Hiện nay, con người đã tìm thấy trong cơ thể người có khoảng 40 nguyên tố hóa học trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev, nhưng vai trò của nhiều nguyên tố vẫn chưa được xác định. Nhưng đối với các chất khoáng như Ca, Mg, Na, P… được biết đến với những vai trò rất quan trọng đối với sinh vật. Nếu trong khẩu phần để nuôi động vật thí nghiệm không có chất khoáng thì động vật nhanh chóng bị chết.
Chất khoáng là thành phần quan trọng của tổ chức xương, có tác dụng duy trì áp lực thẩm thấu, có nhiều tác dụng trong các chức phận sinh lý và chuyển hóa của cơ thể, nếu thiếu chất khoáng thì sẽ sinh nhiều bệnh: Thiếu iod gây bướu cổ; thiếu fluo gây hư răng; thiếu calci sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của cơ tim, tới chức phận tạo huyết và đông máu, gây bệnh còi xương ở trẻ em và xốp xương ở người lớn.
Chất khoáng là một nhóm các chất cần thiết không sinh năng lượng nhưng giữ vai trò trong nhiều chức phận quan trọng đối với cơ thể. Một số chất có hàm lượng lớn trong cơ thể được xếp vào nhóm các yếu tố đa lượng (macroelements), số khác có hàm lượng nhỏ được xếp vào nhóm các vi yếu tố (microelements).
- Các yếu tố đa lượng là: Ca (1,5%), Mg (0,05%), K (0,35%), Na (0,15%). - Các yếu tố vi lượng là: Fe, I, F, Cu, Co, Mn, Zn... còn gọi là yếu tố vết. Chất khoáng là những thành phần còn lại dưới dạng tro sau khi đốt (thiêu) các mô động vật, thực vật. Lượng tro của một người trưởng thành khoảng 3kg tương đương 4% trọng lượng cơ thể. Khoảng một nửa lượng chất khoáng đó là yếu tố tạo hình của các tổ chức xương và tổ chức mềm, phần còn lại nằm trong các dịch thể.
Hàm lượng khoáng trong cơ thể người:
Nguyên tố Hàm lượng (g/kg) Nguyên tố Hàm lượng (g/kg) Ca 10-20 Fe 70-100 P 6-12 Zn 20-30 K 2-2,5 Cu 1,5-2,5 Na 1-1,5 Mn 0,15-0,3 Cl 1-1,2 I 0,1-0,2 Mg 0,4-0,5 Mo 0,1
Ngoài ra, chất khoáng cũng có thể chia thành ba nhóm tùy thuộc vào vai trò sinh học của chúng: các nguyên tố khoáng thiết yếu (vai trò đã được biết rõ), không thiết yếu
(vai trò chưa được biết rõ) và các nguyên tố khoáng gây độc (có thể bị nhiễm vào cơ thể qua thực phẩm, không khí hoặc nước).
Chất khoáng có nhiều chức năng quan trọng như thành phần cấu tạo của mô xương, hemoglobin, là các chất điện ly, thành phần của một số enzym và là chất điều chỉnh áp suất thẩm thấu, và là chất mang trong quá trình hấp thu. Có thể tóm tắt một số chức năng chính sau đây:
- Xây dựng và tu bổ cấu trúc cơ thể trong đó các chất khoáng là thành phần vô cơ của các hợp chất hữu cơ của cơ thể như: protein và lipid, gồm một số nguyên tố chính như: Ca, P, Mg.
- Điều hòa hoạt động của cơ thể: Tham gia điều hòa áp suất thẩm thấu của tế bào: K+, Na+,Cl-, PO43- điều hòa cân bằng axit-bazơ với sự tham gia của chất khoáng như K+, Na+, Cl-, PO43- và protein: axit amin; điều hòa tác động của enzym: Cofacto của enzym như: Mg, Cu, Fe, Mn, Zn, Ca, Mo, Co; tác động lên chức năng của bắp thịt (Ca2+), kích thích tim (Na+, K+).
- Một số các chất khoáng có chức năng đặc biệt, ví dụ: như sắt là thành phần của nhân hem trong cấu tạo của hemoglobin, Coban là thành phần của vitamin B12 và Iod là thành phần của hormon thyroxin.
Một vài chất, ví dụ: Ca và Mo có vai trò hấp thu và hoạt động của vài chất khác. Sự tương tác và sự cân đối của chất khoáng là yếu tố quan trọng trong dinh dưỡng gia súc. Việc sử dụng các đồng vị phóng xạ trong những năm gần đây là một tiến bộ về dinh dưỡng khoáng mặc dù có nhiều bệnh dinh dưỡng kết hợp với chất khoáng mà nguyên nhân gây bệnh vẫn còn chưa được biết chính xác.
Nói chung, điều kiện cần thiết để một chất khoáng được hấp thu là chất khoáng ấy phải tan trong nước và thẩm thấu được. Căn cứ vào tốc độ hấp thu thì các muối được phân hạng như sau:
- Hấp thu nhanh nhất: Clorua, Bromua, Iodua, Butyrat.
- Hấp thu khá.
- Hấp thu ít : Phosphat, Citrat, Tatrat.
- Không hấp thu : Oxalat, Phytat.
Hàm lượng các chất khoáng trong các mô không giống nhau. Xương chứa nhiều chất khoáng nhất còn da và mô mỡ chỉ chiếm dưới 0,7%. Một số chất khoáng nằm trong
các liên kết hữu cơ như iot trong tyroxin, sắt trong hemoglobin, còn phần lớn các khoáng chất đều ở dạng dạng muối.