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1、关于食品分析矿物质第一页，本课件共有36页目录7.17.17.27.27.37.37.47.47.57.5概述概述食品中矿质元素的理化性质食品中矿质元素的理化性质矿质元素在食品中的存在状态及生物利用率矿质元素在食品中的存在状态及生物利用率食品中矿质元素含量及其影响小结与思考第二页，本课件共有36页知识点食品中矿物质元素的定义和分类食品中矿物质元素的营养性和有害性食品中矿物质元素的理化性质食品中矿物质元素的存在状态及其生物利用率食品中矿物质元素的含量的影响因素第三页，本课件共有36页本章要点与难点食品中矿物质元素的理化性质食品中矿物质元素的存在状态及其生物利用率食品加工及贮藏方式对矿物质元素的含
2、量的影响第四页，本课件共有36页化学元素的定义与分类1食品中矿质元素的营养性23食品中矿质元素的有害性7.1概述第五页，本课件共有36页灰化灰食品中矿物质元素：除去食品中以有机物形式存在的C、H、O、N之外的无机元素。1.化学元素的定义与分类第六页，本课件共有36页常量微量体体体体 内内内内 含含含含 量量量量0.01%,0.01%,需需需需 要要要要量量量量 100mg/d100mg/d，体体体体 内内内内 含含含含 较较较较多多多多的的的的有有有有CaCa、P P、S S、NaNa、KK、ClCl、Mg Mg 等等等等 仅仅仅仅 含含含含 微微微微 量量量量或或或或 超超超超 微微微微 量
3、量量量，有有有有FeFe、I I、CuCu、ZnZn、SeSe、MoMo、CoCo、CrCr、MnMn、F F、NiNi、SiSi、SnSn、V V 等。等。等。等。根据人体内含量水平根据人体内含量水平和需求量和需求量1.化学元素的定义与分类分类第七页，本课件共有36页生命必须元素（O、C、H、N、Na等潜在的有益元素或辅助元素（少有益，多则有害）有害元素（含量少无益，含量稍多有害）1.化学元素的定义与分类人体内存在元素根据其营养性大致可分为3类第八页，本课件共有36页1许多酶的组成成分或激活剂Cu是多酚氧化酶的组成成分，Mg、Zn等存在为多种水解酶活性所必须。2Ca、P、Mg等是构成骨骼、牙
4、齿的主要成分3维持细胞的渗透压、细胞膜的通透性、体内的酸碱平衡及神经传导等与矿质有密切关系人体内某些成分只有矿质元素存在时才有其功能性。VB12只有Co的存在才有其功能性，血红素、甲状腺素的功能分别与Fe和I的存在有密切关系。2.食品中矿质元素的营养性第九页，本课件共有36页重金属元素破坏生物分子活性基团中的功能基重金属元素破坏生物分子活性基团中的功能基 (镉镉汞汞等等金金素素元元素素与与酶酶中中CysCys残残基基的的SHSH结结合合，从从而而破破坏坏SHSH参与的酶促反应，引起中毒）参与的酶促反应，引起中毒）置换生物分子中必须的金素离子置换生物分子中必须的金素离子（钡取代蛋白激酶中原有的镁
5、，从而抑制酶的活性）（钡取代蛋白激酶中原有的镁，从而抑制酶的活性）改变生物大分子构象或高级结构改变生物大分子构象或高级结构（使生物大分子失去原有的生物活性）（使生物大分子失去原有的生物活性）3.食品中矿质元素的有害性大大量量研研究究表表明明，任任何何一一种种元元素素都都有有正正反反两两方方面面的的效效应应，尤尤其其是是微微量量元元素素大大多多存存在在量量效效关关系系。必必需需元元素素虽虽是是人人体体所所必必需需的的，但摄入过多也会产生有害性。但摄入过多也会产生有害性。第十页，本课件共有36页理化性质512347.27.2食品中矿物质元素的理化性质食品中矿物质元素的理化性质第十一页，本课件共有3
6、6页矿物质元素的生物利用率和活性取决于它们在水中的溶解性。矿物质元素的生物利用率和活性取决于它们在水中的溶解性。食食品中矿物质元素溶解性主要取决于以下三种因素：品中矿物质元素溶解性主要取决于以下三种因素：很大程度上取决于元素本身的性质（A族和A族元素在食品中以游离的离子形式）食品的pH（一般来说，pH越低，矿物质元素的溶解性越高）食品的构成（食品中的蛋白质，氨基酸等与矿物质元素形成不同类型配合物，从而有利于矿物质元素的溶解第十二页，本课件共有36页酸和碱可通过改变食品的pH值来影响食品中组分的功能性质和稳定性Lewis酸碱理论Lewis酸:具有接受电子对的空轨道的物质Lewis碱:能够提供电子
7、对的物质第十三页，本课件共有36页示例：食品中的铁元素存在Fe2+与Fe3+两种价态（Fe2+是生物有效价态，而Fe3+积累较多时会产生有害性）Fe2+Fe3+一定条件1.食品中的矿物质元素常常具有不同的价态，因而表现出不同的氧化还原性质。3.同一元素不同价态之间存在着化学平衡关系2.在一定条件下可以相互转化，同时伴随着电子、质子或氧的转综上所述：价态的变化综上所述：价态的变化和相互转换的平衡反应，和相互转换的平衡反应，不仅可以影响到食品的不仅可以影响到食品的物理和感官物理和感官性质，也会影响到组性质，也会影响到组织和器官中的环境特织和器官中的环境特性，从而影响其生理性，从而影响其生理功能，表
8、现出营养性功能，表现出营养性或有害性或有害性第十四页，本课件共有36页4.微量元素的浓度微量元素的浓度研究表明，微量元素的浓度和存在状态将会影研究表明，微量元素的浓度和存在状态将会影响各种生化反应对生命体的作用。响各种生化反应对生命体的作用。但实际上确定矿物质元素对生命活动的作用除与但实际上确定矿物质元素对生命活动的作用除与浓度有关外，还与矿物质元素的价态、存在形态、浓度有关外，还与矿物质元素的价态、存在形态、膳食结构等有关。因此，目前仅用食品中矿物质膳食结构等有关。因此，目前仅用食品中矿物质元素含量或浓度来判断某种矿物质元素作用是有元素含量或浓度来判断某种矿物质元素作用是有其局限性的。其局限
9、性的。第十五页，本课件共有36页机体对金属离子元素的吸收有时会发生拮抗作机体对金属离子元素的吸收有时会发生拮抗作用，这可能与它们竞争载体有关。用，这可能与它们竞争载体有关。如：过多的铁可以抑制锌、锰等元素的吸收如：过多的铁可以抑制锌、锰等元素的吸收第十六页，本课件共有36页金属的螯合效应金属的螯合效应螯螯螯螯合合合合物物物物：就就就就是是是是由由由由多多多多齿齿齿齿配配配配位位位位体体体体以以以以多多多多个个个个配配配配位位位位键键键键与与与与一一一一个个个个金金金金属属属属离离离离子子子子相相相相结结结结合，在空间上能够形成以金属离子为中心的环状结构。合，在空间上能够形成以金属离子为中心的环
10、状结构。合，在空间上能够形成以金属离子为中心的环状结构。合，在空间上能够形成以金属离子为中心的环状结构。食食食食品品品品中中中中许许许许多多多多金金金金属属属属离离离离子子子子也也也也可可可可与与与与食食食食品品品品的的的的有有有有机机机机分分分分子子子子呈呈呈呈配配配配位位位位结结结结合合合合，形形形形成成成成配配配配位位位位化化化化合合合合物物物物或或或或螯螯螯螯合合合合物物物物，且且且且金金金金属属属属元元元元素素素素所所所所处处处处的的的的配配配配合合合合物物物物状状状状态态态态，对对对对其其其其营营营营养养养养与与与与功能有重要的影响。功能有重要的影响。功能有重要的影响。功能有重要的
11、影响。例：例：例：例：FeFe以血红素的形式存在，才具有携带氧的功能；以血红素的形式存在，才具有携带氧的功能；以血红素的形式存在，才具有携带氧的功能；以血红素的形式存在，才具有携带氧的功能；MgMg以叶绿素形式存在才具有光合作用。以叶绿素形式存在才具有光合作用。以叶绿素形式存在才具有光合作用。以叶绿素形式存在才具有光合作用。第十七页，本课件共有36页7.3食品中矿物质元素的存在状态及生物利用率食品中矿物质元素的存在状态及生物利用率根据其层次，分离和测定手段不同划分为以下几种依层次划分依依分分离离手手段段划划分分：如如用用螯螯合合树树脂脂分分离离时时分分为为“稳稳定定态态”和和“不稳定态不稳定态
12、”依依测测定定手手段段划划分分：如如阳阳极极溶溶出出伏伏安安法法测测定定中中分分“活活性性态态”和和“非活性态非活性态”溶解态和非溶解胶态和非胶态有机态和无机态离子态和非离子态配位态和非配位价态1.食品中矿物质元素的存在状态食品中矿物质元素的存在状态第十八页，本课件共有36页1.食品中矿物质元素的存在状态食品中矿物质元素的存在状态存在状态分析可分为3个层次初级态分析初级态分析旨在考察该成分的溶解情况。相当于区分溶解态和非溶解态；部分有机态和无机态。高级状态分析高级状态分析指对各种状态在分子水平上的研究，确定溶液中的配合物组成、离子的电荷、元素的价态及各种成分的优势分布等次级状态分析次级状态分析
13、进一步区分有机态和无机态、离子态和非离子态、配位态和非配位态第十九页，本课件共有36页1.食品中矿物质元素的存在状态食品中矿物质元素的存在状态食品中矿物质元素的存在状态不同，其营养性及安全性都不同。举例：营养性膳食中血红素铁虽然比非血红素铁所占的比例少，但其吸收率却比非血红素铁高2-3倍，且很少受其他膳食因素包括铁吸收抑制因子的影响。许多因素可促进或抑制非血红素铁的吸收，最明确的促进剂是维生素C。肉类中存在的一些因子也可促进非血红素铁的吸收，而全谷类和豆类组成的膳食中铁的吸收较差。安全性适量的Cr3+是人体所必需的微量元素，而Cr6+有毒，Cr2O72-是强致癌物质。由此可见，评价某矿物质元素
14、的营养性及毒性，必须要考虑它们在食品中的存在状态。第二十页，本课件共有36页2.食品中矿物质元素的生物利用率食品中矿物质元素的生物利用率评判食品中矿物质元素的生物利用率是一个复杂的过程，测定矿物质元素的生物利用率的方法主要有以下几种化学平化学化学平化学平衡法衡法生物测定法生物测定法体外试验法体外试验法同位素示踪法同位素示踪法第二十一页，本课件共有36页2.食品中矿物质元素的生物利用率食品中矿物质元素的生物利用率矿物质元素的生物利用率与很多因素有关，主要有以下六个方面：矿物质元素在水中的溶解性和存在状态矿物质元素之间的相互作用螯合效应其他营养素摄入量的影响人体的生理状态食物的营养组成第二十二页，
15、本课件共有36页7.4食品中矿物质元素的含量及影响因素食品中矿物质元素的含量及影响因素食品种类不同，其所含的矿物质元素含量也不同。除原料不同对食品中矿物质元素含量有影响外，即使是用同一种原料加工的食品，由于原料的生长环境、食品加工及贮藏方式等因素的不同，其所含矿物质含量也会有所不同。此外，矿物质元素在加工过程中有可能作为直接或间接添加剂进入食品，这是一种十分易变的因素。如下表部分食品中矿物质含量第二十三页，本课件共有36页4食品中矿物质元素的含量及影响因素食品中矿物质元素的含量及影响因素食品中矿物质元素的含量食品食品CaMgPNaKFeZnCuSe炒鸡蛋57132602901382.12.00
16、.068白面包35630144310.80.20.048全麦面包202674180501.51.00.1016无盐通心粉513381221.00.40.0719.0速食米饭1042815420.40.60.0113.0熟黑豆246112013052.01.00.186.9红腰果254012623563.00.90.211.9第二十四页，本课件共有36页加工加工生产生产储存方式储存方式影响影响因素因素影响食物中矿物质元素含量主要有以下几方面影响食物中矿物质元素含量主要有以下几方面7.4食品中矿物质元素的含量及影响第二十五页，本课件共有36页1食品原料生产对食品中矿物质元素含量的影响食品原料生产对
17、食品中矿物质元素含量的影响植物源食品中矿物质元素的含量在很大程度上受到环境因素的影响，而且对于同一植物由于品种不同，品种间各种矿物质元素含量均有不同程度的差别。动物源食品矿物质含量相对于植物源食品总体变化较小，但与动物的种类、品种、部位及喂养的饲料有较大关系。第二十六页，本课件共有36页2加工对食品中矿物质元素含量的影响加工对食品中矿物质元素含量的影响加工对矿物质含量影响1加工预处理对矿物质元素含量的影响2食品加工工艺不同对食品中矿物质元素含量的影响3食品加工方法对矿物质元素含量的影响4添加矿物质营养强化剂对矿物质元素含量的影响第二十七页，本课件共有36页食品加工中原料最初的淋洗及整理、除去下
18、脚料的过程是食品中矿物质损失的主要途径。（例如，水果和蔬菜在加工前通常要进行去皮处理，芹菜、莴笋等蔬菜要进行去叶处理，大白菜等蔬菜要去除外层老叶等）在烹调或热烫过程中矿物质也有大量损失，这主要是缘于矿物质在水中的溶解。有些元素在食品中呈游离态，如K、Na，它们在漂、烫过程中是极易损失的；而有些元素以不溶性的复合物形式存在，如Ca，在漂、烫过程中则不易洗去1加工预处理对矿物质元素含量的影响第二十八页，本课件共有36页谷物中的矿物质成分主要分布于糊粉层和胚组织中，因而谷物磨碎时会损失大量的矿物质，损失量随碾磨的精细程度的提高而增加，所以磨得越细，矿物质元素损失就越大，但各种矿物质的损失程度有所不同
19、。但是，在大豆加工中却有所不同，大豆加工主要是脱脂、分离、浓缩等过程，大豆经过加工过程后，其中的矿物质含量基本没有什么变化（除硅外）2食品加工工艺不同对食品中矿物质元素含量的影响第二十九页，本课件共有36页对土豆采取不同的加工处理，其中所含的Cu元素就发生了一定的变化，结果表明，油炸土豆和去皮土豆中Cu含量有所增加，结果见表7-10。此外，食品的不当烹调也可能带来矿物质生物利用率的降低。例如：含较多草酸的食品如果不经过焯水处理，与含钙丰富的食品同烹，可能使其中部分钙无法被人体吸收利用。3食品加工方法对矿物质元素含量的影响第三十页，本课件共有36页加工方式对土豆中的加工方式对土豆中的Cu含量的影
20、响含量的影响加工方式加工方式Cu增、减增、减/%加工方式加工方式Cu增、减增、减/%原料0.210.00土豆泥0.1052.38水煮0.1052.38法式炸土豆0.27+28.57焙烤0.1814.29快餐土豆0.1719.05油炸土豆片0.29+36.20去皮土豆0.34+61.90第三十一页，本课件共有36页对食品进行矿物质营养强化是提高其营养价值的重要途径，所以在食品中添加矿物质营养强化剂也是食品中矿物质元素含量变化的一个重要渠道。在食品中经常被强化的矿物质包括钙、铁、锌和碘。除了以上因素外，加工用水、加工设备、加工辅料及添加剂等也会影响食品中矿物质元素的含量。例如：用卤水或石膏点卤生产
21、豆腐，使豆制品含钙丰富；化学膨发可能提高食品中钠、磷、铝等元素的含量;用亚硫酸盐或二氧化硫进行护色处理可能带来硫含量的上升等4添加矿物质营养强化剂对矿物质元素含量的影响第三十二页，本课件共有36页4.贮藏方式对食品中矿物质元素含量的影响贮藏方式对食品中矿物质元素含量的影响食品中矿物质元素的含量还能够通过与包装材料的接触而改变。在罐头食品中，由于金属与食品中含硫氨基酸反应生成硫化黑斑，会造成含硫氨基酸的损失，降低食品中硫元素的含量；而在马口铁罐头食品中，铁和锡离子的含量明显上升。表7-11列举了罐装食品中液态和固态部分的部分矿物质元素的含量变化。第三十三页，本课件共有36页蔬菜罐头中矿质元素分布
22、蔬菜罐头中矿质元素分布蔬菜蔬菜罐罐组分组分AlSnFe绿豆LaL0.1052.8S0.7104.8菜豆LaL0.0759.8S0.151026小粒青豌豆LaL0.041010S0.552012旱芹菜心LaL0.13104.0S1.50203.4甜玉米LaL0.04101.0S0.30206.4蘑菇PL0.01155.1S0.045516第三十四页，本课件共有36页7.5本章小结本章小结食品中存在着含量不等的矿物质元素，其中有许多是人类营养必不可少的。这些矿物质元素以无机态或者有机盐类的形式存在，或者与有机物质结合而存在。食品中矿物质元素的生理活性不仅与其含量有关，而且与其存在形式有密切联系。食品中矿物质元素的含量主要受到食品原料和加工贮藏方式的影响。食品中矿物质的主要作用是以一种平衡和生物可利用的形式为人体提供可靠的必需营养素，当食品中必需矿物质的浓度、生物利用率偏低时，可采取强化的方法来确保有足够的摄入量。第三十五页，本课件共有36页思考思考什么是矿物质？食品中矿物质元素是如何分类的？阐述矿物质的基本理化性质。食品中矿物质元素的营养性和有害性表现在哪些方面？叙述矿物质的生物利用率的影响因素。阐述影响食品中矿物质含量的因素。第三十六页，本课件共有36页