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关于矿物质的研究
姓名：吴明敏
班级：2011级劳动与社会保障一班 学号：201140161109
摘 要：简单介绍了什么是矿物质，它的的基本特点、生理功能和基本用途。我们可以通过摄取哪些食物补充矿物质，矿物质对人的主要功能及人类所需要的矿物质种类和理化作用。
英文摘要：Simple introduces what is the minerals, and its basic characteristics, physiological functions and the basic purpose. We can absorb what food supplement minerals, minerals to the person's main functions and the types of the minerals and humans need physical and chemical effect.
关键词：矿物质、主要功能、理化作用、基本用途
矿物质的概述
1.1、概念及分类
矿物质又称无机盐。矿物质是人体内无机物的总称。是地壳中自然存在的化合物或天然元素。矿物质和维生素一样，是人体必须的元素，矿物质是无法自身产生、合成的，每天矿物质的摄取量也是基本确定的，但随年龄、性别、身体状况、环境、工作状况等因素有所不同。
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（Mineral）或无机盐。尽管人和动物体内矿物质总量不超过其体重的 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。
　　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：
　　（1）按矿物质在体内含量高低来分。按其在体内含量高低，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（Major Element）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（Trace  Element）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。
　　（2）按矿物质对人体健康影响来分。按其对人体健康影响，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。至于有毒元素则通常指一些重金属（如铅、汞、镉）和非金属（如 砷）。在正常情况下，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。
1.2、 矿物质的生理功能
　　人体是由许多元素组成的，它们在人体内的含量与当地的土壤、水、食物和空气中的含量密切相关。特别是微量元素，在土壤、水和食物中含量极微，容易受环境因素的影响。矿物质是构成机体内调节生理功能的重要物质，所以缺乏时就会引起疾病。我国 一些地区与水土有关的常见三大地方病，即地方性甲状腺肿大、克山病和大骨节病就与某些微量元素的缺乏有关。矿物质在体内的主要作用是构成机体组织和维持机体正常的生理功能，每种元素又具有各自特殊的作用，归纳起来主要有以下几个方面的作用：
　　（1）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。
　　（2）调节功能。矿物质和蛋白质一起维持着细胞内外的渗透压平衡，对体液的贮留和移动起重要作用。
　　矿物质中酸性离子和碱性离子的适当配合，与碳酸盐、磷酸盐以及蛋白质组成一定 的缓冲体系可维持机体的酸碱平衡，使血液 pH 值维持在 7.35-7.45 正常范围内，以便维持机体内环境的稳定和代谢活动的正常。 组织液中矿物质特别是具有一定比例的钾、钠、钙、镁离子对保持神经肌肉的兴奋性、细胞膜通透性，以及维持所有细胞的正常功能都十分重要，如钾、钠离子可提高神 经肌肉的兴奋性，钙、镁离子可降低神经肌肉的兴奋性。
矿物质在体内是构成多种生理活性物质的成分，如血红蛋白和细胞色素酶系中的铁，甲状腺激素中的碘，谷胱甘肽过氧化物酶中的硒，超氧化物歧化酶中的铜、锌以及碳酸酐酶中的锌等，能参与机体多种生理活动。 机体在新陈代谢过程中，随时都有一定量的矿物质从不同途径排出体外，且机体不能自身合成矿物质，因此必须通过膳食给予补充。此外，从饮水和食盐中也可获得一定 量的矿物质。对于正常膳食成年人而言，一般不易发生矿物质缺乏，但一些对矿物质需 要量较大的特殊生理状况、特殊工作环境以及特殊地理条件的人群会发生某些矿物质的 缺乏，应给予特殊的补充。
1.3基本特点
1、体内不能合成，必须从食物和饮用水中摄取；
　　2、矿物质在体内组织器官中的分布不均匀；
　　3、矿物质元素相互之间存在协同或拮抗效应；
　　4、部分矿物质需要量很少，生理需要量与中毒剂量的范围较窄，过量摄入易引起中毒。
二、 食品中矿物质的生物学有效性
矿物质的生物学有效性是指食品中矿物质实际被机体吸收、利用的程度，它取决于食品中矿物质含量及可吸收程度，并与机体机能状态有关。一种食品中矿物质的含量尚不足以评价其矿物质的营养价值高低，因为食物中矿物质含量并不能决定人体的吸收和 利用情况，而在很大程度上取决于促进和抑制吸收的因素，有些矿物质的可吸收利用程 度比绝对含量更为重要，如菠菜中铁含量为5mg/100g，其利用率为 3%，实际利用量为0.15mg；猪肉中铁含量为 3mg/100g，利用率为 15%，实际利用量为 0.45mg。一般来说， 动物性食物中的矿物质吸收利用程度高于植物性食物，这是由于一方面植物性食物中矿 物质含量较低，另一方面植物性食物中存在的抑制性因子太多。影响食物中矿物质的生 物有效性的因素有很多，包括食品的可消化性、矿物质的物理化学状态、螯合作用、加工方法以及与其他成分的相互作用等。
一些矿物质的种类和功能
3.1 钙
　 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。
　　混溶钙池与骨钙维持着动态平衡，即骨中钙不断地从破骨细胞中溶出进入混溶钙池，保持血浆钙的浓度相对恒定，而混溶钙池中的钙又不断沉积于成骨细胞。这种钙的 更新，成年人每日约 700mg。钙的更新速度随年龄的增长而减慢，幼儿的骨骼每 1-2 年 更新一次，成年人的骨骼每  10-12  年才能更新一次。男性约  18  岁以后骨的长度开始稳 定，女性更早一些，身高的发育速度逐渐停止，但骨密度仍继续增长数年。通常在  40 岁以后，骨骼中钙、磷等无机物质的含量逐渐减少，若不充分补充钙质，可能会出现骨 质疏松现象，且女性重于男性。
　　钙在体内具有两大方面的功能，一为结构功能，99%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，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。
　　（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。
（1）缺乏症
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。婴儿和儿童缺钙会产生佝偻病，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。研究 表明，缺乏钙质的成年人变得紧张、脾气也变得急躁，他们常常无法轻松，并且发生与 工作强度不成比例的疲劳。服用适量的钙制剂，则能避免上述现象。因此，医生们常把 钙质当作一种“催眠剂”推荐给那些失眠者，或建议失眠者在睡前饮用一杯牛奶。成年 人缺钙易发生肌肉痉挛现象，通常发生在小腿腓肠肌。婴幼儿佝偻病的早期表现为枕部 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”形腿或“O”形腿，这种情况多见于 1 岁左右的婴儿。
 （2）参考摄入量和食物来源
（1）参考摄入量。我国居民每日膳食中钙适宜摄入量（AI）和可耐受的最高摄入 量（UL）见表 7-1。
表7-1 中国居民每日膳食中钙参考摄入量
　　（2）食物来源。食物中钙的来源以乳及乳制品为最好，它不但含量丰富，而且 吸 收率高，是婴幼儿最理想的钙源；小虾米皮、海带、紫菜及豆制品中也含有丰富的钙； 十字花科蔬菜（如花菜、卷心菜、雪里蕻、油菜）钙的含量及吸收率均较高；而菠菜、 牛皮菜、空心菜等含有较高的钙，但因大量草酸的存在吸收率很低。

　　除了婴幼儿、青少年、孕妇、乳母及老年人要特别注意补充钙以外，青壮年人也要注意到这一点。美国研究人员调查发现，青壮年对钙的吸收能力比老年人强得多，需要 量也大得多。专家们认为，补充钙质的黄金时间是在青壮年期，在这一时期若能采取积 极有效的补钙措施，那么到了老年期就能保持一副健康的骨骼，就能有效地防止老年骨 质疏松症和骨质软化症的发生。
3.2 铁
铁是人体内含量最多的一种微量元素，在体内总量约为 4g-5g，其中 60%-70%以血 红蛋白、3%以肌红蛋白、1%以含铁酶的形式存在，其余30%则以贮备铁的形式存在。 贮备铁主要以铁蛋白的形式贮存于肝脏、脾脏和骨骼的网状内皮系统中。
铁在人体内的主要功能是构成血红蛋白和肌红蛋白的成分，参与组织中氧气及二氧化碳的转运和交换过程。此外，铁作为过氧化氢酶和细胞色素氧化酶系统的组成成 分，参与组织中生物氧化还原反应。铁还能提高人体免疫力。
（1 ）缺乏症
铁缺乏在世界范围内普遍存在，它是造成缺铁性贫血的主要原因。缺铁性贫血在婴幼儿、学龄前儿童、育龄妇女、孕妇及老年人中较为常见。铁缺乏主要表现为肌肉与大脑的作功能力以及机体免疫力下降，具体表现为乏力、易疲劳、面色苍白、头晕、指甲 脆薄、食欲不振、记忆力减退、注意力不集中、动作反应及眼手协调能力下降等。铁摄 入不足会引起缺铁性贫血，过多摄入铁尤其是含铁制剂会造成体内铁中毒，导致肝硬化 和糖尿病，甚至诱发癌症。
 参考摄入量和食物来源
（1）参考摄入量。人的一生有  3  个时期最需要铁，也最易缺铁，即出生后的头四 年、青少年、育龄期妇女。我国居民每日膳食中铁的适宜摄入量（AI）和可耐受的最高 摄入量
（2）食物来源。肝脏、瘦肉、全血、鱼类及其制品等动物性食物是铁的良好来源， 一些植物性食物（如海带、紫菜、黑木耳、芝麻等）含铁量也十分丰富，也是铁的良好
来源。在摄入含铁丰富且吸收率高的食物的同时，也需食取一些含维生素 C 丰富的蔬菜 和水果，以提高铁的利用率。此外，采用铁质炊具烹调食物也是铁的一种来源。
3.3锌
成人体内含锌约 2.5g，人体所有组织中均含有微量锌，主要集中于肝脏、肌肉、骨 骼和皮肤中。锌的吸收主要在小肠内进行，吸收率通常为 20%～30%。其吸收也受食物中存在的植 酸、草酸以及纤维素的抑制。肉类和海产品等动物性食物中锌的吸收率远远高于植物性食物。
参考摄入量和食物来源
（1）参考摄入量。我国居民每日膳食中锌的平均需要量（EAR）、推荐摄入量（RNI） 和可耐受的最高摄入量
（2）食物来源。锌的来源广泛，普遍存在于动植物性食物中，但在动物性食物 和 植物性食物之间，锌的含量和吸收率有着显著差别。动物性食物含锌丰富且吸收率高， 其中牡蛎和鲱鱼的含锌量最高（>100mg/100g），肉类、肝脏、蛋类次之（[20～60）mg/100g]，整谷、粗粮、干豆、坚果中也含有少量的锌。 一次摄入过量的锌会引起急性锌中毒，通常发生于服用过量的锌制剂或用含锌量很高的容器盛装酸性食品时。锌中毒症状为恶心、呕吐、急性腹痛、腹泻和发热。
参考文献
[1] 黄蕴慧 . 国际矿物质研究动向[M]//程裕淇. 世界地质科技发展动向. 北京: 地质出版社, 1982:38-42.
[2]百度百科健康词条  
[3百度百科营养词条  
[4]U秀时尚网：  
[5]美食天下：