文/魏艷敏

（黑龍江立高儀器設備有限公司）

牛乳中鈉、鉀、鈣、鎂元素含量測定的研究

文/魏艷敏

（黑龍江立高儀器設備有限公司）

牛乳中富含多種礦物質(zhì)元素，對人體健康起到促進作用，但不同地區(qū)、不同季節(jié)牛乳中常見堿金屬及堿土金屬元素鈉、鉀、鈣、鎂的含量范圍會有所不同。本文探討了這4 種礦物質(zhì)元素在牛乳中的含量范圍，旨在為牛乳加工及成分研究提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

牛乳；鈉、鉀、鈣、鎂；含量

牛乳中的無機鹽成分是指與有機酸結(jié)合而成的鹽，在乳中的含量一般約為0.7%[1]。在乳中的微量元素一般都為溶解狀態(tài)，容易被人體消化吸收。乳中所含礦物質(zhì)元素對人體健康具有促進作用，這其中不僅包括對機體健康發(fā)揮重要意義的微量元素（如鐵、錳、銅、鋅等），還包括在體內(nèi)對正常生理功能起著重要作用的鈉、鉀、鈣、鎂等常量金屬元素[2]，此外原料乳中的有毒重金屬元素（如砷、鉛、鎘等）是對人體造成傷害的重要元素，在原料乳驗收環(huán)節(jié)中不得被檢出[3，4]。目前我國對乳中鐵、鋅、銅、碘、硒、鉻等對人體有益的微量元素的研究比較多，并已有了相關的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但對原料乳中鈉、鉀、鈣、鎂等常量堿金屬及堿土金屬元素含量水平的研究比較少[5，6]。

1 鈉、鉀、鈣、鎂對人體的作用

1.1 鈉

人體中的鈉多數(shù)存在于細胞外液之中，是維持肌肉及傳遞神經(jīng)興奮，調(diào)節(jié)人體滲透壓的重要組成部分。鈉在人體內(nèi)既不可缺少，也不能攝入過多。在人體新陳代謝中，鈉的缺乏會導致頭痛、惡心、痢疾等臨床癥狀，嚴重的甚至會出現(xiàn)心力衰竭而至死亡。攝入量過多則會加重腎臟的負擔，尤其對新生嬰幼兒而言，腎臟發(fā)育還未成熟，不能及時排出血液中過多的鈉，若長期在體內(nèi)囤積則極易導致鈉的慢性中毒，嚴重者會引起嬰兒腎衰竭[7]。

1.2 鉀

鉀是人體生命的必需物質(zhì)之一，在體內(nèi)含量為140～200 g，在體內(nèi)礦物質(zhì)中排第三位。細胞的新陳代謝與鉀有著緊密的關系，部分酶的生物活性需要一定濃度的鉀來維持。在機體正常生理活動過程中，鉀起著調(diào)節(jié)滲透壓及酸堿平衡的作用，神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的正常工作也必須有一定濃度鉀的參與。成人每日攝入鉀量為2～4 g，兒童每日攝入量則為每千克體重0.05 g。乳是鉀元素的重要動物性來源，當人體內(nèi)鉀含量過低時，會出現(xiàn)嘔吐、渾身無力、心率不齊或心跳加快等癥狀；若人體血液中鉀含量過高，則出現(xiàn)心跳減慢、低血壓、呼吸困難等癥狀[8]。

1.3 鈣

鈣是人體內(nèi)含量最多的一種無機元素，它不僅是構(gòu)成人體骨骼與牙齒的重要成分，也是一般軟組織的組成成分，并且是維持機體正常功能不可缺少的物質(zhì)。在人體內(nèi)，只有當鈣、鎂、鈉、鉀離子維持一定比例時，機體才能進行正常的生理活動并表現(xiàn)出應有的應激反應。不僅如此，鈣還有激活機體內(nèi)多種酶系統(tǒng)的作用，如琥珀酸脫氫酶、脂肪酶、三磷酸腺苷酶等。我國營養(yǎng)學家早在1998年就對不同人群每日攝入鈣含量提出了建議：嬰幼兒攝入量在400～800 mg；青少年與老年人攝入量在1 000～1 200 mg；成人不少于800 mg；妊娠期婦女攝入量不少于1 500 mg；鈣攝入量不足易患佝僂病、骨質(zhì)疏松等疾病，攝入量過高會增加患腎結(jié)石的危險性。乳及乳制品是鈣最好的來源，不僅因為其含鈣量高，而且乳中多種成分都可促進鈣的吸收。

1.4 鎂

鎂是人體的必需元素，在成人體內(nèi)含量為20～30 g，其中一半以上以磷酸鹽和碳酸鹽的形式存在于骨骼和牙齒之中。正常成人每日攝入量為300～350 mg，嬰兒為150 mg。鎂具有維持心肌正常生理結(jié)構(gòu)的功能，鎂缺乏會導致心肌壞死，此外，鎂也是機體內(nèi)多種酶系統(tǒng)不可缺少的活化劑。鎂還具有抑制神經(jīng)異常興奮的功能，攝入過多會呈麻醉狀態(tài)，缺乏則導致肌肉痙攣、心率失常、神經(jīng)紊亂等癥狀。鎂的吸收受鈣、磷、草酸和消化不完全脂肪的干擾，乳中的蛋白質(zhì)、乳酸、維生素D等具有促進鎂吸收的功能。

2 國內(nèi)外對乳中鈉、鉀、鈣、鎂元素測定的研究進展

2.1 國外研究進展

國外對原料乳的質(zhì)量安全尤為重視，對原料乳中摻雜使假帶來的離子殘留問題也作了相關研究。Santons等成功的通過火焰原子吸收光譜法分析牛奶中的鈣離子和鈉離子的含量范圍，用以監(jiān)測原料乳的質(zhì)量[9]。涉及原料乳質(zhì)量的嚴重問題有乳中摻水，加入中和劑掩蓋酸味，加入鹽或糖掩蓋多余的水等，用對比乳中真實金屬離子含量的方法可以有效防止收購摻假乳[10，11]。在巴西，對原料乳真實性評價的研究中顯示，至少有一項摻雜物的檢測是通過對比乳中礦物質(zhì)元素的含量進行的[12]。Souza等在密閉反應容器中運用微波消解技術(shù)、原子吸收、原子發(fā)射光譜技術(shù)，對牛奶、脫脂乳粉以及半脫脂乳粉中鈣、鎂、鈉、鉀離子含量進行了檢測，結(jié)果顯示，鈣、鎂、鈉、鉀的平均回收率分別為99.3%、100.0%、100.5%和100.3%，檢出限分別為63 ug/L、15 ug/L、18 ug/L和72 ug/L[12]。

2.2 國內(nèi)研究進展

在國內(nèi)，金曙光等對內(nèi)蒙古不同地區(qū)、不同放牧季節(jié)的540 頭荷斯坦牛牛乳，進行了常規(guī)營養(yǎng)成分以及氨基酸差異的對比研究[13]，但沒有對牛乳中的金屬離子隨季節(jié)性變化作差異性檢測。梁寶愛、孫麗萍利用電感耦合等離子發(fā)射光譜法，在牛乳中摻堿殘留鈉離子檢測的研究中，對原料乳進行多次檢驗，發(fā)現(xiàn)其鈉離子含量在610 mg/kg以下；而對摻堿后牛乳檢測，發(fā)現(xiàn)其鈉離子含量大于750 mg/kg[14]。何立榮等采用干法灰化—火焰原子吸收法對采集的90 個牛奶樣品中的鉀、鈉、鎂、鈣、鐵、錳、銅、鋅等礦物質(zhì)元素含量進行測定，結(jié)果顯示日均產(chǎn)量不同奶牛的牛奶中，各礦物質(zhì)元素含量無顯著差異（P＞0.05）[15]。張永云等對水牛乳與荷斯坦牛乳中鉀、鈉、鈣、鎂的含量進行測定，結(jié)果顯示：水牛乳中鉀、鈉、鈣、鎂元素的含量分別為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；荷斯坦牛乳中鉀、鈉、鈣、鎂元素的含量分別為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對牛乳中鈣、鎂進行測定，其含量分別為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鈣、鎂、鉀的含量，分別為36.79±8.47 mmol/L、27.61±3.39 mmol/L、2.52±0.50 mmol/L[18]。

3 結(jié)束語

牛乳中的礦物質(zhì)元素對人體具有不可缺少的重要作用，但是過量反而會對人體不利。因此，對不用地區(qū)、不同季節(jié)、不用品種的奶牛中礦物質(zhì)元素含量的研究非常有實用價值。C

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2016-06-19）

魏艷敏（1978-），本科學歷，黑龍江立高儀器設備有限公司副總經(jīng)理，主要從事乳品檢測技術(shù)的研究工作。