牛乳中钠、钾、钙、镁元素含量测定的研究

2016-02-06魏艳敏

中国乳业 2016年12期

关键词：牛乳矿物质摄入量

文/魏艳敏

（黑龙江立高仪器设备有限公司）

牛乳中钠、钾、钙、镁元素含量测定的研究

文/魏艳敏

（黑龙江立高仪器设备有限公司）

牛乳中富含多种矿物质元素，对人体健康起到促进作用，但不同地区、不同季节牛乳中常见碱金属及碱土金属元素钠、钾、钙、镁的含量范围会有所不同。本文探讨了这4 种矿物质元素在牛乳中的含量范围，旨在为牛乳加工及成分研究提供数据依据。

牛乳；钠、钾、钙、镁；含量

牛乳中的无机盐成分是指与有机酸结合而成的盐，在乳中的含量一般约为0.7%[1]。在乳中的微量元素一般都为溶解状态，容易被人体消化吸收。乳中所含矿物质元素对人体健康具有促进作用，这其中不仅包括对机体健康发挥重要意义的微量元素（如铁、锰、铜、锌等），还包括在体内对正常生理功能起着重要作用的钠、钾、钙、镁等常量金属元素[2]，此外原料乳中的有毒重金属元素（如砷、铅、镉等）是对人体造成伤害的重要元素，在原料乳验收环节中不得被检出[3，4]。目前我国对乳中铁、锌、铜、碘、硒、铬等对人体有益的微量元素的研究比较多，并已有了相关的统计数据，但对原料乳中钠、钾、钙、镁等常量碱金属及碱土金属元素含量水平的研究比较少[5，6]。

1 钠、钾、钙、镁对人体的作用

1.1 钠

人体中的钠多数存在于细胞外液之中，是维持肌肉及传递神经兴奋，调节人体渗透压的重要组成部分。钠在人体内既不可缺少，也不能摄入过多。在人体新陈代谢中，钠的缺乏会导致头痛、恶心、痢疾等临床症状，严重的甚至会出现心力衰竭而至死亡。摄入量过多则会加重肾脏的负担，尤其对新生婴幼儿而言，肾脏发育还未成熟，不能及时排出血液中过多的钠，若长期在体内囤积则极易导致钠的慢性中毒，严重者会引起婴儿肾衰竭[7]。

1.2 钾

钾是人体生命的必需物质之一，在体内含量为140～200 g，在体内矿物质中排第三位。细胞的新陈代谢与钾有着紧密的关系，部分酶的生物活性需要一定浓度的钾来维持。在机体正常生理活动过程中，钾起着调节渗透压及酸碱平衡的作用，神经肌肉系统的正常工作也必须有一定浓度钾的参与。成人每日摄入钾量为2～4 g，儿童每日摄入量则为每千克体重0.05 g。乳是钾元素的重要动物性来源，当人体内钾含量过低时，会出现呕吐、浑身无力、心率不齐或心跳加快等症状；若人体血液中钾含量过高，则出现心跳减慢、低血压、呼吸困难等症状[8]。

1.3 钙

钙是人体内含量最多的一种无机元素，它不仅是构成人体骨骼与牙齿的重要成分，也是一般软组织的组成成分，并且是维持机体正常功能不可缺少的物质。在人体内，只有当钙、镁、钠、钾离子维持一定比例时，机体才能进行正常的生理活动并表现出应有的应激反应。不仅如此，钙还有激活机体内多种酶系统的作用，如琥珀酸脱氢酶、脂肪酶、三磷酸腺苷酶等。我国营养学家早在1998年就对不同人群每日摄入钙含量提出了建议：婴幼儿摄入量在400～800 mg；青少年与老年人摄入量在1 000～1 200 mg；成人不少于800 mg；妊娠期妇女摄入量不少于1 500 mg；钙摄入量不足易患佝偻病、骨质疏松等疾病，摄入量过高会增加患肾结石的危险性。乳及乳制品是钙最好的来源，不仅因为其含钙量高，而且乳中多种成分都可促进钙的吸收。

1.4 镁

镁是人体的必需元素，在成人体内含量为20～30 g，其中一半以上以磷酸盐和碳酸盐的形式存在于骨骼和牙齿之中。正常成人每日摄入量为300～350 mg，婴儿为150 mg。镁具有维持心肌正常生理结构的功能，镁缺乏会导致心肌坏死，此外，镁也是机体内多种酶系统不可缺少的活化剂。镁还具有抑制神经异常兴奋的功能，摄入过多会呈麻醉状态，缺乏则导致肌肉痉挛、心率失常、神经紊乱等症状。镁的吸收受钙、磷、草酸和消化不完全脂肪的干扰，乳中的蛋白质、乳酸、维生素D等具有促进镁吸收的功能。

2 国内外对乳中钠、钾、钙、镁元素测定的研究进展

2.1 国外研究进展

国外对原料乳的质量安全尤为重视，对原料乳中掺杂使假带来的离子残留问题也作了相关研究。Santons等成功的通过火焰原子吸收光谱法分析牛奶中的钙离子和钠离子的含量范围，用以监测原料乳的质量[9]。涉及原料乳质量的严重问题有乳中掺水，加入中和剂掩盖酸味，加入盐或糖掩盖多余的水等，用对比乳中真实金属离子含量的方法可以有效防止收购掺假乳[10，11]。在巴西，对原料乳真实性评价的研究中显示，至少有一项掺杂物的检测是通过对比乳中矿物质元素的含量进行的[12]。Souza等在密闭反应容器中运用微波消解技术、原子吸收、原子发射光谱技术，对牛奶、脱脂乳粉以及半脱脂乳粉中钙、镁、钠、钾离子含量进行了检测，结果显示，钙、镁、钠、钾的平均回收率分别为99.3%、100.0%、100.5%和100.3%，检出限分别为63 ug/L、15 ug/L、18 ug/L和72 ug/L[12]。

2.2 国内研究进展

在国内，金曙光等对内蒙古不同地区、不同放牧季节的540 头荷斯坦牛牛乳，进行了常规营养成分以及氨基酸差异的对比研究[13]，但没有对牛乳中的金属离子随季节性变化作差异性检测。梁宝爱、孙丽萍利用电感耦合等离子发射光谱法，在牛乳中掺碱残留钠离子检测的研究中，对原料乳进行多次检验，发现其钠离子含量在610 mg/kg以下；而对掺碱后牛乳检测，发现其钠离子含量大于750 mg/kg[14]。何立荣等采用干法灰化—火焰原子吸收法对采集的90 个牛奶样品中的钾、钠、镁、钙、铁、锰、铜、锌等矿物质元素含量进行测定，结果显示日均产量不同奶牛的牛奶中，各矿物质元素含量无显著差异（P＞0.05）[15]。张永云等对水牛乳与荷斯坦牛乳中钾、钠、钙、镁的含量进行测定，结果显示：水牛乳中钾、钠、钙、镁元素的含量分别为842.48±14.90 mg/L、507.66±10.21 mg/L、1 598.01±40.33 mg/L、121.47±2.51 mg/L；荷斯坦牛乳中钾、钠、钙、镁元素的含量分别为1 276.95±15.49 mg/L、668.91±21.19 mg/L、612.57±26.87 mg/L、115.44±3.80 mg/L[16]。于建忠等采用分光光度法对牛乳中钙、镁进行测定，其含量分别为639.6 mg/L和18.8 mg/L[17]。胡小成等利用原子吸收法分析了耗牛乳中钙、镁、钾的含量，分别为36.79±8.47 mmol/L、27.61±3.39 mmol/L、2.52±0.50 mmol/L[18]。

3 结束语

牛乳中的矿物质元素对人体具有不可缺少的重要作用，但是过量反而会对人体不利。因此，对不用地区、不同季节、不用品种的奶牛中矿物质元素含量的研究非常有实用价值。C

[1] 韩刚. 浅谈牛奶的营养价值. 中国奶牛，1997（3）：46-48.

[2] 夏敏. 必需微量元素的生理功能. 微量元素与健康研究，2003，20（3）：41-44.

[3] 庞洁. 乳制品中重金属的污染来源及相关安全问题的对策. 中国食物与营养，2012，18（8）：19-20.

[4] 李燕群. 原子吸收光谱法在重金属铅镉分析中的应用进展. 冶金分析，2008，28（6）：33-41.

[5] 李光辉. 人乳与牛奶中宏量与微量元素含量的研究综述. 乳业科学与技术，2001，24（3）：15-17.

[6] 单庆莲，狄英波. 母乳与牛乳中微量元素含量对比与研究. 中国社区医师，2007（9）：127.

[7] 李晶，李杰. 火焰原子吸收光谱法测定牛奶中锌含量的研究. 安徽农业科学，2011，39（9）：5258-5260.

[8] 梁宝爱，孙丽萍. 牛乳中掺碱残留钠离子检测的研究. 食品工程，2011（1）：54-56.

[9] Santos P M D，Costa L F B，Pereira-Filho E R. Study of calcium and sodium behavior to identify milk adulteration using flame atomic absorption spectrometry. Food and Nutrition Sciences，2012（3）：1228-1232.

[10] Borin A，Ferr ã o M F，Mello C，et al. Least-squares support vector machines and near infrared spectroscopy for quantification of common adulterants in powdered milk. Analytica Chimica Acta，2006，579（1）：25-32.

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[12] Souza S S，Cruz A G，Walter E H M，et al. Monitoring the authenticity of Brazilian UHT milk：a chemometric approach. Food Chemistry，2011，124（2）：692-695.

[13] 霍鲜鲜.金曙光，刘锋. 内蒙古不同地区荷斯坦牛乳中常规营养成分及氨基酸含量的比较研究. 见：首届中国奶业大会论文集，2010.

[14] 梁宝爱，孙丽萍. 牛乳中掺碱残留钠离子检测的研究. 食品工程，2011（1）：54-56.

[15] 何立荣，李爱华，辛国省，等. 牛奶中矿物质元素含量测定的研究. 饲料工业，2012，33（1）：53-55.

[16] 张永云，杨忠，李卫真，等. 水牛乳和荷斯坦牛乳中五中常量元素含量的测定. 动物医学进展，2011，32（6）：72-76.

[17] 于建忠，何北菁，赵红蕊. 多波长分光光度法测定牛乳中钙和镁. 食品工业科技，2004 （8）：136-137.

[18] 胡小成，郑玉才，邝光荣. 牦牛乳中Ca、K、Mg、P的含量. 西南民族大学学报（自然科学版），1996（4）：425-427.

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