第1页：第1章 水和矿物质——矿物质
食品生物化学
第1章 水和矿物质——矿物质（Minerals）
第2页：矿物质章节主要内容
主要内容（Contents）
- 一、矿物质的作用（Introduction of minerals）
- 二、矿物质的分布（Source and statement）
- 三、贮藏加工对矿物质的影响（Variation in processing and storage）
- 四、食品中矿物质的分析（Analysis of mineral in food）
第3页：矿物质的作用——定义与功能
一、矿物质的作用 Introduction of minerals
- 定义 Definition
- 食品中除 C、H、O、N 之外的元素（elements other than C, H, O and N that are present in foods）。
- 功能 Function
- 是构成生物体的组成部分。
- 维持生物体的渗透压。
- 维持机体的酸碱平衡。
- 酶的活化剂。
- 对食品的感官质量有重要作用。
第4页：矿物质的分类
分类 Classification
- 大量元素（Major）
- Ca、Mg、P、K、Na、Cl 等。
- 必需微量元素（Essential trace）
- Fe、Cu、Zn、I 等。
- 有害元素（Harmful）
- Pb、Cd、Hg 等。
第5页：植物性食品矿物质的来源与存在形式
二、Source and statement——植物性食品
- 水果 Fruit
- K 含量高，大部分与有机物结合，或是有机物的组成部分，常以磷酸盐、草酸盐的形式存在。
- 豆类 Bean
- 矿物质含量最丰富，K、P、Fe、Mg、Zn、Mn 等含量均较高，其中 P 主要以植酸盐形式存在。
- 谷物 Cereals
- 矿物质含量相对较少，主要存在于种子外皮。
第6页：动物性食品矿物质的来源与存在形式
Source and statement——动物性食品 Animal Food
- 肉类 Meats
- Na、K、Fe、P、Mn 含量较高，Cu、Co、Zn 等也有少量，以可溶性氯化物、磷酸盐、碳酸盐形式存在或与蛋白质结合。
- 乳类 Milks
- 主要含 Ca，也含有少量 K、Na、Mg、P、Cl、S 等。
- 蛋类 Eggs
- 含人体所需的各类矿物质。
第7页：影响矿物质生物有效性的因素（上）
影响矿物质生物有效性的因素 Factors that influence Mineral Bioavailability
- 矿物质的形式和溶解性（Chemical form and soluble）：如 Fe³⁺ 难溶、不利吸收，而 Fe²⁺ 易于吸收。
- 矿物质与矿物质的相互作用（Mineral-mineral interaction）：如铁过多会抑制 Zn、Mn 的吸收。
- 食品中的氧化还原作用（Redox activity of food components）：如 VC 有利于 Fe 的吸收，VD、蛋白质促进 Ca 的吸收。
第8页：影响矿物质生物有效性的因素（下）
影响矿物质生物有效性的因素（续）
- 食品的螯合：多酚可与 Fe、Cu 等螯合，利于其吸收；肽、糖、核酸等也可与矿物质形成配合物而利于其吸收。
- 生理状态。
- 年龄。
第9页：矿物质在食品贮藏加工中的变化
三、矿物质在食品贮藏加工中的变化 Variation of Mineral in food processing and storage
- 一般加工对其含量的影响：矿物质在加工中不会因为光、热、氧等因素而分解，但加工会改变其生物利用性；精制、烹调、溶水等会使其含量下降。
- 加工时因容器带入会使其含量增加：如铁锅炒菜等。
- 加工后生物有效性提高：如面粉发酵后生物有效性提高 30–35%。
第10页：复原、强化与增补的概念
几个概念
- 复原 Restoration
- 添加营养素使其恢复到原有的组成。
- 强化 Fortification
- 添加一种或多种营养素，使其成为一种优良的营养素来源。
- 增补 Enrichment
- 选择性地添加某种适量营养素，以达到规定的标准量。
第11页：酸性食品与碱性食品
食品酸碱性
- 酸性食品 Acid Food
- 含有阴离子酸根的非金属元素较多的食品，在体内代谢后的产物大多呈酸性，故在生理上称为酸性食品，如肉、鱼、蛋、米等。
- 碱性食品 Alkaline Food
- 含有阳离子金属元素较多的食品在生理上称为碱性食品，如果蔬、豆类等。
第12页：食品酸碱性的测定
食品酸碱性的测定（食品灰化后酸碱度的确定）
- 酸性食品：取 100 g 食品 → 灰化 → 水溶 → 用 0.1 mol/L HCl 滴定，若消耗体积为 5 ml，记为 +5，如此类推。
- 碱性食品：取 100 g 食品 → 灰化 → 水溶 → 用 0.1 mol/L NaOH 滴定，若消耗体积为 5 ml，记为 −5，如此类推。
第13页：利用矿物质改变食品性状（上）
利用矿物质改变食品的性状
- 在炼乳中加 Na₂HPO₄ 来保持盐平衡。
- Ca 可提高腌渍黄瓜的脆性。
- 磷酸盐可稳定果蔬色泽，使啤酒不混浊。
- 在肉制品中加入三聚磷酸盐、焦磷酸盐增加肉的持水性，防止脂肪酸败。
原因：
- ① 调节 pH，使之远离肉蛋白的等电点，增加持水力。
第14页：利用矿物质改变食品性状（下）
- ② 肉蛋白中 Mg²⁺、Ca²⁺ 被 Na⁺、H⁺ 置换出来，使 −COOH 游离出来，利于吸水。
- ③ 破坏盐桥或增大电荷斥力，使结构膨胀，增加持水力。
- ④ 增加离子强度，使肌球蛋白溶解度增加而使肉持水力增大。
第15页：总灰分的测定
四、食品中矿物质的分析——总灰分的测定
食品物料 → 500–600 ℃ 灰化 → 灼烧后残留物 → 总灰分。
总灰分分类| 类别 | 组成 |
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| 水溶性灰分 | 氧化物及可溶性盐类 |
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| 水不溶性灰分 | 泥沙、Fe、Al 氧化物、碱土金属、碱性磷酸盐 |
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| 酸不溶性灰分 | 泥沙及 SiO₂ |
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第16页：金属离子测定——样品前处理
金属离子的测定——样品前处理
样品前处理方法| 样品类型 | 前处理步骤 |
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| 果汁、牛乳 | 水浴蒸至近干 → 干燥 → 灰化 |
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| 果蔬、动物组织 | 均匀取样 → 干燥 → 灰化 |
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| 谷物、豆类 | 粉碎后取样 → 干燥 → 灰化 |
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| 富含脂肪样品 | 提脂肪 → 干燥 → 灰化 |
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第17页：金属离子测定方法
金属离子的测定——测定方法
- Ca
- KMnO₄ 滴定法、EDTA 滴定法。
- Fe³⁺
- 硫氰酸钾比色法。
- Fe²⁺
- 邻二氮菲比色法。
第18页：AAS法分析痕量金属元素
AAS 法分析痕量金属元素
- 原理
- 被测元素受到纯物质制成的光源辐射后吸收能量产生共振吸收，使原子从基态跃迁到激发态，产生特殊的谱线。
