關於鎂的一切知識

什麼是鎂

鎂是體內豐富的礦物質,天然存在於許多食物中,添加到其他食品中,作為膳食補充劑提供,並存在於某些藥物(如抗酸劑和瀉藥)中。鎂是 300 多種酶系統的輔助因子,可調節體內多種生化反應,包括蛋白質合成、肌肉和神經功能、血糖控制和血壓調節 。鎂是能量產生、氧化磷酸化和糖酵解所必需的。它有助於骨骼的結構發育,是合成 DNA、RNA 和抗氧化劑穀胱甘肽所必需的。鎂還在鈣離子和鉀離子跨細胞膜的主動轉運中發揮作用,這一過程對神經衝動傳導、肌肉收縮和正常心律很重要

成人體內含有大約 25 克鎂,其中 50% 至 60% 存在於骨骼中,其餘大部分存在於軟組織中。不到 1% 的總鎂存在於血清中,這些水平受到嚴格控制。正常血清鎂濃度範圍在 0.75 和 0.95 毫摩爾 (mmol)/L 之間。低鎂血症定義為血清鎂水平低於 0.75 mmol/L 。鎂穩態主要由腎臟控制,腎臟通常每天將約 120 毫克鎂排泄到尿液中。當鎂狀態低時,尿排泄減少

評估鎂狀態很困難,因為大多數鎂存在於細胞內或骨骼中。評估鎂狀態最常用且容易獲得的方法是測量血清鎂濃度,儘管血清水平與全身鎂水平或特定組織中的濃度幾乎沒有相關性。其他評估鎂狀態的方法包括測量紅細胞、唾液和尿液中的鎂濃度;測量血液、血漿或血清中的離子鎂濃度;並進行鎂負載(或“耐受性”)測試。沒有一種方法被認為是令人滿意的。一些專家但不是其他人認為耐受性試驗(在腸外輸註一定劑量的鎂後測量尿鎂)是評估成人鎂狀態的最佳方法。為了全面評估鎂狀態,可能需要進行實驗室測試和臨床評估

推薦攝入量

美國國家科學院醫學研究所(前身為美國國家科學院)的食品與營養委員會 (FNB) 制定的膳食參考攝入量 (DRI) 中提供了鎂和其他營養素的攝入量建議。DRI 是一組參考值的總稱,用於規劃和評估健康人的營養攝入量。這些值因年齡和性別而異,包括:

  • 推薦膳食攝入量 (RDA):平均每日攝入量足以滿足幾乎所有 (97%–98%) 健康個體的營養需求;通常用於為個人計劃營養充足的飲食。
  • 足夠的攝入量 (AI):假定此水平的攝入量可確保營養充足;當證據不足以製定 RDA 時成立。
  • 估計平均需要量 (EAR):估計滿足 50% 健康個體需要的平均每日攝入量;通常用於評估人群的營養攝入量並為他們規劃營養充足的飲食;也可用於評估個人的營養攝入量。
  • 可耐受的最高攝入量 (UL):每日最大攝入量不太可能對健康造成不利影響。

表 1 列出了當前鎂的 RDA。對於出生至 12 個月的嬰兒,FNB 建立了鎂的 AI,相當於健康母乳喂養嬰兒的平均鎂攝入量,並添加了 7-12 個月大的固體食物。

表 1:鎂的推薦膳食攝入量 (RDA)
年齡 男性 女性 懷孕 哺乳期
出生至 6 個月 30 毫克* 30 毫克*
7-12 個月 75 毫克* 75 毫克*
1-3 年 80 毫克 80 毫克
4-8 歲 130 毫克 130 毫克
9-13 歲 240 毫克 240 毫克
14-18 歲 410 毫克 360 毫克 400 毫克 360 毫克
19-30 歲 400 毫克 310 毫克 350 毫克 310 毫克
31-50 歲 420 毫克 320 毫克 360 毫克 320 毫克
51歲以上 420 毫克 320 毫克

*Adequate Intake (AI)

鎂的來源

食物

鎂廣泛分佈於植物和動物食品和飲料中。綠葉蔬菜,如菠菜、豆類、堅果、種子和全穀物,是很好的來源。一般來說,含有膳食纖維的食物可以提供鎂。一些早餐麥片和其他強化食品中也添加了鎂。某些類型的食品加工,例如以去除營養豐富的胚芽和麩皮的方式精製穀物,會顯著降低鎂含量。表 2 列出了選定的鎂食物來源。

自來水、礦泉水和瓶裝水也可能是鎂的來源,但水中鎂的含量因來源和品牌而異(從 1 毫克/升到超過 120 毫克/升)

大約 30% 到 40% 的膳食鎂通常被人體吸收

表 2:選定食物的鎂含量
食物 每份毫克
(mg)
百分比
DV*
南瓜籽,烤,1 盎司 156 37
奇亞籽,1盎司 111 26
杏仁,幹烤,1 盎司 80 19
菠菜,煮沸,½ 杯 78 19
腰果,幹烤,1 盎司 74 18
花生,油烤,¼ 杯 63 15
穀物、小麥絲、2 塊大餅乾 61 15
豆漿,原味或香草味,1 杯 61 15
黑豆,煮熟,½ 杯 60 14
毛豆,去殼,煮熟,½ 杯 50 12
花生醬,光滑的,2 湯匙 49 12
帶皮烤土豆,3.5 盎司 43 10
米飯,棕色,煮熟,½ 杯 42 10
酸奶,原味,低脂,8 盎司 42 10
早餐麥片,強化 10% 的 DV 鎂,1 份 42 10
燕麥片,即食,1包 36 9
芸豆,罐裝,½ 杯 35 8
香蕉,1個中等 32 8
三文魚,大西洋,養殖,熟,3 盎司 26 6
牛奶,1杯 24–27 6
大比目魚,煮熟的,3 盎司 24 6
葡萄乾,½ 杯 23 5
麵包,全麥,1 片 23 5
鱷梨,切塊,½ 杯 22 5
烤雞胸肉,3 盎司 22 5
牛肉,地面,90% 瘦肉,平底鍋烤,3 盎司 20 5
西蘭花,切碎煮熟,½ 杯 12 3
米飯,白色,煮熟,½ 杯 10 2
蘋果,1 個中號 9 2
胡蘿蔔,生的,1 個中等大小 7 2

*DV = 每日價值。美國食品和藥物管理局 (FDA) 開發了 DV 來幫助消費者在總飲食的背景下比較食物和膳食補充劑的營養成分。成人和 4 歲及以上兒童的鎂 DV 為 420 毫克。除非食品中添加了鎂,否則 FDA 不要求食品標籤列出鎂含量。提供 20% 或更多 DV 的食物被認為是營養的高來源,但提供較低百分比的 DV 的食物也有助於健康飲食。

美國農業部 (USDA) 列出了許多食物的營養成分,並提供了按營養成分食物名稱排列的含鎂食物的綜合列表。

膳食補充劑

鎂補充劑有多種形式,包括氧化鎂、檸檬酸鹽和氯化鎂。膳食補充劑標籤上的補充事實面板聲明了產品中元素鎂的含量,而不是整個含鎂化合物的重量。

不同種類的鎂補充劑對鎂的吸收各不相同。在液體中溶解良好的鎂形式比溶解度較低的形式更能完全被腸道吸收。小型研究發現,與氧化鎂和硫酸鎂相比,天冬氨酸、檸檬酸、乳酸鹽和氯化物形式的鎂吸收更完全,生物利用度更高。一項研究發現,從補充劑中攝取非常高劑量的鋅(142 毫克/天)會干擾鎂的吸收並破壞體內的鎂平衡

藥物

鎂是一些瀉藥的主要成分。例如,Phillips' Milk of Magnesia® 每湯匙提供 500 毫克元素鎂(作為氫氧化鎂);說明建議青少年和成人每天服用 4 湯匙。(雖然這種劑量的鎂遠遠高於安全上限,但由於藥物的通便作用,一些鎂未被吸收。)鎂還包括在一些治療因酸消化不良引起的胃灼熱和胃部不適的藥物中。例如,特強 Rolaids® 每片提供 55 毫克元素鎂(作為氫氧化鎂),儘管 Tums® 不含鎂

鎂攝入量和狀態

對美國人的飲食調查一致表明,許多人攝入的鎂少於推薦量。對 2013-2016 年國家健康和營養檢查調查 (NHANES) 數據的分析發現,48% 的所有年齡段的美國人從食物和飲料中攝入的鎂少於各自的 EAR;71 歲及以上的成年男性和青春期男性和女性的攝入量最有可能較低。在一項使用 NHANES 2003-2006 數據評估成人礦物質攝入量的研究中,膳食補充劑使用者僅從食物中攝入的鎂平均攝入量更高(男性 350 毫克,女性 267 毫克,等於或略超過各自的 EAR 攝入量) ) 比非使用者(男性 268 毫克,女性 234 毫克)。當包括補充劑時,男性平均鎂攝入量為 449 毫克,女性為 387 毫克,遠高於 EAR 水平。

目前沒有關於美國鎂狀態的數據。確定膳食鎂攝入量是評估鎂狀態的常用指標。自 1974 年以來,NHANES 尚未確定其參與者的血清鎂水平,並且醫院和診所的常規電解質測試中也未評估鎂

鎂缺乏症

在其他方面健康的人群中,由於飲食攝入量低而導致的有症狀的鎂缺乏症並不常見,因為腎臟限制了這種礦物質的尿排泄。然而,由於某些健康狀況、慢性酒精中毒和/或使用某些藥物而導致的鎂攝入量過低或過度流失會導致鎂缺乏症。

缺鎂的早期跡象包括食慾不振、噁心、嘔吐、疲勞和虛弱。隨著缺鎂情況惡化,可能會出現麻木、刺痛、肌肉收縮和痙攣、癲癇發作、性格改變、心律異常和冠狀動脈痙攣。嚴重的鎂缺乏可導致低鈣血症或低鉀血症(分別為低血清鈣或鉀水平),因為礦物質穩態被破壞

面臨鎂不足風險的群體

當攝入量低於 RDA 但高於防止明顯缺乏所需的量時,就會發生鎂不足。以下人群比其他人群更有可能面臨鎂不足的風險,因為他們通常攝入的量不足,或者他們的醫療條件(或服用藥物)會減少腸道對鎂的吸收或增加體內鎂的流失。

有腸胃疾病的人

由克羅恩病、麩質敏感性腸病(乳糜瀉)和區域性腸炎引起的慢性腹瀉和脂肪吸收不良會隨著時間的推移導致鎂消耗。切除或繞過小腸,尤其是迴腸,通常會導致吸收不良和鎂丟失

2型糖尿病患者

胰島素抵抗和/或 2 型糖尿病患者可能會出現鎂缺乏和尿鎂排泄增加。鎂丟失似乎繼發於腎臟中較高濃度的葡萄糖,這會增加尿量

有酒精依賴的人

鎂缺乏症在慢性酒精中毒患者中很常見。在這些人中,飲食攝入量和營養狀況不佳;胃腸道問題,包括由胰腺炎引起的嘔吐、腹瀉和脂肪瀉(脂肪便);腎功能不全,鎂過量排泄到尿液中; 磷酸鹽耗竭;維生素 D 缺乏症;急性酒精性酮症酸中毒;和繼發於肝病的醛固酮增多症都可能導致鎂狀態下降

老年人

老年人的膳食鎂攝入量低於年輕人。此外,隨著年齡的增長,腸道對鎂的吸收會減少,而腎臟對鎂的排泄會增加。老年人也更有可能患有慢性疾病或服用改變鎂狀態的藥物,這會增加他們鎂消耗的風險

鎂與健康

習慣性地攝入低鎂會導致生化途徑發生變化,隨著時間的推移會增加患病風險。本節重點介紹鎂可能涉及的四種疾病和紊亂:高血壓和心血管疾病、2 型糖尿病、骨質疏鬆症和偏頭痛。

高血壓和心血管疾病

高血壓是心臟病和中風的主要危險因素。然而,迄今為止的研究發現,補充鎂最多只能在很小的程度上降低血壓。一項對 12 項臨床試驗的薈萃分析發現,545 名高血壓參與者補充鎂 8-26 週僅導致舒張壓小幅降低 (2.2 mmHg)。鎂的劑量範圍從大約 243 到 973 毫克/天。另一項對 1,173 名血壓正常和高血壓成年人進行的 22 項研究的薈萃分析的作者得出結論,補充鎂 3-24 周可使收縮壓降低 3-4 mmHg,舒張壓降低 2-3 mmHg。當九項交叉設計試驗中參與者的補充鎂攝入量超過 370 毫克/天時,效果會更大一些。由於添加了水果和蔬菜,因此含有更多鎂的飲食、更多的低脂或脫脂乳製品以及總體脂肪含量較低的飲食顯示可將收縮壓和舒張壓平均分別降低 5.5 和 3.0 mmHg。然而,這種停止高血壓飲食方法 (DASH) 飲食還增加了其他營養素的攝入量,如鉀和鈣,這些營養素與降低血壓有關,因此無法確定鎂的任何獨立貢獻。

幾項前瞻性研究檢查了鎂攝入量與心臟病之間的關聯。社區動脈粥樣硬化風險研究評估了基線時 14,232 名年齡在 45 至 64 歲的白人和非洲裔美國男性和女性的心臟病風險因素和血清鎂水平 。在平均 12 年的隨訪中,與最低四分位數的個體相比,處於血清鎂正常生理範圍最高四分位數(至少 0.88 mmol/L)的個體心臟性猝死的風險降低了 38%。 0.75 mmol/L 或更少)。然而,膳食鎂攝入量與心臟性猝死的風險無關。另一項前瞻性研究跟踪了美國的 88,375 名女護士,以確定​​在研究早期測量的血清鎂水平以及每 2 至 4 年評估一次從食物和補充劑中攝取的鎂是否與 26 年隨訪期間的心源性猝死相關。與攝入和血漿鎂濃度最低的四分位數相比,最高的女性心臟性猝死的風險分別降低了 34% 和 77%。另一項對荷蘭 7,664 名 20 至 75 歲沒有心血管疾病的成年人進行的前瞻性人群研究發現,尿鎂排泄水平低(膳食鎂攝入量低的標誌)與較高的缺血性心臟病風險相關隨訪期 10.5 年。血漿鎂濃度與缺血性心臟病的風險無關。一項前瞻性研究的系統評價和薈萃分析發現,較高的血清鎂水平與較低的心血管疾病風險顯著相關,較高的膳食鎂攝入量(高達約 250 毫克/天)與較低的心血管疾病風險相關。由心肌供血減少引起的缺血性心臟病

較高的鎂攝入量可能會降低中風的風險。在一項納入 7 項前瞻性試驗、共 241,378 名參與者的薈萃分析中,飲食中額外添加 100 毫克/天的鎂與總卒中風險降低 8% 相關,尤其是缺血性而非出血性卒中。然而,此類觀察性研究的局限性之一是可能與其他可能影響中風風險的營養素或膳食成分混淆。

需要進行一項設計良好的大型臨床試驗,以更好地了解食物和膳食補充劑中的鎂對心臟健康和心血管疾病一級預防的貢獻

2型糖尿病

鎂含量較高的飲食與糖尿病風險顯著降低有關,這可能是因為鎂在葡萄糖代謝中的重要作用。低鎂血症可能會加重胰島素抵抗,這種情況通常發生在糖尿病之前,或者可能是胰島素抵抗的結果 。糖尿病會導致尿中鎂的丟失增加,隨後的鎂不足可能會損害胰島素的分泌和作用,從而使糖尿病控制惡

大多數關於鎂攝入量和 2 型糖尿病風險的研究都是前瞻性隊列研究。對其中 7 項研究(包括 286,668 名患者和 10,912 例糖尿病患者進行 6 至 17 年的隨訪)進行的薈萃分析發現,鎂攝入總量每增加 100 毫克/天,患糖尿病的風險顯著降低。 15%。另一項對 8 項前瞻性隊列研究進行的薈萃分析,對 4 至 18 歲的 271,869 名男性和女性進行了追踪,發現食物中鎂的攝入量與 2 型糖尿病風險之間存在顯著的負相關;比較最高和最低攝入量時,相對風險降低了 23%

2011 年一項關於鎂攝入量與 2 型糖尿病風險之間關聯的前瞻性隊列研究的薈萃分析包括 13 項研究,共有 536,318 名參與者和 24,516 例糖尿病。平均隨訪時間為 4 至 20 年。研究人員發現鎂攝入量與 2 型糖尿病風險之間呈劑量反應性負相關,但這種關聯僅在超重(體重指數 [BMI] 25 或更高)中達到統計顯著性,而在體重正常的個體(BMI 低於25)。同樣,這些觀察性研究的局限性在於可能會與與鎂攝入量相關的其他飲食成分或生活方式或環境變量混淆。

只有少數小型短期臨床試驗研究了補充鎂對控制 2 型糖尿病的潛在影響,結果相互矛盾。例如,在巴西的一項臨床試驗中,128 名糖尿病控制不佳的患者接受了安慰劑或含有 500 毫克/天或 1,000 毫克/天氧化鎂的補充劑(分別提供 300 或 600 毫克元素鎂)。補充 30 天后,接受較大劑量補充劑的參與者的血漿、細胞和尿鎂水平增加,他們的血糖控制得到改善。在墨西哥的另一項小型試驗中,2 型糖尿病和低鎂血症的參與者接受了 16 週的氯化鎂液體補充劑(提供 300 毫克/天的元素鎂),與接受安慰劑的參與者相比,空腹血糖和糖化血紅蛋白濃度顯著降低,並且他們的血清鎂水平變得正常。相比之下,在 50 名服用胰島素的 2 型糖尿病患者中,無論是補充天冬氨酸鎂(提供 369 毫克/天的元素鎂)還是服用 3 個月的安慰劑都沒有對血糖控制產生任何影響。

美國糖尿病協會指出,沒有足夠的證據支持常規使用鎂來改善糖尿病患者的血糖控制。它還進一步指出,沒有明確的科學證據表明維生素和礦物質補充劑有益於沒有潛在營養缺乏的糖尿病患者。

骨質疏鬆症

鎂參與骨形成並影響成骨細胞和破骨細胞的活動。鎂還會影響甲狀旁腺激素和維生素 D 活性形式的濃度,它們是骨穩態的主要調節劑。幾項基於人群的研究發現,男性和女性的鎂攝入量與骨礦物質密度之間存在正相關。其他研究發現,骨質疏鬆症女性的血清鎂水平低於骨質減少症女性和沒有骨質疏鬆症或骨質減少症的女性。這些和其他發現表明,鎂缺乏可能是骨質疏鬆症的危險因素

儘管數量有限,但研究表明,增加從食物或補充劑中攝入的鎂可能會增加絕經後和老年女性的骨礦物質密度。例如,一項短期研究發現,與安慰劑相比,20 名患有骨質疏鬆症的絕經後婦女連續 30 天服用 290 毫克/天的元素鎂(如檸檬酸鎂)可抑制骨轉換,這表明骨質流失減少

提供推薦水平鎂的飲食可增強骨骼健康,但需要進一步研究以闡明鎂在預防和管理骨質疏鬆症中的作用。

偏頭痛

鎂缺乏與誘發頭痛的因素有關,包括神經遞質釋放和血管收縮 。偏頭痛患者的血清和組織鎂含量低於沒有偏頭痛的患者。

然而,關於使用鎂補充劑預防或減輕偏頭痛症狀的研究是有限的。四項小型、短期、安慰劑對照試驗中的三項發現,在給予高達 600 毫克/天的鎂的患者中,偏頭痛的發生頻率適度降低 。偏頭痛預防綜述的作者建議,每天兩次服用 300 毫克鎂,單獨或與藥物聯合使用,可以預防偏頭痛

在其循證指南更新中,美國神經病學學會和美國頭痛學會得出結論,鎂療法“可能有效”預防偏頭痛。由於用於預防偏頭痛的鎂的典型劑量超過了 UL,這種治療只能在醫療保健提供者的指導和監督下使用。

過量鎂對健康的危害

食物中過多的鎂不會對健康人的健康構成威脅,因為腎臟會清除尿液中的過量鎂。然而,膳食補充劑或藥物中的高劑量鎂通常會導致腹瀉,並伴有噁心和腹部絞痛。據報導,最常引起腹瀉的鎂形式包括碳酸鎂、氯化鎂、葡萄糖酸鎂和氧化鎂。鎂鹽的腹瀉和通便作用是由於未吸收的鹽在腸和結腸中的滲透活性以及對胃動力的刺激

非常大劑量的含鎂瀉藥和抗酸劑(通常提供超過 5,000 毫克/天的鎂)與鎂中毒有關,包括一名 28 個月大的男孩和一名老人的致命性高鎂血症。鎂中毒的症狀通常在血清濃度超過 1.74-2.61 mmol/L 後出現,包括低血壓、噁心、嘔吐、面部潮紅、尿瀦留、腸梗阻、抑鬱和嗜睡,然後進展為肌肉無力、呼吸困難、極度低血壓、心律不齊和心臟驟停。鎂中毒的風險隨著腎功能受損或腎功能衰竭而增加,因為去除多餘鎂的能力降低或喪失

FNB 已經建立了鎂的 UL,適用於健康嬰兒、兒童和成人的補充鎂(見表 3)

表 3:補充鎂的可耐受上限攝入量 (UL) 
年齡 男性 女性 哺乳期
出生至 12 個月 沒有建立 沒有建立
1-3 年 65 毫克 65 毫克
4-8 歲 110 毫克 110 毫克
9-18 歲 350 毫克 350 毫克 350 毫克 350 毫克
19+歲 350 毫克 350 毫克 350 毫克 350 毫克
 

與藥物的相互作用

幾種類型的藥物有可能與鎂補充劑相互作用或影響鎂狀態。下面提供了一些示例。定期服用這些和其他藥物的人應該與他們的醫療保健提供者討論他們的鎂攝入量。

雙膦酸鹽

富含鎂的補充劑或藥物可降低用於治療骨質疏鬆症的口服雙膦酸鹽的吸收,例如阿崙膦酸鹽 (Fosamax®)。使用富含鎂的補充劑或藥物與口服雙膦酸鹽應至少間隔 2 小時

抗生素

鎂可與四環素(例如地美環素 (Declomycin®) 和強力黴素 (Vibramycin®))以及喹諾酮類抗生素(例如環丙沙星 (Cipro®) 和左氧氟沙星 (Levaquin®))形成不溶性複合物。這些抗生素應在服用含鎂補充劑前至少 2 小時或 4-6 小時後服用

利尿劑

使用袢利尿劑(例如呋塞米 (Lasix®) 和布美他尼 (Bumex®))和噻嗪類利尿劑(例如氫氯噻嗪 (Aquazide H®) 和乙腈酸 (Edecrin®))進行慢性治療會增加尿液中鎂和鉛的流失鎂消耗。相比之下,保鉀利尿劑,如阿米洛利 (Midamor®) 和螺內酯 (Aldactone®),可減少鎂的排泄

質子泵抑製劑

處方質子泵抑製劑 (PPI) 藥物,例如埃索美拉唑鎂 (Nexium®) 和蘭索拉唑 (Prevacid®),在長期(通常超過一年)服用時會導致低鎂血症。在 FDA 審查的情況下,鎂補充劑通常會提高 PPI 引起的低血清鎂水平。然而,在 25% 的情況下,補充劑沒有提高鎂水平,患者不得不停止 PPI。FDA 建議醫療保健專業人員在開始長期 PPI 治療之前考慮測量患者的血清鎂水平,並定期檢查這些患者的鎂水平

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