食物為身體提供的不只是熱量，還有很多營養(yǎng)成分，除了宏量營養(yǎng)素，還包括多種微量營養(yǎng)素。這些營養(yǎng)素雖然每日需求量不多，但對(duì)人體的正常生理功能和健康非常重要。微量營養(yǎng)素包括維生素和礦物質(zhì)兩類，維生素的發(fā)現(xiàn)是營養(yǎng)學(xué)成為一門獨(dú)立學(xué)科的開端，也是營養(yǎng)學(xué)中獲得諾貝爾獎(jiǎng)最多的領(lǐng)域。礦物質(zhì)包括宏量元素和微量元素，著名的鈉、鉀、鈣、鐵都是生命必需的礦物質(zhì)。維生素和礦物質(zhì)缺乏曾經(jīng)是嚴(yán)重的健康問題，如今某些地區(qū)和特殊人群仍需要通過藥物和營養(yǎng)補(bǔ)充劑來補(bǔ)充維生素和礦物質(zhì)。但是并不是所有人都需要吃維生素片，維生素也不是包治百病的神藥。這部分就來講講這些生命不可缺少的微量營養(yǎng)素。

雖然早在古埃及時(shí)期人們就發(fā)現(xiàn)單調(diào)的飲食容易導(dǎo)致疾病，但是對(duì)于到底缺乏什么讓人得病還是沒有定論。直到1747年，蘇格蘭外科醫(yī)生Lind發(fā)現(xiàn)長時(shí)間在海上航行的水手容易出血，補(bǔ)充新鮮水果，特別是檸檬汁后這種情況就可以得到治愈。雖然當(dāng)時(shí)還沒有分離提純出維生素C，但這是第一次把膳食中缺乏某種物質(zhì)和特定的疾病聯(lián)系起來。此后，水手們都會(huì)嚼一些檸檬來預(yù)防壞血病，所以水手們也獲得了“Limey”（青檸仔）這樣的外號(hào)。壞血病的問題解決了，但是水手們?cè)诰S生素發(fā)現(xiàn)史上的作用還沒有結(jié)束。在日本，隨著精制大米技術(shù)的提高，漂泊在印度洋上的水兵們也吃上了脫殼的精糧。但是這些水兵反而出現(xiàn)了消瘦、水腫、精神異常等不適，他們所得的病叫做腳氣病（英文Beriberi，在斯里蘭卡當(dāng)?shù)卣Z言中就是“我不行了”的意思）。1897年荷蘭科學(xué)家Eijkman在他的養(yǎng)雞場做了實(shí)驗(yàn)，只吃精米的雞都出現(xiàn)了類似腳氣病的表現(xiàn)，而吃糙米的雞反而很健康。1911年波蘭科學(xué)家Casimir Funk提出假說，認(rèn)為缺乏對(duì)于生命必需的有機(jī)物質(zhì)是導(dǎo)致腳氣病和壞血病的原因，他認(rèn)為這些物質(zhì)都是一些含氮的化合物，所以把英文的生命（vita）和氨基物質(zhì)（amine）連在一起，造出了一個(gè)新詞“vita-amine”，之后縮寫為“vitamin”，也就是“維生素”。直到1926年科學(xué)家們終于從米麩中提純出可以治療腳氣病的物質(zhì)，并命名為維生素B ₁。1937年在實(shí)驗(yàn)室中首次合成了治療壞血病的物質(zhì)——維生素C。Eijkman也因?qū)S生素B ₁和腳氣病的研究獲得了1929年諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。維生素的發(fā)現(xiàn)、提純和合成是19世紀(jì)至20世紀(jì)初最令人興奮的醫(yī)學(xué)成果之一。先后有17人次因相關(guān)發(fā)現(xiàn)獲得了諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)和化學(xué)獎(jiǎng)。對(duì)于維生素的研究可以說是營養(yǎng)學(xué)作為獨(dú)立學(xué)科的開端。

當(dāng)然現(xiàn)在我們知道維生素不都是含氮的，也不都含有氨基，但是“vitamin”（維生素）這個(gè)名字卻一直沿用至今。那么什么樣的物質(zhì)可以叫做維生素呢？

維生素必須是非糖類、脂肪或蛋白質(zhì)的有機(jī)物質(zhì)（而礦物質(zhì)是無機(jī)物質(zhì)），必須有特定的生物活性，缺乏這種物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致某些特定疾病，人體不能自主合成這些物質(zhì)，必須通過膳食攝取，只需要很少量就可以滿足人體需求（以毫克或微克來計(jì)算）。

維生素根據(jù)能否溶于水可分為兩類，即水溶性維生素和脂溶性維生素。這兩類維生素在需求量、吸收、儲(chǔ)存、排泄等方面都有所不同。

維生素A、維生素D、維生素E和維生素K。

維生素C和8種B族維生素［維生素B ₁（硫胺）、維生素B ₂（核黃素）、維生素B ₃（煙酸）、維生素B ₅（泛酸）、維生素B ₆、維生素B ₁₂、葉酸、生物素］。

每種維生素在人體中都有特定的作用。它們雖然是食物中的營養(yǎng)素，但主要作用不是提供能量，而是幫助身體進(jìn)行各種重要的生化反應(yīng)，甚至起到信號(hào)傳導(dǎo)作用，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。維生素的主要作用可以分為以下幾類。

所有的B族維生素、維生素K。

維生素C、維生素E。

維生素D。

維生素A。

目前維生素包含13大類物質(zhì)，每一類維生素不只對(duì)應(yīng)一種化學(xué)物質(zhì)，如維生素E其實(shí)是一大類結(jié)構(gòu)相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)，維生素A和維生素D也有幾種化學(xué)形式。

對(duì)于大部分水溶性維生素，如果僅從食物中獲取基本不會(huì)出現(xiàn)過量，即便補(bǔ)充維生素片，多余的維生素也可以很快通過腎臟排出。水溶性維生素缺乏大多會(huì)影響一些能量代謝旺盛的組織，如紅細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等。脂溶性維生素更容易出現(xiàn)過量，因?yàn)閮?chǔ)存在身體中的脂溶性維生素不容易排出，維生素D和維生素K的合成需要身體的參與，皮膚、肝臟和腎臟都參與維生素D的合成，而腸道菌群會(huì)協(xié)助合成維生素K。所以日曬不足、腎功能異常的人群需要額外補(bǔ)充維生素D，而腸道菌群還沒有建立起來的新生兒需要補(bǔ)充維生素K。

礦物質(zhì)是指不含碳原子的無機(jī)元素。人體必需的化學(xué)元素有21種。除了有機(jī)物質(zhì)中的碳、氫、氧及氮元素，剩下的17種就是膳食中的礦物質(zhì)，根據(jù)在人體中含量的多少又可以分為宏量元素和微量元素。礦物質(zhì)在正常人飲食中僅占5%，但對(duì)于人體的健康是必不可少的。宏量元素定義為成人需要量超過100mg/d或占總體重不足1%的礦物質(zhì)；微量元素定義為成人需要量為1～100mg/d或占總體重不足0.01%的礦物質(zhì)。

鐵、鋅、銅、錳、鉬、氟、鈷、碘、硒和鉻。

根據(jù)元素含量由多到少，包括鈣、磷、鉀、硫、鈉、氯和鎂。

除了白砂糖和食用油，基本上所有的食物中都含有礦物質(zhì)。不同礦物質(zhì)的膳食來源不同，如鈣主要來自奶和酸奶、奶酪等乳制品；鐵主要來自肉類食物。均衡的膳食對(duì)于攝取足夠的礦物質(zhì)非常重要。

因?yàn)榈V物質(zhì)是無機(jī)物，如鐵、鈣等，并不是所有食物中的礦物質(zhì)都能被人體吸收。食物中礦物質(zhì)能被吸收的程度被稱為某種礦物質(zhì)的生物利用度。食物的種類和同時(shí)吃了什么都會(huì)影響礦物質(zhì)的生物利用度。所以即便膳食中的礦物質(zhì)總量能夠滿足每日推薦攝入量，也不能保證實(shí)際吸收足夠的礦物質(zhì)。總體來講，動(dòng)物類食物中的礦物質(zhì)比植物類食物更容易被吸收。植物類食物中常含有帶負(fù)電荷的有機(jī)物質(zhì)，如植酸、草酸和膳食纖維等，可以和帶正電荷的礦物質(zhì)，如鐵、鋅、鈣結(jié)合，阻礙這些礦物質(zhì)的吸收。所以對(duì)于以單一的植物類食物為主的膳食結(jié)構(gòu)來說，礦物質(zhì)的吸收效率更低。在攝取和補(bǔ)充礦物質(zhì)的時(shí)候一定要注意礦物質(zhì)的生物利用度。對(duì)于腎功能正常的人群，僅從膳食中獲取礦物質(zhì)一般不會(huì)出現(xiàn)缺乏或過多的癥狀。

補(bǔ)充過維生素的人都會(huì)注意到維生素和礦物質(zhì)有一些相關(guān)的推薦攝入量，包括DRI、AI、RDA等，在生活中也可能會(huì)遇到這些概念，如孕婦的鐵元素RDA是多少。那么這些概念是什么意思？在營養(yǎng)學(xué)上，它們有怎樣的區(qū)別和聯(lián)系呢？在這里幫大家梳理一下。

首先，把看起來復(fù)雜的英文縮寫做些說明。

膳食營養(yǎng)素參考攝入量。

推薦膳食營養(yǎng)素供給量。

推薦攝入量。

平均需要量。

適宜攝入量。

可耐受最高攝入量。

早在1900年美國就開始有了對(duì)膳食中營養(yǎng)素的量化推薦，美國農(nóng)業(yè)部首先制訂了蛋白質(zhì)攝入的推薦量。在“二戰(zhàn)”期間，1/3的人群都罹患營養(yǎng)不良相關(guān)疾病，為了保證民眾，特別是軍人的營養(yǎng)供應(yīng)，美國政府組織營養(yǎng)學(xué)家在1941年制訂了能量和8種主要營養(yǎng)素的推薦攝入量，這也就成了第一版推薦膳食營養(yǎng)素供給量（RDA）。制訂推薦攝入量的初衷是為了在戰(zhàn)時(shí)計(jì)劃營養(yǎng)補(bǔ)給，所以推薦攝入量是可以滿足大部分（97%以上）特定年齡階段及性別的居民對(duì)某種營養(yǎng)素需求量的該營養(yǎng)素的每日攝入量。說起來有點(diǎn)拗口，舉例說明，如鐵元素的推薦攝入量對(duì)于20歲的男性是8mg/d，這意味著97%的20歲男性在每日攝入8mg鐵的情況下是不會(huì)因?yàn)槿辫F而得病的。此后推薦攝入量每5～10年就更新一次，而最初制訂RDA的機(jī)構(gòu)后來就發(fā)展成為了食物與營養(yǎng)委員會(huì)。推薦攝入量的制訂促使食品制造者在食物中添加各種維生素和礦物質(zhì)并普遍地改善了人們的膳食，有效地緩解了營養(yǎng)缺乏所致的各種疾病。

隨著時(shí)間的推移，人們對(duì)于營養(yǎng)的概念有了變化，從“不生病”到“活得好”，對(duì)于營養(yǎng)攝入量也有了更多的要求。有RDA的營養(yǎng)素從一開始的8種逐步發(fā)展到更多種。另外除了營養(yǎng)素缺乏，營養(yǎng)學(xué)家認(rèn)識(shí)到營養(yǎng)素過剩也會(huì)導(dǎo)致各種問題，為了避免營養(yǎng)素?cái)z入過量導(dǎo)致疾病，1997年開始在推薦攝入量中添加了部分營養(yǎng)素的可耐受最高攝入量。這就發(fā)展出了一整套關(guān)于營養(yǎng)素?cái)z入量的數(shù)值，這一套數(shù)值就是DRIs（因?yàn)椴恢挂粋€(gè)數(shù)值，所以會(huì)在后面加一個(gè)s代表復(fù)數(shù)），包括RDA、EAR、AI及UL。

在制訂營養(yǎng)素的膳食推薦量時(shí)，核心的問題是健康人群每天需要多少某種營養(yǎng)素。這個(gè)需求量是根據(jù)大量臨床研究和動(dòng)物研究而制訂的。具體選擇哪些研究來制訂膳食推薦量是根據(jù)某種營養(yǎng)素的生理功能和缺乏這種營養(yǎng)素可能出現(xiàn)的疾病來確定的。不同個(gè)體對(duì)于某種營養(yǎng)素的需求是不同的，膳食營養(yǎng)素參考攝入量（DRIs）提供的是針對(duì)群體的攝入范圍，但是會(huì)根據(jù)不同的年齡、性別、生命階段而有所不同。如男性和女性對(duì)于鐵的需求量就不同，而從出生、兒童、青少年到成人再到孕期、哺乳期及老年期，對(duì)于各種營養(yǎng)素的需求量也不同。所以在解讀DRIs的時(shí)候要找到相對(duì)應(yīng)的年齡和性別，對(duì)個(gè)別身高、體重超過平均情況的個(gè)體，可能需要按每千克體重的需要量調(diào)整其推薦攝入量。不同國家對(duì)于某些微量營養(yǎng)素，特別是礦物質(zhì)的DRIs是不同的，這與不同國家土壤及水質(zhì)中的礦物質(zhì)含量不同相關(guān)。另外，不同緯度的國家對(duì)于維生素D的推薦攝入量不同，因?yàn)槿照赵缴俚膰遥梭w合成維生素D的量越少，需要從食品中攝入的維生素D越多。

有些營養(yǎng)素目前還沒有足夠的資料來制訂可耐受最高攝入量，但這并不意味著過多攝入這些營養(yǎng)素沒有潛在危險(xiǎn)。總體來講，脂溶性維生素容易蓄積在體內(nèi)，本身需求量又比較少，所以存在攝入上限；一些水溶性維生素，如維生素C、葉酸、維生素B ₆等及礦物質(zhì)也有攝入上限，但它們的攝入上限都比其推薦攝入量高很多，如果沒有通過藥物額外補(bǔ)充，只從食物中獲取，不會(huì)出現(xiàn)超過最高上限而中毒的情況。制訂攝入上限主要是因?yàn)槟壳笆忻嫔系木S生素補(bǔ)充劑種類繁多，要避免因?yàn)檫^度補(bǔ)充而導(dǎo)致疾病的可能性。

需要特別指出的是，DRIs對(duì)于每一年齡、性別及不同營養(yǎng)素均有不同值，所以實(shí)際上DRIs是一小本書或幾個(gè)大表，不是一個(gè)簡單的值。DRIs的適用對(duì)象是健康個(gè)體，而不是本身有營養(yǎng)相關(guān)疾病的人，但是在臨床上對(duì)于沒有特定疾病的人群，也會(huì)參考健康人的推薦攝入量來制訂其營養(yǎng)和膳食計(jì)劃。有些營養(yǎng)素未制訂可耐受最高攝入量，主要是因?yàn)檠芯抠Y料不充分，并不表示可以隨便吃。

我國早在1955年就制訂了推薦膳食營養(yǎng)素供給量（RDA）。中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)在2000年制訂了第1版《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》并且在2010年起開始修訂，在2013年發(fā)布了《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量（2013版）》。最新版的《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》盡可能采用以中國居民為對(duì)象的研究資料，使得推薦數(shù)值對(duì)于國人更有針對(duì)性。

總體來講，我們?cè)谕ㄟ^膳食或補(bǔ)充劑補(bǔ)充維生素和礦物質(zhì)時(shí)，每天應(yīng)該以同年齡、同性別的推薦攝入量（RDI）或適宜攝入量（AI）為目標(biāo)，而不要超過可耐受最高攝入量（UL），這樣就是比較健康和安全的。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年全球營養(yǎng)補(bǔ)充劑的銷售額達(dá)到了320億美元，并且這一數(shù)據(jù)還在持續(xù)增長，預(yù)計(jì)在2021年翻一番。營養(yǎng)補(bǔ)充劑中最常見的是維生素和礦物質(zhì)補(bǔ)充劑，但并不是所有人都需要額外補(bǔ)充維生素和礦物質(zhì)，維生素?cái)z入過多也會(huì)導(dǎo)致疾病。什么樣的人群需要補(bǔ)充維生素和礦物質(zhì)呢？

在出生之后新生兒的腸道沒有辦法通過細(xì)菌合成維生素K，母乳中的維生素K含量也比較少，所有母乳喂養(yǎng)的嬰兒在出生后前3個(gè)月都需要補(bǔ)充維生素K。嬰兒還需要補(bǔ)充維生素D至少到4歲左右。

特別是絕經(jīng)后的女性（50歲以上）和老年男性（70歲以上），可能需要補(bǔ)充維生素D和鈣。50歲以上的中老年人可能需要補(bǔ)充維生素B ₁₂。

在懷孕之前4周就需要開始補(bǔ)充葉酸，孕期需要補(bǔ)充維生素D和鐵、鈣。

需要補(bǔ)充維生素B ₁₂和鐵。

在補(bǔ)充維生素，特別是脂溶性維生素的時(shí)候，會(huì)遇到兩種不同的單位，一種是國際單位（IU），另外一種是重量單位，包括毫克（mg）、微克（μg）等。為什么會(huì)有這兩種單位的區(qū)別呢？因?yàn)橹苄跃S生素一般都是一類而不是一種物質(zhì)，如維生素A就包括視黃醇、視黃醛、維A酸等許多不同的形態(tài)，還有維生素A的前體β-胡蘿卜素。膳食中的維生素D也有維生素D ₃（膽鈣化醇）和維生素D ₂（麥角鈣化醇）兩種形式。同樣重量的不同化學(xué)形式的維生素在人體內(nèi)的活性是不同的，為了描述某種維生素在人體內(nèi)的活性，就衍生出了國際單位（IU）這個(gè)單位系統(tǒng)。很多維生素的攝入量指南中所用的單位都是國際單位，而各種補(bǔ)充劑中的單位可能是國際單位，也可能是重量單位，所以需要換算之后才知道吃某種補(bǔ)充劑能不能達(dá)到推薦攝入量。下面是常見的維生素補(bǔ)充劑中國際單位和重量單位的換算。

1IU=0.3μg

1IU=0.025μg

1IU=0.67mg

很多維生素有抗氧化作用，而抗氧化作用在食物烹飪和儲(chǔ)存過程中會(huì)有所流失。如何減少食物中維生素的流失呢？烹飪對(duì)于水溶性維生素的破壞更明顯，罐頭青豆和胡蘿卜中的維生素C比新鮮食物中減少90%，烹飪對(duì)于食物中維生素C的破壞可達(dá)15%～55%，其中微波烹飪對(duì)于保留食物中的維生素C最有利。脂溶性維生素，如維生素A、維生素D、維生素E在烹飪中流失相對(duì)較少，而且烹飪后的胡蘿卜能釋放出更多的胡蘿卜素。各種烹飪方法中，油炸對(duì)于維生素的破壞作用最明顯。