矿物质

矿物质营养强化剂（钙、铁、锌、镁、锰）

邢绍平

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

1

矿物质营养强化剂

矿物质，又称无机盐，在营养学上是指构成机体组织和维持生物体正常生理活动所必需

的某些元素。三种矿物质（钙、镁、磷）和六种微量矿物质（铜、氟、碘、铁、锰、锌）强

化剂常用于食品的强化。但在公共用水和瓶装水中，氟被限制使用。其他一些矿物质，如铬、

钾、钼、硒和钠一般不作为添加剂使用，一方面因为大多数食品中均含有这些矿物质，另一

方面是因为各国DRI很少对这些矿物质摄入水平进行规定。

尽管矿物质正越来越多地被添加到食品中，但是，不同国家限定能够进行宣传的品种

并不相同。美国食品标签法规（FoodLabellingRegulations）允许对磷、镁、铁、锌、钙和

碘进行宣传，而其他一些在食品强化中得到应用的矿物质，如硒、铜和锰等，现在尚不允许

进行宣传。

相对维生素来说，矿物质优点在于具有良好的稳定性，在食品加工和贮藏条件下通常

表现出极好的稳定性；缺点或困难在于生物可利用度和溶解性差，易与其他营养素发生不利

的相互作用，并且易导致食品色泽发生变化等。例如，若食品中存在铁、铜和锌，则会导致

偶氮颜色消退。在为特定产品选择合适形式的矿物质是需格外仔细，必须考虑产品配方中的

其他原料和营养素的特性。因为使用高浓度矿物质强化剂存在的这种潜在感官和风味问题，

因而选择强化剂是，需要仔细考虑。

由于新陈代谢的结果，每天都会有一定量的无机盐排出体外，人体所需矿物质在体内不

能形成，只能通过膳食摄取来进行体外补充。而天然食品中人体所需矿物质含量又不能完全

满足人体需要,某些矿物质甚至缺少或不易被吸收，特别是近年来，人们受“食不厌精”的影

响，大部分矿物质都在加工中损失掉了，引起了多种营养素缺乏病。从我国近年来历次营养

调查来看,各类人群钙、铁、锌、硒、碘等矿物质缺乏的情况相当严重。因此，人们想办法

通过在食品中添加一些矿物质,这样不仅可以恢复食品中原有的营养元素，还可使食品中的

矿物质元素趋于平衡，提高其营养价值。实践证明,营养强化是解决人体微量营养素缺乏症，

提高国民整体健康水平的有效途径。

矿物质营养盐有很多中，根据成盐的性质，可分为第一代矿物质（无机矿物质）、第二

代矿物质（有机酸矿物质）、第三代矿物质（有机矿物质，多指氨基酸螯合矿物质）。

无机矿物质：多为主动吸收。在胃的消化过程中,消耗大量的胃酸,对胃有很强的刺激性,

易引起恶心、呕吐、食欲不振等不良反应。在体内以离子形式存在，易与其它离子产生拮抗，

影响吸收并且易对身体造成损害；吸收利用率低，易对食品感官特性造成不良影响。

有机酸矿物质：多为主动吸收。PH适中,溶解度高,对胃刺激性小，但吸收率低。有机酸

根离子存在不同程度的副作用,如乳酸钙给人引入使身体疲劳的乳酸根,醋酸钙可引起心脏痉

挛的急性毒性,LD50达不到5g/kg。

有机矿物质（多指氨基酸螯合矿物质）：多为被动吸收。它们的结构是矿物质与酸根形

成牢固的络合物,稳定性好，有良好的脂溶性,大部分以分子形式被小肠粘膜细胞直接吸收,

进入血液,吸收率高。而且以分子形式进入血浆后的矿物质源还可以在体内持续解离,延长矿

物质的释放周期,从而提高人体对矿物质的利用率，减少人体对矿物质吸收的压力。

品种的选择

矿物质营养强化剂按其来源可分为天然的和合成的两大类,其形态还可分为无机盐和有

机盐两类。一般来说,天然的矿物质比合成的易吸收；有机的矿物质比无机的生物利用率高,

有机盐中的氨基酸螯合盐生物利用率更高，且副作用小，安全性高；易溶解的比难溶解的吸

收率高；颗粒细小的比颗粒粗大的易吸收。一种好的矿物质强化剂应满足四个条件:

(1)生物利用率高

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

2

(2)是对其他营养素摄取的影响小

(3)矿物质营养素含量高

(4)是滋味平和、无异味

在对食品进行矿物质的营养强化时,原料品种的选择必需遵循以下四项基本原则,

即安全性原则、配伍性原则、高效性原则、经济性原则。

选用的品种必须符合GB2760《食品添加剂使用卫生标准》和GB14880《食品营养强化

剂使用卫生标准》的要求，还要充分考虑各组分间的相互作用和单一营养素的生物利用率，

不应对食品的感官特性产生不良影响，成本不应过高。在进行食物的元素强化时，食物对元

素的化学形态的影响,元素对食物的色、香、味、稳定性和组织结构的影响等，都是必须要

注意的。应严格选用符合质量标准规定的食品级或医药级产品，严禁选用工业级,因为在工

业中应用的原料，纯度较低，“纯度”与“含量”应该区分开来，因为含量一样的产品，纯度却

相差很远。纯度是指杂质含量情况，工业级产品存在重金属、砷盐、微生物(细菌、霉菌等)

等有害物质超过卫生标准的规定，势必影响人体的健康。如饲料级乳酸钙霉菌等微生物易超

标，虽然含量可达到USP标准要求;工业级氧化锌铅含量达到500～2000mg/kg，但氧化锌含

量仍可达到99.5%以上。有的产品即使是医药级的，重金属含量也不能满足保健食品的卫生

标准要求。目前我国强制性标准规定了最大使用量或限量的矿物质主要是七种常量元素(钙、

磷、硫、钾、钠、氯、镁)中的钙、钾、镁和14种微量元素(铁、锌、铜、碘、锰、硒、钼、

镍、氟、钒、铬、钴、硅、锡)中的铁、锌、铜、碘、锰、硒、氟、铬。下面就食品中经常

应用的钙、铁、锌、镁、锰强化剂的选择进行介绍。

一、钙

钙为骨骼正常生长和发育所必须，人体内99.7%的钙以钙盐的形式存在于骨髓和牙齿

中。在人体骨骼生长期间，钙累积速度大约每天150mg，直至20岁左右出现遗传因素决定

的骨骼峰值。男人骨骼质量保持稳定至大约50岁，女人至绝经期。此后钙平衡变为负值，

出现全身性骨质流失现象。

作为人体内7大元素之一，钙在一般人体内的总含量为700-1400g，除作为骨髓、牙齿的

主要的成分外，它既是维持组织细胞渗透压和保持体内酸碱平衡的无机盐之一，又是以一定

比例与钾、钠、镁共同维持神经、肌肉兴奋性和细胞膜的正常通透性。最近研究表明，钙营

养与骨质流失、结肠癌和高血压有关。例如，高血压病的发生与发展与钙的缺乏有密切关系。

高血压病人与正常人相比，前者每日摄入量约670mg，后者每日890mg。动物实验，将钙质

注入正常动物体内发现血压下降，注入有高血压的动物体内可使病情缓解。因此，高血压病

人，尤其是中老年高血压病人，增加摄入含钙的食品，对控制及缓解病情有一定益处。

1人体对钙的需要量及补充量

矿物质的摄入剂量及相关生理功能之间的剂量-响应关系

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

3

大多数矿物质营养素的过低和过高摄入都会导致生理功能的损害

摘自（UnderwoodEJ,MertzW,1987）

从上图中可以看出，人体对矿物质营养素的摄入量不能过低，也不能过高。过低会使矿

物质营养素缺乏而导致各种疾病，而过高会影响人体的代谢失衡，并且使细胞外渗透压增大，

对人体产生毒副作用。

2000年出版的《中国居民膳食营养素参考摄入量》中推荐钙的每日适宜摄入量(AI)见

表

表中国居民膳食锌参考摄入量（DRIs）单位：mg/d

年龄（岁）钙AI（mg）年龄（岁）钙AI(mg)

0-0.53000.5-1400

1-46004-11800

11-18100010-50800

>501000孕妇（4-6个月）1000

孕妇（7-9个月）1200乳母1200

英国健康协会专家协调组（简称NIH）在1994年修改了钙的推荐摄入量，对每个年龄段

钙的每日允许摄入量作出新推荐。特别值得注意的是，青少年/青年人和老年人的每日允许

摄入量从过去的800-1200mg/day增加到1500mg/day。

表NIH推荐的最佳钙摄入量

年龄群钙AI(mg)年龄群钙AI(mg)

婴儿25-65岁（男）1000

初生-6个月40065岁以上1500

6-12个月600女人

儿童25-50岁1000

1-5岁80050岁以上（绝经后）

6-10岁800-1200雌激素用药期间1000

青少年/青年人非雌激素用药期间1500

11-24岁1200-150065岁以上1500

男人妊娠期和哺乳期1200-1500

而实际钙摄入量即每天从膳食中实际得到的钙营养素数量，据第三次全国营养调查报告

指出，我国人均每日钙摄入量仅为中国营养学会推荐的钙摄入量标准的50%（黄太富，

2006）。为补充钙的不足,首先应调整膳食结构，多吃含钙高的食品如奶制品、豆制品，尤

其是牛奶，是含钙量最为丰富的食品之一，而且牛奶中的钙磷比例最适合钙的吸收。如饮食

不能充分补充，特别是18岁以前由于生长发育的需要，身体对钙的需求量增大，50岁以后,

消化系统老化，导致钙的吸收率降低,同时钙的流失增大,则应选择钙制剂补充钙元素的不足。

2钙的生理功能及钙的吸收

2.1钙在人体内的生理功能多种多样,纷繁复杂,主要表现在如

下几个方面:

2.1.1维持机体凝血功能

钙可以促进血小板的释放，促进血小板介导的凝血过程，还可以直接作为凝血复合因子,

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

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促进凝血过程。

2.1.2维持骨骼、牙齿的坚固,参与神经肌肉的调节,维持骨骼肌和心

脏正常的舒缩功能。

人体内钙的99%是以稳定钙的形式存在于骨骼及牙齿中，维持着骨骼及牙齿的坚固，一

旦缺乏，容易导致骨骼的形成不全、发育不良、易骨折或骨质疏松等。

2.1.3神经冲动传导的必需物质

钙能促进神经介质的释放，调节激素的分泌，维持神经冲动的传导。钙还有镇静作用，

体内缺钙时，可引起神经兴奋性增高,导致抽搐,失眠、乏力等及免疫力下降而感染各种疾病。

2.1.4维持细胞膜的通透性及完整性

钙可降低毛细血管的通透性、防止液体渗出,控制炎症与水肿。很多过敏性疾病,如哮

喘、寻麻疹、湿疹等都与缺钙有关。

2.1.5参与免疫反应

钙能加快吞噬细胞的吞噬过程，可以增加机体的免疫力。如体内钙能促进有益菌团增

加，抑制大肠杆菌等致病菌，从而减少了肠炎的发病率（龚广予,李明等，1999）。

2.1.6参与多种酶的激活过程

钙对酶激活不起主要作用,但钙是琥珀酸脱氢酶等一些酶的活化剂。除上述药理作用外,

钙还有诸如降压、降胆固醇、预防高血压、心脑血管疾病、降低肠道粘膜增生,减少结肠癌

的发生等药理作用。

2.2钙的吸收

钙的吸收取决于钙在食品中的浓度和抑制剂或促进剂的存在（Miller,1989,Weaver,

Plawecki,1994）。钙的吸收与摄入钙的浓度的对数在一个较大的摄入量范围内成反比

（Heaney,Weaver,Fitzsimmons,1990.）。膳食中钙的主要抑制剂是草酸盐和植酸盐，草酸盐

的抑制作用更大。纤维对钙的吸收影响不明显（MillerDD,1989,WeaverCM,PlaweckiK

L.1994）

钙的吸收部位主要在肠道,有两种吸收方式:离子钙吸收和分子钙吸收。

2.2.1离子钙吸收

钙离子的主要吸收途径为通过依赖维生素D的钙结合蛋白转运作用吸收，钙结合蛋白与

钙离子有很高的亲和力，有饱和度，为主动转运过程，而分子钙则不能被转运。钙离子还可

以通过细胞膜的渗透作用而被吸收，不需维生素D，但只有少量的钙离子的吸收以此种方式。

2.2.2分子钙吸收

主要是指具有生物活性的分子型钙源(如L-苏糖酸钙、L-天门冬酸钙、氨基酸螯合钙等)

进入体内后，只有少量分解成钙离子,其余大部分仍以分子态存在并以这种形式被小肠粘膜

直接吸收进入血液。分子型钙源在吸收过程中，不受胃酸分泌量的影响，不需要维生素D的

参与，吸收率比较高。如张经坤（张经坤，2000）认为：人体是直接地整体吸收氨基酸螯合

钙，氨基酸螯合钙是由食物中经胃离解成的Ca2+和来自小肠分泌的氨基酸螯合而成，以氨基

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酸螯合钙作为补钙剂把食物在胃里的消化、小肠氨基酸的分泌及两者在小肠的螯合三个过程

统一，理论上近乎完全吸收,具有量小、高效、无阴离子污染等特点。

2.2.3影响钙代谢的几个因素

在采用配方奶粉来喂养婴儿时，配方奶粉和母乳喂养婴儿生长发育存在差异，如易感染、

免疫力低下、上火、便秘等。有研究表明，植物油配方奶粉喂养婴儿容易便秘，婴儿钙吸收

率较低，骨密度较低，大便中干物质含量较高等。因此研究婴儿配方奶粉中提高钙吸收率降

低钙排泄率的机制非常重要，同时近期发生的配方奶粉喂养婴儿肾结石问题，越发显得钙吸

收的重要性。有人认为钙代谢可能与肾结石存在关联，而影响钙代谢因素的主要原因有：（1）

非蛋白氮的影响，如三聚氰胺。（2）钙的补充剂的选择及用量。（3）添加剂对肾及脏器的

损伤。（4）自身生理状况。如甲状腺激素（调节钙在小肠的再次吸收）（Bass,Chan,2006）、

维生素D、酪蛋白磷酸肽（cpps）、维生素A、降血钙素在体内的平衡、位于Sn-2位置的棕

榈酸的含量（棕榈酸不仅能降低婴儿对钙的吸收，也能使婴儿的骨矿化，降低婴儿的骨密度，

只有Sn-2位置的棕榈酸可以促进婴儿的钙吸收）（Camielli,etal.,1996）等

3钙制剂的种类及特点

目前市场上销售的钙制剂有很多种,根据成盐的性质,大致可以分为以下几类:

3.1第一代钙剂（无机钙）

主要的存在形式有碳酸钙、氯化钙、磷酸钙、氧化钙等,如动物鲜骨、珍珠粉、贝壳以

及化学合成的碳酸钙等。这一类钙剂主要以无机盐为主,钙含量高,但碱性大,在胃的消化过程

中,消耗大量的胃酸,对胃有很强的刺激性,易引起恶心、呕吐、食欲不振等不良反应。那些天

然的珍珠粉、贝壳中的钙也主要是以无机盐形式存在,并不具有生物活性,而且很有可能受到

污染。

3.2第二代钙剂（有机酸钙）

主要存在的形式有乳酸钙、醋酸钙、葡萄糖酸钙、柠檬酸钙等，这类产品的特点是含钙

量低，PH适中，溶解度高，但吸收率低，且存在不同程度的副作用，如乳酸钙给人引入使

身体疲劳的乳酸根，醋酸钙可引起心脏痉挛的急性毒性，LD50达不到5g/kg。

3.3第三代钙剂（有机钙，多指有生物活性的氨基酸钙）

其具有代表性的钙源有L-苏糖酸钙、L-天门冬氨酸钙、甘氨酸钙等，它们的结构是钙与

酸根形成牢固的络合物，有良好的脂溶性，大部分以分子形式被小肠粘膜细胞直接吸收，进

入血液,吸收率高。而且以分子形式进入血浆后的钙源还可以在体内持续解离,延长钙的释放

周期，从而提高人体对钙的利用率。

4钙制剂的选择

合理选择钙制剂,需从以下几个方面考虑:

4.1钙含量及使用量

在众多的钙制剂中钙的含量有很大的差别。从钙盐的百分含量来看，以碳酸钙的百分含

量最高，达40％，葡萄糖酸钙最低，只有8．9％；含钙量在l0％-20％之间的有植酸钙镁、

乳酸钙、甘油磷酸钙等；含钙量在21％-30％之问的有柠檬酸钙、磷酸氢钙和氯化钙等。但

是钙含量不是主要的补钙因素，不改的关键还是要看吸收。

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有几种钙盐强化剂商品可供食品制造商选用，如碳酸盐、磷酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐和

葡萄糖酸盐等，一般地，不同来源钙质的相对吸收率在正常剂量范围内与剂量成正比。一个

负责任、希望创造优质品牌的制造商必须考虑：采用何种钙强化剂，方能够在考虑效果、价

格比、符合各种宗教饮食戒律等因素基础上，保证强化食品的钙质具有高生物利用率，对其

他营养素吸收干扰小，并且对产品的粘度、口感和滋味影响最小。这里主要介绍数种最常用

钙强化剂。

4.2钙的吸收

4.2.1离子钙的吸收

Harvey等人认为，在动物体内，许多金属离子的吸收发生在小肠处，这些金属离子首

先要同氨基酸生成鳌合物，这种赘合物的稳定性可以保证以整体进人细胞，也就是说氨基酸

鳌合物是被整体吸收的，进人细胞之后，鳌合物在细胞中自动断开鳌合键，分解成氨基酸和

金属离子，它们分别被利用(Harvey,1986)。没有被氨基酸螯合的钙离子很难被被动扩散到细

胞内，原因是尽管细胞外的钙浓度在2-3mmol/L之间，远远超过了细胞内的钙浓度（约为万

分之4-8mmol/L），但是由于钙离子所带的正电荷和高度的水合状态，会阻碍它顺利地通过

细胞膜上双层类脂的疏水区，因此钙很难通过简单的被动扩散进入细胞内（洪昭毅,2006）。

人体对钙的吸收是一种非常复杂的生理过程，不同的无机钙或有机钙制剂，其溶解度差

别很大，但在体内的吸收程度差别不是很大，大多在30-39%之间。而且这种以离子形式吸

收的钙制剂在体内的吸收会受到很多因素的影响:

(1)维生素D可以促进吸收，维生素D3在肝、肾羟化酶的作用下转化成1、25二羟基D3，从

而加速钙的吸收和转运，同时1、25二羟基D3还可增加远曲小管对钙、磷的重吸收。

(2)合适的钙、磷比例，肠道吸收钙最理想的钙磷比是2:1。

(3)生理状态的不同也同样影响钙的吸收率，生长旺盛期、妊娠、哺乳期及缺钙时,钙的吸收

率会相对高些；而年老及绝经后,因激素分泌不足而使钙的吸收率下降。

(4)钙的摄入量不同，吸收率也不同。

(5)酪蛋白钙肽(CCP)、乳糖、蛋白质等可促进钙的吸收，钙与CCP结合形成可溶性钙，提

高了吸收率;乳糖水解成的半乳糖和葡萄糖能改善钙吸收，另乳糖在肠道内经肠道菌发酵

产酸，降低了肠道的pH值，促进钙吸收；蛋白质被分解成氨基酸,其中的某些氨基酸与

钙形成可溶性钙盐而促进钙吸收。

(6)草酸、植酸和磷酸盐与钙形成不溶解的盐类而使钙不能被吸收利用。以分子形式吸收的

有机酸螯合钙则不受这些因素的影响，吸收率也非常高,有的高达90%以上。

4.2.2分子钙的吸收

以氨基酸钙作为补钙剂，由于氨基酸钙是整体被吸收，不解离出钙离子，就不可能发生

假定的一蛋白同钙离子的络合反应，因此维生素就失去了作用。氨基酸鳌合钙符合人体吸

收钙的生理过程，从根本上排除了阴离子的污染，具有用量小、效率高、易被吸收、无毒副

作用的特点。

由于氨基酸同钙离子发生了鳌合反应，鳌合物具有很高的稳定常数，反应很容易进行完

全，因此人体对钙的吸收率同钙源在体外的溶解度没有相关性文献报道，只有经肠道吸收的

钙，才可以进人细胞外液，并沉积于骨组织(Ekhard,Ziegler,Filer,1998,Heaney,Recker,

Weaver,1990)。因为人体吸收的是氨基酸鳌合钙，这种鳌合物非常稳定，解离常数非常小，

只要发生了氨基酸同钙离子的鳌合反应，反应就会迅速向着生成鳌合物的方向进行，而且进

行得很完全因为反应中由于氨基酸鳌合物沉淀而脱离了反应体系，所以反应物就会不断自发

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

7

地解离出钙离子，使反应向着生成沉淀的方向进行，直至完成，这是热力学性质，反应自发

所决定的，也是化合物稳定性竞争的结果，所以和钙源在体外溶解度大小没有相关性。

我国GB2760《食品添加剂使用卫生标准》、GB14880《食品营养强化剂使用卫生标准》

有关规定列出几种钙盐的使用标准及特点（使用范围没标注的为没有国标支持的）

名称分子式相对分子

质量

钙含量%溶解性

（%）

肠对钙元

素吸收率

特点使用氛围每千克使用

量(g)

第一代

钙剂（无

机钙）

生物利

用率低

无水氯

化钙

CaCl2·2H2O110.0927.26-36.1167.12很低浓度的氯化钙对成

骨细胞的增殖与分化有

抑制作用,并随其浓度的

增加而增强。

软饮料0.44~3.7

碳酸钙CaCO

3

100.0940.040.153

393

有良好的吸收率,收载

1995年版《中国药典》,

其价格合理,服用方便,现

已成为剂型最多、应用最

广的补钙产品，但对胃负

荷大。

婴幼儿食品

谷类及其制品

饮液及乳饮料

乳粉

软饮料

豆奶粉、豆粉

软饮料

藕粉

即食早餐谷类

食品

饼干

儿童配方粉

冰淇淋类、雪糕

类

7.5-15

4-8

1-2

7.5-18

0.4-1.2

4~20

0.4-3.4

6-8

2-7(以Ca

计)

2.67-5.33

3-6

2.4-3

硫酸钙CaSO

4

·2H

2

O172.1825.280.4

焦磷酸

二氢钙

CaH2P2O7216.0518.55

磷酸二

氢钙

Ca(H2PO4)2·H

2O

252.0815.901.8

无水磷

酸氢钙

CaHPO4136.0623.29-29.46婴幼儿食品

谷类及其制品

饮液及乳饮料

可可粉及其他

口味营养型固

体饮料

19-38

10-20

2.5-5

2.5-9(以钙

计)

磷酸氢

钙

含5个结

晶水

CaHPO4·5H2

O

含乳固体饮料44-55

磷酸钙Ca

3

(PO

4

)

2

310.1938.76豆奶粉、豆粉

作为钙源，

婴幼儿配方粉

3-20

GBl4880规

定

3-6（以钙

计）

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

8

学龄前儿童配

方粉

干酪

3-6（以钙

计）

10（以钙计）

活性钙食盐、肉松5-10

天然生

物钙

钙盐主要为

氢氧化钙和

氯化钙

含钙量少,对胃刺激性大,

易引起恶心、呕吐等不良

反应,且大都含有超标的

砷、铅、镉等有害元素,

前景不应乐观,但由于价

格较低,目前仍有一定市

场。

骨质磷

酸钙

按GB14880规

定

钙运动营养食品150-1500m

g/d

第二代

钙剂（有

机酸钙）

吸收率

在

30%-40

%

对胃肠

刺激性

大，生物

利用率

低

甘油磷

酸钙

CaC3H5(OH)2

PO4

210.1419.07<2.0用量在1%以下,可以有

效地防止龋齿

富马酸

钙

25.9具有３５微米或更小的

平均颗粒粒径并且具有

可以作为抗结块剂或流

动剂的功能。每份混合物

使用的含量低于适合增

加钙的量，一般为50mg

以下／每份，仅是

1000mg钙US百分比日值

的5%。

醋酸钙C

4

H

6

CaO

4

·H

2O

176.182929.7无需胃酸分解,可直接被

人体吸收迅速补钙。

醋6-8（以钙

计）

柠檬酸

钙

Ca3(C6H5O7)2·

4H2O

570.5021.071.49

324

钙质具有特殊的吸收机

制、生物可利用度高，对

胃酸分泌状况依赖程度

低，对其他营养素摄取影

响小，味道平和，气味适

中，可用于多种强化食

品。

谷类及其制品

饮液及乳饮料

软饮料

软饮料

8-16

1.8-3.6

0.76-2.3

0.76-6.5

葡萄糖

酸钙

(C6H11O7)2Ca·

H2O

448.409.16-9.373.6

273

葡萄糖酸钙水溶性好,是

经典传统钙源,已被列入

国家药典,其含钙量低,患

者服药依从性差,受到了

一定限制,但因其价格低

廉而仍占一席之地

谷类及其制品

饮液及乳饮料

软饮料

软饮料

18-36

4.5-9

1.78-5.3

1.78~14.9

五水乳

酸钙

C6H10O6Ca·5

H2O

308.3113.001.13

304

含钙量低,单纯制品越来

越少,多与其它钙盐一起

婴幼儿食品

谷类及其制品

23-46

12-24

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

9

三水乳

酸钙

C6H10O6Ca·3

H2O

272.3114.701.24

304

制成复方制剂应用，其水

溶性好,价格便宜。

饮液及乳饮料

鸡蛋黄粉

鸡蛋白粉

鸡全蛋粉

软饮料

果冻

软饮料

3-6

3—5

1．5—2．5

2．25—3．75

1.2-3.7

3-6

1.2~10.4

以乳酸钙计

珍珠乳

酸钙

按GB14880乳

酸钙使用范围

使用量

枸橼酸

苹果酸

钙

按GBl4880规

定执行

泛酸钙C

18

H

32

O

10

N

2

C

a

476.558.59每公斤婴幼儿食品中添

加15~28mg(以泛酸计)、

每公斤饮液中添加2~4

mg(以泛酸计)。

丙酮酸

钙

C6H6O6Ca214.19约20具有加速脂肪消耗、减

轻体重、增强人体耐

力、提高竞技成绩等功

效；对心脏有特殊的保

护作用

乳化碳

酸钙

40克服了碳酸钙的缺陷，

可悬浮在溶液中，易吸

收。

第三代

钙剂（有

机钙，多

指氨基

酸螯合

钙）

溶解率、

吸收率

和生物

利用率

较高

溶解率：

60-80%

吸收率：

>90%

L-天门

冬氨酸

钙

（螯合

型）

23.4>90具有生物活性结构的有

机钙,其化学结构稳定,水

溶性好,人体吸收率高,属

于现今钙营养强化剂中

最新一代的产品

作为钙源按

GBl4880有关规

定执行

甘氨酸

钙

>90双五元环的构型,稳定性

高,相对分子质量小,脂溶

性好，人体吸收率高,但

制备时由于高温,产品易

变黄且纯度低、收率低,

需要耗能大的设备,易混

入杂质,其生产工艺有待

改进

作为钙源按

GBl4880有关规

定执行

L-

苏糖酸

钙

是由抗坏血

酸、过氧化

氢、碳酸钙

化合而成

95左右具良好的脂溶性,无需消

耗大量胃酸,不用维生素

D强化,能以分子形态直

接被人体吸收,是唯一通

过国家卫生部鉴定证明

作为钙源按

GBl4880有关规

定执行

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

10

吸收率高达95%的新一

代分子型补钙产品,可达

补钙、补维生素C的双

重效果

本表部分数据来自（刘雅春，2004；程元元，2007；杨志玲，2007；王金龙,姚鲁也,陈

孝治，1999）

4.3安全性

钙制剂的另一个重要的指标就是安全性，一般无机钙的碱性比较大，水溶性低，对胃的

刺激性较大，如活性钙，主要成分是氢氧化钙，PH高达12，根本就不适合作为药用。以动

物鲜骨、贝壳等为原料的一些天然钙制剂，则由于环境污染的问题,有可能受到某些重金属

如砷、汞、铅、镉等有害物质的污染,需引起注意。有机酸钙也存在不同程度的副作用，如

醋酸钙可引进心脏痉挛的急性毒性，乳酸钙易引起人体疲劳。

4.4性价比

补钙是个长期的问题，因此在选择钙制剂时要考虑价格因素，及常用的几种钙制剂的性

价比。

5.钙制剂的发展与展望

5.1制剂技术的改进

比较瞩目的为999纳米钙，采用超微化技术通过使碳酸钙晶型重组，成功地解决了钙制

剂溶解速度和吸收率，从而使生物利用度增加，是钙剂的研究发展方向之一。

5.2新的盐类合成

比较突出的为氨基酸钙盐的台成，主要有氨基酸螯合钙、L-天门冬酸钙等，如氨基酸螯

台钙制剂乐力，不仅解决了钙元素的吸收，且同时补充有9种微量元素，是很有发展前景的

钙制剂

5.3复方钙制剂

主要以葡萄糖酸钙加磷酸氢钙，或泛酸钙、乳酸钙等，形成有机酸钙盐加无机酸钙盐的

混合钙盐制剂，有的尚伍用了维生素D，以增加钙的吸收。此类复方制剂亦不失为很有潜力

的钙制剂。

6讨论

6.1钙制剂与其他药物的相互作用

钙能增加强心苷类药物的毒性;与异烟肼、四环素抗菌药物可形成螯合物，影响吸收，

从而使其抗菌疗效降低；与苯妥英钠形成不吸收的化合物，影响其药理作用；钙剂与噻嗪类

药物合用可发生高钙血症（王艳兰,2001;徐春丽,潘秀芳,2004）。

6.2钙剂对其他微量元素的影响

钙能促进肠道锰、锌、铝的吸收，对年龄较大者,服用钙制剂时，应警惕铝在体内的贮

存增多，而造成对骨及中枢神经系统的影响;钙制剂减少铁剂的吸收，同时服用铁剂和钙剂，

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

11

可使铁剂的吸收减少50%，从而降低铁剂的疗效（王艳兰,2001）。

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

12

二、铁

人体需要铁来合成血红蛋白、肌红蛋白等运养蛋白，生成血红素酶和其他对于产生能量、

免疫防御和甲状腺功能至关重要的汗铁酶蛋白。成人体内含铁量约为4-5g，其中2/3以上存

在与血红蛋白中，另外3%的铁存在于肌红蛋白、细胞色素酶、过氧化氢酶和氧化物酶中，

其余的贮备于肝脏、脾脏及骨髓中。正常情况下，集体通过调剂铁的吸收，补充每日约1-1.5mg

的自然流失。铁的排泄机制尚不清楚。铁吸收量不足时，显示动用贮存铁，接着会造成输送

到骨髓的铁质不足，最后导致血红蛋白水平下降，产生缺铁性贫血或营养不良性贫血。缺铁

性贫血影响到全是世界约10亿人口，在发展中国家的婴儿、儿童和育龄女性中最为流行，收

拾高达50%以上。即使在欧洲，约有5%-20%的人患有或轻或重的缺铁性贫血，因而人们对

铁强化食品倍感兴趣。缺铁性贫血可减缓儿童智力发育，增加分娩时女性死亡率和婴儿夭折

率，降低工作效率，降低对感染的抵抗力。

1.人体对铁的需要量及补充量

中国居民膳食铁参考摄入量（DRIs）单位：mg/d

年龄/岁适宜摄入量（AI）可耐受最高摄入

量（UL）

铁需要量a膳食中铁生物利

用率b%

0-0.50.310--

0.5-110300.88

1-412301.08

4-712301.08

7-1112301.08

11-14男16501.1-1.38

11-14女18501.4-1.58

14-18男20501.68

14-18女25502.08

18-50男15501.218

18-50女20501.698

50-15501.218

孕妇（中期）2560415

孕妇（后期）3560720

乳母25502.08

注：a.各人群铁需要量。b.膳食中贴的生物利用率：考虑我国膳食特点，估测为8%。有研究

表明孕妇在低二个3个月可将吸收率提高一倍，在第三个3个月时甚至提高4倍，分别取15%

和20%。

0-0.5岁：足月新生儿自身铁储存量及每天从母乳摄入0.3mg可满足其4-6个月的生长需要。

0.5-1岁：每日损失铁量加生长需要量约0.8mg（0.7-0.9mg）。

1-4岁：断乳期铁需要量为一生中相对最多，接近成年男子，定为1.0mg。

2.铁的生理功能及铁的吸收

2.1铁的生理功能

铁是人体中必需微量元素含量最多的一种，是血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素酶以及某

些呼吸酶的主要成分，在体内参与氧和二氧化碳的转运、交换和组织呼吸过程。另外，铁与

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

13

红细胞的形成和成熟有关，铁还有催化β-胡萝卜素转化为维生素A、嘌呤与胶原的合成、抗

体的产生、脂类从血液中转运以及药物在肝脏的解毒等功能（郭红卫，2005）。缺铁或铁的

利用不良，将导致氧的运输、贮存，二氧化碳的运输及氧化还原等代谢过程紊乱，影响人体

生长发育甚至导致贫血等各种疾病的发生。机体若贮存铁或摄入铁不足，则出现缺铁性贫血

（汪学荣，王飞，2007）。缺铁性贫血是世界范围内最常见的一种营养素缺乏病，在发展中

国家尤为突出，据调查，我国缺铁病人高达2亿人，缺铁性贫血发生率高达20%，在孕产妇

和学龄前儿童中的发生率高达40%以上。近年来，人体补铁剂的开发与生产已成为我国营养

学界、食品学界的重要课题。

2.2铁的吸收

铁营养强化剂主要成分为无机铁和有机铁两种，按在人体的存在形式可分为血红素铁和

非血红素铁两大类。一般来说，Fe2+较Fe3+更有利于人体吸收，有机铁比无机铁对肠胃刺激

性小且易于吸收，血红素铁较非血红素铁易于吸收。但是要注意摄入Fe3+的量，因为Fe3+可

以将体内的一些还原物质及不饱和脂肪酸及蛋白氧化，产生副作用；将Fe3+加入到配方奶粉

中，会将乳清蛋白及一些维生素、不饱和脂肪酸类物质氧化，严重的会造成产品的理化性状

出现问题。铁在人体内的吸收主要通过小肠，因此补铁剂的主要设计思路就是通过各种方式

使铁离子控制释放，最好在十二指肠部位最大程度释放，而在胃肠道其他部位不释放或少释

放。

2.2.1血红素铁吸收

血红素铁与非血红素铁吸收机制不同，它的吸收很少受到饮食组成的影响，吸收率一般

在15-35%，取决于消费者铁营养状况，主要是食用瘦肉。血红素铁可直接被肠粘膜上皮细

胞吸收，不受消化液或其他食物因素影响，因而一般认为血红素铁比非血红素铁的生物利用

率要高。血红素铁进入肠道粘膜细胞后以卟啉铁络合物的形式存在，在肠粘膜上皮细胞内血

红素的卟啉环被血红素切割酶打开，释放出游离铁，铁吸收进入肠粘膜细胞后以铁蛋白的形

式贮存在细胞浆中。

2.2.2非血红素铁吸收

非血红素铁的吸收率受到肠道内结合铁质的膳食组分的强烈影响。非血红素铁吸收率可

能在1%-90%之间波动，通常在1%-20%之间。非血红素铁的吸收机理比较复杂，食物中的非

血红素铁一般为Fe3+，食物中的还原性物质如抗坏血酸、含巯基化合物在体内可将其还原成

Fe2+，使之利于吸收。目前认为肠黏膜细胞摄取非血红素铁分两条途径（王贵娟,2002）:一

是变异铁蛋白-整和蛋白途径(IMP)，主要促进Fe3+吸收；另一个是DMT-1(Nramp-2)途径，

主要吸收Fe2+；而且这两条途径之间是相互独立的。铁吸收进入肠粘膜细胞后通过转铁蛋白

转运到血浆中。

2.2.3食品中其他成分对铁吸收的影响

维生素C、谷胱甘肽（邹盛勤,邓庭亭,杨利萍,2003）等还原性成分可将食物中的三价铁

还原为二价而促进吸收。而草酸盐、碳酸盐、磷酸盐、植酸盐等可与铁结合成不能溶解的多

聚体,从而使铁的吸收受阻。Hurrell(Hurrell,1993)等研究了大豆中的植酸盐对铁吸收的影响,

认为植酸是大豆蛋白分离物中铁吸收的主要抑制因素。地膳食铁生物利用度被视为缺铁性贫

血的一个主要原因。

2.2.4铁的排泄机制

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

14

铁的排泄机制目前尚不清楚。一般人体通过汗水和肾脏可排出一部分铁,正常情况下机

体每日约有1～1.5mg铁的损失。人体内的铁可分为贮存铁和功能铁。贮存铁不足20%，存

在于体内的“储铁池”中。功能铁占全身总铁量的80%以上，75%左右存在于红血球(血红蛋白)

和肌肉中(肌红蛋白)中，与血红蛋白结合的铁在血液中担负着输送氧的任务；约1%存在于细

胞色素和一些酶中，参与体内许多重要的代谢过程。铁的损耗可以分为三个阶段(姜永煌,罗

庆为,2000):第一阶段为铁减少期(1D)，此时储存铁耗竭，血清铁蛋白浓度下降。第二阶段

为红细胞生成缺铁期(IDE)，此时除血清铁蛋白下降外，血清铁也下降，同时铁结合力上

升(运铁蛋白饱和度下降)，游离原卟啉浓度上升。第三阶段为缺铁性贫血期(IDA)，血红蛋

白和红细胞压积下降。铁缺乏时可能会引起缺铁性贫血，免疫力下降，细胞色素酶系活性减

弱,导致氧化还原、电子传递及能量代谢紊乱等不良影响。

食品中铁的强化存在很多困难，原因在于许多铁强化剂的生物可利用率不高，并且存在

着色泽、风味和沉淀等问题。决定食品中铁生物利用率的因素主要包括铁的效价、溶解度、

铁螯合程度或是否形成复合物。葡萄糖酸亚铁、乳酸亚铁及硫酸亚铁是可溶性最好的盐，因

而常被用于强化软饮料，但它们也最容易产生色泽和风味问题。

相反，富马酸亚铁、琥珀酸亚铁、糖质酸亚铁等水溶性不好的化合物反而更加适于强化，

因为他们很少存在感官问题。

3.铁制剂的种类及特点

3.1第一代铁剂

主要有包括硫酸亚铁、氯化亚铁、硫酸铁钠、焦磷酸铁、焦磷酸亚铁、焦磷酸铁钠、氨

基磷酸铁等无机铁。其特点是其化学性质很活泼，极易氧化成Fe3+盐而不易被机体吸收，而

且有明显的胃肠道刺激作用，能坚持服用者甚少（尤其是孕妇），并且Fe2+在体内易产生内

源性自由基导致细胞膜脂质过氧化造成细胞膜损伤。

3.2第二代铁剂

有机酸铁盐为代表被成为第二代补铁剂，其中包括乳酸亚铁、葡萄糖酸亚铁等有机铁。

其特点是可溶性强，铁吸收利用率比第一代强，毒副作用小于第一代。

3.3第三代铁剂

氨基酸螯合铁及一些新型补铁剂。代表为FeNaEDTA、甘氨酸亚铁、血红素铁、多糖铁

复合物（PIC）、Sprinkles、富铁酵母等。其特点为高吸收率、高生物利用率、副作用低、安

全性高、稳定性及溶解性均较好。

4.铁制剂的选择

补铁剂是一类治疗缺铁性贫血的主要药物。国际上允许使用的铁剂约有30余种，我国经

全国食品添加剂标准化技术委员会审定、卫生部公布列入《营养强化剂使用的卫生标准》

（GB14880-94及GB2760-1996）中的铁剂有18种。

铁剂的选择应考虑到铁剂的吸收性、生物利用率、毒负作用、稳定性、应用范围等，介

绍一些市场常见和新型补铁剂的特点及使用量。

4.1一些市场常用钙制剂

我国GB2760《食品添加剂使用卫生标准》、GB14880《食品营养强化剂使用卫生标准》

有关规定列出几种铁盐的使用标准及特点（使用范围没标注的为没有国标支持的）

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

15

品种使用氛围每千克使用量

(mg)

备注

第一代铁剂

无机铁，特

点：多数铁剂

生物利用率

不高，容易产

生色泽和风

味问题

硫酸亚铁谷类及其制品120-240其生物利用率较高,但

是易引起脂质氧化或

食品色泽变化,安全性

好,1985年被FDA列

为GRAS。可按需要添

加到各种食品中。

饮料50-100

乳制品、婴幼儿食品300-500

高铁谷物及其制品

（每日限食50g）

方便面粉包

学龄前儿童配方粉

孕产妇配方粉

860-960

495－1005(以Fe计)

4.0－8.0mg/d

8.33－16.67mg/d

第二代铁剂，

有机酸铁。

特点：铁吸收

利用率比第

一代高，且毒

性比第一代

小

葡萄糖酸亚铁谷类及其制品200-400生物利用率高,在水中

溶解性好,风味

平和无涩味,安全性

好,1985年被FDA列

为GRAS。特别适合于

强化乳饮料。

饮料80-160

乳制品、婴幼儿食品480-800

高铁谷物及其制品

（每日限食50g）

1400-1600

食盐、夹心糖4800-6000

柠檬酸铁谷类及其制品150-290在冷水中慢慢溶解，

在热水中很易溶解，

水溶液呈酸性，受光

和热的影响逐渐还原

为亚铁盐。

饮料60-120

乳制品、婴幼儿食品360-600

高铁谷物及其制品

（每日限食50g）

1000-1200

食盐、夹心糖3600-7200

富马酸亚铁谷类及其制品70-150

饮料30-60

乳制品、婴幼儿食品180-300

高铁谷物及其制品

（每日限食50g）

520-580

食盐、夹心糖1800-3600

焦磷酸铁婴儿配方粉

较大婴儿和幼儿配方

粉

学龄前儿童配方粉

孕产妇配方粉

西式糕点

乳粉

同意作为铁源，按照

GB14880规定执行

50-110（以铁计）

50-110（以铁计）

40-80（以铁计）

83.3-166.7（以铁

计）

40-80（以铁计）

60-200(以Fe元素

计)

微溶于水及醋酸。生物

利用率较低,但产品适

配性好、不易与其他组

分发生反应。安全性好,

1994年被FDA列为

GRAS。它非常适用于

那些不适用可溶性或

部分可溶性盐的场合。

研究发现高温杀菌后

其铁生物利用率可能

增高

乳酸亚铁豆奶粉、豆粉200-500铁腥味低、吸收性好、

对氧稳定。

国外用于强化乳粉

饼干40-80（以铁计）

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

16

用量：60ppm

国外用于小麦粉、饼

干、面包

用量20-30ppm

第三代铁剂，

有机铁（氨基

酸铁和新一

代铁剂）

特点：稳定性

好，吸收利用

率高，副作用

小，但是绝大

多数没有国

家标准支持

NaFeEDTA饼干40-80具有适当的稳定性，而

且还易溶于水,无副作

用能促进膳食中铁或

内源性铁的吸收，同时

还促进锌的吸收，而对

钙的吸收无影响；能改

善多种代谢酶的功能，

减轻脑损害，促进脑发

育；在吸收过程中可与

体内有害放射性金属

元素结合迅速排泄而

起到解毒剂的作用

铁卟啉

ironProphyrin

作为铁源按

GBl4880有关规定

执行

氯化高铁血红素饼干、糖果

强化铁饮料

40

100

氨基酸铁应用于饲料中较常

见，但是作为食品营

养强化剂目前尚属空

白

在小肠中通过氨基酸

吸收通道被吸收，避免

了与通过矿物元素离

子吸收通道运转时其

他矿物元素的竞争与

拮抗，生化性质更加稳

定，在机体内溶解性能

好，易吸收，利用率高。

此外，氨基酸络合铁还

具有一定的杀菌和免

疫功能。

血红素铁血红素铁可添加到糖

果、饼干、面条、面

包、米粉、方便汤料、

果冻、海带制品、奶

制品和酱油等食品中

不受磷酸、碳酸、单宁

酸、草酸、植酸等影响，

且能直接被肠黏膜细

胞吸收进入血液，其吸

收率比一般铁剂约高3

倍；无一般铁剂的肠胃

刺激作用，毒性低。,

不影响食品原有的色、

香、味。

多糖铁复合物(PIC)

代表物有紫菜多糖铁

(Ш)、黑木耳PIC、百

很容易被小肠黏膜细

胞吸收，生物利用度

高、水溶性好、无论在

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

17

合多糖铁配合物

(LPC)等

酸性或碱性环境中均

有稳定的高水溶性，且

在溶液中始终以完整

的分子形式存在，不含

任何游离铁离子，克服

了传统铁剂因铁以离

子状态吸收而引起的

腹痛、腹泻、恶心以及

不易服用等缺点、不会

对身体产生副作用和

毒性,还能促进铁的吸

收和利用

高铁酵母添加物生物利用率显著增高，

副作用小、是天然食

品，安全性好，除含有

好含量、高吸收率的铁

外，还含相当数量的蛋

白、必需氨基酸及丰富

的维生素、甘露寡糖及

一些重要的营养辅助

因子等

乳铁蛋白婴儿配方奶粉、较大

婴儿和幼儿配方奶粉

300-1000维持铁元素在一个较

广的pH范围

内而完成铁在十二指

肠细胞的吸收和利用。

吸收率高，可以明显减

缓铁对

肠道的刺激作用。乳铁

蛋白具有广谱的抗菌

作用,而且能够增强机

体的抗病毒、抗肿瘤及

免疫

能力

Sprinkles(微量营养

素散剂)

把铁强化剂以薄脂类

（植物性脂肪）为囊

材微胶囊化，使用时

将内容物都倾入食物

中

无论从味道、营养、保

存、使用等方面均易被

人们所接受，稳定性

好，吸收性好。它的生

物学作用已在非洲、中

国及印度的IDA婴幼儿

试验中得到验证

本表部分数据来自于（刘雅春，2004；周张章,2005;王宝琴,徐泽平,刘雪红,2007;张惠

中,2006；Joyce,Carolion,David,2004）

4.2安全性

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

18

尽管铁是一种必需营养素，但是过量摄入仍然存在一定的危险性。过量铁可通过自由基

反应介质损害细胞和组织。游离铁经Fenton反应产生自由基，导致细胞膜脂质过氧化造成的

细胞膜损伤(Oates,Morgan,1996)，另外，自由基形成过程与癌症、心血管疾病等疾病密切相

关，铁在这些疾病中所扮演的角色有待进一步的探索。目前，临床上一般以硫酸亚铁、葡萄

糖酸亚铁等作为补铁剂，但常伴有胃肠刺激和锈味等副作用及生物利用度低、化学稳定性差

的问题。FDA/WHO联合食品添加剂专家委员(JECFA)会曾对很多种铁强化剂进行过安全性

评价，并分别对它们制订了不同的ADI。此外，它们的安全性还与其质量标准规格有关，应

对如铅和汞等污染物进行严格控制。

4.3强化载体的选择

对营养强化剂的选择和应用，应注意选择合适的载体食品,既能使强化剂中的铁被较好

地吸收，又不致影响食品的色、香、味等感官性状(刘志皋,2003)。铁强化的食物载体种类较

多,现列举如下:

(1)谷类:谷粉为最普通的强化食物。但是它也具有两个缺点,一是谷类中合有高剂量的植酸

影响吸收;二是谷类中脂类极易被氧化,为了避免铁剂加入后造成的色、味改变,通常只在谷粉

中加入吸收率较低的元素铁强化,而在大米中加入磷酸铁强化,这对复合铁的选择造成限制。

(2)盐:在印度铁强化盐已普及并已取得明显疗效，一般剂量为1mg/g盐,但铁强化盐容易变色。

(3)糖:糖一般作为选择性铁强化食物：一般多选择生物利用率高而颜色改变少的NaFeEDTA

作为强化剂、通常剂量为13mg/kg盐。

(4)牛奶:婴儿强化配方多用牛奶。一般每升牛奶中加入硫酸亚铁5～12mg(李荣,1999)。

(5)酱油:目前酱油也是铁强化的主要载体，由于酱油颜色较深，不容易出现感官性状改变的

问题。

5.铁制剂的发展与展望

全世界范围内缺铁现象极为普遍，补铁剂市场需求量极大。随着对铁元素在机体内吸收

和利用机制的深入了解，该研究将重点放在设计使用方便、生物利用率高、铁富集度高的强

化物质上，用以缓解缺铁这一全球性的营养素缺乏问题，相信在这一领域的研究将取得更多

的新成果。

6.讨论

许多研究已经一再表明：婴儿配方食品喂养的婴儿铁吸收比例低于母乳喂养的婴儿。正

如Mountzouris等所阐述的，这可能是因为母乳的低缓冲能力（由于含有的蛋白质和磷酸盐

较低），这些物质可能有助于增强铁的吸收，因为它们可以酸化肠内容物(Etcheverry,Miller,

GlahnRP,2004)。此外，有报道说母乳促进双歧杆菌的增殖，这种细菌比其他类型的细菌产

生更多的酸性废品。通过这种方式，创造了一个更酸的肠内环境，从而有助于铁的溶解和吸

收。

另一方面，婴儿配方食品的绝对铁吸收值比母乳高。一个明显的事实是在大于6个月的

婴儿中母乳喂养的婴儿铁缺乏和缺铁性贫血的发生率高于婴儿配方食品喂养的婴儿。母乳的

铁含量低。早期母乳和成熟期母乳分别含0.5-1.0mg/L和0.3-0.9mg/L铁。依照医学，食物和营

养学会的标准，一个7-12个月的婴儿的吸收铁的总需求应是0.69mg/d。假设一个婴儿吃了1L

婴儿配方食品，这会提供10-12mg铁；假设10%的生物利用率，这个婴儿就会吸收1-1.2mg

铁，这充分超过需要量。假设母乳中平均铁含量为0.6mg/L，每天吃1L并且高估铁的吸收率

为49%，婴儿每天吸收的铁只有0.29mg，这低于每日的基础需要量(Etcheverry,Wissler,

Wortley,eta1,2004)。

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

19

无疑母乳对婴儿的一般的健康、生长和发育提供了独一无二的好处。美国儿科学院

（AAP）推荐为支持婴儿最初6个月生活的最佳生长和发育只喂养母乳。在第一年的下半年，

应该引入强化铁的固体食物。然而，关于母乳和铁还有许多问题没有弄清。

母乳在婴儿铁营养的作用没有被完全阐明。医学院规定的0-6月婴儿适当摄取值，是以

母乳喂养的健康足月婴儿的估计每日平均营养摄取量为基础的。然而，这并不表示母乳中少

量的铁本身能够满足这一个年龄群的需要。出生时，婴儿具有从母亲获得相当多的铁和非常

高的血红素浓度。红血球的逐渐破裂为婴儿提供适应的铁来源，使得对外界铁的需要为零。

因此，母乳虽然有很高的生物利用率，但提供铁的作用可能是最小的。因此，母乳本身含有

的铁足够满足0-6月婴儿需要的观点是十分可疑的，婴儿是依赖他们自己储存的铁。

这些储存的铁将会足够满足婴儿的需要多少时间也不清楚。可能有的婴儿出生是带有

较少的储存铁或者有的因为快点生长率较快的用光了他们储存的铁，这就能够解释为什么有

些完全母乳喂养的稍大于3个月婴儿铁缺乏。因此，美国儿科学院（AAP）推荐在婴儿6个月

时补充铁可能必须重新评估。有些婴儿更小的时候可能需要补充铁，尤其是那些出生时铁储

存较少的婴儿(Etcheverry,Wissler,Wortley,eta1,2004)。

另一方面，可能有一种进步的解释，即为什么一个“金标准”食品，这种食品已经被食

品制造商尝试模仿长达数十年之久，并给婴儿提供许多好处，但并不是一个好的来源。母乳

中较低的铁浓度加上含抗氧化物酶和蛋白质，可能会有抗脂质氧化的保护作用。这对于早产

儿特别重要，因为他们的抗氧化物防卫机制较差和不成熟，这使得他们更容易受到氧化应激

和细胞膜的损害。另外，母乳中的低铁浓度和某些化合物的存在可能阻止婴儿中致病菌的扩

散和生长（边学峰,颜虹,2005）。

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

20

三、锌

作为人体必需的微量元素之一，锌在一般人体内总量2-3g。人体内肌肉中约占含锌总量

的60%，骨骼中约为含锌总量的30%，其他分布在各软骨组织中（如眼球色素层、精子、前

列腺、表皮、肾、肝和血液）。

锌是人体内容易缺乏的元素之一。锌缺乏是我国及许多发展中国家的公共卫生问题,最

新有关资料报导,我国有80%的人,缺乏微量元素锌。因此,对我国人民进行普遍、合理的补锌

是切实必要的,补锌功能性食品就是一条理想的途径。

1.人体对锌的需要量及补充量

中国居民膳食锌参考摄入量（DRIs）单位：mg/d

年龄/岁推荐摄入量（RNI）可耐受最高摄入量

（UL）

锌平均需要量（EAR）

0-0.51.5-

0.5-18.0136.7

1-49.0237.44

4-712238.66

7-1113.5289.68

11-14男183713.1

11-14女153410.82

14-18男194213.88

14-18女15.53511.20

18-50男154511.23

18-50女11.5378.26

50-11.5

孕妇（早期）11.58.26

孕妇（中期）16.535+5

孕妇（后期）16.5+5

乳母21.535+10

锌的缺乏将引起人体一系列生化紊乱，导致细胞和组织功能异常，影响集体生长发育、

免疫功能、细胞分裂和智力发育，尤其是儿童锌缺乏可严重影响其生长发育（杨月欣,1994;石

英，刘松青,2004）。而锌的过量服用也会造成很多危害。在第三代的生物补锌制剂出现以前，

人们一般是通过服用第一代的无机锌和第二代的有机锌来达到补锌的目的，所以经常出现锌

过量的情况，现将锌摄入过量对人体的危害介绍如下：

1.1锌过量对人体的危害

(1)人体内含有的元素硒具有抗癌功能，但锌与硒有拮抗性，能减弱硒的生理作用，如

果体内锌量高，将会使人体抗癌能力降低，甚至刺激肿瘤生长。

(2)硒对有害金属(如铝、镉、汞、铬、砷、铊等)具有解毒作用，因为它与这些金属有很

强的亲和力，可结合成复合物排出体外。硒还可以降低黄曲霉素、苯并芘、亚硝胺等致癌物

的毒性，尤其在环境污染情况下，这种作用更为重要。如果人体大量摄入锌后降低了硒的解

毒作用，就容易引起某些有害元素的慢性中毒或诱发某些疾病。

(3)锌是参与免疫功能的一种重要元素，但是大量的锌能抑制吞噬细胞的活性和杀菌力，

从而降低人体的免疫功能，使抗病能力减弱，而对疾病易感性增加。

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

21

(4)人体内的锌／铜比值有一个正常范围。由于大量补锌导致锌／铜比值增大，从而使

体内胆固醇代谢紊乱，产生高胆固醇血症，继而引起高血压及冠心病。

(5)过量的锌能抑制铁的利用，致使铁参与造血机制发生障碍，从而使人体发生顽固性

缺铁性贫血，并且在体内高锌情况下，即使服用铁制剂，也很难使贫血治愈。所以，孩子服

用无机锌和有机锌来补锌必须定期化验血锌及发锌。

(6)长期大剂量锌摄入可诱发人体的铜缺乏，从而引起心肌细胞氧化代谢紊乱、单纯性

骨质疏松、脑组织萎缩、低色素小细胞性贫血等一系列生理功能障碍。

(7)联合国环境规划署将硫酸锌列为“潜在有毒化学品”。长期口服硫酸锌可引起恶、心

呕吐、上腹部不适等消化道反应，重者可致胃溃疡、出血、甚至穿孔。这是因为胃中的盐酸

与硫酸锌反应，生成了具有强烈腐蚀作用的氯化锌。孩子长期服用硫酸锌引起的轻度消化道

反应更是多见。

(8)大剂量摄入锌制剂可引起锌中毒。硫酸锌对人的最小致死量为50毫克／千克体重。

有人一次摄入80～100毫克即可中毒，儿童更为敏感。当测定尿锌含量为1000微克／升以上

时，说明人体已处于锌中毒状态。

2.锌的生理功能及锌铁的吸收

2.1锌的生理功能

(1)锌参与人体中200多种含锌金属酶和蛋白质核酸的合成。

锌在金属酶中有几项公认的功能，包括催化、结构和调节作用。在金属酶中锌结合在催

化部位的酶蛋白上，造成围绕金属离子的一个扭曲和部分配位的球体。由这种扭曲键所造

成张力或键能，正是锌发挥其催化功能的基础。锌也可以通过结合在金属分子上的水分子

形成氢氧化锌，共同起作用。在结构方面的作用中，锌通常能稳定酶蛋白的四级结构，如超

氧化物歧化酶。马肝乙醇脱氢酶中每摩尔酶含2g原于锌，1个锌离于是催化功能所必需的，

其余1个起结构功能。

(2)维持细胞膜结构和功能

在细胞质膜中，锌主要结合在细胞膜含硫、氮的配基上，少数结合在含氧的配基上，形

成牢固的复合物，从而维持细胞膜稳定，减少毒素吸收和组织损伤。

(3)在保持正常味觉和食欲中起重要作用

锌是味觉素的结构成分，起着支持、营养和分化味蕾的作用。味觉素能像胰岛素一样支

持细胞生长，刺激cAMP产生，味蕾cAMP又促使锌蛋白质的合成和细胞的分化。

锌对口腔熟膜上皮细胞的结构、功能、代谢也是一个重要的营养因素。缺锌后常引起口

腔熟膜增生及角化不全，易于脱落，阻塞舌乳头中的味觉小孔，使食物难以接触味蕾，导致

味觉迟钝，进而影响食欲；另外，缺锌后唾液中碱性磷酸酶(含锌酶)减少，与其有关的味蕾

功能减少也可能是一个重要原因。补锌可促使味觉刺激扩散到味蕾，从而修正味觉达到正常。

(4)锌与免疫活性

锌对于保证免疫系统的完整性是必需的，虽然缺锌主要对各种T细胞功能发生影响，

但锌耗竭还影响胸腺激素的产量和活性，淋巴细胞功能，天然杀伤细胞的功能，依赖抗体的

细胞介导的细胞毒性，免疫的个体发育，中让粘细胞功能以及淋巴因子的产生。多数报道认

为缺锌的影响是多样化的。

(5)锌与激素

锌对激素的影响有重要生物学意义，锌除对激素受体的效能和靶器官的反应产生影响

外，还在激素的产生、储存和分泌中起作用。缺锌对激素的生产和分泌的最显著的影响中是

对睾酮和肾上腺皮质类固醇的这些方面的影响。

2.2锌的吸收

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

22

毫无疑问,尽可能地选择吸收率和生物利用率高的锌剂是提高补锌效果的关键之一,也是

厂家所共同追求的目标。影响锌吸收率和生物利用率的因素很多,除锌剂自身因素外,还与个

体年龄、体内锌水平、膳食结构等有关。一般而言,第一代无机锌的生物利用度在6%～7%;

第二代为有机锌在14%左右;第三代氨基酸锌螯合物,生物利用度36.5%左右;第四代为生物

活性锌,生物利用度68.2%左右。

2.2.1离子型吸收

微量元素的吸收是在肠内吸收或在消化前与氨基酸蛋白质进行螯合。由于机体内螯合物

质的自然能力有限,未被螯合的游离金属离子则不被吸收。由于不容易吸收控制，所以常出

现锌过量问题，造成了肾脏负担和一定危害。

2.2.2分子型吸收

主要是指氨基酸螯合锌源(如甘氨酸锌、L-天门冬氨酸锌、蛋氨酸锌、亮氨酸锌等)、生

物活性锌（蛋白锌、富锌酵母等）进入体内后,只有少量分解成锌离子,其余大部分仍以分子

态存在并以这种形式被小肠粘膜直接吸收进入血液。分子型锌源在吸收过程中,不受胃酸分

泌量的影响吸收率比较高。具有量小、高效、无阴离子污染等特点。

2.2.3影响锌吸收的因素

2.2.3.1催进锌吸收的物质

如柠檬酸盐、比啶甲酸盐、吡啶羧酸、乳糖和多种氨基酸(其中以赖氨酸的作用最强，

其次是组氨酸和谷氨酸)等，现已证明这是因为这些配体与锌的化合物更容易与转运蛋白结

合的缘故，乙二酸四乙酸二纳(Na

2

EDTA)虽然可以促进锌的吸收，但同时会增加尿锌的排泄，

故将EDTA二钠锌作为食物的锌强化剂，并无实际意义。

2.2.3.2抑制锌吸收的物质

(1).一些酸类。食物中的植酸、草酸、鞣酸、以及游离的脂肪酸均能与锌结合成不溶于水的

盐类，故可抑制锌的吸收一般认为膳食中植酸和锌的分子比例小于5。1时，不会对锌

的吸收产生任何不良影响；如果植酸和锌的分子比例超过15，1时，则有肯定的抑制作

用；介于5-15：1之间，则需视其它的膳食因素和肠道的pH等情况而定。可惜的是。在

国内出版的食物成份表中并无草酸和植酸的含量可供参考。

(2).纤维素。过多的纤维素对锌的吸收确实具有一定的抑制作用。但实验表明另一些可溶性

膳食纤维(如果胶)对锌的吸收影响并不明显。由于葡萄糖分子的表面有很多羟基(一

OH)，其中的氢可与金属离子(如：钙、铁、锌等)互换，使金属离子与纤维紊结合，并

从大便中排出，故过多的纤维索会影响金属离子(包括锌)的吸收。虽然有部分纤维素进

入结肠以后，可被益生菌(尤其是双歧杆菌)分解成短链脂肪酸，并使已被结合的金属离

子重新释出，但数量毕竟有限。

(3).钙与锌的相互作用。在吸收过程中，各种金属离子之间的相互作用，尤其是钙和锌并存

时究竟有无相互拮抗的问题。这主要是因为我国居民日常膳食中的钙量远远不能满足人

体的需要。国务院新闻办公富2004年1O月12日公布的“中国居民营养与健康现状”(即

第四次全国营养调查)结果显示城市居民平均每天钙的摄入量为439．3mg，农村居民为

371．8mg，全国平均每人每日摄入量仅有390．6mg，(低于1992年人均405．4mg)，只

相当于推荐摄入量的41%，因此解决“钙饥饿”是一件关系到千家万户。涉及提高国民

体质的重要问题。

2.2.3.3关于钙、锌同补的问题

由于钙和锌同属于二价阳离子，他们在吸收过程中是否会相互影响?影响程度如何?怎样

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

23

加以克服?这是一个亟待阐明而且具有重要实际意义的问题。纵观从1995年至今十多年中，

以英文发表的有关钙、锌同服有无竞争的论著多达近百篇，但是结论却常常相互背道而驰，

由于各人的实验对象不同(志愿者的年龄不同)、实验方法各异(包括服用剂量、时间、对其

他膳食因素是否进行了控制等等)，观察指标不同(有的是采用生化指标，有的则是采用骨密

度测定或者采用同位素标记)，因此很难判断究竟哪个更可信。

2.2.4锌的代谢

吸收的锌，经代谢后主要通过胰脏的分泌而由肠道排出，只有小部分（每天约0.5mg）

糖尿排出，其量比较稳定，显然不受年龄、性别、摄入量和尿量的影响。

锌主要通过胰脏外分泌排出，另有小部分随尿排出。汗中亦含有锌，一般约为1mg/L，

在无明显出汗时，每天随汗丢失的锌量很少，但在大量出汗时，据测定一天随汗丢失的锌可

高达4mg。

3.锌制剂的种类及特点

目前补锌制剂的研发已经历了四代:最早使用的补锌剂为无机锌,也是第一代锌剂，如硫

酸锌、氯化锌、氧化锌等。这类锌剂对肠胃有刺激性,生物学效价低,因此使用逐步减少。

第二代为有机锌,如葡萄糖酸锌、醋酸锌、乳酸锌、柠檬酸锌(枸橼酸锌)等。因这类锌强化

剂在口味、利用率和被人体的吸收性等方面有较大的改善,而被广泛应用。

第三代氨基酸锌螯合物,如甘氨酸锌。由于这一类补锌剂的生物活性、络合结构,适合人体细

胞膜的选择性,以分子态直接进入细胞内,具有抵抗干扰,易被人体吸收的特点,但甘氨酸锌等

强化剂价格较高,且不溶于水,食品强化成本较大。

第四代为生物活性锌,如蛋白锌、富锌酵母等。由于这一类补锌剂利用生物技术开发的生物

态锌,具有吸收率高、副作用小,已引起人们注意,这类锌强化剂多处于研制开发阶段。

4.锌制剂的选择

从锌强化剂的种类分析中可以看出，各类锌强化剂各有特点，因此选择锌强化剂必须从

生物利用率、加入后食物的色香味和稳定性以及添加成本等几方面来综合考虑，但有时不可

兼得。

4.1一些市场常用钙制剂

我国GB2760《食品添加剂使用卫生标准》、GB14880《食品营养强化剂使用卫生标准》

有关规定列出几种锌盐的使用标准及特点（使用范围没标注的为没有国标支持的）

品种使用范围每千克使用

量(mg)

备注

第一代锌

剂（无机

锌）

离子型吸

收

生物利用

度在6%～

7%

氯化锌（含锌量

48%）

硫酸锌（含锌量

22.7%）

乳制品

婴幼儿食品

饮液及乳饮料

谷物及其制品

食盐

130-250

113-318

22.5-44

80-160

500

氧化锌（含锌量

80%）

西式糕点

饼干

45-80（以锌计）

45-80（以锌计）

第二代锌葡萄糖酸锌（含乳制品230-470

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

24

剂（有机酸

锌）

生物利用

度在14%左

右

锌量12%-14%）婴幼儿食品

饮液及乳饮料

软饮料

谷物及其制品

食盐

195-545

40-80

21.0-56

160-320

800-1000

乳酸锌（含锌量

22%-27%）

果冻

儿童口服液

含乳固体饮料

豆奶粉、豆粉

40-100

0.6-1.0

431.9-568.2

130-250

乙酸锌（含锌量

29.8%）

柠檬酸锌（含锌

量32%-34%）

第三代锌

剂（有机

锌，多指氨

基酸锌）

生物利用

度36.5%

左右

甘氨酸锌（含锌

量31.8％）

强化锌饮料、谷

类及其制品

乳制品

婴幼儿配方食

品

10-20

30-60

25-70

纳米氧化锌极强的自由扩散能力(是

普通氧化锌的105-109倍)

吸收率达到了99%，添加剂

量小，生物活性、抗氧化性

能、安全性高并有抗菌作用

L-天门冬氨酸锌有很强的亲和能力,可以作为某

些金属离子的载体,助其进入细

胞被机体吸收。易被消化吸收,

抗干扰,稳定性强,能增强机体

免疫力

生物活性锌（酵

母锌）生物利用

度68.2%左右

培养酵母的过程中加入锌

元素,通过酵母在生长过程

中对锌元素的吸收和转化,

使锌与酵母体内的蛋白质

和多糖有机结合,从而消除

了化学性质的无机锌和有

机锌对人体的毒副反应和

肠胃刺激,使锌能够更高

效、更安全地被人体吸收

利用。据测定,酵母锌的吸

收利用率高达70%以上,补

锌效果是传统补锌制剂的

5～10倍

本表部分数据参考（廖三赛,郑宗林，2003；潘宝海,张道勤,李德军等，2005；）

4.2添加后食品的口味及稳定性

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

25

不同的锌营养强化剂添加到食品中后，对食品的口味有不同的影响。无机锌强化剂如硫

酸锌有苦涩味，对肠胃有刺激性,可产生胃部不适、食欲减退、恶心、呕吐、腹痛、腹泻等，

容易引起锌中毒等消化道刺激症状。有机锌对肠胃的刺激较小，也是目前应用最广泛的补锌

制剂。但相比较而言，葡萄糖酸锌仍有轻度胃肠不适感，但如果在进食中或饭后服用可以消

除其胃肠症状，也可溶于果汁中喂服。氨基酸锌螯合物模拟人体生理机能合成的分子型结构，

由于它的生物活性、络合结构,适合人体细胞膜的选择性，以分子态直接进入细胞内，具有

对食物口味无影响，具有良好的化学稳定性和热稳定性，具有抗干扰、缓解矿物质之间的拮

抗竞争作用等特点。生物活性锌能保持体内营养平衡，无毒副作用，口感好，具有调补兼顾

的特征。

4.3吸收率与生物利用率

毫无疑问，尽可能地选择吸收率和生物利用率高的锌剂是提高补锌效果的关键之一，也

是厂家所共同追求的目标。影响锌吸收率和生物利用率的因素很多，除锌剂自身因素外，还

与个体年龄、体内锌水平、膳食结构等有关。一般而言，第一代无机锌的生物利用度在6%～

7%；第二代为有机酸锌在14%左右；第三代有机锌-氨基酸锌螯合物，生物利用度36.5%左

右；第四代为生物活性锌，生物利用度68.2%左右。微量元素的吸收是在肠内吸收或在消化

前与氨基酸蛋白质进螯合。由于机体内螯合物质的自然能力有限，未被螯合的游离金属离子

则不被吸收。作为第一、二代锌剂，从结构上讲均属于离子态结构，因此吸收利用率相对较

低。作为第一代无机锌的生物学效应取决于其转化成有生物活性的有机锌的能力，而第二代

有机锌相对接近其在体内的作用形式，生物学效价高于无机锌，如葡萄糖酸锌主要由小肠吸

收，血清锌浓度于1h后达高峰，约2h开始下降。其生物利用度为硫酸锌的1.6倍。作为

第三代的甘氨酸锌，在2min时，在十二指肠、肾、血中的含量即有明显的提高，5min时，

在十二指肠达到高峰，15min在血中达到高峰，60min时在肝中达到高峰（李天真，2004）。

有关研究表明，氨基酸锌的吸收率明显高于第一、第二代补锌剂。

作为第四代的酵母锌，是在培养酵母的过程中加入锌元素，通过酵母在生长过程中对锌

元素的吸收和转化，使锌与酵母体内的蛋白质和多糖有机结合，从而消除了化学性质的无机

锌和有机锌对人体的毒副反应和肠胃刺激,使锌能够更高效、更安全地被人体吸收利用。据

测定，酵母锌的吸收利用率高达70%以上，补锌效果是传统补锌制剂的5～10倍（李天真，

2004）。

4.4卫生安全性

作为一种锌强化剂，卫生安全性是至关重要的。对锌强化食品而言,选择符合国际(国家)

标准的锌营养强化剂为原料进行合理添加是科学补锌的前提。根据美国食品与药品委员会

(FDA)规定，上述所列各类锌强化剂均属于公认安全级(GRAS)范围，但个体消费者来讲，

选择锌强化剂或锌强化食品时必须充分细致地考虑不同锌强化剂的卫生安全性。作为无机锌

消化道刺激性较大，对儿童不适宜；乳酸锌中乳酸根容易给人体带来疲劳感；葡萄糖酸锌不

适用大多数糖尿病患者。当然在选择锌强化剂时除考虑上述因素外，另外还需考虑功效价格

比、强化产品的类型等诸多因素及这些因素的相互关系，作为生产厂家和消费者均要进行认

真全面的分析。

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

26

四．镁

成人体内含镁20-30g，其中70%以上以磷酸盐的形式参与骨骼和牙齿的组成，约25%存

在于软组织中，主要与蛋白质结合成络合物。

镁在人体内的含量仅次于钠、钾、钙，位居第四。镁在机体中主要存在于骨骼及牙齿

中，参与人体中数百种生化反应。1934年再次发现人类镁缺乏病，证实镁是人体必需的常量

元素。镁在体内有多种生理功能。镁是多种酶的激活剂，在能量和物质代谢中有重要作用。

近年研究发现镁与第二信使cAMP的生成．与激素及生长因子、心肌细胞阳离子通道等多种

生理功能有关。20世纪30午代始曾有某些疾病继发镁缺乏的临床报道，50年代也曾报告因酗

酒和接受无镁静脉营养而发生镁耗竭的病例。健康人一般不会发生镁缺乏，但已发现越来越

多的疾病与镁耗竭有关。

1.人体对镁的需要量及补充量

迄今比较完善的镁EAR和RDA为FNB的推荐值。FNB汇集了大量平衡及其他试验资料

提出了各年龄段的推荐值(见表)。其他国家的RDA中只有十几个国家有镁推荐值。

婴儿AI0-6个月30mg/d

7-12个月75mg/d

年龄/岁平均需要量

（EAR）

需要膳食营养

素供给量

（RDA）

平均需要量

（EAR）

需要膳食营

养素供给量

（RDA）

1-4658051-70女265320

4-911013070-男350420

9-14男200240孕妇

9-14女20024014-335400

14-19男34041019-290350

14-19女30036031-300360

19-31男330400哺乳妇女8

19-31女25531014-300360

31-51男35042019-255310

31-51女26532031-265320

51-70男350420

1.1缺镁对人体的影响

(1).缺镁易引发心血管疾病：现代医学证实，镁对心脏活动具有重要的调节作用。它通

过对心肌的抑制，使心脏的节律和兴奋传导减弱，从而有利于心脏的舒张与休息。若体内缺

镁，会引起供应心脏血液和氧气的动脉痉挛，容易导致心脏聚停而突然死亡。另外，镁对心

血管系统亦有很好的保护作用，它可减少血液中胆固醇的含量，防止动脉硬化，同时还能扩

张冠状动脉，增加心肌供血量。而且，镁能在供血骤然受阻时保护心脏免受伤害，从而降低

心脏病突发死亡率。同时，科学家还发现，镁可以防止药物或环境有害物对心血管系统的损

伤，提高心血管系统的抗毒作用。

(2).缺镁易致脑中风。近年来，日本岛根大学的家森幸男教授等人证实，缺镁易致脑中

风。家森教授和我国医学工作者从北京、上海、广州、石家庄、拉萨五个地区进行了流行病

学调查，调查对象为50--54岁的健康男女，每个地区选30名，收集他们24小时的尿，分析其

中的微量元素，并探讨它们与血压的关系。结果表明，某一地区被测者尿中的镁含量越低，

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

27

该地区人群中的高血压、脑中风的发病率越高。

(3).缺镁易诱发痛经：痛经是女性中较为常见的现象。多年来，学者们提出过许许多多

不同的理论，而最新的国外资料显示，痛经与体内缺乏重要的矿物元素-镁有直接的关系。

国外有关研究结果表明，痛经患者有45％体内的镁水平明显低于正常人，其含量在平均值以

下。研究者认为：镁是人体细胞内第二重要阳离子，具有许多特殊功能。镁不但能激活体内

多种酶、调节神经功能、维持核酸结构的稳定、参与蛋白质合成、调节体温，另外还能影响

人的情绪。镁缺乏会使人情绪趋于紧张，从而增加紧张激素的分泌，导致痛经的发病率增高。

(4).缺镁易发生偏头痛：偏头痛是一种比较常见的疾病，医学专家对其病因学提出了许

多不同的见解。据国外最新资料显示，偏头痛与脑内镁元素的缺乏有关。美国医疗专家指

出，偏头痛是由神经细胞的代谢功能障碍所引起的。神经细胞在新陈代谢过程中需要三磷酸

腺苷（ATP）供给能量。ATP是一种多聚磷酸脂，其中聚合的磷酸在水解时会解脱出来，并

释放出细胞新陈代谢所需的能量。但是磷酸的解脱需要酶的参与，而镁则可激活人体内三百

多种酶的活性。当体内镁元素缺乏时，神经细胞的正常功能就会发生障碍，从而导致偏头痛。

专家们通过对偏头痛患者的脑镁含量检测发现，他们中的大多数人脑镁水平在平均值以下，

从而证实了上述论点。

(5).缺镁会增加癌症发病率：美国癌症研究所的伯格博士通过大量的研究证实，镁元素

与癌症的发病率呈相反关系。凡是土质含镁量高的地区，癌症发病率偏低；而含镁较少的地

区，癌症发病率较高。例如，埃及的癌症发病率极低，只有欧洲的十分之一。伯格博士发

现，这与土壤及食物中的含镁量有关，埃及人每天摄入体内的镁几乎是欧洲人的5--6倍。他

用缺镁的饲料喂养老鼠，结果几个月之后便在它们身上发现了肿瘤。

成人每天的需镁量为300--700毫克。饮食中的镁相当丰富，况且镁离子在肠道吸收良好，

一般地区的居民不应该发生缺镁。但是，有些不良的饮食生活习惯致使缺镁现象日益严重起

来。如果鱼肉虾蛋等动物性食物在人们食谱中所占比例过大，那么其中大量的磷化合物即会

阻碍镁离子的吸收；精加工后的白米、白面外观虽动人，却使镁的损失高达94％；软水中缺

镁，价格昂贵的纯净水不宜长期饮用；饮酒会使食物中的镁在肠道吸收不良，并使体内的镁

排泄增加；如果咖啡和茶喝得太多太浓，也能造成人体内缺镁；食盐过多同样会促使细胞内

镁含量减少。

1.2食物中摄取镁的途径

人体缺镁害处多多，为保证从食物中摄取到足够的镁，以下几点必须充分重视：1.不以

软水代替硬水。2.节制鱼虾肉蛋类含磷量过多的食物。3.咖啡和茶的浓度不宜过高。4.低盐

饮食，每日吃盐6克以下。5.尽量少喝或不喝酒。6.饮食中经常补充一些粗粮，如玉米、麦片、

黑面包等。7.每餐多吃些绿色蔬菜，有条件者空腹喝鲜菜汁则更佳。

2.镁的生理功能及镁的吸收

2.1镁的生理功能

2.1.1激活多种酶的活性

镁作为多种酶的激活刑参与300余种酶促反应：镁能与细胞内许多重要成分如三磷酸腺

昔等形成复合物而激活酶系，或直接作为酶的激活剂激话酶系。

1．激活磷酸转移酶及水解肽酶系的活性

镁是磷酸转移酶及水解肽酶的激活剂，从而对葡萄糖酵解，脂肪、蛋白质、核酸的生物

合成等起重要调节作用。镁离子又是氧化磷酸化的重要辅助因于，对线粒体的功能有重要影

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

28

响，因此与能量代谢关系十分密切。

2．激活Na+-K+-ATP酶的活性

镁具有保钾的作用，低钾是引起快速性心律失常的重要因素，镁是Na+-K+-ATP酶的激

活剂，因此，补镁是最有效的细胞内补钾。

3.激活腺甘酸环化酶的活性

许多激素、神经递质及其他细胞因子可以通过腺昔酸环化酶系统调节细胞活动，而腺甘

酸环化酶的激活又需要镁的存在。

2.1.2对钾、钙通道的抑制作用

1．对钾通道的抑制作用

镁可封闭至少4种不同钾通道的外向性电流(即阻止钾外流)而导致这些通道的内向性整

流(inwardrectification)。当镁缺乏时，这种内向性整流受到阻滞，这可能是多形性室性心

动过速的电生理基础。

2．对钙通道的抑制作用

镁曾被称为“生命机能的生理性钙通道阻断剂”有抑制钙通过膜通道内流。当镁耗竭时，

这种抑制作用减弱，导致钙经钙通道进入细胞增多。

2.1.3对骨骼及神经肌肉的作用

1．对骨骼的作用

镁是骨细胞结构和功能所必需的元素，使骨韶生长和维持，镁可影响骨的吸收。在极度

低镁时，甲状旁腺功能低下而引起低血钙，骨培养于低镁溶液中，可使骨吸收降低。

2．对神经肌肉的作用

镁与钙使神经肌肉兴奋和抑制作用相同，但镁和钙又有拮抗作用，竞争与某些酶结合，

在神经肌肉功能方面表现出相反的作用，由镁引起的中枢神经和肌肉接点处的传导阻滞可被

钙拮抗。

由于镁在骨路肌与平滑肌的收缩中起重要作用．因此镁耗竭可以引起肌肉痉挛、高血压

以及冠状血管与脑血管痉挛。许多心血管疾病与神经肌肉功能性疾病都可见有镁的耗竭。

2.1.4对胃肠道和激素的作用

1．对胃肠道的作用

低度硫酸镁溶液经十二指扬时，可使奥狄括约肌松弛，短期胆汁流出，促使胆囊排空，

具有利胆作用。碱性镁盐可中和胃酸。镁离子在肠道中吸收缓慢，促使水分滞留，具有导泻

作用。低浓度镁可减少肠壁张力和蠕动，有解痉作用，并有对抗毒扁豆碱的作用。

2．对激素的作用

甲状腺素过多可引起血清镁降低，尿镁增加，镁呈负平衡。甲状腺素又可提高镁的需要

量，引起相对缺镁，因此对甲亢患者必须补给镁盐。

2.1.5调解心肌细胞

胞浆游离镁具有调节心肌细胞的重要功能。

2.2镁的吸收

食物中的镁在整个肠道均可吸收，但主要是在空肠末端与回肠吸收，吸收率一般约为

30％。可通过被动扩散和耗能的主动吸收两种机制吸收。健康人镁的吸收率受膳食中镁含

量影响，摄人少时吸收率增加、摄人多时吸收率降低。据测定，当摄人镁564g时，吸收率

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

29

为23.7％：摄入镁240mg时，吸收率为44.3％；摄人镁22.8mg时，吸收率75.8％。

2.2.1食物中其它成分对镁吸收的影响

膳食中促进镁吸收的成分主要有氨基酸、乳糖等，氨基酸可增加难溶性镁盐的溶解度，

所以蛋白质可促进镁的吸收。抑制镁吸收的土要成分有过多的磷、草酸、植酸和膳食纤维等。

镁与钙的吸收途径相同,二者在肠道竞争吸收，相互干扰。但也有报道说钙和镁具有协调效

用（但是在一定比例内），一般认为钙：镁=2：1时，镁有助于钙的吸收和利用，防止钙在

血液中、软组织中沉淀。维生素D及其代谢产物25-羟维生素D

3

(25-OH-D3)和1，25-二羟维

生素D3[1,25(0H)

2

D

3

]促进镁吸收的作用有限。

2.2.2影响镁需要量的因素

1.生物利用率

在一个典型的膳食中镁的净吸收率约为50％。来自水果、蔬菜和谷物多的高纤维膳食

可以减少镁的吸收。每日摄入355mg镁的成年男性，如果摄人的是低纤维(9g/d)膳食，可

使机体处于正镁平衡，但如果摄入的是高纤维(59g/d)膳食则处于负镁平衡(Kelsy,1979)。

2．磷

许多高纤维食品含有植酸盐，后者可以通过镁与植酸上的磷酸基结合而减少肠镁的吸

收。磷酸盐与镁相结合是高磷酸盐膳食肠镁吸收减少的重要原因*

3．钙

膳食钙对镁的吸收许多报告认为无影响，但也有报告认为膳食钙可减少镁的吸收。用

0-20mmol(0-800mg)钙灌注正常受试者的空肠，结果显示对镁吸收无影响。当给予正常

成年男子每日多达2000mg钙或给予青少年每日增加100mg钙时并未影响镁的平衡(Andon

等，1996)。镁的摄入量在241—826mg/d范围内不会影响钙的平衡(Spercer,1994)。有人报告

每天钙的摄入量超过2600mg可以降低镁平衡。

4．蛋白质

膳食蛋白质也可影响肠镁吸收。在蛋白质摄人量低于30g/d时，镁的吸收较低。较高

的蛋白质摄入(94g/d)可以增加肾镁排泄。这可能是因为酸载的增大，增加了尿镁的排泄。

然而，尿镁排泄的增加并不会改变体内总镁的储留，说明机体有适应较高水平蛋白质的能

力。

5．特殊人群

有报道运动员的膳食镁摄人量有的超过RDA，这可能与运动员的膳食摄入量较高有

关。有人报告血浆或血清镁浓度随长期耐力训练活动而降低，而红细胞值则似有升高。虽

然血浆镁的减少可反映运动员体内镁的耗竭情况：但无明确证据表明镁的耗竭直接与运动

有关。对马拉松赛跑运动员补镁并不能增进体能。

2.2.4镁的代谢

健康成人从食物中摄人的镁大量从胆汁、胰液和肠液分泌到肠道，其中60％-70％随

粪便排出、有些从汗和脱落的皮肤细胞丢失，其余从尿中排出，每天约排出50-120mg，约

占据人量的1/3-1/2。肾脏是维持机体镁内稳态的重要器官。肾脏对人体镁的处理是一个滤过

和重吸收过程。肾脏是排镁的仑要器官。当摄人镁过少，血镁低十正常水平时，刺激甲状旁

腺分泌PTH，增加肾小管重吸收滤过的镁，降低尿镁排出；当镁摄入过多，血铁水平过高时，

肾滤过的镁增加，肾小管重吸收不尽，尿镁增加。消化液中含有镁，但正常情况下60％-

70％重吸收，故粪便只排出少量内源性镁；汗液也可徘出少量镁。

3.镁制剂的种类及特点

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

30

第一代镁剂：主要有包括氯化镁、硫酸镁、碳酸镁、氧化镁、磷酸氢镁等无机铁。其特点是

有明显的胃肠道刺激作用，能坚持服用者甚少，并且在离子状态时易与其它离子发生吸收竞

争及拮抗现象。

第二代镁剂：有机酸镁盐为代表被成为第二代补铁剂，其中包括乳酸镁、葡萄糖镁等有机酸

铁。其特点是可溶性强，镁吸收利用率比第一代强，毒副作用小于第一代。现在应用于食品

中的有机酸镁较少，多数用于饲料当中。

第三代镁剂：氨基酸螯合镁。代表为MgNaEDTA、甘氨酸镁、L-精氨酸螯合镁、L-天门冬氨

酸螯镁等。其特点为高吸收率、高生物利用率、副作用低、安全性高、稳定性及溶解性均较

好。现在氨基酸螯合镁制剂多用于饲料的营养强化剂，食品中应用甚少，而且没有国家标准

支持。

4.镁制剂的选择

我国经全国食品添加剂标准化技术委员会审定、卫生部公布列入《营养强化剂使用的卫

生标准》（GB14880-94及GB2760-1996）中的镁剂有8种。

镁剂的选择应考虑到镁剂的吸收性、生物利用率、毒负作用、稳定性、应用范围等，介

绍一些市场常见和新型补镁剂的特点及使用量。

4.1一些市场常用镁制剂

我国GB2760《食品添加剂使用卫生标准》、GB14880《食品营养强化剂使用卫生标准》

有关规定列出几种镁盐的使用标准及特点（使用范围没标注的为没有国标支持的）

第一代镁剂（无

机镁）

品种使用范围每千克使用量

(mg)

备注

氯化镁用于乳制品婴幼

儿食品

儿童配方粉

饮液

300-700(以镁计)

50-167mg/d(以

镁计)

140~280(以镁

计)

硫酸镁乳制品

婴幼儿食品

饮液及乳饮料

矿物质饮料

可可粉及其他口

味营养型固体饮

料

果汁（果味）型

饮料

饮料

3000-7000

2000-5800

1400-2800

130-210

mg/100g(以镁

计)

30-60(以镁计）

20-100(以镁计）

碳酸镁孕产妇配方粉1130-2260

（以镁计）

氧化镁作为镁源，按照

GB14880执行

磷酸氢镁婴幼儿配方食品

较大婴儿和幼儿

0.3－0.7g

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

31

配方食品

孕产妇配方食品

学龄前儿童配方

粉

50－100mg/d

第二代镁剂

（有机酸镁）

葡萄糖酸镁（酶

法生产）

乳制品

婴幼儿配方食

品

300-700（以Mg

计）

5.56-13

易溶于水，镁以螯

合状态存在，具有

含镁量高．口感

好．副作用小等优

点。

乳酸镁性能优良，比较

经济，有机强化

剂副作用较小，

镁含量高

第三代镁剂（有

机镁，多指氨基

酸镁）

EDTA镁钠易溶于水，镁以

螯合状态存在。

且在体内易吸

收，副作用小

L-精氨酸螯合镁易溶于水，镁以

螯合状态存在。

且在体内易吸

收，副作用小

L-天门冬氨酸螯

镁

易溶于水，镁以

螯合状态存在。

且在体内易吸

收，副作用小

甘氨酸镁镁含量在所有氨

基酸螯合镁中最

高，且具有易吸

收，溶于水，副

作用小等优点

5.安全性

尽管镁是一种必需营养素,但是过量摄入仍然存在一定的危险性。现今已经发生过多起

补镁过量的事件，甚至使胎儿死亡。摄入量过多若合并肾功能障碍可能导致高镁血症，抑制

中枢神经系统，表现为骨骼肌迟缓性麻痹，甚至出现呼吸抑制。对心脏而言，可出现传导阻

滞和心动过缓，严重可致心脏停博。镁过量可抑制人体内钙的吸收，造成缺钙现象，而且会

使体内细胞渗透压过大，造成血镁过高并提高肾脏压力。但是正常人一般不会缺镁，有两个

原因：1.植物和动物食品中含有丰富的、足够量的镁。2.肾脏会调节被肾脏滤过的镁的重

吸收，以达到肾小管重吸收的高效率（NutrionalBiochemistry2nded）。

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

32

五、锰

锰参与骨骼形成和其它结缔组织生长、凝血、胰岛素作用，以及在碳水化合物、脂肪、

蛋白质和核酸（DNA和RNA）代谢中充当各种酶的激活剂，是人类必需营养素。它对葡萄

糖、脂肪的氧化磷酸化及其他基础生化作用都是必需的。在许多线粒体反应中锰都是一种辅

物，还有一些镁反应也需要锰的参与。

1.人体对镁的需要量及补充量

在我国尚未发现过因膳食锰镊入过少或过多而引起的锰营养问题，因而这方面的工作

开展得很少。通过1990年和1992年的总膳食研究得到了一些锰摄人量的数据，但尚未开展

人体代谢方面的工作。现在只能根据我国现有的少量资料暂时将锰的AI值定为：成年人不

分男女3.5mg/d;借用国外资料将UI值定为10mg/d。

1.1锰的缺乏

已知锰缺乏可引起动物多种生物化学方面和组织结构方面的缺陷。关子锰缺乏在人类中

的表现很少有确实的报道。1972年Doisy曾报道一名男性实验对象在参加维生素K缺乏的实

验期间摄食的合成膳食中忽略了添加锰，以致膳食锰水平仅为0.3mg/d，4个月后该男子发生

体重下降、黑发变红、皮炎、头发和指甲生长缓温、低胆固醇血症等异常表现。这些都不是

维生素K缺乏的表现。据此Doisy提出，锰缺乏可能是人类的一个潜在的营养问题。但Doisy

未用补充锰的方法进一步证实这些表现确是由于缺锰引起的。FriedMan等(1987年)曾观察

到，7名男性实验对象在食用低锰膳食(0.11mg/d)，39d后出现血清胆固酵水平下降、皮肤晶

状栗疹、血清钙磷浓度和碱性磷酸酶活力显著升高，但短期(10d)补充锰未能使这些异常逆

转，因而还不能确证这些表现就是缺锰所致(Friedman,Freeland-Graves,Bales,1987)。另有一

位作者报道将14名青年女性分为两组，分别食用含锰1.0mg/d和5.6mg/d的普通膳食，39d后

做葡萄糖耐量试验发现低锰组实验对象的血糖水平略高于高锰组实验对象，还发现低锰组经

由月经丢失的锰、钙、铁和血红蛋白数量增大；最有说服力的一项报告是，一名长期接受胃

肠外营养的儿童因缺乏锰而出现弥漫性骨骼脱矿质化和生长不良，补充锰后这些异常得到纠

正。

1.2锰的过量

补锰过多或者长期接触锰时，会产生锰中毒。锰中毒的早期表现为疲倦乏力、头昏头痛、

记忆力减退、肌肉疼痛、情绪上不稳定、抑郁或激动。随着病情的发展又逐渐出现下肢有沉

重感，走路晃动，语言不清或“口吃”，表情呆滞。晚期重症又可出现面具样面容；肌肉僵直、

肌张力增高；尤其是出现明显的肢体震颤、书写困难，字越写越小（又称“小字症”）；有的

出现发烧和呼吸困难，但不能用抗生素治疗。走路时身体前倾，倒退行走更困难。

2.锰的生理功能及吸收

2.1锰的生理功能

锰在体内一部分作为金属酶的组成成分，—部分作为酶的激活剂起作用。含锰酶包括

精氨酸酶、丙酮酸羧化酶和锰超氧化物歧化酶(MnSOD)。精氨酸酶是细胞浆中催化尿素合

成的菌，每1mol精氨酸酶含4molMn2+。动物体内精氨酸酶的活性水平受饲料中锰含量的影

响，锰缺乏的大鼠体内精氨酸酶活性降低50%，但关于这种降低的生理意义尚无定论。丙酮

酸羧化酶催化从丙酮酸盐合成碳水化合物的第一步反应，每1mol丙酮酸羧化菌含4molMn2+。

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

33

虽然在锰缺乏的动物体内丙酮酸羧化酶的活性水平低于对照动物，但其体内的葡萄糖异生作

用并未受到显著抑制。锰超氧化物歧化酶的催化作用是使过多的超氧阴离子(O

2

)转化为H

2

0

2

和O

2

，：与对照组动物相比，锰缺乏的大鼠组织中锰超氧化物歧化酶活性较低，脂质过氧化

物较高。但这一反应的特异性较差，因为其他一些应激物(如乙醇、臭氧、白介素-1等)均可

引起锰超氧化物歧化菌活性增高。

在由锰激活的酶反应中，锰通过与作用底物(ATP)结合或直接与蛋白质结合而起作用，

引起分子构象的改变。由锰激活的酶很多，包括水解酶、激酶、脱羧酶和转移酶。这些酶的

金属激活作用中许多是非特异性的，其他金属离子，尤其是Mg2+，可替代Mn2+起激活作用，

只有3种酶是特异性地由锰激活的，它们是转葡萄糖苷酶、磷酸烯醇丙酮酸羧基激酶和木糖

转移酶。在动物实验中发现，这3种酶在骨骼形成过程中起重要作用。

2.2锰的吸收

锰广泛分布于人体，并被器官所浓缩。人体内的锰代谢由肾上腺调节，食物中的锰由肠

道吸收，蓄积于肝脏。全部小肠都能吸收锰。锰在消化道吸收缓慢而不完全，吸收部位主要

在十二指肠，而空肠、回肠吸收很少。吸收程度取决于胃液酸度和锰化合物的溶解度，经口

喂以不溶性锰矿粉，未见锰吸收。由于食物中的锰在胃液中溶解度低，食入锰有97％以上由

粪便排出。肺部的锰尘可能通过吞噬作用而吸收。有机锰可经皮肤吸收，而无机锰化合物基

本上不能经皮肤吸收。

茶叶被称为聚锰植物。对于某些人来说，通过饮茶从中摄取的锰可高达每天锰摄入量的

10％以上。Davis用逐步回归分析发现，膳食锰含量所受影响的21％来自茶叶，29％来自茶

叶和绿色素等，32％来自茶、绿色素和面包谷类。母乳中锰含量较低，初乳为6μg/L，中期

降低到4μg/L，后期乳又上升到6～8μg/L。牛奶中锰含量稍高一些，为20～25μg/L。

用同位素标记技术测定幼大鼠的吸收发现，食物中含有1.5mgMn/kg时，锰的真实吸收

率为20.2～22.1％。该值等于表观（apparent）吸收率（10.2～14.1％）与体内（胆汁、胰液

等）自身排泄率（8.0～10.0％）之和；如果改变食物中锰含量（1.5～100mg/kg），对表观吸

收（10μgMn/d）没有显著影响，而真实吸收随食物中锰浓度增加而显著增加。

Schroeder（1973）指出，成年人每天从食物中摄取3.7mg锰，从水中获得0.064mg，从

空气中吸入0.002mg，全天共摄入3.8mg；吸收率为3～4％，与成年大鼠的吸收率相同，约

占人体含锰总量的0.5％。

2.2.1影响锰吸收的因素

影响锰吸收的因素很多。缺铁时（缺铁性贫血）锰在胃肠道吸收明显增加。患有缺铁性

贫血症的病人对锰的吸收率达7％，相当于正常人的两倍。在奶中增加铁含量会降低幼大鼠

对锰的吸收，并观察到肝锰浓度下降，提示在婴、幼儿食物中补充铁可能降低对锰的吸收。

酒精可使锰在肠道运输的时间超过4h，长期饮酒会增加肝锰含量，并影响动物体内SOD活性。

Davies等（1975）报道，食物中高含量的钙、磷、植酸（phytate）可影响大鼠对锰的吸收(Davies

NTandNightingaleR,1975)。Gruden（1987）认为，奶中铁含量低于200mg/L时，并不抑制

幼大鼠吸收锰，但铁含量高于400mg/L则产生抑制作用。此外，动物年龄对锰的吸收和保留

亦有影响(GrudenN,MunićS,1987)。Garcia-Aranda等报道了大鼠肠道对锰的吸收

(Garcia-ArandaJA,WapnirRA,LifshitzF,1983)；Halpin等报道了动物组织对不同食物中锰的

吸收(HalpinKM,BakerDH,1986)。

2.2.2锰的代谢

2.2.2.1锰的运输及贮存

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

34

从小肠吸收的锰，经过小肠上皮细胞附着缘进入血浆，在血浆中锰以Mn（Ⅱ）与β-球

蛋白结合为特殊的β-球蛋白转移蛋白（转锰素transmanganin）担负锰的运输任务，一个锰原

子可结合一个以上的球蛋白分子；小部分锰可以进入红细胞形成锰卟啉，被迅速转运到含线

粒体丰富的细胞中去。类似于铁，一部分Mn（Ⅱ）可被铁氧酶Ⅰ（ferroxidaⅠ）氧化成

Mn（Ⅲ），然后与血浆中的运铁蛋白结合，被肝外组织所吸收。血液中的锰迅速转移到富有

线粒体细胞中，以不溶性磷酸锰形式蓄积于肝、肾、小肠、内分泌腺、胰、脑、骨、肌肉和

毛发中，细胞内的锰约2/3贮留于线粒体内。

锰在血浆中停留时间很短。给人体静脉注射54Mn，10min后，血液中只有注射量的1％；

给动物和人体补充锰后，全血锰增多，而血浆锰的变化不大；给人体注射与54Mn结合的自

身血浆，大部分54Mn被红细胞摄取，约60～70％与血红蛋白结合。表明血液（特别是血浆）

有能力清除多余的锰，保持恒定的水平，而红细胞与血红蛋白所结合的锰则清除较慢。

在细胞内，线粒体吸收和排泄锰是通过Ca（Ⅱ）载体进行的。用54Mn研究的结果表明，

在肾内锰主要贮存在肾皮质肾小管上皮细胞内，髓质及肾小球内较少，肾小管腔几乎没有，

说明肾脏不是锰的主要排泄器官。用放射自显影技术证明，54Mn主要贮存在小肠绒毛上皮

内，绒毛上皮细胞游离面的粘液及上皮细胞的远中侧部分，基底部较少，这说明锰能通过肠

壁排泄。

给火鸡食物中补充锰盐（无机锰和有机锰），吸收率最大的部位是肝和肾，相当少的锰

积累在心、胃、胸肌。食物中锰含量增加，吸收增加，但体内锰的保留并不按食物中锰含量

的增加的比例增加。有机锰比无机锰能更好地被肝、肾所吸收。也有报道，大鼠口服或注射

有机锰化合物MMT后，肝、肾、肺内含锰量最高，其分布类似于无机锰。另有实验结果表

明，大鼠摄取氯化锰后与对照组相比，胰、肝、肾、甲状腺以及垂体等部位的锰总量增加了，

但Mn（Ⅱ）含量仍然保持较低水平。进一步研究发现，锰总量在肝、肾细胞的核和线粒体

内以及胰的微粒体内等部位较高。对照组动物的肝、肾的微粒体内Mn（Ⅱ）与总锰的比值

高，而实验组则在胰的核部位高，这说明锰的不同存在形式在亚细胞器内的分配是不同的。

锰可穿透血-脑屏障，随着时间的推移，锰在脑组织的相对贮留量超过肝、胰、肾。据

报道，在脑室内直接注入锰，皮质，线粒体、海马、小脑、中脑延髓、视丘下部锰含量均有

增加，增加程度因部位不同而不同。经腹腔染毒1周后，纹状体和中脑的锰含量即增加10.4～

12.1倍，而以后数周未再见明显增加。锰中毒病人毛发中也有锰的蓄积，胸毛比头发的蓄积

量要高三倍。

锰可以通过胎盘向胎儿移行，移行量与妊娠期有关，随着妊娠的进展，胎儿的锰吸收

量增加。儿童的器官防御机制不完善，尤其是血脑屏障发育不完全，儿童的神经系统更易受

到锰的损害。Gianutsos等报道了摄取锰的方式不同对脑锰积累所产生的影响(GianutsosG,

SeltzerMD,SaymehR,etal,1985)。

2.2.2.2锰的排泄及丢失

锰从人体内排出很慢，约50％随胆汁排入消化道，锰在肝脏内形成含氮的锰化合物或在

胆汁内与胆红汁和胆酸形成络合物排出。锰可以有机或无机化合物的形式由尿排出，但其排

出量一般约为体内总排出量的10％。

食物中的锰多以不溶性复合盐的形式存在，吸收率很低，大部分锰经肠道排泄。正常

人粪便内锰含量为40～50mg/kg，尿锰值变化较大，但占锰排泄总量的比率很小。大鼠经静

脉注射锰后5天，99％的锰由粪便排出，而经尿排出量仅占1％。锰排泄与吸收途径有关，口

服比静脉注射的排泄要快得多。成人经口吸收的锰在体内的生物半衰期约为10天，而经注射

所吸收的锰则为40天。两种吸收方式的生物半衰期的差别说明，锰在肝外组织比在肝内的周

转时间要长。用54Mn和56Mn研究表明，进入肝内的锰，1h后明显减少，4h后从胆汁内排出

42％，证明肝内的锰主要经胆汁排入粪便内。通过胰液排泄的锰能被小肠重新吸收，这对维

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

35

持体内锰的代谢平衡具有生理调节作用。

Mahoney和Small（1968）指出，静脉注射54Mn后有两种排泄途径：注射剂量的大部分

（～70％）经‘慢’途径排出，生物半衰期约为39天；小部分经‘快’途径排出，生物半衰

期为4天。连续摄取低锰食物6个月，经“慢”途径排出的54Mn量增加到84％，生物半衰期也

上升到90天；而“快”途径的生物半衰期不变(MahoneyJ,SmallWJ,1963)。也有报道用低锰食

物饲养的动物仍然显示恒定的锰排出。给动物和人体内注射54Mn的结果表明，其生物半衰

期与机体锰贮存情况有关；与摄取锰量的多少也有一定的关系。铁与锰之间的相互作用也影

响锰的吸收和排泄。

锰自脑排出比其它器官排出缓慢。锰在大鼠全身的半衰期为14天，大脑超过34天；猴

的全身半衰期95天，大脑超过278天。

锰还可通过汗液、指甲、污垢及胎盘排出，妇女月经失血也伴有锰的损失。对于哺乳期

妇女来说，通过乳汁可供给婴儿一定量的锰。动物在哺乳期锰的排泄量较少是由于其胆汁分

泌液太少所致。

4.镁制剂的选择

我国经全国食品添加剂标准化技术委员会审定、卫生部公布列入《营养强化剂使用的卫

生标准》（GB14880-94及GB2760-1996）中的锰剂有3种。

锰剂的选择应考虑到锰剂的吸收性、生物利用率、毒负作用、稳定性、应用范围等，介

绍一些市场常见和新型补锰剂的特点及使用量。

4.1一些市场常用镁制剂

我国GB2760《食品添加剂使用卫生标准》、GB14880《食品营养强化剂使用卫生标准》

有关规定列出几种钙盐的使用标准及特点（使用范围没标注的为没有国标支持的）

品种使用范围每千克使用量(mg)备注

第一代

锰剂（无

机锰）

硫酸锰乳制品

婴幼儿配方食品

饮液

孕产妇配方奶粉

婴儿配方奶粉

较大婴儿及幼儿配方奶粉

儿童营养配方奶粉

较大婴儿及幼儿配方粉

0.92-3.70

1.32-5.26

0.5-1.0

11-26（以Mn计）

0.3-3.5（以Mn计）

5.0-8.0（以Mn计）

7.0-15.0（以Mn计）

≤8mg/kg（以Mn计）

锰运动营养食品0.5－3.0mg/d

第二代

锰（有机

酸锰）

葡萄糖酸

锰（酶法

生产）锰

元素含量

11.42％

乳制品

婴幼儿配方食品

1.08-4.32

1.32-5.26

乳酸锰

第三代

锰（有机

锰，多指

EDTA锰

二钠

为微粉红色粉

末，易溶于水，

锰以螯合状态存

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

36

氨基酸

锰）

在。且在体内易

吸收，副作用小

蛋氨酸锰易溶于水，镁以

螯合状态存在。

且在体内易吸

收，副作用小

赖氨酸锰螯合态有机锰物

质是无机矿物吸

收的2-4倍，其吸

收率、利用率比

无机提高

25-40%，可达

95%以上。

L-天门冬

氨酸螯锰

易溶于水，镁以

螯合状态存在。

且在体内易吸

收，副作用小

甘氨酸锰镁含量在所有氨

基酸螯合镁中最

高，且具有易吸

收，溶于水，副

作用小等优点

第三代锰剂现在多用于饲料养殖中，以提高动物对矿物质元素的吸收利用Henry,

Scheideler,Baker和Halpin对雏鸡喂养含蛋氨酸锰的饲料和无机锰的饲料以进行对比，结果

显示蛋氨酸锰饲料喂养雏鸡的消化利用率明显好于无机锰饲料。(Henry,Ammerman,1992;

Scheideler,1991;BakerandHalpin,1987)

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

37

元素间的影响

一.元素平衡与健康

通常，在机体内锌与铜存在一定的量比关系。二者在吸收转运过程中可发生竞争性抑制。

Klevay等在提高膳食的铜锌比值后曾诱发出大鼠高脂血症，提示锌、铜代谢失调是引起动脉

硬化的重要因素(Klevay,1975)。潘潘等人通过动物实验证实，绝对或相对铜缺乏均可引起血

清胆固醇、甘油三脂浓度升高；而绝对或相对锌缺乏则主要引起高密度脂蛋白胆固醇浓度下

降，造成外周组织胆固醇清除障碍；而适当补锌可使HDL-C恢复正常。但大剂量补锌时，

由于竞争性抑制作用使血清铜明显降低(潘潘，李思汉，间万华,1996)。Hoope给健康成年男

性每天服用锌160mg，连续5周，导致高密度脂蛋白明显下降(Hooper,Visconti,Garryand

Johnson,1980)。另一方面，高锌可锈发肝脏合成富含半胱氨酸、巯基的蛋白质。这类蛋白质

对铜的亲合力比锌大，可以结合大量的铜而使游离铜减少，进而引起含铜酶活性降低。铜蓝

蛋白又称铁氧化酶。短期大量或长期少量补锌都有可能造成该酶含量或活性降低。血浆中的

二价铁必须氧化成三价铁才能运至骨髓合成血红蛋白。该过程又必需铁氧化酶的参与。所以

锌、铜比例失调有可能导致缺铜性贫血（实际上也是缺铁性贫血）。

铬以“三价复合物”形式由胃肠道吸收。进入血流后与运铁球蛋白结合，然后被送到全身

各处。如果供铁过多或铁代谢失常，运铁球蛋白全部与铁结合而呈饱和状态，铬离子就无法

与运铁球蛋白结合，便发生铬运输障碍，出现缺铬现象。缺铬会降低胰岛素效应，促进动脉

粥样硬化的形成。铁离子过多而在体内蓄积时，易产生含铁自由基反应，造成过氧化损伤。

血铁过高易发生动脉硬化和中风。

实际上，机体内所有的元素都存在直接或间接的联系，彼此相互影响，处于平衡状态。

元素间的平衡一旦被破坏，将会发展病理过程，影响健康，甚至发生疾病。

二.元素间的相互影响

1.锌与铜、镉、汞、硒、铁、锰、及铅的相互影响

短期大量或长期小理补锌可抑制机体对铜的吸收利用，导致血浆铜量及铜-锌超氧化物

岐化酶活性下降，Zn/Cu大于10时就会出现这种损害。高锌摄入对铜吸收利用的影响主要表

现在减少铜从基质膜向血液的输送，大量铜滞留在黏膜细胞的金属硫蛋白中。

进食过多的铜亦可抑制锌的吸收并可加速锌的排泄。有投铜治疗导致锌缺乏的报道，但

实际上这种情况很少发生。有观察显示，当Cu/Zn为10∶1时，对锌的吸收利用尚无任何影

响。铜和锌及镉都能诱导机体合成金属硫蛋白（MT），锌的诱导作用最强。MT可同多个金

属离子相结合。结合力的强弱顺序，为镉>汞>铜>锌，因而铜及镉、汞能够与锌竞争结合部

位。镉、汞置换MT中的锌结合位点后，形成Cd-MT或Hg-MT而失去毒性作用。即锌、铜具

有消减镉、汞的毒性作用。当镉多锌少时，镉与含酶中的锌相结合而使酶失去活性。在锌量

多的情况下可明显抑制镉的这种置换作用。

饮食中锌过量可抑制硒的吸收和生物效应，拮抗过量硒的毒性。人体实验显示，每天补

充150mg硒元素可增加锌的排泄。

饮食中的无机铁锌相互抑制。当铁、锌元素总量超过25mg或婴儿Fe/Zn超过3∶1，也不

影响锌的吸收。用含锌54mg的牡蛎肉加入100mgFeSO4供食时，并未对锌的摄入产生抑制。

锰中毒串者血锌明显下降。充足的锌供给可减少铅吸收，降低铅素毒性。含铜酶为铁代

谢所必需。

2.铁与氟、锰、钴、钡、铬、铝、镉的相互影响

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

38

(1)铁可增进氟的吸收。

(2)铁抑制锰和钴的吸收。钴过高也可影响铁的吸收。

(3)食物中的亚铁可减轻钡过量的毒性。

(4)铁与铬竞争转运载体。

(5)适量的铁供应可减少铅的吸收，防止铅的不良影响。体内铅过高可导致造血障碍。

(6)轻度镉中毒可被铁所抵销。镉能够妨碍铁的吸收。在接触氧化镉粉尘和烟雾的工人中

曾观察到患贫血的病例。在暴露于镉的实验动物中也常有贫血发生。

3.铜对铁、硒、铂、碘、钼、镉的影响

(1)铜是铁氧化酶（铜蓝蛋白）的主要成分。血浆中的二价铁必须氧化成三价铁才能与球

蛋白结合成铁优越性递蛋白而被运送至骨髓，用于合成血红蛋白。缺铜时该酶活性降低，影

响铁的利用，导致缺铜性贫血。

(2)高铜明显阻碍硒的吸收，改变硒循环，降低组织GSH-Px活性。

(3)铜可抑制顺铂的毒性而不降低其抗癌作用。

(4)铜过剩可使碘不足的影响加剧。

(5)铜可抑制钼吸收，防治钼中毒。而高浓度钼可加重缺铜症。

(6)铜可降低镉的毒性。

4.硒与铜、碘、顺铂及铅、镉、汞、砷的关系

硒是Ⅰ型碘甲状腺原氨酸5’脱碘酶的重要成分。人体缺硒时该酶含量减少或活性降低,

由T4转变为T3的过程受阻，加重缺碘的危害。流行病学调查证实，既缺碘又缺硒地区地方

性甲状腺肿患病率高于单纯缺碘地区。

(1)硒亦可减轻抗癌剂顺铂的毒性而不降低其抗癌作用。

硒和维生素E都能降低铅中毒所致的中枢神经系统和造血功能损害。其作用机制可能与

抗脂质过氧化有关。维生素E比硒更有效。然而铅对硒亦有干扰，喂含铅饲料的牛崽其硒吸

收及血液和尿中的浓度分别降低26%、21%和42%，其肝、肾等脏器和组织中的硒含量也明

显降低

(2)硒对镉具有广泛的解毒效果。

硒可防止或对抗镉所造成的睾丸损伤、卵巢坏死、胎盘坏死、乳腺损伤、肝肾胰脏损伤、

高血压和贫血以及畸胎。给冶炼工人每天补充硒150μg连续3周，结果受试者血硒含量和谷胱

甘肽过氧化物酶活性明显增高，镉的排泄量增加并可使红细胞镉含量降低。

(3)硒在一些条件下具有降低有机汞和无机汞的毒性作用。亚硒酸盐可防止甲基汞造成的神

经系统损害。

(4)硒和砷可相互抑制对方的毒性。

5.钼与钨、铅、硅的关系

钨与钼相对抗。给动物大量补充钨时，组织中的钼可被钨所取代，使含钼酶（黄嘌呤氧

化酶XO和亚硫酸盐氧化酶SO）的活性下降甚至消失。钼能有效抑制大、小鼠各种诱发性

肿瘤生长。钨的作用则相反，可促进肿瘤生长。

实验证实，供给大鼠钼可防止铅在鼠血及软组织中的蓄积，有效地预防铅中毒。

无机硅摄入量的增加可使血清钼和红细胞钼分别下降73.68%和80.95%，钼在肝脏等组

织中的贮留也相应减少。钼摄入量的增加也会使小鸡组织硅含量下降。

6.锰与硒、锌、铅、铁、镍及与铜、铁的关系

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

39

(1)低锰有可能降低组织对硒的吸收或增加硒的排泄，高锰亦促进慢性尿硒排泄并使

GSH-Px活性降低。

(2)锰中毒病人血锌明显下降，性功能减退（动物实验和临床均证实，缺锌可使性功能减

退）。

(3)空气和饮水中铅增加可使人和大鼠组织中锰含量升高。当大鼠同时摄入铅和锰时脑中

铅积累量可增加几倍。Wibowo等发现，血锰量随血铅量的增加而上升。他们指出，这不是

铅、锰直接作用的结果，而是由于锰与红细胞中原卟啉结合而造成（体铅高时血中原卟啉升

高）。

(4)机体大量吸收锰时抑制铁的吸收。

(5)锰可明显对抗镍对自然杀伤细胞（NKC）活性的负性影响。

(6)镍在代谢器官中起拮抗铜的作用。

(7)镍和三价铁的作用是协同的页与二价铁的作用是拮抗的。

7.铝与钙、磷、氟、镁、铅、锌的关系

(1)Aoler与Berlene报道，铝的存在可降低十二指肠对钙的吸收达33%。铝可与钙调蛋白结

合而导致蛋白结构的改变并影响该蛋白调节钙反应的能力。铝在柠檬酸根参与下还可引起钙

代谢紊乱，抑制钙的沉积。

(2)含铝制剂抑制磷的肠道吸收。与此同时粪便与尿液的钙排泄增多，造成钙的负平衡。

(3)铝在肠道内与氟络合，可明显地增加粪氟排出并降低血浆氟水平，从而影响骨代谢。

(4)实验表明，羔羊服用铝盐后钙、镁的吸收和血钙水平未受影响，但从尿中排出的钙、

镁增多。

(5)实验显示，Al3+和Fe3+竞争脯氨酰-4-羟化酶上的结合位置而使该酶的活性下降；硅酸

与铝作用形成铝硅酸盐，改变结合特性，使铝对酶的抑制作用被解除。在自然界发生硅酸与

铝盐的结合可降低水体中的铝含量。

(6)随着血浆铝水平的升高，血浆铅亦升高，而血浆锌水平下降。

8.宏量元素间及宏量元素与微量元素的影响

(1)钙是骨骼和牙齿的主要成分，与其形成、生长、维护密切相关。在骨骼内钙的沉淀与

溶解持续不断进行，保持动态平衡。磷与钙按1∶2的比例组成骨骼矿物质部分。它们形成以

羟磷灰石为主的无机盐结晶，牢固地结合在胶原纤维上，对维护骨骼的硬度具有一定作用。

(2)镁是骨骼矿化或建立有机骨板的主要基础。

(3)适量氟能维持钙磷代谢，具有健齿防龋作用。摄入氟不足时，可使参与钙磷代谢的酶

活性下降。老年人缺氟影响钙磷利用，可引起骨质疏松。氟与钙结成牢固的化合物而减少氟

的吸收利用。食物缺钙则可增进氟的吸收。镁与氟形成不溶性化合物，不利于氟的吸收。高

镁饮食有抗氟中毒作用。磷酸盐可减少氟吸收。

(4)锶有促进骨骼钙化的功能。人体在钙不足状态下投以适量锶可预防老年性骨质疏松

症。锶也是牙齿的组成成分，是牙齿钙化不可缺少的元素。

(5)钙/磷比值对钙的吸收有一定影响，有利于钙吸收的比值范围在2∶1~1∶2。婴儿期最

佳比值为1.5∶1；1岁以后为1∶1，并一直维持这一最佳值。

(6)维卫素D的活性形式可刺激肠黏膜细胞产生钙结合蛋白，增进钙的吸收。

(7)钙、镁离子结构相近似，在小肠竞争吸收转运，故钙摄入过量可影响镁的吸收。当每

日食物中钙达到1.2~2.0g时可妨碍自肠道分泌出来的微量内因性镁的再吸收。

(8)钠可刺激镁的转运过程。

(9)钾、镁、锶过量所呈现的毒性作用，可用钙缓解。

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

40

(10)食物中钙高时，钙、锌与植酸结合而影响锌的吸收。镁亦可与植酸结合形成植酸镁。

同植酸钙一样，在pH为碱性的小肠内与锌形成不溶性复合盐而妨碍锌的吸收利用。

(11)高钙饮食可阻碍铅吸收，而且从细胞水平呈现保护作用。低钙膳食主要作用是使铅

滞留，这可能是通过减少铅排泄而不是增加胃肠道的吸收。

(12)高镉摄入可造成钙代谢紊乱。镉污染区发生的疼痛病的主要表现是肾小管损伤和骨

软化症。动物实验表明，肾小管损伤可减少钙和磷酸盐的吸收，从而导致体内钙缺乏并诱使

钙自骨中排出。缺钙可使镉的吸收增加。

(13)过量钙可影响锰和铁的吸收。

(14)磷干扰铁的吸收，与钡相互竞争，还可阻碍锰的吸收。

(15)硫和硫化物能影响铜的吸收，干扰碘的吸收。

三.元素间相互影响的机制

1.通过竞争抑制

（1）竞争吸收通道钴与铁部分地共用肠黏膜的运输通道。饮食中一定量的铁可抑制钴的吸

收；钴过高也可影响铁的吸收。

（2）竞争运输载体已知铬、钴离子与铁部分共用运铁蛋白转运，故铁过多可竞争性抑制烙

的转运，引起铬缺乏症。

（3）竞争效应基因中的特殊结合部位如铝能竞争性结合钙调蛋白结构内的钙结合点，从而

影响该蛋白调节钙的能力。这是造成铝骨病中毒症状的部分原因。

2.通过置换

电子构型相似的元素可相互争夺生物效应基因中的结合点，而将原来的必需元素置换

掉。例如，锌与镉均能与硫蛋白或巯基（-SH）结合，而镉与其结合力强于锌。因此，许多

锌构酶或锌依赖酶中的锌均可被镉置换而使酶失活。但大量的锌可明显地抑制镉的置换作

用，防止酶失活。

3.通过化合或络合反应

例如锌和钙可与消化道的植酸络合形成不溶性复合物，从而限制这二种元素的吸收利

用。

4.通过机体调节

某些元素可刺激人体发生相应反应而起调节作用。例如，高钙膳食能减少铅吸收，低钙

膳食能促进铅吸收。这是因为低钙能刺激机体产生较多的钙结合蛋白，而铅在肠道中必须借

助该蛋白才能吸收转运。反之，摄入高钙膳食时抑制钙结合蛋白的产生，从而减少铅的吸收。

又如，锌能够诱导机体合成金属硫蛋白（MT）。如果锌量超过机体需要，食物中和肝肠

循环中的锌与MT结合并滞留在肠黏膜从而使有效的供锌量减少。MT的半衰期比黏膜上皮半

衰期长，故肠黏膜细胞脱落时MT及其结合的锌仍旧滞留在细胞内而随粪便排出。当血浆锌

浓度较低时，MT合成减少，而使吸收进入体循环的锌量增加。

铜与MT的亲合力大于锌，故大量补锌时MT增多，与铜结合的MT亦增多。含铜的MT

滞留于肠黏膜。故短期大量或长期小量补锌皆可抑制铜的吸收。这主要是指进入体循环的铜

减少，含铜酶的活性下降。

矿物质营养强化剂(钙、铁、锌、镁、锰)

41

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