食品基本营养要素

第二节　食品基本营养要素

人体吸收营养主要是构成机体和修补组织，获得热量以及调节生理活动。其中，蛋白质、脂肪和碳水化合物是食物中的主要热源物质；微量元素和维生素主要是调节生理活动的物质。

1.蛋白质

蛋白质是构成人体一切细胞最重要组分之一，是构建有机体的重要组成材料，可以讲，没有蛋白质就没有生命。人体的皮肤、血液、指甲、毛发都是由蛋白质构成，同时体内各种各样的生化酶，以及人体的某些重要激素如胰岛素、脑下垂体素都是蛋白质。蛋白质是人体内含量仅次于水的物质，成年人体内蛋白质大约占其体重的16%～19%。一个体重60kg的成年男子，体内蛋白质含量大致为9.8kg。人体内的蛋白质始终处于不断地分解又不断地合成的动态平衡之中，由此可达到组织蛋白的不断更新和修复的目的。肠道和骨髓内的蛋白质更新速度较快。总体来说，每天约有3%的人体蛋白质被更新。

1.1蛋白质构成

蛋白质主要是由碳、氢、氧、氮等元素组成的高分子化合物，分子量大、结构复杂。因此，食物中蛋白质必须经过消化分解为小分子的氨基酸，才能被人体吸收，并通过血液运送到机体的各个组织，维持机体组织蛋白质的新陈代谢。氨基酸是组成蛋白质的基本单位，也是蛋白质消化后的最终产物。

人体需要的氨基酸大约有20多种，其中有8种氨基酸是人体自行不能合成的。这8种氨基酸又称为必需氨基酸，分别是色氨酸、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸。对于婴儿，还要加上组氨酸，共9种。其他人体能够合成的氨基酸称为非必需氨基酸。必需氨基酸只能从食物中获取。如果长期不能从食物中获取到这些必需氨基酸，那么人体代谢将无法正常进行，势必会导致身体病变。

1.2蛋白质的生理功能

（1）构造机体、修补组织。人体的各种组织器官主要是由蛋白质组成的。人体从诞生到死亡，各种组织器官的细胞都在不断地衰老、死亡、新生，蛋白质就是修补各种组织的原料。

（2）参与各种重要的生理作用。对代谢过程具有催化和调节作用的酶和激素，承担运输的血红蛋白、抵抗疾病侵入的丙种球蛋白，都是以蛋白质为主要组成成分或由蛋白质提供重要原料。

（3）供给热能。蛋白质提供机体消耗热能的一部分。人体每天所需的热能约有10%～14%来自蛋白质。

1.3蛋白质的营养

各种食物中蛋白质的组成成分不同，其营养价值也不同。通常将营养价值较高的蛋白质称为完全蛋白质，较低的称为不完全蛋白质。一般说来，蛋类、乳类、鱼类、肉类和大豆蛋白质的营养价值较高；植物性食品的蛋白质营养价值较低。

影响食物蛋白质营养的因素主要有以下几点：

（1）食物中蛋白质的含量

虽然，食物中蛋白质含量高并不代表食物的营养较好，但衡量蛋白质营养时，蛋白质含量是一个基础指标。如果某种食物的蛋白营养很高，但蛋白质含量却很低，同样不能满足机体需要，无法发挥优质蛋白应有的作用。

食物中的蛋白质含量通常采用凯氏定氮法来确定。日常食物中，谷类食品每500g约含有蛋白质40g；同量的豆类食品蛋白质含量为140g；蔬菜类大约含蛋白5～10g；肉类蛋白质含量为80g；蛋类为60g，鱼类食品含量为50～60g。

（2）食物蛋白质的质量

蛋白质含量的高与低，只是蛋白质的数量性状。蛋白质含量低，通常而言蛋白质营养品质较低；然而，蛋白质含量较高时，蛋白质质量就是衡量蛋白质营养的重要指标。食物蛋白质质量、价值或平衡取决于它所含氨基酸的种类和数量、它是人体利用蛋白质效率的指标。高质量的蛋白质所含必需氨基酸与人体的需要是相当或接近的。

氨基酸是蛋白质分解产物，蛋白质营养主要是指能否维持体内总氮平衡和必要氨基酸的需要。蛋白质提供机体给不同氨基酸的量以及能否最大程度满足机体对必需氨基酸的需求平衡是蛋白质质量的重要指标。

机体在蛋白质代谢过程中，既需要代谢必需氨基酸，也需要代谢非必需氨基酸。人体蛋白质以及食物蛋白质在必需氨基酸的种类和含量上存在着差异。在营养学上用氨基酸模式来反映这种差异。某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例称做氨基酸模式。其计算方法是将该种蛋白质中的色氨酸含量为1，分别计算出其他必需氨基酸的相应比值，这一系列比值就是该种蛋白质的氨基酸模式。

表5-2-1　理想的氨基酸需要量模式（mg/g蛋白质）

当食物蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质越接近时，必需氨基酸被机体利用的程度也越高，食物蛋白质的营养价值也相对越高，如动物性蛋白质中蛋、奶、肉、鱼等以及大豆蛋白，因此被称为优质蛋白质。其中鸡蛋蛋白质与人体蛋白质氨基酸模式最接近，在实验中常以它作为参考蛋白。反之，食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对含量较低，导致其他的必需氨基酸在体内不能被充分利用而浪费，造成其蛋白质营养价值降低，这些含量相对较低的必需氨基酸又称为限制氨基酸。

植物性蛋白往往相对缺少下列必需氨基酸：赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸，所以其营养价值相对较低。如大米和面粉蛋白质中赖氨酸含量最少。为了提高植物性蛋白质的营养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食用，而达到氨基酸互补的目的，提高膳食蛋白质的营养价值。

总之，综合评价蛋白质营养品质主要有以下几方面：（1）蛋白质被人体吸收消化的越彻底，其营养价值越高。比如：整粒大豆的蛋白吸收只有60%，但加工成豆腐和豆浆以后，蛋白质的吸收率就可以达到90%以上。（2）被人体吸收后的蛋白质，其利用的程度有高有低。被利用程度越高，蛋白质的营养越高。蛋白质的利用程度又称为蛋白质的生物值。动物蛋白的生物值一般比植物蛋白的高。（3）判断所含蛋白是完全蛋白或不完全蛋白。完全蛋白是指所含必需氨基酸种类齐全、数量充足、比例适当。不但能维持成人健康，还能促进儿童生长发育。比如：乳类中的酪蛋白、蛋类中的清蛋白及卵磷蛋白、肉类中的肌蛋白及白蛋白等等。半完全蛋白是指所含氨基酸种类齐全，但有的氨基酸含量较低，比例不合理。能维持生命，但不能促进身体的生长发育。比如，小麦中的麦胶蛋白。不完全蛋白是指，所含氨基酸种类不齐全，既不能维持生命又不能促进生长发育。比如：玉米的胶蛋白、动物结缔组织和肉皮中的组织蛋白。因此，为了更好地提高蛋白质的营养，就要把不同食物组合起来，通过蛋白质和氨基酸互补来提高食品的蛋白质营养品质。

2.脂类

脂类也称脂质。它包括两类物质：一类是脂肪，又名中性脂肪，是由一分子甘油和三分子脂肪酸组成的甘油三酯。另一类是类脂，它与脂肪化学结构不同，但理化性质相似。在营养学上较重要的类脂有磷脂、糖脂、胆固醇、脂蛋白等。由于脂类中大部分是脂肪，类脂只占脂类的5%左右，并且常与脂肪同时存在。因而，营养学常把脂类通称为脂肪。

2.1脂肪

2.1.1脂肪的功能

（1）供给和储存能量是脂肪的主要功能。由于脂肪本身特殊的化学构成，每克脂肪在体内氧化燃烧能放出37.7千焦的能量，所释放的能量高出蛋白质和碳水化合物。当机体内吸收过多的蛋白质、脂肪和碳水化合物时，多余的物质会转化成脂肪储存在体内。。因此，体内储存的脂肪是人体的“能源库”，特别是皮下的白色脂肪组织，当机体需要能量时，可参加脂肪氧化和为机体提供热能。

（2）脂肪与脂溶性维生素共同存在，并可促进脂溶性维生素消化吸收。在许多动植物油脂中含有脂溶性维生素，例如，玉米油中含有的维生素E，蛋黄中含有较多的维生素A以及维生素D。另外，脂肪还会刺激胆汁的分泌，分泌的胆汁能够有助于脂溶性维生素的吸收。因此，每日膳食应摄入适量的脂肪以帮助食物中脂溶性维生素的吸收。

（3）脂肪在食物中具有特殊属性。脂肪能赋予食物特殊的风味，改善食物的色、香、味等感官质量，并可激发人的食欲；且含油脂较多的食物在进入十二指肠后可刺激机体产生肠抑胃素，使肠道蠕动的速度延缓，从而延迟胃排空时间，使人有饱腹感。

2.1.2脂肪酸

脂肪酸是有机酸中链状羧酸的总称，与甘油结合成脂肪，分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。组成脂肪的脂肪酸种类很多；不同脂肪酸组成的脂肪功能也不同。

（1）必需脂肪酸。必需脂肪酸是指不能被机体合成，但又是人体生命活动所必需，一定要由食物供给的脂肪酸。过去认为，亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸是人体必需的脂肪酸。但是亚麻酸和花生四烯酸可以由亚油酸合成，亚麻酸虽然有一定促进生长的作用，却不能消除亚油酸缺乏导致的症状。所以，亚油酸是重要的必需脂肪酸，同时α-亚麻酸也属于必需脂肪酸。

必需脂肪酸在人体内具有重要生理功能，它是组织细胞的组成成分，对线粒体和细胞膜的结构特别重要，在体内参与磷脂的合成，对胆固醇的代谢也很重要，胆固醇与必需脂肪酸结合后才能在体内进行正常代谢；动物的精子形成也与必需脂肪酸有关，缺乏它可导致不孕症。

（2）饱和脂肪酸。饱和脂肪酸是直链上不含双键的脂肪酸，如软脂酸、酸脂酸、花生酸和月桂酸等。通常4～12碳的脂肪酸都是饱和脂肪酸。已经证明：血浆中胆固醇的含量可受食物中饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸的影响。饱和脂肪酸可增加肝脏合成胆固醇的速度，提高血胆固醇的浓度。摄取过量的饱和脂肪酸会增加引起冠心病的危险。

（3）不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸是直链上有一个或一个以上的双键脂肪酸，如亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等。如多不饱和脂肪酸根据其距离脂肪中性末端的第一个双键位置不同，分为n-6和n-3两类脂肪酸。这些脂肪酸对人体健康虽然有很多益处，但不可忽视其会导致脂质过氧化作用，对细胞和组织造成一定损伤。在考虑脂肪摄入量时．必须同时考虑饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸三者间的合适比例。当饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸的比例在1︰1︰1时配置最为合理。

2.2类脂

2.2.1磷脂

磷脂是含有磷酸的复合脂。其中最重要的卵磷脂，它是甘油三酯中一个脂肪酸被一个磷酸胆碱基团取代而成，具有亲水、亲油的双重性质。主要有以下主要生理功能：

（1）细胞膜的重要组成成分，可以帮助脂类物质顺利通过细胞膜，促进细胞内外的物质交换。另外磷脂有保护和修复细胞膜的作用，抵抗自由基的伤害，有抗衰老作用。

（2）磷脂是一种优良的乳化剂，有利于脂类物质的吸收、转运和代谢。与胆固醇作用可清除在血管壁的沉积，防止动脉硬化及心血管病的发生。

（3）卵磷脂消化吸收后释放胆碱，与乙酰结合形成乙酰胆碱。它是一种神经递质，可加快大脑细胞之间的信息传递，增强学习记忆力及思维功能。

2.2.2胆固醇

胆固醇是细胞膜的重要成分之一，能增强细胞膜的坚韧性；同时也是人体内许多重要活性物质的合成材料，如维生素D、肾上腺素、性激素、胆汁等。胆固醇的代谢产物胆酸能乳化脂类，帮助膳食中脂类物质的吸收。胆固醇广泛存在于动物性食物中，人体也能自身合成，一般不易缺乏。体内胆固醇水平与高血脂症、动脉粥样硬化、心脏病等有关。体内胆固醇水平的升高主要是内源性的，因此，在限制摄入胆固醇的同时，更要注意热能摄入平衡，预防内源胆固醇水平的升高。

2.3脂类的营养价值

脂肪的营养价值主要与四方面的因素有关：脂肪的消化率、脂肪酸组成以及含量、脂溶性维生素以及油脂的稳定性。

脂肪消化率与其熔点有密切关系。一般认为熔点在50℃以上者，消化率较低，一般在80%～90%，而熔点接近或低于人的体温的消化率则高，可达到97%～98%。熔点又与食物脂肪中所含不饱和脂肪酸的种类和含量有关。含不饱和脂肪酸和短碳链脂肪酸越多，其熔点越低，越容易消化。熔点低，消化率高，且吸收速度快的油脂，机体对它们的利用率也较高。一般说来，植物油脂熔点较低，易消化。而动物油脂则相反，通常消化率较低。

必需脂肪酸的含量与组成是衡量食物油脂营养价值的重要方面。植物油中含有较多的必需脂肪酸，是人体必需脂肪酸（亚油酸）的主要来源，故其营养价值比动物油脂高。但椰子油例外，其亚油酸含量很低，且不饱和脂肪酸含量也少。动物的心、肝、肾及血中含有较多的亚油酸和花生四烯酸。

植物油脂中含有丰富的维生素E，谷类种子的胚中含量较为突出。动物储存脂肪中几乎不含维生素，一般器官脂肪中含量也不多，而肝脏中的脂肪含维生素A和维生素D丰富，特别是一些海产鱼类肝脏脂肪中含量很高。奶和蛋的脂肪中也含有较多的维生素A和维生素D。

耐储藏、稳定性高的油脂不易发生酸败，也是脂肪优劣的条件之一，但影响油脂稳定性的因素很多，主要与油脂本身所含的脂肪酸、天然抗氧化剂以及油脂的储存条件和加工方法等有关。植物油脂中含有丰富的维生素E，它是天然抗氧化剂，使油脂不易氧化变质，有助于提高植物油脂的稳定性。

3．碳水化合物

碳水化合物是含醛基或酮基的多羟基碳氢化合物及其缩聚产物和某些衍生物的总称，是提供人体热能的重要营养素。碳水化合物是糖类的总称。人体内有碳水化合物提供的能量占总能量的40%～80%。

3.1碳水化合物的生理功能

（1）供给热能。人体内，1克碳水化合物可以产生4千卡的热量。虽然低于同等质量脂肪产生的热量，但碳水化合物可大量食用，不会产生油腻感。更重要的是，碳水化合物能较快地释放热量，迅速满足人体的需要。

（2）构成机体的重要物质。被水化物是构成细胞膜、结缔组织、神经组织以及核酸（遗传物质）不可缺少的组成成分。

（3）辅助脂肪的氧化。脂肪在体内氧化所产生的乙酰基必须与葡萄精代谢过程中所产生的草酸乙酰结合，才能彻底氧化燃烧，所以脂肪在体内的正常代谢必须有碳水化合物存在。

（4）节约蛋白质。当蛋白质与碳水化物一起按摄入机体时，碳水化物供给机体的热能，可以节省蛋白质，使蛋白质能用于组织的建造和再生。

（5）促进胃肠蠕动和消化腺分泌。纤维素和果胶虽然在体内不能被消化吸收，但是能促进肠道蠕动和消化腺分泌，有利于正常消化和排便功能，从而缩短消化代谢废物在肠道内的停留时间。纤维素还能与饱和脂肪酸结合，防止血浆胆固醇形成，从而减少胆固醇在血管内壁的沉积量，有利于预防冠心病的发生。

（6）帮助肝脏解毒。实验证明，肝糖原不足时，机体对四氮化碳、酒精、砷等有害物质的解毒作用明显下降，肝炎患者应多吃一点糖。因为足够的糖，有利于肝糖原的合成，促进肝细胞的再生，从而增强肝脏的解毒作用。

3.2碳水化合物的分类

按照分子量的大小，碳水化合物可分为：单糖、低聚糖和多糖。

单糖是指化学结构由3～6个碳原子构成的简单的糖。其特点是有甜味，葡萄糖的甜度为74，果糖甜度达到170。单糖容易被人体吸收，单糖是所有糖类分解后的最基本的单元。食物中最常见单糖类型是：葡萄糖、果糖和半乳糖。

低聚糖是含有2～10个碳原子的单糖结构。通常以双糖多见，即两个单糖分子组成的糖类，具有甜味。其多为结晶体，溶于水，不能直接为人体吸收，必须经酸或酶的水解作用后，生成单糖，才能被人体吸收。常见的有蔗糖、麦芽糖、乳糖。

蔗糖是一分子葡萄糖和一分子果糖缩合而成，是我们日常生活中最常食用的糖。麦芽糖是两分子葡萄糖缩合而成，谷类种子发芽时含量较高，麦芽中含量尤其高。乳糖是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合而成，存在于人和动物的乳汁中，其甜度只有蔗糖的1/6。乳糖不易溶于水，因而在肠道中吸收较慢，但有助于乳酸菌的生长繁殖，对预防婴幼儿肠道疾病有益。

多糖是由10以上单糖分子缩合形成的缩合物，如淀粉、植物纤维、动物淀粉（肝脏淀粉和肌肉淀粉）等都是多糖。多糖没有甜味。由于多糖结构复杂，包含种类较广。

（1）淀粉：它是以颗粒的形式贮存在植物种子、根茎中的多糖，由单一的葡萄糖组成。淀粉在消化道内经过消化分解，最终变成葡萄糖供人体吸收利用。淀粉中会有两个性质不同的组成成分，能溶解于热水的可溶性淀粉，叫直链淀粉，只能在热水中膨胀，不溶于热水的叫支链淀粉。淀粉不溶于冷水，但和水共同加热至沸就会形成糊浆，具有胶黏性。这种黏性遇冷产生胶凝作用，淀粉制品如粉丝、酿皮就是根据这一性质制成的。烹调中的勾芡，也是利用淀粉的糊化性质。淀粉在谷类、豆类和薯类中含量丰富，是人类膳食的主要成分。

（2）动物淀粉：又名糖原或肝淀粉（肝糖），肝淀粉是在动物的肝脏和肌肉中的多糖。它和淀粉一样，经过分解生成葡萄糖分子。人体内贮藏肝淀粉和肌淀粉数量不多，一般只有350g左右。它在维持人体能量平衡方面起着重要作用。

（3）纤维素：纤维素也是葡萄糖构成的多糖，是构成植物细胞壁的主要物质。其水解比淀粉困难，通常加热不溶，需要用浓酸或稀酸在较高压力下长时间加热才能水解；半纤维素与纤维素一起存在于植物细胞壁，大量存在于植物的木质化部分。人体因缺少水解纤维素的酶，不能利用纤维素；有些动物体内含有纤维素酶，故能够利用食物纤维。

（4）果胶：是植物细胞壁的成分之一，存在于相邻细胞壁的中胶层，在植物体内一般有原果胶、果胶和果胶酸三种形态。人们常常把纤维素与其他碳水化合物，如半纤维素、果胶质、木质素等结合在一起，称之为“粗纤维”。

3.3碳水化合物的摄入

人们日常吃的粮食中，主要是由淀粉构成的多糖。淀粉的消化开始于口腔，口腔的唾液含有淀粉酶，可以使少量淀粉水解。胃液中无淀粉水解酶类，因此淀粉在胃中只能靠残存的唾液淀粉酶作用或由于胃中氢离子催化而引起的水解作用。淀粉和糖原主要是在小肠消化，消化酶类主要是胰淀粉酶，最后的水解产物是麦芽糖、异麦芽糖和葡萄糖。目前没有规定一个人应该设入多少碳水化合物，但碳水化合物的产热量一般占总热量的55%～65%左右为宜。也就是说，一个人摄入多少碳水化合物与其摄入的食物总量有关。

根据中国营养学会2000年10月制订的《中国居民膳食营养素推荐》的适宜摄入量。中小学生平均每人每天摄入碳水化合物应占食物提供总能量的55%～65%，就是说每人每天应吃500g～750g的谷类食品，谷类应该是中国居民膳食的主体。

碳水化合物主要存在于各类植物性食物之中，如谷类（大米、面粉、小米等）、薯类（红薯、马铃薯等）、根茎类蔬菜（藕）以及食糖。蔬菜、水果除含少量果糖外还含纤维素和果胶。应尽量多食用含大量纤维的碳水化合物，特别是豆类和全麦类食品会对人体健康有益。

4.维生素

维生素是维持生命必需的低分子有机化合物。它既不参与供能、又不形成机体组织，而主要是促进人体正常生理机能的代谢。因此，机体缺乏维生素会诱发很多疾病。维生素尽管有很多种类，但通常有以下几个共同点：

（1）维生素或其前体物都在天然食物中存在，但是没有一种天然食物含有人体所必需的全部维生素。

（2）它们一般不能在体内合成，或合成量少，不能满足机体需要，必须由食物不断供给。

（3）它们参与维持机体正常生理功能，需要量极少，通常以毫克计量，但是必不可少。

（4）它们在体内不供应热能。

维生素有三种命名系统，一种是按照历史发生顺序以英文字母命名的方法。例如：维生素A、B、C、D、E等；二是按其特有的功能命名，例如抗坏血酸等；三是按照其特有化学结构命名，如视黄醇、核黄素等等。三种命名方法互相通用。

维生素通常按其营养价值分为两大类：水溶性维生素和脂溶性维生素。水溶性维生素通常有VB1，VB2，VB6，VB12烟酸、叶酸、泛酸、生物素、胆碱、维生素C等等。脂溶性维生素包括维生素A、D、E、K。脂溶性维生素大部分储存在脂肪组织或肝脏中，通过胆汁缓慢排出体外，故摄入过量时易致中毒。而水溶性维生素在体内仅有少量储存，且极易排出体外，必须经常通过食物供给，摄入不足时较易出现缺乏症。

4.1脂溶性维生素

4.1.1维生素A

维生素A，又称为视黄醇、抗干眼病维生素，只存在于动物性食品中，如动物肝脏、蛋黄、奶类、鱼肝油等。维生素A有两种形态出现：动物活性维生素A和植物活性A原——菜类胡萝卜素。类胡萝卜素存在于有色蔬菜中，如菠菜、胡萝卜、油莱、红黄色水果（柿子、杏、红心甜薯等），经人体吸收后，在小肠壁和肝脏中转化成有活性维生素A。通常以β-胡萝卜素是最有活性的A原，常与叶绿素在一起。由β-胡萝卜素转化的维生素A约占人体维生素需求的2/3。

维生素A主要有以下几个生理功能：

（1）促进体内组织蛋白质的合成，加速生长发育。因为维生素A能提高动物对氮素的吸收利用，从而促进体内组织蛋白质的合成、细胞分裂和刺激细胞的生长。人体缺乏维生素A时，可造成生长停滞。

（2）参与眼球内视紫红质的合成和再生，维持正常视觉，防止夜盲症。当维生素A缺乏，视网膜细胞小视紫红质含量下降，眼睛在暗处看不清东西，引起夜盲症。供给充足的维生素A，症状即可消失。

（3）维持皮肤等黏膜上皮组织的正常代谢。维A缺乏会使皮肤干燥，黏膜液分泌较少，所以皮肤干燥、脱屑，眼睛发炎都是与维A缺乏有关。

（4）促进生长发育，维持正常的免疫功能。

（5）防止癌症。维生素A可促进上皮细胞正常的分化，抑制癌变。

维生素A的摄入量在不同年龄段、不同的生理时期有不同的要求，通常而言，每天摄入量不能低于300微克（μg），适宜摄入量为600～1000μg/天。人体摄入维生素A主要有两条途径：一类是各种维生素A原的类胡萝卜素。主要存在于深绿色或红黄色蔬菜和水果等植物性食物中。含量较丰富的有菠菜、苜蓿、豌豆苗、红心甜薯、胡萝卜、青椒和南瓜等。另一类是动物性食物的维生素A，以酯的形式存在于动物肝脏、奶及奶制品（未脱脂）和禽蛋中。

表5-2-2　部分维生素A或胡萝卜素的含量（μg/100g）

4.1.2维生素D

维生素D，又称为钙化醇、抗佝偻病维生素，是指具有钙化醇生物活性的一类化合物，包括维生素D2（麦角钙化醇）和维生素D3（胆钙化醇）。维生素D2是由植物中的麦角固醇经紫外线照射产生。维生素D3则是由动物和人体的表皮和真皮内含有的7-脱氢胆固醇经日光紫外线照射产生。

维生素D的生理功能主要是：

（1）维生素D主要与钙和磷的代谢有关，即它们影响着这些矿物质吸收以及在骨组织中的沉积。

（2）维持血钙水平。维生素D在肝、肾处转化为活性形式，并被运送至肠、骨和肾脏，与甲状旁腺素共同作用，维持血钙水平。当血钙水平较低时，在小肠可促进钙结合蛋白合成，从而增加钙磷吸收，也可促使钙在肾小管的重吸收，并将钙、磷从骨骼中动员出来；当血钙过高时，促使甲状旁腺产生降钙素，阻止钙从骨中动员，以及增加钙、磷从尿中排出。

（3）维生素D可促进骨、软骨以及牙齿的矿物化，并不断更新以利其生长。

（4）维生素D还对防止氨基酸通过肾脏时的丢失也有重要作用。

维生素的摄入主要有两个途径：一个途径为通过膳食摄入，又称为外源途径；另一途径可透过暴露在阳光下的肌肤合成产生，又称为内源途径。产生量的多少与年龄、季节、纬度、紫外线强度、暴露皮肤的面积和时间长短有关，因此维生素的需要量很难确切估计。中国居民维生素D推荐摄入量为婴儿10mg，11岁以上至成人摄入量为5mg，孕妇以及哺乳期母亲为10mg。

含有维生素D的食物来源并不丰富，植物性食物如蕈类中含有维生素D2，动物性食物中含有维生素D3，以鱼肝和鱼油中含量最多。其次是鸡蛋、小牛肉、黄油、海鱼（如鲱鱼、鲑鱼、沙丁鱼）含量较高。牛乳和人乳中含维生素D较低，蔬菜中几乎不含维生素D。

4.1.3维生素E

维生素E又名抗不育维生素，是酚类化合物，对热和酸、碱稳定。它的生理功能是维持肌肉的正常生长发育，也是抗氧化剂，与动物的生殖功能有关。

维生素时浅黄色油状液体，溶于酒精、脂肪和脂溶剂。不溶于水、对酸、热稳定，遇碱不稳定，易发生氧化。油脂酸败加速维生素E的破坏。

维生素E都存在于天然食物之中，在机体内不能合成或数量较少。它不能给机体提供能量，不是机体的构成成分。机体对维生素E的需求量不大，只要极少量即可满足正常生理功能的需要，体内绝不能缺少。

维生素E的主要生理功能是：

（1）抗氧化作用。维生素E是一种很强的抗氧化剂，在体内可保护细胞免受自由基损害。维生素E定位于细胞膜上，与超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化酶一起构成体内抗氧化系统，保护细胞膜中多不饱和脂肪酸、膜的富含巯基的蛋白质成分以及细胞骨架和核酸免受自由基的攻击。维生素E还可防止维生素A和维生素C的氧化，保证它们在体内的正常功能；还可保护神经系统、骨骼肌和眼视网膜等免受氧化损伤。

（2）提高运动能力，抗衰老。随着年龄增长，机体内脂褐质会不断增加，脂褐质俗称老年斑，是细胞内某些成分被氧化分解后的沉积物。补充维生素E可减少脂褐质的形成，改善皮肤弹性，并提高免疫能力。维生素E还能改善血流状况，提高精神活力，提高运动能力。维生E还能延长红细胞寿命，有抑制分解代谢酶的作用。

（3）与动物的生殖功能和精子生成有关。维生素E缺乏时可出现睾丸萎缩及其上皮细胞变性、孕育异常。但在人类尚未发现有因维生素E缺乏而引起的不孕症。然而临床上常用维生素治疗先兆流产和习惯性流产。

（4）增强血小板的黏附力和聚集作用。维生素E缺乏时，血小板凝集和凝血作用增强，增大心肌梗塞和中风的危险。

（5）调节体内某些物质的合成。可通过嘧啶基参与DNA生物合成过程，与辅酶Q合成有关。

维生素E需要量与膳食成分有关，膳食中不饱和脂肪酸增多时，维生素E需要量也增多（按每增加1g多不饱和脂肪酸，需维生素E0.4mg）。我国膳食维生素E适宜摄入量为成人每天14mg。

维生素E含量丰富的食物有植物油、麦胚、坚果、豆类及其他谷类；蛋类、绿叶蔬菜中有一定含量；肉、鱼类动物性食品、水果及其他蔬菜含量很少。由于维生素E在自然界分布甚广，一般情况下不会缺乏。

4.2水溶性维生素

水溶性维生素包括B族维生素和C族维生素。B族维生素主要包括B1，B2，B6，B12烟酸、叶酸、泛酸、胆碱和生物素等。

4.2.1维生素B1

维生素B1又称为硫胺素。常见的维生素B₁以盐酸的形式存在于自然界中，即盐酸硫胺。它能溶于水，是一种不稳定的维生素。在酸性条件下稳定，在中性和碱性条件下，遇热容易破坏，加热至熔点即可分解。基于这种特性，维生素B₁在油煎食品中几乎不存在；亚硫酸盐和亚硝酸盐可使之破坏分解。在一些天然食物中，含有抗硫胺素因子，如生鱼片及软体动物内脏中含有硫胺素酶，这种酶会造成硫胺素的分解破坏。此外，一些蔬菜水果，如红色甘蓝、黑加仑等，以及茶和咖啡中含有的多羟基酚类物质都可使硫胺素失活。

维生素B₁的生理作用主要有：

（1）抗脚气病。维生素B₁有维持正常代谢和神经传导功能，参与碳水化合物中代谢。如果膳食中维生素B₁摄人不足，碳水化合物代谢就会发生障碍。碳水化合物代谢障碍首先影响神经系统，碳水化合物的不完全代谢产物α-酮酸，在血液中蓄积可导致酸碱性平衡紊乱，并出现多发性神经炎，心脏话动失调和胃机能发生降碍，即典型的脚气病。

（2）促进正常生长发育。维生素B₁促进氨基酸的转氨作用，增加机体氮平衡，加速蛋白质的合成，从而促进机体的生长发育。

（3）增进食欲。维生素B₁有促进胃液分泌的作用，从而帮助消化食物。

硫胺素体内储存很少，需要经常摄取。由于硫胺素与能量代谢有密切关系，因而过去曾认为硫胺素的供给应与每日的能量供给平行，但二者的相关性并不明显，故不以能量作为依据。

硫胺素广泛存在于天然食物中，含量较丰富的有动物内脏（肝、心及肾）、肉类、豆类、花生以及未加工的粮谷类。水果、蔬菜、蛋、奶等也含有维生素但含量较低。粮谷类是我国人民的主食，也是硫胺素的主要来源，但若加工中过分碾磨、水洗过度、烹调加热时间过长，都会造成硫胺素的损失。

不同年龄的人群对硫胺素的需求量也不同，由于硫胺素在能量代谢尤其是碳水化合物代谢中的重要作用，所以其需求量随摄入能量不同而异。通常而言，一个成年人每摄入4.18千焦的能量，需要硫胺素0.5mg。国家营养学会2000年制定的硫胺素的摄入推荐量为：成年男子1.4mg/天，成年女子1.3mg/天。

4.2.2维生素B2

维生素B2又称为核黄素，是异咯嗪与核糖醇侧链组成。自然界中主要以磷酸酯的形式存在于黄素单核苷酸（FMN）和黄素嘌呤二核苷酸（FAD）两种辅酶中。纯核黄素是橙黄色的晶体并有高强度的荧光，有苦味，但几乎无气味，微溶于水。其在碱性溶液中容易溶解，在强酸溶液中稳定，光照及紫外照射引起不可逆的分解。核黄素在机体中有递氢的作用，并是机体中重要的酶的辅酶。

各机体组织器官中都有核黄素的存在，但在肝、肾和心中核黄素的浓度最高。视网膜、尿和奶中有许多游离的核黄素；脑组织中的核黄素浓度不高，但脑组织中的核黄素运转效率最高，脑组织中核黄素的浓度先对稳定。

核黄素的生理功能主要有以下几方面：

（1）参与体内生物氧化与能量生成。核黄素是构成调节人体重要机能的黄酶，参与人体内氧化还原与能量的生成，合成蛋白质以及脂肪代谢等。核黄素含量不足时，可使体内物质代谢发生障碍，从而影响正常的生长发育。

（2）构成递氢体系中的辅酶。黄酶在生物氧化呼吸链中起传递氢原子的作用，缺乏时可使生物细胞氧化过程发生障碍，出现多种多样的缺乏病，如口、眼和外生殖器黏膜炎症、糜烂等，严重者可致白血球减少、巨红血球低色素贫血等。

（3）增进视力，减轻眼睛疲劳。

核黄素的需求随不同年龄、不同生理阶段而不同。成人的建议每日摄取量是1.7mg。妊娠期间需要1.6mg，哺乳期间，头6个月要摄取1.8mg，之后的6个月为1.7mg。常处于紧张状态与不常吃瘦肉和奶制品的人应当增加摄取量。

动物性食物是核黄素的良好食物来源，但不同食物品种间含量的差异较大。其中肝、肾、心、蛋黄、乳类中含量较为丰富。植物性食物中以绿色蔬菜、豆类含量较高，而谷类含量较少。

4.2.3维生素B6

维生素B6又称吡哆素，是一种含吡哆醇或吡哆醛或吡哆胺的B族维生素。无色晶体，易溶于水及乙醇，在酸液中稳定，在碱液中易破坏，吡哆醇耐热，吡哆醛和吡哆胺不耐高温。

维生素B6最最重要的是能以辅酶的形式参与100多种酶反应，通常以磷酸吡哆醇（PLP）的形式参与生理活动。主要生理功能有：

（1）能适当的消化、吸收蛋白质和脂肪。可帮助必需的氨基酸中的色氨酸转换成烟酸（维生素B3）。

（2）参与糖原、神经递质、神经鞘磷脂、血红素、类固醇和核酸代谢。可防止各种神经、皮肤的疾病，缓解呕吐。

（3）参与一碳单位代谢。PLP作为丝氨酸羟甲基转氨酶的辅酶，通过转移丝氨酸侧链到受体叶酸盐分子参与一碳单位代谢。一碳单位代谢障碍可造成巨幼红细胞贫血。因此，它也是制造抗体和红血球的必要物质。

（4）可促进核酸的合成，防止组织器官的老化，同时又是天然的利尿剂。

维生素B6的摄入量随蛋白质摄入量的增加而增加，并受年龄、怀孕、哺乳以及生物利用率的影响而不同。一般认为当维生素B6与蛋白质摄入量的比值在0.02mg/g时，能够维持适宜的营养状态。中国营养学会2000年推荐摄入量为：成年人1.2mg/天，50岁以上者1.5mg/天，孕妇和乳母应为1.9mg/天。

维生素B6的来源很广，在动物性食品和植物性食物中都有大量存在。通常以肉类、坚果、蔬菜和全谷类食物中较多。动物组织中存在的维生素B6主要以吡哆醇和吡哆胺的形式以及其磷酸形式PLP（磷酸吡哆醛）和PMP（磷酸吡哆胺），植物性食物中主要是吡哆醇及其磷酸化形式PNP（磷酸吡哆醇）。动物性食物中的维生素B6的生物利用率优于植物性食物，然而在烹调加工中，PN比PL或PM要稳定的多。

4.2.4维生素B12

维生素B12又称为钴胺素、氰钴胺、动物蛋白因子、抗恶性贫血维生素，是一种浅红色针状结晶，易溶于水和乙醇，在pH为4.5～5.0的弱酸条件下最稳定。强酸或强碱中容易分解，遇强光或紫外线容易分解。普通烹调的条件下损失30%。自然界中的维生素B12都是微生物合成的，高等动植物不能制造维生素B12。维生素B12是需要一种肠道分泌物（内源因子）帮助才能被吸收的唯一的维生素。维生素B12是相当特别的维生素，几乎不含于植物性食物（蔬菜中几乎完全找不到，只有紫菜及海藻类含有部分），是素食者最容易缺乏的维生素，但又是红血球生成不可缺少的重要元素，如果严重缺乏，将导致恶性贫血。此外，维生素B12也是唯一含必需矿物质的维生素，因含钴而呈红色，又称红色维生素，是少数有色的维生素。维生素B12体内存储量很少，大约只有3mg，主要贮藏在肝脏，当用尽贮藏量后，经过半年以上才出现缺乏症状。

维生素B12主要以甲基B12和辅酶B12两种辅酶形式参与体内的多种生理反应，生理功能主要有以下几方面：

（1）具有甲基转移作用，增加叶酸的利用率，促进碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢。维生素B12辅酶作为甲基的载体，参与同型半胱氨酸甲基化生成蛋氨酸；同时还能把5-甲基四氢叶酸的甲基除去，生成四氢叶酸，以利于叶酸参与嘌呤、嘧啶的合成。

（2）促进一些化合物的异构。维生素B12辅酶参与的生化反应能够使L-甲基丙二酰辅酶A转变为琥珀酰辅酶A。如果L-甲基丙二酰辅酶A过量堆积，容易影响体内脂肪酸的代谢。由于脂肪酸的合成异常，很容易影响脊髓的转换，使髓鞘质变性。因此，它也是神经系统功能健全不可缺少的维生素。

（3）促进蛋白质的生物合成。维生素B12能促进一些氨基酸的生物合成，其中包括蛋氨酸与谷氨酸，因为它有活化氨基酸的作用和促进核酸的生物合成，故对各种蛋白质的合成有重要的作用，尤其他对婴幼儿的生长发育有重要作用。

（4）维持造血系统的正常功能。维生素B12能促进DNA与蛋白质的生物合成，促进红细胞的发育和成熟，使肌体造血机能处于正常状态，预防恶性贫血。

（5）对生殖系统的影响。最新研究发现，缺乏维生素B12能够导致雄性生殖系统萎缩，生精功能出现障碍。它能够促进精原细胞的DNA和RNA合成，刺激减少分裂生成健康精子。

维生素B12是人体内每天需要量最少的一种。成人每天至少不能低于0.1μg。但人与人之间对其需求量有很大差异。中国营养学会2000年推荐维生素B12的摄入量，成人0.24μg/天、孕妇0.26μg/天、乳母0.28μg/天。

自然界中维生素B12只能通过草食动物的瘤胃和肠道内的许多微生物合成而来。因此，其广泛存在于动物性食品中，植物性食品中几乎没有。动物内脏中含量最多（40～90μg/100g）、肉类（1～3μg/100g）是其主要来源。日常生活中含维生素B12较多的食品有：牛肝、牛肾、猪肝、猪肾、猪心、牛肉、青鱼、虾、鸡蛋、龙虾、比目鱼、蟹类等等。

4.2.5维生素C

维生素C又名抗坏血酸、抗坏血病维生素，是一种含有6个碳的α-酮基内酯的弱酸，带有明显的酸味。维生素C是一种白色结晶物质，具有较强的还原性，干燥时很稳定，但在溶液中很不稳定。遇空气、热、强光、碱性物质、氧化酶及铜、铁离子时极易氧化破坏，但在酸性环境中很稳定。黄瓜、白菜等蔬菜中含氧化酶，所以蔬菜在储存过程中维生素C有不同程度的损失。而某些食物如枣、刺梨等含有生物类黄酮，可减少其氧化破坏。另外，一般蔬菜烹调时会损失30%～50%维生素C。

维生素C主要有以下一些生理功能：

（1）胶原蛋白的合成需要维生素C参加。缺乏维生素C，胶原蛋白不能正常合成，导致细胞连接障碍。人体由细胞组成，细胞靠细胞间质把它们联系起来，细胞间质的关键成分是胶原蛋白。胶原蛋白占身体蛋白质的1/3，生成结缔组织，构成身体骨架。如骨骼、血管、韧带等，决定了皮肤的弹性，保护大脑，并且有助于人体创伤的愈合。血管壁强度和维生素C有很大关系。微血管是所有血管中最细小的，管壁可能只有一个细胞的厚度，其强度、弹性是由负责连接细胞具有胶连作用的胶原蛋白所决定。当体内含量不足，微血管容易破裂，血液流到邻近组织。这种情况在皮肤表面发生，则产生淤血、紫癍；在体内发生则引起疼痛和关节胀痛。严重情况在胃、肠道、鼻、肾脏及骨膜下面均可有出血现象，乃至死亡。

（2）维持细胞正常的能量代谢。维生素C在体内可以可逆性氧化还原，故可能参与呼吸链的工作。在组织中，还原型抗坏血酸及氧化型抗坏血酸之间在酶存着动态平衡，这可能是维持细胞正常的能量代谢和调节细胞内氧化还原电位的一种方法。还可促进胆固醇的排泄，防止胆固醇在动脉内壁沉积，甚至可以使沉积的粥样斑块溶解，从而可以预防粥样动脉硬化。

（3）参与机体的造血功能。维生素C可使铁在消化道处于亚铁状态，使难以吸收利用的三价铁还原成二价铁，促进肠道对铁的吸收，提高肝脏对铁的利用率，有助于治疗缺铁性贫血。另外维生素C还具有将叶酸转变成活性型（四氢叶酸）的能力，对预防巨幼红细胞贫血有积极意义。

（4）防癌。丰富的胶原蛋白有助于防止癌细胞的扩散。维生素C的抗氧化作用可以抵御自由基对细胞的伤害防止细胞变异；阻断亚硝酸盐和仲胺形成强致癌物亚硝胺。曾有研究表明：因癌症死亡病人体内的维生素C含量几乎为零。

（5）保护细胞、解毒，保护肝脏。在人的生命活动中，保证细胞的完整性和代谢的正常进行至关重要。这过程中，谷胱甘肽和酶有重要作用。谷胱甘肽是由谷氨酸、胱氨酸和甘氨酸组成的短肽。它有两种存在形式，即氧化型和还原型，还原型对保证细胞膜完整性起重要作用。维生素C是一种强抗氧化剂，其本身被氧化，使氧化型谷胱甘肽还原为还原型谷胱甘肽，从而发挥抗氧化作用。有些酶，在有自由琉基（-SH）存在才能保持活性。维生素C能够使双硫键（-S-S）还原为-SH，从而提高相关酶的活性，发挥抗氧化的作用。从上可知，只要维生素C含量充足，与谷胱甘肽、-SH形成有力的抗氧化组合，从而对清除自由基，阻止脂类过氧化及某些化学物质的毒害作用，保护肝脏的解毒能力和细胞正常代谢有重要作用。

（6）提高人体免疫力。白细胞含有丰富的维生素C，当机体受感染时，白细胞内的维生素C急剧减少。维生素C可增强中性粒细胞的趋化性和变形能力，提高杀菌能力。

（7）提高机体的应急能力。人体受到异常的刺激，如剧痛、寒冷、缺氧、精神强刺激，会引发抵御异常刺激的紧张状态。该状态伴有一系列生理反应，包括交感神经兴奋、肾上腺髓质和皮质激素分泌增多。肾上腺髓质所分泌的肾上腺素和去甲肾上腺素是由酪氨酸转化而来，这个过程需维生素C的参与。

由于维生素C在烹调加工的时候极易受到破坏，供给量要考虑到损失量，通常而言，我国成人供给量宜为70～75mg/天。维生素C主要来源于新鲜的蔬菜和水果，如辣椒、菠菜、柑橘、山楂、红枣等含量均较高。野生的蔬菜及水果，如苋菜、苜蓿、刺梨、沙棘、猕猴桃、酸枣等含量尤其丰富。

5.矿物质

人体质量95%～96%是由碳、氢、氧、氮以有机化合物的形式组成的，其余4%～5%的各种元素统称为矿物质，也称无机盐。其中，很多矿物质是酶的必需组分，可调节人体多种生理功能（如维持渗透压、氧转运、肌肉收缩、神经系统完整性），也是人体组织和骨骼生长所必需的，因而必须从膳食中不断得到供给。有些元素（如钙、磷、钠、镁、硫、钾、氯等）含量在0.01%以上，称为常量元素；含量低于0.01%的元素，称为微量元素。1990年FAO（联合国粮农组织）与WHO（世界卫生组织）重新界定了人类的必需微量元素为钴、铜、铁、锌、铬、硒、碘和钼8种。可能必需元素为锰、硅、硼、矾及镍；具有潜在的毒性，但在低剂量时可能具有功能作用的元素有7种，铅、氟、镉、汞、砷、铝及锡。

无机盐与其他有机营养素不同，它既不能在人体内生成，也不能在代谢过程中消失（除非排出体外）。并且，一些元素特别是微量元素在人体内的生理剂量与毒性剂量距离很近，过量摄入会对人体产生危害功能丧失。因此，食品中使用要严格控制含量。

大多数矿物质都广泛分布于各种食品中。动物性原料中主要有钙、磷、镁等；植物性原料除钙、磷、镁外，其他矿物质元素较多且全，一般含量在干重的1%～15%范围内，平均值也在5%左右，而且以叶部含量最高，可占叶片干重的10%～15%。所以，蔬菜是人们获得矿物质营养素的重要来源，可以通过平衡和多样化膳食得到充分补充。

矿物质主要有以下生理功能：

（1）构成机体组织的重要成分。如钙、磷、镁是骨骼和牙齿的重要成分，磷、硫是构成组织蛋白的成分。

（2）与蛋白质一起维持着细胞内、外液的渗透压的平衡。

（3）酸性、碱性无机离子的适当配合，加上重碳酸盐和蛋白质的缓冲作用是维持机体酸碱平衡的重要机制。

（4）在组织液中的各种矿物质元素，特别是保持一定比例的钾离子、钠离子、钙离子、镁离子是维持神经、肌肉兴奋性、细胞膜通透性以及所有细胞正常功能的必要条件。

（5）是构成某些具有特殊生理功能的矿物质的重要成分。如血红蛋白和细胞色素结构中的铁，甲状腺素中的碘和谷胱甘肽过氧化物酶中的硒，同时也是人体细胞各种生化反应的催化剂。

5.1主要的常量元素

5.1.1钙

钙是构造骨骼和牙齿的主要原料。成年人的机体内含钙量约为850～ l200g，其中99%都集中在骨骼和牙齿中，其余1%则以游离或化合状态存在于体液和软组织中。

钙的主要生理功能有：

（1）钙是构成人体骨骼和牙齿的主要成分，牙齿和骨骼中的钙含量占人体总钙的99%。这些钙主要以羟磷灰石结晶存在，也有少量以非结晶形的磷酸钙存在。幼年时期非晶形的磷酸钙所占的比例较大，成年后结晶形的磷灰石占优势。

（2）骨外钙对维持机体的生命过程具有重要作用。骨外钙尽管含量很少，但是却在细胞膜构成、维持神经肌肉的应激性、血液凝固过程等方面都有很重要作用。

通常而言，钙要在一定磷的浓度下才能被吸收，膳食中钙和磷的最佳比例为1︰1.2～1.5。老年人摄入含磷过多的食品，其钙磷比例达到1︰2时，影响钙的吸收，容易导致骨质疏松症。膳食中过多的膳食纤维，如存在于菠菜、苋菜、笋类等植物中的草酸，可以与钙结合成难溶解的钙盐，阻碍钙的吸收。膳食中过多的脂肪或脂肪消化不良时，也可使钙吸收减少。一般的说，人体钙吸收率在10%～30%，婴幼儿、孕妇和乳母需钙量较大，对钙的吸收较高。一般人每日摄入钙低于800mg时，钙的吸收率随含量增加而升高，但如果补钙量大于800mg，吸收率反而下降，这与机体内部的调节机制有关。但人体摄入钙总量不能超过每日2000mg，否则很可能带来副作用，如肾结石、软组织钙化等。

钙的主要食物来源是奶类、水产、豆类，含钙量丰富的有虾皮、酥鱼、骨粉、海带、豆类、芝麻酱、豆腐干、雪里蕻、油菜等。

表5-2-3　常见食物含钙量（mg/100g）

5.1.2磷

磷在人体的含量仅次于钙，故也是机体含量最多的元素之一。人体磷的含量约占人体重的1%左右，成人体内磷大约为500～800g。这些磷80～85%分布在骨骼和牙齿中，15～20%分布在软组织和体液中。

钙的主要生理功能有：

（1）构成骨骼、牙齿和软组织成分。骨骼和牙齿中的羟磷灰石是由钙与磷按2︰1比例结合生成的。钙也是软组织的重要组分。

（2）磷是人体遗传物质核酸的重要成分，也是人类能量转换的关键物质三磷酸腺苷（ATP）的重要成分，也是脑神经组成的主要成分。

（3）参与酶的合成。体内许多酶系统的辅酶如：二磷酸硫胺素（TPP）、磷酸吡哆醛等等都需要磷参与。

（4）保持体内酸碱度的平衡，防止血中酸碱性的变动。磷酸盐可组成缓冲系统，并通过从尿中排出不同形式和数量的磷酸盐，参与维持体液的酸碱平衡。

食物中的磷主要与蛋白质、脂肪结合，形成核蛋白、磷蛋白和磷脂等，也有其他形式的有机磷和无机磷。膳食中磷的来源和有机磷的性质也影响其吸收程度。谷物类食品所含植酸磷较难被吸收利用，食物中钙、镁、铁和铝过多时可与磷酸形成难溶性磷酸盐而影响磷的吸收。

磷在食物中分布很广。瘦肉、蛋、鱼、鱼子、干酪、蛤蜊、动物的肝和肾中磷的含量都很高，海带、芝麻酱、花生、干豆类、坚果、粗粮含磷也很丰富。通常建议摄入量因不同年龄、不同生理阶段而不同。婴儿为100～ 300mg/天，儿童为450～700mg/天，青少年1000mg/天，成人为700mg/天。孕妇及哺乳期妇女应适量增加（3000～3500mg/天）。过多摄取磷，会破坏矿物质的平衡和造成缺钙；摄取过量的铁、铝、镁时，会使磷的作用减弱或失效。

5.1.3钠与钾

钠与钾都是人体十分重要的矿物质，它们一起来控制人体的水平衡。钠和钾是体液中的主要电解质，对机体体液的均衡分布起着重要的调节作用。如果把体液比作“海洋”的话，钠和钾等电解质就可以称作这个“海洋”中的“盐分”。

钾是维持神经系统健康和心脏节律正常的重要矿物质。细胞内外钾（细胞内液主要阳离子）和钠（细胞外液主要的阳离子）的浓度差，可以调节细胞兴奋性、神经冲动传导以及体液平衡和容量。钠有助于保持液体平衡和容量。体液中的钠浓度由内环境稳定性进行总体调控，只有在这些机制失效或失钠量超过代谢补偿时，才会发生平衡紊乱。一般在食品制作过程中加入氯化钠（食盐），大多数人食盐量都已超过所需。对充血性心力衰竭、肝硬化和高血压病人，须限制食钠量。从儿童时期开始，摄入比通常量为少的钠，可能有助于易感者预防高血压。但健康妇女妊娠期间无需劝告限钠。根据我国营养调查发现，我国居民人均食盐摄入量为13.6g/天（大概合5.4g钠），是世界卫生组织建议值的2倍以上。为预防高血压的发生，中国营养学会明确指出“吃清淡少盐的膳食”，并采用世界卫生组织的建议值，即每人每天食盐用量不超过6g。钾的摄入量，一般建议每天最少摄入1.6～2.0g钾，以维持体内正常的钾含量。钾的摄入量与食物的选择有关，食用大量水果和蔬菜的人每天摄入钾的量大致为8～11g。由于钾能降低血压，因此建议增加水果和蔬菜的摄入，使成人每天钾的摄入量达到3.5g。

5.2主要微量元素

5.2.1铁

铁是人体必需微量元素之一，但同时缺铁又是全球，特别是发展中国家主要的营养问题之一。铁在体内约4.5克左右，女性比男性略少，它是人体含量最高的微量元素。铁在人体内的分布极为普遍，几乎所有组织中都有，其中以肝、脾中含量为最高，其次是肺。铁在人体内的存在形式可为两大类：血红素类和非血红素类。血红素类主要有血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素及酶类；非血红素类主要有运铁蛋白、乳铁蛋白、铁蛋白、含铁血红黄素及一些酶类。人体内60%～70%的铁存在于血红蛋白内，15%左右构成各种细胞色素，20%以铁蛋白的形式储存于肝、脾、骨髓及肠黏膜中，5%左右构成肌红蛋白。

食物中有机铁随食物一同进入胃中，在胃酸及胃蛋白酶的作用下溶解，成为无机铁，然后进入肠被各种还原剂（如抗坏血酸，即维生素C、谷胱甘肽等）还原成二价铁，为肠所吸收。这两种变化都有利于铁的吸收，因为无机铁比有机铁容易吸收，二价铁比三价铁容易吸收。铁在整个胃肠道均被吸收。

铁对人体的功能表现在许多方面：

（1）参与氧的运输和储存。红细胞中的血红蛋白是运输氧气的载体；铁是血红蛋白的组成成分，与氧结合，运输到身体的每一个部分，供人们呼吸氧化，以提供能量，消化食物，获得营养；人体内的肌红蛋白存在于肌肉之中，含有亚铁血红素，也结合着氧，是肌肉中的“氧库”。当运动时肌红蛋白中的氧释放出来，随时供应肌肉活动所需的氧。

（2）铁与某些金属酶的合成与活动密切相关，酶是生命运动的催化剂。铁参与细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的合成，担负电子传递和氧化还原过程，解除组织代谢产生的毒物。现已知铁与乙酰辅酶A、琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化酶、细胞色素C还原酶等的活性密切相关。这些酶都具有重要的生理和生化功能。

（3）铁与体内的能量释放密切相关。心、肝、肾等具有高度生理活动能力和生化功能的细胞线粒体内储存的铁特别多，线粒体是细胞的“能量工厂”，铁直接参与能量的释放。

铁在食物中的存在形式对其吸收率影响很大。食物中的铁可分为血红素铁和非血红素铁两类，它们被吸收的方式也不同。血红素铁主要存在动物性食品中。血红蛋白和肌红蛋白中的铁能以完整的卟琳铁复合物形式直接被小肠黏膜细胞吸收，再分离出铁并和运铁蛋白结合，其吸收率比非血红素铁高，吸收过程不受其他膳食因素的干扰。非血红铁主要在植物中存在，吸收率较低，而且常受其他膳食因素的干扰。大米、玉米、小麦铁的吸收率仅为1～5%，黄豆稍高，约为7%。

膳食中影响铁吸收的因素很多，若存在维生素C、胱氨酸、赖氨酸、葡萄糖及柠檬酸等，能与铁鏊合成可溶性化合物，植物性铁相对容易吸收。植物性食品存在有草酸、磷酸、膳食纤维及饮茶、饮咖啡等均可对铁吸收起抑制作用。近年采用同位素实验证明蛋黄所含铁的吸收率仅为3%，据认为鸡蛋黄中所含的铁与卵黄高磷蛋白牢固地结合，成为人体消化道不易消化吸收的物质。

通常每日膳食平均含铁10mg，但吸收率较低，一般在10%左右。成年男子每日需要补铁约为0.5mg～1mg，因此一般不会出现缺铁。但妇女经期、孕期及哺乳期，儿童生长发育期均要吸收更多的铁，每日需铁1.0mg～ 2.0mg，因此必须补充更多的铁。

5.2.2锌

锌存在于人体所有组织中，具有多种生理功能和营养作用。成人体内含锌为1.4～2.3g，主要分布在肝脏、肌肉、骨销和皮肤中，通常皮肤、毛发和指甲中的锌含量水平可反映营养状况。锌在人体内的含量以及每天所需摄入量都很少，但对机体的性发育、性功能、生殖细胞的生成却起举足轻重的作用，故有“生命的火花”与“婚姻和谐素”之称。人体正常含锌量为2～3g。绝大部分组织中都有极微量的锌分布，其中肝脏、肌肉和骨骼中含量较高。锌是体内数十种酶的主要成分，与大脑发育和智力有关。

锌不同程度地存在于各种动、植物食品中，一般情况下可满足人体对锌的基本需求。但在身体迅速成长时期、妊娠或哺乳期，或膳食中缺乏动物食品，或食物单一及过于精细等情况下也可能引起体内锌缺乏。

正常人的平衡饮食，每日可供人体约10～20mg锌，但只有2～3mg可被利用。影响锌吸收的主要物质是植物酸，它在肠道内能和锌形成不溶性的盐。大量的食物纤维素对锌的利用也有影响。

食物含锌量因地区、品种有较大差异。动物性食物含锌丰富且吸收率高，若以千克计，牡蛎和鲱鱼含有1000mg，肝脏、蛋类、牛奶和瘦肉为20mg～40mg，大豆、花生及芝麻为30～60mg。蔬菜和水果含锌量很低，谷物食品碾磨越细，锌含量丢失越多。发酵谷物食品由于其植酸被部分分解，因此，锌的吸收好于未发酵食品。

5.2.3硒

硒被认为是人类必需的微量元素之一，其广泛分布于人体组织和器官中，在肝和肾中浓度最高，其次为肌肉、骨骼与血液，脂肪组织中硒的浓度最低。在肌肉中，心肌的硒浓度比骨骼肌高。人体硒总量为14～ 21mg。

在人体中有三种主要的抗自由基酶，也称抗氧化剂，它们分别是超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶。其中谷胱甘肽过氧化物酶是一种含硒的酶。谷胱甘肽过氧化物酶的活性中心是一种含硒的氨基酸——硒半胱氨酸，当它缺乏时，酶的活性就下降，就不能发挥消除自由基的作用。上个世纪五十年代，人类已经发现了20种氨基酸，科学家在新发现了这种含硒的氨基酸——硒半胱氨酸后，因为它的重要性将它称做“第21种氨基酸”。

主要生理功能有：

（1）抗氧化作用。人体中有很多自由基，自由基攻击细胞膜，使细胞膜失去氧原子而崩溃，这是导致衰老的重要原因。硒是谷胱甘肽过氧化酶的组成部分，谷胱甘肽过氧化酶能抵抗自由基、抗氧化、抗衰老。

（2）促进生长，保护视觉器官的作用。硒对胰岛及其周围的小血管有保护作用，由于含硒酶具有清除自由基的功能，从而表现出降糖作用。让糖尿病人定量服硒，可以起到保护和恢复胰岛功能的作用，有利于改善糖尿病的症状，降低尿中的葡萄糖化血红蛋白水平。所以，有人称硒是微量元素中的“胰岛素”。硒对视觉器官的功能是极为重要的，眼睛视网膜细胞、虹膜和晶状体中均含有丰富的硒。瞳孔的收缩和眼球的活动所引起的肌肉收缩等，都离不开硒的作用。硒能催化并消除对眼睛有害的自由基物质，从而保护眼睛的细胞膜。

（3）维护心肌结构和功能。原来，在心脏代谢过程中，会产生大量脂质过氧化物，它对细胞膜有破坏作用，而含硒的谷胱甘肽过氧化物酶可使其分解，从而保护了心肌细胞膜的完整。当缺乏硒时，这种酶的活力下降，致使过氧化物在体内猖獗，最终出现心力衰竭。

（4）解除体内重金属的毒性作用。硒同重金属有很强的亲和力，是一种天然的对抗重金属的解毒剂，硒在体内可同汞、甲基汞、镉及铅等结合而形成金属硒蛋白复合物而解毒，并将其排出体外。

（5）抗癌作用。癌症的发生是由于细胞里一个很重要的遗传基因（DNA）受到环境的伤害引起的，伤害者就是一种肉眼看不见的自由基。自由基对我们的健康造成伤害是因为它缺少了一个电子，它像一个没有伴侣的单身者到处游荡，不断寻找自己的另一半。它反复地撞击我们的细胞，每一个被撞击的地方都会构成伤害。当专门负责细胞分裂的细胞核受到自由基的伤害，就会引发基因突变，就会逐渐变为癌症。

自由基在寻找细胞电子的同时也间接的产生另一个自由基，即脂质过氧化物，而新的自由基又不断产生了更多的自由基，这个活动连续循环，导致出现了一系列连锁反应。如果这个连锁反应可以被打断，癌症就不会发生，前提是身体内要有足够的营养素。当含硒酶消除了脂质过氧化物的时候，这种链式反应被阻断，制止了新的自由基对人体的破坏。

蛋类含硒量多于肉类。每100g食物中，猪肉含硒10.6μg，鸡蛋含硒23.3μg，鸭蛋含硒30.7μg，鹅蛋含硒33.6μg，人参含硒15μg，花生含硒13.7μg。植物性食物的硒含量决定于当地水土中的硒含量。例如：我国高硒地区所产粮食的硒含量高达4～8μg/kg，而低硒地区粮食是0.006μg/kg，二者相差1000倍。硒较好的来源为动物的肝、肾，肉类和海产品。我国居民膳食硒推荐摄入量为1～13岁适宜摄入量20～45μg/天；14岁以上为每天45μg/天；孕妇和乳母的需求量为50μg/天和65μg/天。

5.2.4碘

碘是人体的必需微量元素之一，健康成人体内的碘总量为30mg，其中70%～80%用于甲状腺。当体内碘含量缺乏（或过多），都会对人体带来损害，所以碘与人类健康有密切关系。

碘的生理功能都是通过甲状腺激素来完成的，目前的研究尚未发现碘的独立作用，主要生理功能有：

（1）促进能量代谢，促进物质分解代谢，产生能量，维持基本生命活动。甲状腺素促进蛋白质合成，调节蛋白质合成和分解，对人体的生长发育有重要生理意义。当蛋白质摄入不足时，甲状腺素促进蛋白质合成。但当摄入蛋白质充足时，甲状腺素可促进蛋白质分解。甲状腺素促进糖的吸收，加速肝糖原分解，促进周围组织对糖的利用，通过肾上腺素促进脂肪的分解和氧化等作用。

（2）维持脑垂体的生理功能。

（3）促进发育。发育期儿童的身高、体重、骨骼、肌肉的增长发育和性发育都有赖于甲状腺素，如果这个阶段缺少碘，则会导致儿童发育不良。

（4）促进烟酸的吸收和利用，促进胡萝卜素转变为维生素A，促进维生素B1合成维生素B2腺嘌呤二核苷酸（FAD）。

（5）促进大脑发育。在脑发育的初级阶段（从怀孕开始到婴儿出生后2岁），人的神经系统发育必须依赖于甲状腺素，如果这个时期饮食中缺少了碘，则会导致婴儿的脑发育落后，严重的在临床上面称为“呆小症”，而且这个过程是不可逆的，以后即使再补充碘，也不可能恢复正常。

碘的获得一般可以从饮水、食物及空气等三种途径获得。人体内的碘有80%～90%来自食物，10%～20%来自饮水，5%左右来自空气。取自食物中的碘化物是人体碘的主要来源，食物中碘化物在消化道内几乎完全被吸收（经肠上皮细胞进入血浆）。碘化物需还原成碘离子形式后才被吸收。蛋白质与热量不足时，胃肠内对碘的吸收也不好。

一般的说，大多数陆地植物的碘含量都较低，平均干重不超过1.0mg/kg，唯有菠菜和芹菜的碘含量较高，可达到1.64mg/kg和1.60mg/kg。海产品中的碘是陆地植物的几倍，有的高达几十倍。通常我们吃的海带，其碘含量就有10.0mg/kg。海鱼和紫菜也同样是日常生活中补碘的较好食品。经常吃海带不但可以补充体内的碘，而且还可以同时摄入其他种类的微量元素、氨基酸和维生素等。十字花科食物（芥蓝﹑油菜﹑花椰菜﹑高丽菜﹑莴苣﹑白菜﹑白萝卜等）有助于预防癌症，却会妨碍碘的吸收，因此碘营养不足的人及甲状腺功能低下者，应该控制这类食物的摄取。

我国居民每日膳食碘摄入推荐量：婴儿50μg/天，儿童50～90μg/天，青少年120～150μg/天，成人150μg/天及孕妇200μg/天。

5.3其他微量元素

5.3.1铜

铜是人体许多重要酶的组成成分，如酪氨酸酶、赖氨酸氧化酶、超氧化物歧化酶都是铜酶，它们分别影响人体的黑色素形成、结缔组织和弹性组织的结构以及机体解毒作用。铜还是血浆铜蓝蛋白的组成成分，后者在血红蛋白形成中起作用。因此，铜对人体是一种重要的营养素，缺乏时可引起缺乏症。

成年人铜的摄入量宜为2mg/天。铜的丰富来源有茶叶、葵花籽、核桃、可可、肝等，在大豆制品、蟹肉、马铃薯、紫菜等中含量也较多，在稻米、油脂、水果、蔬菜、奶及奶制品中含量较低。

5.3.2铬

铬是人和动物必不可少的微量元素之一，铬的活性形式是三价铬，其主要功能是帮助维持身体内正常的葡萄糖含量水平。已知“葡萄糖耐量因子”是一种含铬的有机物，可能是胰岛素的辅助因子，有增加葡萄糖的利用以及使葡萄糖转变成脂肪的作用。此外，铬还影响脂肪的代谢，有降低血清胆固醇的作用，从而减少胆固醇在动脉壁的沉积。铬还可促进蛋白质代谢和生长发育。

铬的丰富来源为肉类、谷类和鱼贝类，豆类、啤酒酵母、黑胡椒、肝脏以及啤酒等也是铬的良好来源。我国成人每天铬摄入量宜为50μg/天。