镁

一、化学结构与理化性质

镁（magnesium）是位于周期表中第II族的金属元素，原子序数为15,原子量是24.3，是典型的二价金 属，具有金属的共有特性，CAS号为7439-95-4。由于镁的氧化物性质与钙一样介于“碱性”和“土性”（既难溶解、又难熔融）之间，故称为碱土金属元素。相对密度1.738、熔点650℃、沸点1 107°C,属轻金属。在地壳中的浓度较大（20 900mg/kg）,是地壳中最常见的8种元素之一。

镁能与卤素、氧、氮、氢、硫等多种非金属反应生成相应的离子化合物，显示活泼的金属性。镁与一价阴离子形成的碳酸盐和卤化物是易溶解的，而与二价阴离子形成的硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐和草酸盐等则不易溶解。镁可与卟啉形成络合物。镁的最重要络合物是叶绿素，叶绿素是一种能够制造碳水化合物的植物色素，普遍存在绿叶蔬菜中，所以绿叶蔬菜是镁的一个重要来源。

镁的化合物来源有硫酸镁（magnesium sulfate，CAS号为7487-88-9，分子式为MgSO4,分子量为120），七水硫酸镁（magnesium sulfate heptahydrate，分子式为MgSO4·77H2O,分子量为246.47，CAS号为10034-99-8）。其他还有氯化镁、氧化镁、碳酸镁、磷酸氢镁、柠檬酸镁、乳酸镁、磷酸镁、甘油磷酸镁、葡萄 糖酸镁等。

二、主要来源与生产制备方法

主要来源  镁富含于各种绿色食物中，植物性食物 如粗粮、干豆、坚果中含量也比较丰富。因镁主要存在于谷物颗粒的表层，加工程度会造成对镁的损失，精制谷物的镁含量一般比较低。叶绿素是镁卟啉的螯合物。

生产制备方法  碳酸镁、氧化镁的原料主要有白云石、菱镁矿、海水和卤水等。按照原料不同主要有以下生产方法：卤水纯缄法、卤水碳铵法、卤水碳化法、白云石碳化法、菱镁矿碳铵法，这些生产方法都以碳酸镁作为中间体，有的厂生产单一种产品碳酸镁或者氧化镁，有的厂则生产碳酸镁和氧化镁2种产品。

三、生理功能及作用

激活多种酶的活性  镁作为多种酶的激活剂，参与300余种酶促反应。

（1）激活磷酸转移酶及水解肽酶系的活性：镁是磷酸转移酶及水解肽酶的激活剂，从而对葡萄糖酵解，脂肪、蛋白质、核酸的生物合成等起重要调节作用。镁离子又是氧化磷酸化的重要辅助因子，与能量代谢关系密切。

（2）激活Na+-K+-ATP酶的活性：Na+-K+-ATP酶是一种镁依赖性酶。细胞内游离镁浓度低可降低该酶的活性，从而导致心肌细胞内的钾向细胞外迁移，心肌兴奋性增高、自律性增高、传导性降低，引发心律失常。

（3）激活腺苷酸环化酶的活性：许多激素、神经递质极其他细胞因子可以通过腺苷酸环化酶（cAMP）系统调节细胞活动，而该酶的激活需要镁的存在。

抑制钾、钙通道  （1）抑制钾通道：镁可封闭至少4种不同的钾通道的外向性电流（即阻止钾外流）而导致这些通道的内向性整流。

（2）抑制钙通道：镁可抑制钙通过膜通道内流，即抑制慢内向性钙电流。

（3）Na+-K+-ATP酶活性的调节作用。

维护骨骼生长和神经肌肉的兴奋性 镁是骨细胞结构和功能所必需的元素，镁在骨和矿物质内稳态平衡中发挥主要作用。镁缺乏已经被确定为人类骨质疏松症的可能危险因素。镁与钙是神经肌肉兴奋和抑制作用相同，不论血中镁或钙过低，神经肌肉兴奋性均增高，可出现肌肉痉挛、血管痉挛等，反之则有镇静作用。

调节心肌细胞功能  有研究显示，大剂量口服镁剂可抑制体外测量环境中血小板依赖性血栓形成，膳食镁摄入量与血压之间呈负相关，与卒中的相对危险性之间存在负相关。但这些研究存在样本量过小、各研究间可比性不强、结果不稳定等缺陷。近期完成的多项研究表明，镁可能并非独立于其他危险因素之外发挥作用，把镁作为大的策略中一部分综合使用的效果更佳。

相当比例的2型糖尿病患者（25%～38%）伴有低镁血症。大量的干预试验表明，补充镁可能会改善2型糖尿病患者的血糖调控。

其他  血浆镁的变化直接影响甲状旁腺激素 （parathyroid hormone，PTH）的分泌，其作用为钙的30%～40%。在正常情况下，当血浆镁增加时可抑制PTH分泌；当镁水平极端低下时，甲状旁腺功能反而低下。

血清镁浓度降低与许多种疾病的发生或发展有关。除了上述提到的，还有许多其他疾病，如脑瘫、偏头痛、哮喘以及胎儿宫内发育迟缓等。

四、安全性研究

人群资料 未发现来源于天然食物的镁有副作用。过量摄入非食物来源的镁引起的副作用有可逆的渗透性腹泻。众所周知，镁有导泻作用，可作为泻药。

缺乏：镁缺乏主要是对钙代谢的影响，缺镁同样影响钙的浓度。神经肌肉兴奋亢进是缺乏最早表现如肌肉颤抖、手足抽搐；进而共济失调，精神错乱和惊厥、昏迷等。对心血管疾病的影响主要表现在早搏、房颤、麻木等，心速、心电图发生异常等。

过量：镁过量的主要表现是腹泻，并伴有恶心、胃肠痉挛等症状。其次是神经系统症状，嗜睡、肌无力，肌肉和呼吸肌麻痹等。血清镁高达7.5mmol/L以上，可发生心脏传导堵塞，心搏停止。有一例报道关于一处于生长发育期的残疾儿童补充过量镁而导致死亡。

代谢情况  镁在整个肠道均可有吸收，但大部分发生在空肠末端和回肠。镁的吸收量与摄入量成反比，当摄入量低时，主要以主动转运方式被吸收，当摄入量较高时，则主要通过被动扩散方式被吸收，因而吸收率降低。镁在细胞内外的转运需要载体调节，从细胞内的外流与钠的转运有关，而进入细胞的途径则与钠及重碳酸盐转运有关。肾可调节镁内稳态，65%的镁可经肾的主动转运而被重吸收，大约20%～30%的镁在肾近曲小管处与钙、钠和水一起经被动扩散的方式被重吸收，过量镁几乎可以全部被排出体内。乳清酸镁在被用于治疗先天性的低镁血症时，具有一定的毒性作用[1]。

急性毒性  研究镁经静脉注射后产生短期毒性的试验表明，雌性大鼠的LD50是174mg/kg,雄性大鼠的LD50 是 206mg/kgbw,犬的 LD50 是 1 200mg/kgbw。给大鼠经皮下注射高剂量（每日共1 000mg/kg，每日3 次）的硫酸镁，可引起进食减少，体重下降，延缓怀孕大鼠体内胎儿的生长。

遗传毒性  体外试验表明氯化镁和硫酸镁没有遗传毒性。

亚慢性毒性  未查见相关文献资料。

慢性毒性与致癌性  给小鼠饲料中加入氯化镁（含2%,约每日3 000mg/kg）,持续96周，没有发现镁有致癌作用。

生殖与发育毒性  未査见相关文献资料。

其他  未查见相关文献资料。

五、常见使用方法与调查/推荐摄入量

常见使用方法

食品  可以作为食品添加剂或营养强化剂添加于食品中。可添加于动物饲料中。

保健食品 可应用于膳食补充剂和保健食品。

其他  作为药品，可用于治疗偏头痛、噪声相关性听力丧失、肾结石、高血压、动脉粥样硬化、多动腿综合征、骨质疏松等。

调查/推荐摄入量

调査摄入量  根据第四次全国营养调査，中国人膳食中的摄入量为308.8mg/d。1989年美国食品与药物管理局（FDA）调查表明，约45%的膳食镁来自蔬菜、水果、谷物和坚果，而约29%的膳食镁来自奶、肉、 蛋。此外，饮水，尤其是硬水也获得部分镁。

推荐摄入量  中国营养学会的成年男性推荐摄入量（RNI）为350mg/d,成年女性为300mg/d，UL为 700mg/d。

美国制定了元素镁的RNI: 19～30岁男性400mg/d, 31 岁以上男性 420mg/d, 19～30 岁女性 310mg/d，31岁以上女性320mg/d。UL值为：1～3岁儿童65mg/d, 8岁以上人群（含孕妇和乳母）350mg/d （这个剂量不包括膳食来源部分，仅指补充剂）。FNB得到结论，未发现食物中的镁有不良反应，最早发现的摄入过量非食物来源的镁之后的主要临床表现是腹泻，长期、高剂量摄入镁之后产生的生理学影响仅发生于肾功能异常患者。因此，将腹泻这一关键不良作用作为制定镁UL值的依据是适合的。在剂量-效应关系的评价中，FNB认为随着镁（形式为氯化镁或其他可溶性盐）补充剂量从360mg/d变化到460mg/d，腹泻的发病率增加。另一研究发现绝经后妇女给予剂量高达678mg的镁（氢氧化镁）后未发生腹泻。同样，糖尿病患者以氧化物或氯化物形式补充400mg镁后也未发生腹泻。老年人给予372mg镁后腹泻及其他胃肠道反应的发生率都没有增加。根据上述研究，FNB将非食物性镁的LOAEL定为360mg，由于服用镁盐后导致的渗透性腹泻症状很轻，并且可逆，故将UF定为1.0，得到UL为360mg/d。

欧盟SCF赞同将渗透性腹泻作为关键指标来制定镁的UL值。将非食物来源性镁的LOAEL定为360mg，NOAEL定为250mg。根据 NOAEL 是 250mg，UF是1.0，欧盟SCF得到的UL值为250mg/d。

英国EVM认为尽管渗透性腹泻这一不良反应受到关注，但现有资料还不足以制定镁补充剂的最高安全摄入量。因此英国EVM将非食物性镁的GL定为400mg/d，这一剂量不会产生明显的不良反应。

上述3种官方观点没有发现膳食镁引起渗透性腹泻的证据，但非膳食来源的镁（如补充剂、导泻剂和制酸剂）可引起这一轻微且可逆的不良反应。因此，UL值和GL值仅适用于非膳食来源的镁。

六、国际组织和各国政府评价、批准、认可情况

中国  我国批准镁为营养强化剂，允许的镁的化合物来源为硫酸镁、氯化镁、氧化镁、碳酸镁、磷酸氢镁、柠檬酸镁、乳酸镁、磷酸镁、甘油磷酸镁、葡萄糖酸镁。允许使用的食品类别和使用量如下：

我国允许镁作为原料药、药品和保健食品使用。

美国碳酸镁是批准的GRAS物质，可以作为抗 结剂和自由流动剂、润滑剂、酸度调节剂、助剂、增效剂、营养补充剂使用（21 CFR 184.1425）。可以添加于可可产品（21 CFR Part 163），谷物粉（21 CFR Part 137），奶酪（21 CFRPart 133），罐头豌豆（21 CFR Part 155），冰冻甜点（21 CFR Part 135），动物饲料（21 CFR Part 582）等。

氯化镁是批准的GRAS物质，可以作为增味剂和营养补充剂使用（21 CFR 184.1426）。

环己磺酸镁不再是GRAS物质，可以作为甜味剂使用（21 CFR 189.135）。

氢氧化镁是批准的GRAS物质，可以作为酸度调节剂、助剂、营养补充剂使用（21 CFR 184.1428）。可以添加于罐头豌豆（21 CFR Part 155），动物饲料（21 CFR Part 582）中。

氧化镁是批准的GRAS物质，可以作为抗结剂和自由流动剂、固化剂、润滑剂、酸度调节剂、营养补充剂使用，还是批准的膳食补充剂（21 CFR 184.1431，21 CFR 182.5431）。可以添加于可可产品（21 CFR Part 163），谷物粉（21 CFR Part 137）,奶酪（21 CFR Part 133），罐头豌豆（21 CFRPart 155），冰冻甜点（21 CFRPart 135）,，动物饲料（21 CFR Part 582）中。

磷酸镁（二磷酸镁二憐酸镁、三磷酸镁）是批准的GRAS物质，可以作为酸度调节剂、营养补充剂使用，还是批准的膳食补充剂（21 CFR 184.1434，21 CFR 182.5434）。

硅酸镁是批准的GRAS物质（21 CFR 182.2437），在餐桌调味盐中的含量应<0.2%，还可以应用于香草粉中（21 CFR 169.179）。

硬脂酸镁是批准的GRAS物质，可以作为润滑剂、助剂、营养补充剂使用（21 CFR 184.1440）。

硫酸镁是批准的GRAS物质，可以作为增味剂、助剂、营养补充剂使用，还是批准的膳食补充剂（21 CFR 184.1443，21 CFR 182.5443）。

欧盟允许将镁作为膳食补充剂，允许的镁的化合物来源为醋酸镁、L-抗坏血酸镁、二甘氨酸镁、碳酸镁、氯化镁、柠檬酸镁、葡萄糖酸镁、甘油磷酸镁、正磷酸镁、乳酸镁、L-赖氨酸镁、氢氧化镁、苹 果酸镁、氧化镁、柠檬酸钾镁、丙酮酸镁、L-吡咯烷酮酸镁、琥珀酸镁、硫酸镁、牛磺酸镁、牛磺酸乙酰镁（2002/46/EC） （EC NO 1170/2009）。

允许将镁作为食品添加剂添加于食品中，允许的镁的化合物来源为醋酸镁、碳酸镁、氯化镁、柠檬酸镁、葡萄糖酸镁、甘油磷酸镁、正磷酸镁、乳酸镁、氢氧化镁、氧化镁、梓檬酸钾镁、硫酸镁（EC NO 1925/2006）（EC NO 1170/2009）。

允许将镁添加于婴幼儿配方奶粉和较大婴儿配方奶粉中，允许的镁的化合物来源为碳酸镁、氯化镁、氧化镁、正磷酸镁、硫酸镁、柠檬酸镁、葡萄糖酸镁、氢氧化镁，允许的添加量为1.2～3.6mg/100kJ或5～15mg/100kcal （2006/141/EC）。

允许将镁添加于婴幼儿谷物加工制品，一般最大添加量为40mg/100kcal，允许的镁的化合物来源是碳酸镁、氯化镁、柠檬酸镁、葡萄糖酸镁、甘油磷酸镁、乳酸镁、正磷酸镁、氢氧化镁、氧化镁、硫酸镁（2006/125/EC）。

允许镁应用于具有特殊营养作用的食品中，允许的镁的化合物来源是醋酸镁、碳酸镁、氯化镁、柠檬酸镁、葡萄糖酸镁、甘油磷酸镁、乳酸镁、正磷酸镁、氢氧化镁、氧化镁、硫酸镁（2001/15/EC）。

澳/新  允许将镁作为营养强化剂添加于食品中，允许添加的食品类别和添加量如下表所示 （STANDARD 1.3.2）：

镁在食品中的添加量

允许将镁应用于婴儿配方食品中，允许的含量为1.2～4.0mg/100kJ,，允许的镁的化合物来源为碳酸镁、氯化镁、氧化镁、葡萄糖酸镁、二磷酸镁、三磷酸镁、硫酸镁（STANDARD 2.9.1）。

允许将镁添加于婴儿食品中，最大声称量为每份9mg,允许的镁的化合物来源为碳酸镁、氯化镁、氧化镁、葡萄糖酸镁、二磷酸镁、三磷酸镁、硫酸镁 （STANDARD 2.9.2）。

允许将镁应用于代餐和配方补充食品，每份代餐的最大声称量为160mg，儿童配方补充食品的最大声称量为32mg，成人配方补充食品的最大声称量为130mg（STANDARD 2.9.3）。

允许将镁应用于一般性运动配方补充食品，每天从中摄入的钙的最大声称量为640mg，允许的镁的化合物来源为柠檬酸镁、氢氧化镁（STANDARD 2.9.4）。

将镁的膳食补充剂作为补充药品管理。

CODEX 允许将镁作为食品添加剂，允许的镁的化合物来源为硅酸镁、氢氧化镁碳酸盐、氯化镁、磷酸氢镁、L-谷氨酸镁、葡萄糖酸镁、氢氧化镁、L-乳酸镁、见DL-乳酸镁、硫酸镁（CAC/MISC 6-2010）。

镁作为食品添加剂，主要功能如下：L-谷氨酸镁可以作为增味剂；葡萄糖酸镁可以作为酸度调节剂、固化剂、增味剂；磷酸氢镁可以作为酸度调节剂、抗结剂等（CAC/GL36-1989） （CODEX STAN 192-1995）。

婴幼儿特殊膳食用食品中允许的镁的化合物来源为碱式碳酸镁、氯化镁、葡萄糖酸镁、甘油磷酸镁、氢氧化镁、乳酸镁、氧化镁、磷酸氢镁、磷酸三镁、硫酸镁、醋酸镁、梓檬酸镁、碳酸镁（CAC/GL 10-1979）。

允许将镁添加到婴儿配方食品和特殊医学用途的婴儿配方食品中，允许的添加量为5～15mg/100kcal或1.2～3.6mg/100 kJ（CODEX STAN 72-1981）。

允许将镁添加到较大婴儿配方食品中，允许的添加量为>6mg/100kcal 或>1.4mg/100kJ） （CODEX STAN 156-1987）。

允许将镁添加到谷基类婴幼儿加工食品中 （CODEX 74-1981，REV 1-2006）。

允许将镁添加到罐装婴儿食品中（CODEXSTAN 73-1981）。

七、注意事项和禁忌

不适宜人群  伴严重肾或心脏疾病的人除非得到医生的允许，一般不能补镁。

禁忌  未査见相关文献资料。

与药物相互作用  补钾、锰、噻嗪利尿剂、口服避孕药、雌激素替代疗法时，增加镁的摄入。镁会影响四环素类抗生素的吸收。同样，镁与磺酰脲类降糖药合用，会导致血糖明显降低。

其他  未査见相关文献资料。