19世紀(jì)中葉就發(fā)現(xiàn)僅用蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物飼喂動(dòng)物不能維持其生命,因而認(rèn)為食物燃燒后的灰分必具有生理作用。但補(bǔ)充飼以灰分后動(dòng)物仍死亡。直到20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)了維生素,并逐漸闡明了礦物質(zhì)的重要作用,才對(duì)營(yíng)養(yǎng)素有了較全面的了解。人體內(nèi)有數(shù)十種礦物元素,廣泛分布于全身。目前尚未能證明這些元素全部都具有生理功能。其中少部分元素具有生理功能的,被稱為必需元素。按其在體內(nèi)的含量又分為大量營(yíng)養(yǎng)元素和微量營(yíng)養(yǎng)元素。前者有鈣、磷、鎂、鉀、鈉、氯、硫。后者有鐵、銅、鋅、錳、鉬、鉻、鈷、鎳、釩、錫、碘、硒、硅、氟等。
鈣、磷、鎂是骨骼和齒的主要成分。鎂又是植物葉綠素的重要成分。鈣、磷、鎂的生理功能為:鈣與鎂在肌纖維收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)、激活生化反應(yīng)中,以及鈣在凝血作用中都起著極重要的作用。磷與能量代謝有關(guān)。三磷酸腺苷(ATP)是儲(chǔ)存和釋放能量的重要化合物。鎂為產(chǎn)生三磷酸腺苷的激活物質(zhì)。鎂、鉀、鈉、氯都是維持體液酸堿平衡和適宜滲透壓的重要電解質(zhì)。硫?yàn)楹虮匦璋被?mdash;—蛋氨酸和胱氨酸,和幾種維生素,如硫胺素、泛酸和生物素的組分。硫與氫組成的巰基在生物反應(yīng)中有重要作用。
在微量營(yíng)養(yǎng)元素中,鐵是血紅蛋白的重要成分,為攜帶氧的載體。銅與鐵在血紅蛋白合成中有協(xié)同作用。碘是甲狀腺素的主要成分。鉻是糖耐量因子的成分。鈷是維生素B12的成分。已知鋅是40余種酶的輔基,缺乏時(shí)將導(dǎo)致生長(zhǎng)停滯和性發(fā)育不成熟。錳、鉬、硒也都是酶的成分。氟由于具有防齲齒作用,因此,也是必需元素。其余的元素如鎳、釩、錫、硅在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有缺乏表現(xiàn),但其機(jī)制尚未闡明。必需元素?cái)z入過(guò)量時(shí),對(duì)機(jī)體也可產(chǎn)生不利影響。