的主要阳离子,在细胞中的钾占体内钾的 98%。它也是膳食中来源最丰富的金属元素之一。钾在膳食中容易被人体吸收,吸收后维大部分由肾脏通过尿液排出,少量由粪便和汗液排出。
生理功能
作为细胞内液的主要阳离子,钾对于维持细胞的完整性十分重要。钾也是钠泵的组成部分。在生物膜上,钾离子和钠离子的交换,往往与一些重要的生理过程有关,如神经冲动的传递,以及肌肉的收缩。心脏的正常搏动有赖于钠、钾等离子的协同作用。碳水化合物和蛋白质的代谢也需要钾的帮助。钾利钠一样,对于身体维持电解质平衡具有关键作用。调节肾脏对钾的排泄量,t是维持体内离子平衡和酸碱平衡的途径之一。
三、钙(800~2000mg)
钙是人体内含量最高的一种矿质元素,约占人体重的1.5%~2.0%。其中,体内 99%的钙存在于骨骼和牙齿当中,成为人体的支撑。同时,骨骼也是人体的钙储存库,在食物摄入不足时,为了维持血钙的稳定,人体可以从骨骼中动员钙进人血液,使生命活动得以正常进行。
(一)生理功能
钙以羟磷灰石的形式与骨胶原蛋白一起组成骨骼,赋予骨骼以硬度和强度。体液当中的含量仅占全身钙含量的不足1%,但它帮助维持人体的正常凝血功能和神经传导功能,使肌肉能够正常收缩和舒张。一些激素的分泌需要钙的存在,还有许多酶系统的活性需要钙离子的参与,如脂肪酶、一些蛋白酶、 ATP 酶等。
研究发现,膳食中钙摄入充足对血压控制有益。在限制钠摄入的同时,提高膳食中的钙摄入量,对于控制血压最为有效。还有一些研究发现,较高的膳食钙摄入量可以降低肠癌的危险性,对心血管疾病和糖尿病患者也有保护作用。
四、镁(330mg/d)
正常成人体内镁含量为 20~38 克,其中 60%~65%存在于骨骼和牙齿当中,27%存在于肌肉、肝、心脏等组织中。
生理功能
作为多种酶的激活剂,镁参与体内 300 多种酶促反应,并且是氧化磷酸化作用的重要辅因子,对葡萄糖降解、蛋白质、脂肪、核酸的生物合成等起重要调节作用。镁还具有调节激素、促进骨骼生长和肌肉兴奋性等作用。此外,镁还是正常免疫功能所必需的营养成分。
五、铁每日摄入量参考值为12~42mg)
正常人体内的铁含量为 30~40mg/(kg·bw),其中约 2/3 是功能性铁,其余以储存铁存在。
生理功能
铁是构成血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素以及某些呼吸酶的成分,参与体内氧的运送和组织呼吸过程,并维持正常的造血功能。同时,它也是一些酶活性所必需的因子,通过铁离子在二价和三价之间的转换,帮助实现氧化还原。
六、锌每日摄入量参考值为12.5mg/d~40mg/d)
锌分布于人体大部分组织、器官、体液中,约 60%存在于肌肉,30%存在于骨骼。成年男性体内锌总量约为2.5g,女性为1.5g。
生理功能
锌是体内两百多种酶和活性蛋白质的激活因素或辅因子,其在体内主要有三大基本功能:催化功能、结构功能和调节功能。通过这三种功能,锌在人体发育、认知行为、创伤愈合、味觉和免疫调节等方面发挥着重要功能。
七、碘(每日摄入量参考值为120-600μg)
人体对碘需要量极其微少,成人体内含碘 15~20mg,其中70%~80%存在于甲状腺组织内。然而,碘是世界上缺乏人群最多的营养素之一。
生理功能
碘在体内主要参与甲状腺素的合成。甲状腺素是人体新陈代谢调控的重要激素,影响到人体的代谢率高低、能量释放、生长发育、神经和肌肉功能、以及蛋白质的合成等重要生理功能。甲状腺素水平发生异常时,基础代谢率和机体的能量供应水平有明显改变。
9种常用微量元素的生理功能与每日摄入量:
氯:胃液成分,和钠一起维持电解质平衡。
成人每日需要量5-9g。
磷:骨骼的成分,生物膜磷脂中的成分,遗传物质的成分,维持酸碱平衡,在能量传递中起到作用。
每日推荐摄入量为700毫克。
硫:蛋白质氨基酸和某些维生素的成分。
每日摄入量1500毫克。
硒:体内各种谷胱甘肽过氧化物酶的必要成分,维持体内的抗氧化能力,并帮助甲状腺素的活性化,帮助氧化型维生素C的还原再生。
每天补硒需要20-400微克。
铜:参与运输铁蛋白、红细胞和胶原蛋白的形成,维护神经系统的功能。
2022年7月28日人体每日用膳食提供的铜量常为2-5 mg。
锰:多种酶的激活剂或辅因子,对骨骼形成有作用。
成人每日需摄入2-5mg。
铬:是葡糖糖耐量因子的成分,对骨骼形成有帮助。
成年人50~200微克。
钼:几种酶的辅因子。
每日摄入量:75-250μg
氟:坚固牙齿和骨骼。
我国居民氟的适宜摄入量(AI)成年人为1.5mg/d,可耐受最高摄入量(UL)为3.0mg/d。
矿物质、微量元素知多少?
生命元素:
氢—宇宙初的元素
碳—生命的框架元素
氮—开启生命的元素
氧—营养生命的元素
宏量元素:
钠—升高血压的元素
镁—女性偏头痛的克星
磷—传递能量的元素
硫—启动蛋白合成的元素
氯—稳定酸碱度的元素
钾—降低血压的元素
钙—强化骨骼的元素
必需微量元素:
硼—保护关节的元素
硅—美容皮肤的元素
钒—调节血脂的元素
铬—调节血糖的元素
锰—刺激脑发育的元素
铁—运输氧的元素
钴—促进红细胞成熟的元素
镍—引发过敏的元素
铜—使皮肤变黑的元素
锌—有益学习记忆的元素
砷—毒药之王,王之毒药
硒—“长寿元素”
钼—牙齿防磨元素
碘—开启智力的元素
非必需微量元素:
锂—影响幸福感的元素
氟—美容牙齿的元素
锶—牙齿脱敏元素
溴—加深睡眠的元素
无功能元素:
铍—带甜味的元素
铝—损害智力的元素
钛—阻挡紫外线的元素
镓—杀伤精子的元素
锗—有损肾脏的元素
银—可沉积在皮肤中的元素
镉—“痛痛病”的元凶
锡—会哭泣的金属
锑—“僧侣杀手”
碲—带辣味的元素
钡—潜伏在食盐中的毒物
金—能吃的贵金属
汞—“仙丹”中的致命成分
铊—投毒者的选择
铅—无处不在的毒物
氡—空气中的隐形杀手
铀—原子弹的原料
其他元素类:
微量元素每日摄入量:参阅mg
中国居民《中国居民膳食指南》
美国居民《美国居民膳食指南》。
杜德春:
焙烤食品工艺技术首席工程师博士
焙烤食品营养首席工程师博士。