吃進去 ≠ 吸收到:關鍵在化學
礦物質 = 食物中除了 C、H、O、N 以外的無機元素。約 25 種對生命必需。
巨量礦物質:Ca · P · Mg · Na · K · Cl
微量元素:Fe · Zn · I · Se · Cu · Cr · Mn · F
依在組織中的濃度區分,非重要性。
約 90 種元素天然存在,~25 種對人與動物必需(週期表中的陰影元素)。
每日需求 >100 mg:Ca、P、Mg、Na、K、Cl。建構骨骼、體液平衡。
每日需求 mg–µg:Fe、Zn、I、Se、Cu、Mn、F。多為酵素輔因子。
鉛、汞、鎘:非營養素,污染進入食物,需嚴格監測。
能不能被吸收,先看溶不溶。Na⁺/K⁺/Cl⁻ 以自由離子存在、極易溶;其餘多為複合物/螯合物。
金屬陽離子是路易士酸(接受電子對),與路易士鹼(如 H₂O)配位。Fe³⁺ 形成六配位八面體 [Fe(H₂O)₆]³⁺。
多牙配位基把金屬「夾住」。可增溶(檸檬酸鐵易溶)也可沉澱/鈍化(草酸鈣不溶)。
| 礦物質 | 主要功能 | 缺乏症 | 主要來源 |
|---|---|---|---|
| 鈣 Ca | 骨骼牙齒、凝血、神經傳導 | 骨質疏鬆、高血壓 | 乳製品、豆腐、深綠蔬菜 |
| 鐵 Fe | 氧氣運輸(血紅素)、能量代謝 | 貧血(普遍)、疲倦、免疫差 | 紅肉、豆類、強化食品 |
| 鋅 Zn | 金屬酵素輔因子、基因表現 | 生長遲緩、傷口難癒 | 紅肉、貝類、麥胚 |
| 碘 I | 甲狀腺激素合成 | 甲狀腺腫、克汀症 | 碘鹽、海帶、海鮮 |
| 硒 Se | 抗氧化(過氧化酶組分) | 克山病(心肌病) | 高硒土壤穀物、肉 |
| 鈉 Na | 細胞外液量、血壓、運輸 | 罕見;過量→高血壓 | 加工食品(添加鹽) |
點欄位可排序。注意:很多礦物質『過量也有害』——安全範圍雖寬,仍靠體內恆定維持。
生物利用率 (bioavailability) = 攝入後真正被吸收並利用的比例。
鐵有兩種形式,命運大不同:
示意數據:血基質鐵(肉)吸收率高且穩定;非血基質鐵(植物)低,且強烈受維生素C(↑)與植酸(↓)影響。
灰分高 ≈ 礦物質多,但不分種類也不代表可利用——要知道是哪種、補得到多少,需個別分析 + 生物利用率。
約 500–550°C 高溫灼燒,有機物全燒掉,殘留的灰即為總礦物質。
灰分是『近似分析』六項之一(水/灰/蛋白/脂/纖維/碳水)。
原子吸收 (AAS)、感應耦合電漿 (ICP) 可精準測單一元素含量。
食鹽加碘是史上最成功的公衛強化之一,大幅減少甲狀腺腫。
麵粉、穀片加鐵與鋅,對抗普遍的缺鐵性貧血。
Ca²⁺ 交聯果膠/大豆蛋白 → 豆腐、果醬、低甲氧基果膠膠凝。
緩衝、膨發劑(泡打粉)、乳化鹽(加工乳酪)。
風味、保藏(降低水活性)、調控蛋白質功能。
過渡金屬催化脂質氧化與變色——是『劣變』的幫兇。
這些元素沒有營養功能,以污染物形式進入食物。食品化學/法規的任務是監測與降低暴露。
兒童學習/行為障礙、貧血、腎損。來源:舊焊錫罐、含鉛汽油、陶釉。
甲基汞在長壽肉食性魚累積(生物放大);麻木、視聽損傷、腎損。
腎損、骨病(痛痛病)、致癌。來源:污染土壤的穀蔬。
柳橙、番茄、彩椒——把 Fe³⁺ 還原成 Fe²⁺。
同餐少量肉/禽/魚即可提升整體吸收。
浸泡/發酵降植酸;正餐別配濃茶咖啡。
礦物質的故事,是一場溶解度與螯合的攻防:誰把礦物質留在可溶、可吸收的形式,誰就贏。讀懂這套化學,你就能解釋『為什麼菠菜補鐵沒用、為什麼要加碘鹽』。
自評:我能分巨量/微量、說出 3 個增進與 3 個抑制鐵吸收的因子、並解釋灰分代表什麼嗎?