人體所需礦物質種類與理化作用

人體所需礦物質種類與理化作用

一、礦物質的概述

1、概念及分類

　　已知構成生物體的元素有 50 多種，除碳、氫、氧、氮主要以有機化合物的形式存 在外，生物體內其他金屬和非金屬元素統稱為礦物質（Mineral）或無機鹽。儘管人和動物體內礦物質總量不超過其體重的 4%-5%，但它們是人和動物健康必不可少的營養素。 礦物質不能在體內合成，只能從體外獲得，人體所需的礦物質可來源於食物、飲水和食鹽。

　　人體所需礦物質的種類很多，一般按照其在體內含量和對人體健康的影響進行分類：

　　（1）按礦物質在體內含量高低來分。按其在體內含量高低，礦物質可分為常量元素和微量元素。常量元素，也稱大量元素（Major Element）或宏量元素，它們在人體內 含量較多，占人體總重量的 0.01%以上，占人體總灰分 60%-80%，包括鉀、鈉、鈣、鎂、 磷、硫、氯 7 種元素。微量元素（Trace Element）也叫痕量元素，在人體內含量很低， 約佔人體總重量 0.01%以下，而且均在低濃度下才具有生物學作用。根據它們對人體作 用的不同，又可分為必需微量元素和非必需微量元素。人體健康必需的微量元素有14 種，即鐵、鋅、硒、碘、氟、鈷、銅、錳、鉬、鉻、釩、鎳、錫、硅。

　　（2）按礦物質對人體健康影響來分。按其對人體健康影響，礦物質可分為必需元素、非必需元素和有毒元素。所謂必需元素是指維持人體健康所必需的元素，缺乏時可 使機體組織和功能出現異常，補充後即可恢復正常。然而，所有必需元素在攝入過量時 都會有毒。必需微量元素的生理作用劑量和中毒劑量間距很小，因此過量攝入不僅無益，而且有害於健康，應特別注意不要盲目「進補」礦物質，尤其是微量元素。微量元素對人體的作用貴在微量。至於有毒元素則通常指一些重金屬（如鉛、汞、鎘）和非金屬（如 砷）。在正常情況下，這些重金屬元素的分布比較穩定，不會對人體健康構成威脅。但是，當食物受到「工業三廢」污染，或在食品加工過程中因設備或容器使用不當受到污染時， 大量重金屬溶出並進入食品後就會引起人體中毒。

2、礦物質的生理功能

　　人體是由許多元素組成的，它們在人體內的含量與當地的土壤、水、食物和空氣中的含量密切相關。特別是微量元素，在土壤、水和食物中含量極微，容易受環境因素的影響。礦物質是構成機體內調節生理功能的重要物質，所以缺乏時就會引起疾病。我國 一些地區與水土有關的常見三大地方病，即地方性甲狀腺腫大、克山病和大骨節病就與某些微量元素的缺乏有關。礦物質在體內的主要作用是構成機體組織和維持機體正常的生理功能，每種元素又具有各自特殊的作用，歸納起來主要有以下幾個方面的作用：

　　（1）構成機體組織。鈣和鎂是構成骨骼和牙齒的主要成分，並使骨骼有一定的強度和硬度。磷和硫是構成組織蛋白的成分。

　　（2）調節功能。礦物質和蛋白質一起維持著細胞內外的滲透壓平衡，對體液的貯留和移動起重要作用。

　　礦物質中酸性離子和鹼性離子的適當配合，與碳酸鹽、磷酸鹽以及蛋白質組成一定 的緩衝體系可維持機體的酸鹼平衡，使血液 pH 值維持在 7.35-7.45 正常範圍內，以便維持機體內環境的穩定和代謝活動的正常。 組織液中礦物質特別是具有一定比例的鉀、鈉、鈣、鎂離子對保持神經肌肉的興奮性、細胞膜通透性，以及維持所有細胞的正常功能都十分重要，如鉀、鈉離子可提高神 經肌肉的興奮性，鈣、鎂離子可降低神經肌肉的興奮性。

　　礦物質在體內是構成多種生理活性物質的成分，如血紅蛋白和細胞色素酶系中的鐵，甲狀腺激素中的碘，谷胱甘肽過氧化物酶中的硒，超氧化物歧化酶中的銅、鋅以及碳酸酐酶中的鋅等，能參與機體多種生理活動。 機體在新陳代謝過程中，隨時都有一定量的礦物質從不同途徑排出體外，且機體不能自身合成礦物質，因此必須通過膳食給予補充。此外，從飲水和食鹽中也可獲得一定 量的礦物質。對於正常膳食成年人而言，一般不易發生礦物質缺乏，但一些對礦物質需 要量較大的特殊生理狀況、特殊工作環境以及特殊地理條件的人群會發生某些礦物質的 缺乏，應給予特殊的補充。

3、食品的成酸與成鹼作用

　　食品的成酸或成鹼作用是指攝入的食物經過消化吸收代謝後變成酸性或鹼性「殘渣」留在體內的作用。體內成鹼性物質只能直接從食物中獲取，而成酸性物質既可以來自食物，又可以通過食物在體內代謝的中間產物和終產物的形式提供。 體外測定食品的成酸或成鹼作用是將食品灰化後對灰分進行中和滴定，若滴定時消耗酸，則為成鹼性食品；若滴定時消耗鹼，則為成酸性食品。實際上，人們一般根據食品的化學組成特點來進行判斷。在 7 種常量元素中，有 3 種元素，如磷、硫、氯在溶液中往往呈酸性，故稱為酸性元素；鉀、鈉、鈣、鎂在溶液中呈鹼性，故稱為鹼性元素。 因此，當一種食物中所含鹼性元素在總量上超過酸性元素時，那麼這種食物就為成鹼性 食物，反之則為成酸性食物。

　　一般來說，成酸性食品通常含有豐富的蛋白質、脂肪和碳水化合物，但純油脂和純 糖除外。這些食物中含有較多磷、硫、氯酸性元素，在體內代謝後生成成酸性物質，因 此肉、魚、禽、蛋、米、面及其製品一般均為成酸性食品。這類成酸性食物食用過多會 增加血液粘度，引起各種酸中毒癥狀。中老年人酸中毒表現為神經痛、血壓升高、動脈 硬化等。另外，血液偏酸性會增加體內鈣等鹼性元素的消耗，引起缺鈣。因此，在日常 飲食中必須注意成酸性食品和成鹼性食品的適宜搭配，尤其是應控制成酸性食品的比例。成酸性食物與成鹼性食物的適宜搭配，不僅有利於維持體內酸鹼平衡，而且還有利於食 物中各種營養素的充分利用。

　　蔬菜、水果、大豆、海藻、牛乳中含有豐富的鉀、鈉、鈣、鎂元素，在體內代謝後 則生成鹼性物質，故蔬菜、水果等植物性食物和牛乳一般為成鹼性食品。應當指出的是， 並非具有酸味的食品都是成酸性食品。食品酸味主要來源於其中所含的有機酸（如檸檬酸、蘋果酸等），這些酸味物質在食品中通常以鉀鹽的形式存在，它們在體內徹底氧化生成二氧化碳和水後，在體內留下鹼性元素，故此類具有酸味的食品仍為成鹼性食品。

　　食用適宜的酸性或鹼性食物後，人體有自身調節功能，以維持血液 pH 值相對恆定。其中，金屬元素多以帶陽離子的鹼性氧化物與二氧化碳結合成碳酸鹽從尿液中排出體外， 而非金屬元素在體內氧化後生成帶陰離子的酸根，與氨結合為銨鹽，排出體外。

4、食品中礦物質的生物學有效性

　　礦物質的生物學有效性是指食品中礦物質實際被機體吸收、利用的程度，它取決於食品中礦物質含量及可吸收程度，並與機體機能狀態有關。一種食品中礦物質的含量尚不足以評價其礦物質的營養價值高低，因為食物中礦物質含量並不能決定人體的吸收和 利用情況，而在很大程度上取決於促進和抑制吸收的因素，有些礦物質的可吸收利用程 度比絕對含量更為重要，如菠菜中鐵含量為 5mg/100g，其利用率為 3%，實際利用量為0.15mg；豬肉中鐵含量為 3mg/100g，利用率為 15%，實際利用量為 0.45mg。一般來說， 動物性食物中的礦物質吸收利用程度高於植物性食物，這是由於一方面植物性食物中礦 物質含量較低，另一方面植物性食物中存在的抑制性因子太多。影響食物中礦物質的生 物有效性的因素有很多，包括食品的可消化性、礦物質的物理化學狀態、螯合作用、加工方法以及與其他成分的相互作用等。

二、鈣

1、存在和功能

　　鈣為人體含量最豐富的礦物質，成人體內含鈣量約為 1200g，約佔人體化學組成的2%。其中，99%的鈣是以羥基磷灰石的形式存在於骨骼和牙齒中，讓骨骼和牙齒維持堅 硬的結構支架，其餘約1%的鈣常以遊離或結合的離子狀態存在於軟組織、細胞外液和血液中，這部分鈣統稱為混溶鈣池。

　　混溶鈣池與骨鈣維持著動態平衡，即骨中鈣不斷地從破骨細胞中溶出進入混溶鈣池，保持血漿鈣的濃度相對恆定，而混溶鈣池中的鈣又不斷沉積於成骨細胞。這種鈣的 更新，成年人每日約 700mg。鈣的更新速度隨年齡的增長而減慢，幼兒的骨骼每 1-2 年 更新一次，成年人的骨骼每 10-12 年才能更新一次。男性約 18 歲以後骨的長度開始穩 定，女性更早一些，身高的發育速度逐漸停止，但骨密度仍繼續增長數年。通常在 40 歲以後，骨骼中鈣、磷等無機物質的含量逐漸減少，若不充分補充鈣質，可能會出現骨 質疏鬆現象，且女性重於男性。

　　鈣在體內具有兩大方面的功能，一為結構功能，99%的鈣是構成人體骨骼和牙齒的 主要成分；二為調節功能，主要包括以下幾個方面：

　　（1）參與血液凝固過程。鈣作為凝血酶的激活因子，在凝血酶原轉變為凝血酶 時起催化作用，然後凝血酶使纖維蛋白原聚合為纖維蛋白，使血液凝固。

　　（2）維持神經和肌肉的興奮性，調節心臟活動。鈣與肌肉的收縮和舒張有關，當血液中鈣濃度降低時，神經和肌肉的興奮性增高，肌肉出現自發性收縮，嚴重時出現抽 搐，而當血液中鈣濃度增加時，則神經和肌肉的興奮性降低。

　　（3）激活多種酶。鈣可激活三磷酸腺苷酶、脂酶、蛋白酶和澱粉酶等，而且是澱粉酶活性必不可少的成分。

　　（4）鈣還參與體內多種激素和神經遞質的合成，調節內分泌，增強人體免疫功能，維持正常血壓和血管的正常通透性等。

2、缺乏症

　　日常生活中鈣缺乏較為常見，當人體缺鈣時，骨骼與牙齒首先受到影響。鈣缺乏多發生於嬰幼兒、青少年、孕婦、乳母及老年人，其表現因年齡而異。嬰兒和兒童缺鈣會產生佝僂病，成年人則發生骨質軟化症和骨質疏鬆症，表現為腰背酸痛、易骨折。研究 表明，缺乏鈣質的成年人變得緊張、脾氣也變得急躁，他們常常無法輕鬆，並且發生與 工作強度不成比例的疲勞。服用適量的鈣製劑，則能避免上述現象。因此，醫生們常把 鈣質當作一種「催眠劑」推薦給那些失眠者，或建議失眠者在睡前飲用一杯牛奶。成年 人缺鈣易發生肌肉痙攣現象，通常發生在小腿腓腸肌。嬰幼兒佝僂病的早期表現為枕部 多汗及脫髮形成「帽圈」，易驚、夜啼等，較為嚴重的表現為方顱、雞胸、肋骨串珠， 下肢因承重而變形為「X」形腿或「O」形腿，這種情況多見於 1 歲左右的嬰兒。

3、吸收

　　膳食中鈣在腸道中吸收，但吸收率較低，通常小於 30%，其餘 70%～80%未被吸收 的鈣通過糞便排出，這主要是由於鈣與食物中共存的植酸、草酸、飽和脂肪酸等形成了 難溶性鈣鹽所致。

　　與發達國家相比，我國居民乳及乳製品的食用量明顯不足，因此膳食中鈣來源並不 豐富。此外，以植物性食物為主的膳食結構中存在著許多影響鈣吸收的因素，因而鈣利 用率也不高，所以容易發生鈣缺乏，尤其是那些對鈣需要量較大的敏感人群，如嬰幼兒、青少年、孕婦、乳母及老年人。

　　影響鈣吸收的因素包括正反兩個方面，即促進因素和抑制因素，前者包括維生素 D、 乳糖、膳食蛋白質以及機體對鈣的需要量，後者包括植酸、草酸、膳食纖維和飽和脂肪 酸等。其中草酸主要存在於澀味的蔬菜中，如菠菜、竹筍、魚腥草、莧菜、牛皮菜、空心菜等。

4、參考攝入量和食物來源

　　（1）參考攝入量。我國居民每日膳食中鈣適宜攝入量（AI）和可耐受的最高攝入 量（UL）見表 7-1。

表7-1 中國居民每日膳食中鈣參考攝入量

　　（2）食物來源。食物中鈣的來源以乳及乳製品為最好，它不但含量豐富，而且 吸 收率高，是嬰幼兒最理想的鈣源；小蝦米皮、海帶、紫菜及豆製品中也含有豐富的鈣； 十字花科蔬菜（如花菜、捲心菜、雪裡蕻、油菜）鈣的含量及吸收率均較高；而菠菜、 牛皮菜、空心菜等含有較高的鈣，但因大量草酸的存在吸收率很低。

　　除了嬰幼兒、青少年、孕婦、乳母及老年人要特別注意補充鈣以外，青壯年人也要注意到這一點。美國研究人員調查發現，青壯年對鈣的吸收能力比老年人強得多，需要 量也大得多。專家們認為，補充鈣質的黃金時間是在青壯年期，在這一時期若能採取積 極有效的補鈣措施，那麼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 質疏鬆症和骨質軟化症的發生。

三、鎂

　　成年人體內含有鎂 20g-30g，其中 70％是構成骨骼和牙齒的成分，25％存在於軟組 織中，其餘 5％存在於體液內。鎂有重要的生理功能，它是構成骨骼和牙齒的成分之一， 是維持心肌正常功能和結構所必需的，並參與蛋白質的消化以及糖和蛋白質的代謝過程， 與鈣、鈉、鉀共同維持神經肌肉的興奮性，且能降低心血管疾病的發病率等。

　　鎂普遍存在於各種動植物性食物中，以蔬菜、糧食中含量最為豐富，肉類和動物內 臟中也含有豐富的鎂。因此，正常膳食的成年人一般是不會缺鎂的。但是，生活在軟水 地區的居民、長期慢性腹瀉者以及肝硬化、腎病和病毒性肝炎等患者，由於攝入不足或排出過多可造成鎂的缺乏。當機體缺鎂時，神經和肌肉興奮性增強，表現為肌肉痙攣、血管擴張與充血、高血壓、心跳過速和心率不齊等。

四、鈉

　　鈉離子主要由食鹽（氯化鈉）提供。人體內鈉離子主要分布在細胞外液，其主要生 理功能是參與體內酸鹼平衡和滲透壓平衡的維持以及調節肌肉的興奮性。

　　健康成年人每日對食鹽的攝入量為 8g-15g，過多或過少攝入均不利於健康。食鹽量太少，會引起低鹽綜合症，表現為全身乏力、疲倦、噁心、嘔吐、食欲不振，嚴重的會 造成酸中毒。夏季氣候炎熱，出汗多，尤其是重體力勞動者和高溫環境工作者，會隨汗 液丟失大量鹽分，如不及時補充會出現四肢及腹肌發生疼痛性痙攣、頭痛、噁心和腹瀉 等癥狀，在這種情況下應設法補充鹽分，以淡鹽水或含鹽飲料補充體內損失的水分為佳。 鹽分攝入過多同樣也不利於健康。人體的體液是接近 0.9％的鹽溶液，這種濃度是恆定 的。當攝入多量的食鹽，就要有相當量的水與之形成 0.9％的鹽溶液，即吃進的鹽分越多，體內對水的需要量就越大。吃了鹹的食物要多喝水就是這個道理。更為嚴重的是， 食鹽過多會增加高血壓的發病率，二者之間呈明顯的正相關。

　　食鹽是人體鈉離子的主要來源。此外，鹹魚、鹹肉、醬腌菜、加鹼餅乾、海產品、 肉類和牛奶中也含有豐富的鈉離子，蔬菜中鈉離子含量較低。

五、鉀

　　鉀離子是細胞內液的主要元素，也是細胞外液的重要成分之一。鉀離子的主要生理 功能是維持細胞內液的滲透壓平衡、神經和骨骼肌的正常興奮性以及心臟的正常收縮和 舒張。此外，它還參與碳水化合物和蛋白質的代謝與合成。體內鉀離子主要來源於植物 性食物。

六、磷

　　成人體內含磷量約 650g，占體內礦物質重量的 1/4，其中 85%-90%以羥基磷灰石的 形式存在於骨骼和牙齒中，10%-15%的磷與蛋白質、脂肪和糖類及其他有機物結合，分 佈於所有組織細胞中。磷是構成骨骼和牙齒的重要成分，參與能量代謝和物質代謝過程， 調節機體酸鹼平衡等。磷的食物來源廣泛，主要為蛋、肉類、乳製品、葉菜、糧食類等， 一般都能滿足需要。

七、鐵

1、存在與功能

　　鐵是人體內含量最多的一種微量元素，在體內總量約為 4g-5g，其中 60%-70%以血 紅蛋白、3%以肌紅蛋白、1%以含鐵酶的形式存在，其餘30%則以貯備鐵的形式存在。 貯備鐵主要以鐵蛋白的形式貯存於肝臟、脾臟和骨骼的網狀內皮系統中。

　　鐵在人體內的主要功能是構成血紅蛋白和肌紅蛋白的成分，參與組織中氧氣及二氧化碳的轉運和交換過程。此外，鐵作為過氧化氫酶和細胞色素氧化酶系統的組成成分，參與組織中生物氧化還原反應。鐵還能提高人體免疫力。

2、缺乏症

　　鐵缺乏在世界範圍內普遍存在，它是造成缺鐵性貧血的主要原因。缺鐵性貧血在嬰幼兒、學齡前兒童、育齡婦女、孕婦及老年人中較為常見。鐵缺乏主要表現為肌肉與大腦的作功能力以及機體免疫力下降，具體表現為乏力、易疲勞、面色蒼白、頭暈、指甲 脆薄、食欲不振、記憶力減退、注意力不集中、動作反應及眼手協調能力下降等。鐵攝 入不足會引起缺鐵性貧血，過多攝入鐵尤其是含鐵製劑會造成體內鐵中毒，導致肝硬化 和糖尿病，甚至誘發癌症。

3、吸收

　　人體腸道對食物中鐵的吸收率較低，一般為 10%-30%。鐵的吸收主要在小腸上部， 首先食物中的鐵在胃酸和還原性物質的作用下變成二價鐵離子，然後二價鐵離子與腸道 中維生素 C 和一些氨基酸形成可溶性配合物，最後由小腸吸收。而大部分不能被機體吸 收的鐵隨糞便排出。

4、食物中鐵的存在形式及其影響因素

　　食物中鐵有兩種存在形式，即非血紅素鐵和血紅素鐵。前者主要以三價鐵的形式與蛋白質、氨基酸和有機酸形成配合物存在於植物性食物中，這種形式的鐵必須在胃酸作用下，先與有機物分開，並還原成二價鐵後才能被機體吸收，因此影響此型鐵吸收的因 素很多，故其吸收率較低，一般低於 10%。促進非血紅素鐵吸收的因素包括維生素 C、 肉魚禽因子、半胱氨酸、谷胱甘肽、檸檬酸、蘋果酸、乳酸以及體內鐵貯備量。抑制此 型鐵吸收的因素有體內和體外因素，前者包括胃酸缺乏、腸道 pH 值升高；後者主要為 鞣酸和植酸，鞣酸主要存在於茶葉和澀味水果中，植酸主要存在於粗糧中。血紅素鐵是 與血紅蛋白和肌紅蛋白中卟啉結合的鐵，這種形式的鐵可直接被腸道粘膜細胞吸收，因 此影響此型鐵吸收的因素較少，其吸收僅受體內鐵貯備量的影響。血紅素鐵主要存在於 肉、魚、禽類的肝臟、血液及肌肉中，吸收率為 10%-30%，如肝臟、肌肉和血液中鐵的 吸收率分別為 22%、25%和 12%。

　　一般來說，動物性食物鐵的吸收率高於植物性食物，補鐵首選食物為動物肝臟，其 次為血液和瘦肉類。但是，動物性食物中的蛋類和牛奶，不宜作為補鐵的主要食物。因為，牛奶中鐵含量極低，僅有 0.2mg/100g，為貧鐵食物。儘管蛋黃中鐵含量達到 7mg/100g， 但由於其中存在的一種干擾物——卵黃磷蛋白，妨礙了鐵的吸收，導致其吸收率僅為 3%。 儘管如此，蛋黃因其全面而均衡的營養構成，仍不失為人類膳食中鐵的一種來源。

　　我國居民膳食中鐵的含量並不低，但由於攝入的鐵主要為植物性非血紅素鐵，鐵的 吸收率較低，因此鐵缺乏在我國較為常見。預防缺鐵性貧血的膳食措施包括選擇鐵含量 高且吸收率高的動物性食物，如動物肝臟、肉類和血液等；增加促進因素的攝入量，減少抑制因素的攝入，多吃新鮮蔬菜和水果。此外，還應注意的是補鐵期間不宜飲茶。

5、參考攝入量和食物來源

　　（1）參考攝入量。人的一生有 3 個時期最需要鐵，也最易缺鐵，即出生後的頭四 年、青少年、育齡期婦女。我國居民每日膳食中鐵的適宜攝入量（AI）和可耐受的最高 攝入量（UL）見表 7-2。

表7-2 中國居民膳食中鐵的參考攝入量

　　（2）食物來源。肝臟、瘦肉、全血、魚類及其製品等動物性食物是鐵的良好來源， 一些植物性食物（如海帶、紫菜、黑木耳、芝麻等）含鐵量也十分豐富，也是鐵的良好來源。在攝入含鐵豐富且吸收率高的食物的同時，也需食取一些含維生素 C 豐富的蔬菜 和水果，以提高鐵的利用率。此外，採用鐵質炊具烹調食物也是鐵的一種來源。一些食 物中鐵含量見表 7-3。

表7-3 一些食物中鐵含量（mg/100g）

八、鋅

1、存在和功能

　　成人體內含鋅約 2.5g，人體所有組織中均含有微量鋅，主要集中於肝臟、肌肉、骨 骼和皮膚中。鋅在體內主要作用包括以下方面：

　　（1）作為體內多種酶的組成成分，與組織呼吸以及蛋白質、脂肪、糖和核酸等的代謝密切相關。

　　（2）與蛋白質合成有關，是正常生長發育所必需的元素。兒童缺鋅可出現生長 發 育遲緩，嚴重的可致侏儒症。

　　（3）參與唾液蛋白質組成，維持正常的味覺和食慾。鋅缺乏對味覺系統有不良影響，可導致味覺遲鈍、食慾減退，甚至出現厭食症。

　　（4）促進生殖器官正常發育，維持正常的性機能。缺鋅時，人的性成熟遲緩、性器官發育不全、性機能減退。

　　（5）鋅可提高機體免疫力、維護皮膚健康、促進傷口癒合等。 鋅缺乏表現為生長發育停滯、食慾減退、味覺異常、傷口不易癒合、皮膚粗糙和乾燥。孕婦缺鋅還可導致胎兒畸形。

2、吸收

　　鋅的吸收主要在小腸內進行，吸收率通常為 20%～30%。其吸收也受食物中存在的植 酸、草酸以及纖維素的抑制。肉類和海產品等動物性食物中鋅的吸收率遠遠高於植物性食物。

3、參考攝入量和食物來源

　　（1）參考攝入量。我國居民每日膳食中鋅的平均需要量（EAR）、推薦攝入量（RNI） 和可耐受的最高攝入量（UL）見表7-4。

　　（2）食物來源。鋅的來源廣泛，普遍存在於動植物性食物中，但在動物性食物 和 植物性食物之間，鋅的含量和吸收率有著顯著差別。動物性食物含鋅豐富且吸收率高， 其中牡蠣和鯡魚的含鋅量最高（>100mg/100g），肉類、肝臟、蛋類次之（[20～60）mg/100g]，整谷、粗糧、干豆、堅果中也含有少量的鋅。 一次攝入過量的鋅會引起急性鋅中毒，通常發生於服用過量的鋅製劑或用含鋅量很高的容器盛裝酸性食品時。鋅中毒癥狀為噁心、嘔吐、急性腹痛、腹瀉和發熱。

表7-4 中國居民膳食中鋅的參考攝入量（mg）

九、碘

1、存在和功能

　　成人體內含碘約 20mg～50mg，其中 20%存在於甲狀腺中。碘為組成甲狀腺激素的重 要成分，而甲狀腺素可調節人體的能量代謝以及蛋白質、脂肪和碳水化合物的合成與分 解，促進機體的生長發育和腦發育。

2、碘缺乏病

　　人體內的碘主要來源於食物和飲水，而食物和飲水中碘含量與地球環境化學因素，如土壤、空氣、水中碘的含量有關。如果土壤、空氣和水中碘含量不足，那麼農作物中含碘量亦不高，即缺碘地區的農作物（如糧食、蔬菜和水果等）中含碘很低，因而環境 碘缺乏具有明顯的地域性，其缺碘程度往往是山區 > 丘陵 > 平原 > 沿海。因此，碘 缺乏常發生於遠離海洋的內陸山區。

　　碘缺乏病屬於營養性不良疾病。調查表明，除了環境缺碘是主要病因之外，病區居民膳食中營養素缺乏對促進碘缺乏病的發生也起了重要的作用。世界各國碘缺乏病主要 分布在經濟落後、營養水平低下的第三世界國家。在我國，越是貧窮的地方發病就越多， 越是貧困戶病情也就越嚴重。這與他們的膳食結構不合理有關，即以植物性食物為主， 且食物品種十分單調，一些重病區除玉米、薯類、小米外，很少有其他輔助食品，海產 品和肉類就更少。這不僅減少了碘的來源，而且會導致維生素和礦物質的不足。調查顯 示，B 族維生素和一些礦物質的缺乏以及含硫有機物的攝入過多，可加重碘缺乏效應， 會促進甲狀腺腫的發生。此外，人的生理因素與碘缺乏病的發生密切相關。研究表明， 人類甲狀腺內貯備的碘僅夠 2～3 個月分泌甲狀腺激素用。所以，如果膳食長期缺碘，必 然會造成甲狀腺素合成不足，發生碘缺乏病。

　　不同年齡段人群對碘的需要量不同。在生長發育比較快的時期對碘的需要量相對增 加，如嬰幼兒、兒童、青春期婦女、孕婦和乳母，這些人群由於本身的生長發育需要， 或者由於胎兒或嬰兒的生長發育需要而必須增加碘的攝入量。尤其是孕婦及乳母，由於 胎兒和嬰幼兒的生長發育，特別是大腦發育的需要，要和母體爭奪碘，所以此時的孕婦 和乳母最容易缺碘。只有保證母體足夠的碘供應，才能使這些婦女和下一代免遭碘缺乏 的危害。

　　因碘缺乏而引起的一系列疾病損害，統稱為碘缺乏病，其中最常見的是地方性甲狀 腺腫和地方性克汀病。地方性甲狀腺腫俗稱「大脖子病」，一般成年發病，多見於青春 期、孕期及哺乳期的婦女。由於碘攝入不足，使甲狀腺激素合成減少，引發腦垂體促甲 狀腺激素分泌增加，導致甲狀腺細胞呈現活躍性的增生和肥大，即甲狀腺腫大。

　　地方性克汀病是由於孕婦缺碘或嬰幼兒時期缺碘引起的以中樞神經系統損害為主要表現的一種疾病。懷孕的頭3個月為胎兒大腦形成期，而懷孕後 3 個月到嬰幼兒期則為大腦發育的主要階段。克汀病主要表現為痴呆、聾啞、智力低下和身材矮小等，表現程度因缺碘時間和缺碘程度的不同而不同。孕期缺碘，尤其是懷孕頭 3 個月，可導致胎 兒智力障礙的程度十分嚴重，輕者尚可從事簡單的家務勞動和生產勞動，重者連生活都不能自理。

3、參考攝入量和食物來源

　　（1）參考攝入量。我國居民每日膳食中碘的推薦攝入量（RNI）和可耐受的最高攝 入量（UL）見表7-5。

表7-5 中國居民膳食中碘的參考攝入量

　　（2）食物來源。食物中的含碘量因地區不同變化很大，碘的最好食物來源為海 產品，其含碘量為海帶 124mg/100g、紫菜 1.8mg/100g、海產貝類 400μg/100g、海產魚類（50～150）μg /100g。缺碘地區可採取食用碘鹽來預防碘缺乏病的發生。值得注意的是，人體對碘有一個安全攝入量範圍。過高攝入碘，尤其含碘製劑可能會造成機體碘中毒，因此對碘缺乏敏感人群，即對碘需要量較大的人群，如嬰幼兒、兒童、青少年、孕婦及乳母應提倡食物補碘，少用含碘製劑，即適當多吃一些海產品，如海帶、紫菜和海魚類。

十、硒

1、存在和功能

　　人體內含硒約 14mg～21mg，在體內廣泛分布於除脂肪外的所有組織中，以肝、胰、 腎、心、脾和指甲中為最高。人體血液中硒濃度不一，它受生活環境中土壤、水和食物 中硒含量的影響，如低硒區人體血硒濃度為（0.005～0.01）μg/L，正常區血硒濃度為（0.02～0.05）g/L。硒還分布於人和動物的毛髮中，頭髮中的硒含量是了解硒營養水平的良好 指標。硒在人體內具有多種作用。

　　（1）抗氧化作用。硒的抗氧化作用可保護細胞膜的完整性，清除自由基，抗衰老。 由於人體細胞膜中含有不飽和脂肪酸，在含氧較多的組織中容易發生氧化反應，生成過氧化脂質。而過氧化脂質在人體內積蓄，會導致生理機能下降，肝、肺和心血管受損， 同時還可加速人體衰老速度，如老年斑的出現就是表皮組織積累過氧化脂質的結果。硒 作為谷胱甘肽過氧化物酶的組成成分，在體內具有分解脂質過氧化物的作用，從而保護生物細胞膜免受損壞，維持細胞的正常功能，保護機體組織免受氧化破壞，清除氧自由基，因而具有抗衰老作用。

　　維生素 C、維生素 E 和硒三種營養素都具有抗氧化作用，但其作用方式有所不同， 而且三者之間存在著一定的協同作用。維生素 E 能阻止細胞膜上磷脂分子中的不飽和脂 肪酸氧化成脂質過氧化物；硒作為谷胱甘肽過氧化物酶的組成成分，參與脂質過氧化物 分解生成醇和水的過程，防止了過氧化物對機體的氧化損害作用；但是，這一過程需要 還原型谷胱甘肽的參與，維生素 C 既可不斷再生維生素 E，還可不斷為此反應提供還原 型谷胱甘肽，為脂質過氧化物的充分分解提供了物質保障。

　　（2）維護心血管和心肌的健康。許多調查發現，硒攝入量充足和血硒高的地區 人 群心血管病的發病率低。在我國缺硒地區多發生一種以心肌為主要損害的克山病，在這 些地區補充亞硒酸鹽後，克山病的發病率便呈下降趨勢。硒對心肌和心血管的保護作用 源於其抗氧化作用，它能消除脂質過氧化物對心肌和心血管的損害作用。

　　（3）解毒。硒能夠消除體內重金屬的蓄積，防止重金屬中毒。它在生物體內與 重 金屬相結合，形成重金屬－硒蛋白質複合物，將重金屬排出體外。此外，硒還能降低黃 麴黴毒素 B1 的毒性。

　　（4）其他。硒能夠提高機體免疫力、防治心腦血管疾病和糖尿病，具有抗癌作用。

2、硒缺乏與中毒

　　長期硒缺乏可能會誘發以心肌病變為主的克山病，此外大骨節病與硒缺乏也有一定的關係，但過量攝入硒，尤其硒製劑會引起硒中毒。人體硒中毒症為頭髮變干、變脆、易斷裂及脫落，脫甲和肢端麻木等。

3、參考攝入量和食物來源

　　（1）參考攝入量。我國居民每日膳食中硒的推薦攝入量（RNI）和可耐受的最高攝 入量（UL）見表 7-6。

表 7?6中國居民膳食中硒的參考攝入量

　　（2）食物來源。食物中硒含量受其產地土壤中硒含量的影響很大，存在較大的 地 區差異。海產品及肉類為硒的良好來源，其含硒量超過 0.2mg/100g，動物內臟中硒含量 為瘦肉的 4～5 倍。蔬菜和水果中的硒含量較低，通常在 0.1mg/100g 以下。

十一、銅

　　成年男子體內含銅約 100mg ～150mg，它存在於體內各組織和體液中，肝、腎、心、 頭髮中含銅量最高。銅在小腸內吸收後，經血液輸送至肝臟及全身，除部分以銅藍蛋白 質形式貯存於肝臟外，其餘在肝內合成血漿銅藍蛋白質，或在各組織內合成細胞色素氧 化酶、過氧化物歧化酶和酪氨酸酶等，參與人體內多種代謝過程。銅在體內主要生理功 能為：

　　（1）維持正常造血機能。銅以銅藍蛋白的形式促進鐵蛋白質生成，從而促進了 鐵 的吸收和運輸，此外該蛋白還具有促進血紅蛋白生成的作用。因此，缺銅可影響血紅蛋 白的生成，產生壽命較短的異常紅細胞。

　　（2）維持骨骼、血管和皮膚的正常。銅作為賴氨醯氧化酶的組成，可促進骨骼 、 血管和皮膚中膠原蛋白和彈性蛋白質交聯的生成。缺銅可使血管和骨骼脆性增加、皮膚 的彈性降低。

　　（3）保護毛髮正常色素和結構。銅作為酪氨酸酶的組成成分能催化酪氨酸轉化 生 成黑色素，從而維護皮膚的正常色素。缺銅時可出現毛髮脫色、皮膚白化等癥狀。

　　（4）其他。銅可維護中樞神經系統的健康、增強免疫力、抗氧化。 一般食物中都含有銅，豆類、堅果、肝、腎、魚貝類等都是含銅豐富的食物，因此人體一般不易發生銅缺乏。我國居民每日膳食中銅的適宜攝入量（AI）和可耐受的最高 攝入量（UL）見表 7-7。

表7-7中國居民膳食中銅、氟、鉻的參考攝入量

十二、氟

　　氟與健康的關係猶如一把雙刃劍，氟過多或過少攝入均不利於人體健康。人體內的氟 90％集中於骨骼和牙齒中。氟能促進骨骼的鈣化，即羥基磷灰石的形成，並可進一步取代其中的部分羥基，生成離子半徑更小、更穩定堅固的氟磷灰石，該物質具有很強的抗酸能力，並能抑制口腔微生物的繁殖，所以具有預防齲齒的作用。氟攝入過低，不僅 會造成齲齒，而且在一定程度上也影響著骨骼，使骨骼脆性增加。氟攝入過多會引起氟 中毒，首先出現牙齒琺琅質的破壞，牙齒表面原有的光澤逐漸消失，出現灰色斑點，即 所謂的「氟斑牙」，繼而發生骨骼和腎臟的損害。

　　人體內的氟主要來源於飲水，氟的供給量是以既能預防齲齒，又不至於造成氟中毒 為依據的。一般認為飲水含氟量以（1.0～1.5）mg/L 為適宜，最高不得超過 2mg/L。食物 中一般也含有少量的氟，每日膳食中氟的攝入量約為 0.8mg～1.6mg，加上來源於飲水中 的氟 1.5mg，則每日氟的總攝入量為 2.3mg～3.1mg。氟是所有營養素中惟一主要由飲水 來提供的礦物質。我國居民每日膳食中氟的適宜攝入量（AI）和可耐受的最高攝入量（UL） 見表 7-7。

十三、鉻

　　鉻有三價和六價之分，三價鉻是人體生理活動所需要的，六價鉻對人體有毒。三價 鉻在人體內主要是作為葡萄糖耐量因子（GTP）的組成成分，發揮類胰島素作用，促進 機體對葡萄糖的利用。而 GTP 為胰島素的輔助因素，它是由三價鉻、煙酸和谷胱甘肽組 成的化合物。此外，鉻與脂肪代謝密切相關，能降低血清膽固醇和增加血液中高密度脂 蛋白水平，從而減少膽固醇在動脈管壁的沉積。

　　鉻攝入不足時，人體對葡萄糖的耐受能力下降，葡萄糖的利用受到影響，出現高葡萄糖血症。 鉻的良好食物來源為肉類、粗糧和豆類，酵母和動物肝臟中鉻含量十分豐富。我國居民每日膳食鉻的適宜攝入量（AI）和可耐受的最高攝入量（UL）見表 7-7。

十四、錳

　　錳在體內的主要功能是作為多種酶的激活劑，參與脂類和碳水化合物的代謝，以及 蛋白質、脫氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）和膽固醇的合成，並促進機體的生 長發育和性成熟及骨骼的鈣化。人體缺乏錳可出現生長停滯、骨骼畸形、生殖機能紊亂、 低膽固醇血症等，但錳攝入過多可致中毒，損害中樞神經系統。從食物中攝入錳，一般 不易引起錳中毒。

　　動物性食物中含錳量低，植物性食物（如粗糧、堅果類、豆類）以及一些葉菜中含 有較多的錳。

十五、鈷

　　鈷是維生素 B12 的重要成分，在體內主要以維生素 B12 形式參與鐵的代謝以及血紅 蛋白的合成，與紅細胞的正常成熟有關。此外，鈷是維持甲狀腺正常功能的必需成分之 一。人體中甲狀腺功能的紊亂與碘和鈷的含量較低以及比例不適當有關。以維生素 B12 活性形式存在的鈷主要分布於動物性食物中，如肝臟、腎和肉類等。