- •И.С. Полянская
- •Глава 1 Нутрициологическая химия элементов и нутрициология
- •1.1 Лингвистическое обоснование названия науки «Нутрициологическая химия элементов»
- •1.1.1 Химия: происхождение и место среди других наук
- •1.1.2 Происхождение «элементов»
- •1.1.3 Происхождение «нутрициологии» и ее связь с другими науками
- •1.2 Иатрохимия Парацельса – колыбель нутрициологии
- •1.3 Взаимосвязь нутрициологии с современными науками
- •1.3.1 Диетология и нутрициология
- •1.3.2 Наука о питании и нутрициологическая химия элементов
- •Глава 2 Нутриционные s-элементы
- •2.1 Периодическая система, элементные классификации и место в них s-элементов
- •2.2 Общие свойства элементов I группы
- •2.3 Натрий и калий
- •2.3.1 Нутрициологическая функция к и Na
- •2.3.2 Элементы к и Na вокруг нас. Применение. Содержание в воде и продуктах питания
- •2.3.3 Нутрициологическая потребность в к и Na. Проявления дефицита и избытка. Синергисты и антагонисты усвоения
- •2.3.4 Оптимизация усвоения к и Na
- •2.3.5 Анализ нутриционного статуса в организме, определение к и Na в водах, продуктах, пищевых добавках
- •2.4 Общие свойства элементов II группы
- •2.5 Кальций
- •2.5.1 Нутрициологическая функция Са
- •2.5.2 Элемент Са вокруг нас. Применение. Содержание в воде и продуктах питания
- •2.5.3 Нутрициологическая потребность в Ca. Проявления дефицита и избытка
- •2.5.4 Оптимизация усвоения Сa. Синергисты и антагонисты усвоения
- •2.5.5 Роль кальция в структуре мицеллы казеина молока
- •2.5.6 Анализ нутриционного статуса в организме, определение элементов в водах, продуктах, пищевых добавках
- •2.6 Магний
- •2.6.1 Нутрициологическая функция элемента
- •2.6.2 Элемент Mg вокруг нас. Применение. Распространение в природе и продуктах питания
- •2.6.3 Нутрициологическая потребность в Mg. Проявления дефицита и избытка
- •2.6.4 Оптимизация усвоения Мg. Синергисты и антагонисты
- •2.6.5 Анализ нутриционного статуса в организме, определение элемента в водах, продуктах, пищевых добавках
- •Глава 3 Ценность продукта: пищевая, биологическая, иммунологическая, нутриционная
- •3.1 Развитие концепции функциональных продуктов питания
- •3.2 Функциональные продукты кальциевой группы
- •Глава 4 Магнитная обработка сырья, пищевых продуктов и воды; механизм влияния на s-элементы
- •4.1 Природные магниты и магнитная обработка биологических систем
- •4.2 Влияние магнитного поля на различные подсистемы молока
- •4.2.1 Магнитная восприимчивость водных растворов солей s-элементов
- •4.2.2 Влияние омагничивания на белковую систему молока
- •Заключение
- •Глоссарий
- •Список литературных источников
- •Глава 1 Нутрициологическая химия элементов и нутрициология 7
- •Глава 2 Нутриционные s-элементы 29
- •Глава 3 Ценность продукта: пищевая, биологическая, иммунологическая, нутриционная 81
- •Глава 4 Магнитная обработка сырья, пищевых продуктов и воды; механизм влияния на s-элементы 99
- •160555 Г. Вологда, c. Молочное, ул. Шмидта, 2
2.4 Общие свойства элементов II группы
Все элементы II группы: бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий – металлы. Наибольшие отличия в свойствах от остальных металлов группы проявляет бериллий (табл. 2.4.). Для него характерно образование соединений с ковалентными связями, тогда как другие элементы образуют соединения с преобладанием ионного характера связи [82].
Таблица 2.4 – Свойства элементов II группы [99]
Свойства |
Ве |
Мg |
Ca |
Ва |
Ra |
Радиус иона, пм |
34 |
78 |
106 |
143 |
152 |
Энергия ионизации I, эВ |
9,32 |
7,65 |
6,11 |
5,21 |
5,28 |
Энергия ионизации II, эВ |
18,21 |
15,04 |
11,87 |
10,00 |
10,15 |
Электроотрицательность |
1,47 |
1,23 |
1,04 |
0,97 |
0,97 |
Стандартный электродный потенциал, В |
–1,847 |
–2,370 |
–2,864 |
–2,905 |
–2,916 |
Массовая доля в литосфере, % |
2,8∙10–4 |
2,33 |
2,4 |
9,0 ∙10–3 |
3,0 ∙10–4 |
Массовая доля в гидросфере, % |
5,6∙10–10 |
1,3 ∙10–1 |
1,1 |
1,2 ∙10–5 |
3,0 ∙10–8 |
Содержание в организме взрослого человека, г |
3,6∙10–5 |
19 |
98 |
0,32 |
1,5 ∙10–3 |
Массовая доля в организме взрослого человека, % |
5,1 ∙10–8 |
2,7 ∙10–2 |
0,1 |
4,6 ∙10–4 |
2,0 ∙10–6 |
Магний также отличается по химическим свойствам от остальных элементов (подробнее в п. 2.4.2), но эти отличия значительно меньше, чем отличия бериллия.
Кальций, стронций и барий часто объединяют под общим названием щелочноземельные металлы.
Хотя для металлов II группы тенденция к комплексообразованию выражена сильнее, чем у щелочных металлов, только для амфотерного бериллия известны многочисленные комплексные соединения, для которых устойчивость увеличивается следующим образом:
[ВеСl 4] 2– < [Ве(NН3) 4] 2+ < [ВеF 4] 2– < [Ве(Н2О) 4] +2.
Бериллий долгое время назывался глюцинием от греческого слова «сладкий».
С давних времен известен драгоценный камень берилл. Его непрозрачные синие и зеленые образцы – полудрагоценные камни. Прозрачные синие (аквамарин) и зеленые (изумруд) – драгоценные разновидности. Бериллий – алюмосиликат бериллия с гексагональной кристаллической решеткой Ве3Al2(SO3)6. Все соединения бериллия токсичны. Бериллиевая вода в сверхмалых концентрациях в кристаллотерапии используется как тонизирующий напиток для усиления ясности рассудка [277].
Стронций – незаменимый компонент пиротехнических составов, окрашивающий фейерверки в красивый карминово-красный цвет. Чаще всего используют нитрат, оксалат или карбонат стронция. Добывают стронций чаще всего из кальциевых минералов. Широко используются стронциевые эмали и глазури для посуды. Стронций, как аналог кальция, активно участвует в обмене веществ и вместе с кальцием откладывается в костной ткани. Однако соединения стронция более хрупки, чем кальция. Повышенное содержание стронция в костях чревато переломами. Установлен фактор «дискриминации стронция в пользу кальция». Он выражается в том, что при одновременном присутствии кальция и стронция в пище организм предпочитает кальций. В молоке и сыре содержание стронция в 5–10 раз меньше, чем в траве, идущей на корм скоту.
Барий в земной коре содержится преимущественно в виде барита (сульфата бария). Среднее общее содержание бария у здоровых людей равно 7,8 мкг%., в моче – 0,04. Оно снижается при ишемической болезни сердца, заболеваниях органов пищеварения, что, считается, доказывает участие бария в патологических процессах у этих больных. Известно, что ионы бария увеличивают активность рибонуклеазы [240]. Несмотря на то, что других данных о биологической роли бария нет [164], более того некоторые его соединения используются в качестве ядов (карбонат бария – крысиный) [6] по предписанию врача люди иногда употребляют соединения бария в больших количествах. Объяснение заключается в следующем: нерастворимые соединения, в частности сульфат бария, не усваиваются организмом, свободно проходя через желудочно-кишечный тракт, не причиняя никакого вреда. Сульфат бария хорошо задерживает рентгеновские лучи, поэтому перед рентгеном желудка врач кормит им пациента.
Радий – радиоактивный элемент, открытый в 1898 г. супругами Кюри, по химической активности превосходящий все щелочноземельные металлы. Имеет достаточно стабильный изотоп радий-226 с периодом полураспада 1600 лет. В мире работает несколько радиевых институтов с лабораториями биологических исследований и радиотерапии (Париж, Варшава, Вена, С.-Петербург).
Избыточное накопление радиоактивных элементов в тканях, в том числе с водой и пищей, может привести к развитию лучевой болезни и другим осложнениям. В то же время доказано, что растения, например, при недостаточности радиоактивных элементов дряхлеют, становятся болезненными [240].