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7.3 食品中矿质元素的营养性及有害性
7.3.1 食品中矿质元素的营养性
可归纳如下：
（1）矿质元素是人体诸多组织的构成部分。如Ca、P、Mg等是骨骼、牙齿的主要成分。
（2）矿质元素是机体内许多酶的组成成分或激活剂。如Cu、Zn、Mg等。
（3）人体内某些成分只有矿质元素存在时才有其功能，如VB12中的Co，血红素中的Fe，甲状腺素中的I等。
（4）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均与矿质元素有密切关系。
决定食品中矿质元素的营养性大小有两个方面：一是功能性，二是生物利用率或生物利用度（bioavailability）。影响食品中矿质元素利用率的影响因素主要有：食品中矿质元素的存在状态和其他影响因素，如抗营养因子等。
Fe，主要在小肠上部被吸收。食物中的铁可分为血红素铁和非血红素铁。血红素铁来自动物食品中的血红蛋白和肌红蛋白，属二价铁，可被肠粘膜直接吸收而形成铁蛋白，供人体利用。非血红素铁主要来自植物性食品中所含的铁，属三价铁。三价铁只有还原成为二价铁的可溶性化合物才能较容易被吸收。因此，动物源食品中的铁的吸收利用率远高于植物源食品中的铁。
铁的吸收利用率除与食品来源、存在状态有关外，还与饮食结构有关。饮食铁的吸收还与个体或生理因素有关。人体必需矿物元素的营养性，除与其含量有关外，还与其价态、化学形态等有关。表7-4 影响食品中矿质元素利用因素一览表：
| 影响矿质元素生物利用率因素 | 实例 |
| 食品中矿质元素的化学形态 | 男溶解的形态不易被吸收；稳定的螯合物不易被吸收；血红素铁比非血红素铁更易被吸收等 |
| 食品配体 | 形成可溶性螯合物的配体可增强某些食物矿质元素的吸收性；难消化的高分子量配体可减少吸收；与矿质元素形成不可溶性螯合物的配体可能降低吸收性等 |
| 食品成分中氧化还原反应活性 | 还原剂加强铁的吸收；氧化剂抑制铁的吸收 |
| 矿质元素间的交互作用 | 一种矿质元素的浓度过高时，会抑制其他矿质元素吸收，如钙抑制铁的吸收，铁抑制锌的吸收，铅抑制铁的吸收等 |
| 消费者的生理状态 | 体内矿质元素含量不足时为正调节增加吸收量，含量充足或过量时为负调节减少吸收量；吸收障碍症会阻碍矿质元素和其他营养物的吸收；年龄影响矿质元素的吸收等 |
7.3.2 食品中矿质元素的有害性
任何一种元素都有正、反两方面的效应，尤其是微量元素大多存在有较敏感的量效关系。必需元素虽是人体所必需的，但摄入过多也会产生有害性。
食品中微量元素的营养性或有害性除与他们的含量有关外，还与以下因素有关：
（1）微量元素之间的协同效应或拮抗作用。
（2）微量元素的价态。有害金属元素的毒性与元素的赋存形态有密切关系。
（3）微量元素的化学形态。
（4）重金属元素的中毒机制:
①重金属元素破坏了生物大分子活性基团中的功能基；
② 置换了生物分子中必需的金属离子；
③改变了生物大分子构象或高级结构。
在生物分子中，蛋白质、磷脂、某些糖类和核酸都具有许多能与金属离子结合的配体。
细胞壁、细胞膜及其他细胞器膜是金属元素进入生物体内或细胞器的主要屏障。一般，金属离子所带电荷越小，亲脂性越大，它就越容易透过生物膜。
金属元素还能引起膜通透性改变，细胞膜及亚细胞器膜结构脂类过氧化降解对生命系统将是致命性的。脂类过氧化作用是细胞损害的一种特殊形式，发生于膜脂类的多不饱和脂肪酸侧链。在正常情况下，少量金属离子的这种侵害，可被活细胞体系内一些成分进行损伤修补。
7.3.3 金属元素在周期表中的位置与其营养性及有害性关系
金属元素的毒性与各自的化学性质、电极电位、电离势、电正性和电负性等有密切关系。
7.3.4 金属元素的存在状态与它的营养性及有害性关系
（1）金属的存在形态不同其溶解性不同，从而可影响他的营养性及有害性。
（2）金属元素的形态不同，它们对生命体的作用方式也不同。
（3）其它成分的影响。Hg、Pb及Cd是目前公认的对人体有害的重金属元素，在食品中都有严格的限量要求。研究表明，生物体对有害金属元素的吸收受共存的其他组分的影响，如，脂多糖的存在有利于实验小白鼠对Hg的吸收富集。
