摘 要 三价铬离子是构成葡萄糖耐量因子的重要组成部分，可以增强胰岛素的作用，是人和动物不行短少的微量元素之一。有机铬化合物在生物机体中具有多种重要的活性功用，假如人体缺铬，将导致糖尿病和其它相关疾病；动物缺铬，则会导致对应激灵敏、免疫功用受按捺、繁衍功用下降以及胴体质量下降等。本文总述了有机铬化合物的生物功用及其组成办法，介绍了产品的检测及质量点评办法，并对其发展远景做了必定的展望。 关键词 饲料添加剂；有机铬；生物功用；组成；质量点评 中图分类号 S816.72 Schwarz和Mertz在啤酒酵母中发现一种新的养分素——葡萄糖耐量因子（Glucose Tolerance Factor,简称GTF），后来又判定出GTF为含有烟酸、甘酸、谷酸、半胱酸的三价有机铬合作物。GTF作为铬的活性方式，具有增强胰岛素活性的作用。家禽集约化饲养中，动物的养分应激、环境应激、免疫应激和代谢应激等可导致动物糖代谢、矿物质代谢发作一系列改动，引起糖原降解和糖异生作用加强，葡萄糖运用的加强导致铬发动添加并终究排出体外。动物假如缺少铬，会发作葡萄糖、脂质和蛋白质代谢妨碍。对应激动物弥补铬，可添加免疫力，改善内分泌，削减发病率和进步出产功用。 铬盐一般分为三价铬盐和六价铬盐，以及有机铬盐和无机铬盐。六价铬毒性较大，三价铬毒性较小，但在现在饲料法规则条件下，在畜禽饲猜中添加无机铬是不答应的。而的三价铬盐是无毒的，可用于饲料的添加。在的三价铬盐中，2-的三价铬盐（俗称有机铬）是常用的饲料添加剂。现在上作为饲料抗应激添加剂的有机铬首要为GTF组成相相似的合作物，如烟酸铬、酵母铬、铬、基酸螯合铬和蛋白质铬等。无机铬的吸收率很低，约0.4%～3%或更低（杨凤，1991），六价铬比三价铬易吸收，一般要高3～5倍（张乔，1994）；有机铬的吸收率相对较高，例如畜禽对啤酒酵母中的铬-葡萄糖耐量因子（GTF）的吸收率高达10%～25%。 β-兴奋剂曾在我国的养猪业中运用，它可使生猪臀腿肌肉发达饱满，背脂厚度下降，瘦肉率进步。但是，添加β-兴奋剂后，易发作后肢腿软、肌肉震颤、心跳加速、不耐受运送应激，乃至有的宰后呈现苍白、柔软、渗水猪肉或干、硬黑猪肉。因为β-兴奋剂在猪肉中残留，人食用后可呈现不同程度的中毒现象，症状包含心悸、肌哆嗦、头昏、吐逆、出汗等。鉴于这种情况，不少西方国家已制止在动物出产中运用β-兴奋剂，现在我国农业部也已明令制止运用。有机铬是β-兴奋剂的抱负替代品。[next] 铬的首要生理作用是经过强化胰岛素功用而影响碳水化合物、脂类及蛋白质的代谢。近年来的研讨证明，在动物高强度成长时刻，铬不只可调理蛋白质代谢，并且还可作为免疫调理剂来影响动物的健康和成长功用。铬可以激活某些酶，并表现出与蛋白组成、核酸和脂类代谢有关。铬可以削减动物的发病率和抗生素的运用量。如雏鸡日粮中添加三价铬可进步成长功用和饲料功率。假如给猪弥补铬可进步或加强能量代谢，改善胴体性状，进步成长率，还可使血清胆固醇和皮质醇量下降，免疫球蛋白浓度进步。假如缺铬，动物一般会引起成长不良，生命缩短，葡萄糖、脂类和蛋白质代谢紊乱，畜产质量量下降。在我国的粮食结构中，因为精制、加工和土壤被淋洗，铬的摄取量很少。因而，不论是人类仍是动物一般都缺铬，这种作用可以从补铬后动物出产才能的有利反响中简单看出，可以说畜牧出产所用的日粮中含铬量都不行，铬的补给应该说到日程上来。假如缺少满足的GTF，胰岛素的作用会遭到按捺。借助于GTF,胰岛素可以将葡萄糖和重要基酸敏捷传输，经过细胞膜，进入细胞，发作能量和构成安排。血糖浓度因而得以保持正常水平，基酸用于蛋白质的组成，发作肌肉。除了参加蛋白质和碳水化合物的推陈出新，铬还在脂类的推陈出新中起重要作用，它似乎是动物体内血清胆固醇浓度调理剂，然后避免脂肪安排的堆积。它可以添加胰岛素的活性，参加蛋白质的组成和核酸、脂肪的代谢，下降体内脂肪含量，进步瘦肉率。铬还可以使动物体内免疫系统加强，进步机体对不良情况与应激情况的抵抗力，进步瘦肉份额，下降脂肪，进步抗应激才能和机体免疫力。改善饲料酬劳，促进动物成长。 进步母猪产仔率，下降乳猪的死亡率。近年来，跟着铬在畜禽生物学研讨方面的发展，发现铬（Ⅲ）在下降畜禽应激、促进成长、进步酮体质量、增强免疫力、改善繁衍功用等方面表现出强壮的优势，铬在未来饲养出产实践中具有极大的发展潜力和运用远景。铬（Ⅲ）作为饲料添加剂可促进成长育肥猪的增重，进步采食量并且缩短饲养周期。 1 铬的生物学功用 1.1 进步胴体质量 研讨标明，补铬下降了饲喂缺铬日粮的实验动物及畜禽血液中循环胆固醇水平，胆固醇又是组成皮质醇的前体，故弥补铬可以改善肉质。在育肥猪饲粮中补铬，进步了胴体质量和瘦肉率，下降背膘厚、脂肪率。铬改善胴体质量的原因现在以为是铬增强了外周安排对葡萄糖的有用运用，削减了蛋白质的降解，进步了成长激素的浓度。许多实验标明，在成长时刻补铬对增重和饲料功率无作用，在育肥期可进步日增重。Harper（1995）以断奶仔猪为实验目标，在玉米-豆粕-乳清粉的根底日粮中添加200μg/kg有机铬，成果仔猪出产功用得以改善，肥育期背膘厚显着下降（P＜0.01）。Page等（1992）在成长育肥猪饲猜中补加200μg/kg的羧酸铬，也明显进步了胴体质量和瘦肉率，下降了第10肋背膘厚。Lindemann等（1995）证明了猪14.5～104.3kg体重阶段添加200μg/kg有机铬时，背长肌面积进步2.0cm2，第10肋骨处背膘厚下降3.4mm，瘦肉率进步2.1%。别的还有许多学者研讨了不同来历的铬和不同饲喂周期对成长育肥猪和胴体质量的影响，成果都确认了铬的作用。其它畜禽，如鸡、鸭、牛、羊等动物中都证明铬能明显改善胴体质量。 1.2 促进成长 铬的运用可以促进畜禽增重、进步采食量和缩短饲养周期。Lindemann等(1995)在对14.5～104.3kg体重的猪进行实验时，不只研讨了铬对胴体性状的影响，还研讨了猪成长功用的改变，其成果显现，饲猜中添加200、500、1 000μg/kg的有机铬时，200、500μg/kg组日增重由0.83kg别离添加到0.84、0.86kg，1 000μg/kg组日增重没有改变。200、500μg/kg日采食量由2.43kg别离增长到2.48、2.55kg，1 000μg/kg组日采食量没有改变。添加剂量以500μg/kg作用明显，但考虑到对胴体性状的影响，作者以为添加200μg/kg抱负.也有人在育肥猪平分添加与不添加两个组研讨铬对日增重的影响,成果在60～90kg阶段和60～110kg阶段,添加组比不添加组的日增重别离进步22.7%和15%,证明有机铬的添加有利于促进成长.其它许多学者(Shbiyatno等,1993；Wang等，1995；Boleman等，1995）也得出相似的定论。[next] 1.3 改善繁衍功用 铬能改善母猪繁衍功用，明显进步繁衍力，在猪的日粮中添加含铬有机化合物,可进步母猪的产仔数。 Lindemann等（1994）的研讨成果标明，含铬有机化合物可以显着进步初产母猪的产仔数。很多成果显现，有机铬的运用改善了畜禽繁衍功用的很多目标，繁衍力明显进步。Lindemann等（1994）的研讨成果标明，羧酸铬可以明显进步初产母猪的窝产仔数。翟桂玉（1992）对兔的研讨标明，缺铬会添加精子变形率、下降精液质量和母兔的产活仔数。Lindemann等（1995）也研讨了有机铬对繁衍母猪及其子孙的影响，成果再次必定了有机铬在改善繁衍功用上的好处。 1.4 增强免疫力 铬可以增强免疫力，这是由加拿大Guelph大学初次报导的。后来许多学者对这一范畴进行了很多研讨，首要集中于对牛的研讨（Chang等，1992；Sartin等，1988；Bunting等，1994）。Burton等（1993）给小肉牛补加铬，成果明显进步了传染性牛鼻气管炎疫苗的效价。同年，他用泌乳牛做实验，成果发现补铬也能进步许多抗原抗体反响。Chang等（1992）也证明补铬可以进步牛血清中免疫球蛋白水平。很显着，铬在某些特殊免疫反响中充任免疫调理因子的作用，它经过对免疫反响的调理，增强机体的抗病力和适应性。 1.5 加强抗应激作用 现在发现，有机铬的添加作用是广泛的，除了能改善胴体质量和繁衍功用，促进成长和增强免疫力之外，还表现在改善内分泌、下降应激等方面。跟着集约化饲养的呈现，各种要素（如热、运送、饥饿、拥堵、病原突击等）都会引起应激。有人（Orr等，1990；Nockels等，1990）研讨证明，牛因运送、禁食等要素呈现应激时，尿中铬的排泄量添加，人和大鼠中也有相似现象（Borel等，1984；Anderson等，1988），阐明应激条件下铬的需求量添加。Chang等（1994）在应激牛的日粮中补铬，发现牛的外周淋巴细胞增殖作用加强，阐明抗应激作用加强。 2 有机铬的组成 有机铬是近年来发展起来的一类重要的饲料及食物添加剂，尤其是在饲料工业方面有着广泛的用途。据材料介绍，关于一位成年人，每日铬的摄取量至少为50μg，关于动物来说，每日有机铬的摄取量为1μg/kg。这可以看出，有机铬用量是很大的。有机铬可明显促进动物的成长，可大大进步动物的瘦肉率，鸡、鸭的产蛋率。该产品无毒无害，出产工艺基本无三废，契合环保要求。 该产品的组成工艺有多种，但依据新材料报导，出产有机铬运用的首要质料为2-甲基，产品经两步反响而得：首先是2-甲基经氧化反响得2-，然后2-再与铬盐反响即得产品。 2.1 烟酸铬的组成 称取烟酸124g（1mol）置于1 000ml烧杯中，用100ml水湿润，用6mol/l NaOH调pH值至8.0左右，一起加热至80℃。另称取CrCl3•6H2O 88g （0.33mol）于500ml烧杯中，加300ml水，加热溶解并升温至80℃左右，在拌和下倒入上述烟酸钠盐溶液中，用少数水洗烧杯后合并入上述反响液中，在拌和下用6mol/l NaOH调pH值到6.8～7.2，加水至总体积900ml，冷却至室温。抽滤，滤饼用水洗刷，再用乙醇（95%）洗一次，抽滤干，于室温下挥发去乙醇，再用110℃充沛枯燥，得灰色烟酸铬（Ⅲ）140g。[next] 2.2 2-铬的组成 2-铬，即为铬或羧酸铬。李重生等在100ml三角瓶中参加4.3g （35mmol） 2-的乙醇溶剂（溶于20ml无水乙醇）和2.0g （35mmol），加热拌和10min，再滴加2.6g （10mmol）三氯化铬的乙醇溶液（溶于30ml无水乙醇），持续拌和回流1h，有沉积生成。过滤，真空枯燥得3.7g玫瑰红粉末，产率90.2%，熔点＞300℃。用相似办法也可制得3-铬（墨绿色粉末）和4-铬（灰蓝色粉末）合作物。周保学等[5]对组成办法进行改善，用2.66g CrCl3•6H2O与3.69g酸，溶于l00ml水中，在250ml烧瓶中混合，于80℃加热拌和30min，溶液由绿变红，用浓NH3•H2O缓慢调理溶液pH值至6.0，持续拌和1h，冰箱中5℃冷却过夜，得深赤色产品Cr（C6H4NO2）3•H2O，抽滤，用水重复洗刷，55℃真空枯燥4d，产率为96%。 初文毅等选用2-甲基为质料，经氧化和络合接连反响组成了2-羧酸铬，佳反响条件：2-甲基与及三氯化铬的佳摩尔比为1：2.5：0.35,溶剂量为2-甲基的22倍,氧化温度为80～82℃,络合温度为40～45℃，收率为82.7%，不只使得组成工艺简化，并且出产成本下降。 2.3 蛋酸铬的组成 称取DL-蛋酸150g（1mol）置于2 000ml烧杯中，称取CrCl3•6H2O 88g （0.33mol）与蛋酸混合，参加750ml水，拌和并加热至80℃左右。在拌和状态下用6mol/l NaOH调至溶液pH值为6.8～7.2，反响液由绿变成玫瑰赤色。冷却至20℃以下抽滤，滤饼用水洗刷，抽干，再用95%乙醇洗刷后抽干，先于室温下枯燥，再于100℃充沛枯燥，得玫瑰赤色蛋酸铬（Ⅲ）152g。佳的反响条件：pH值为7.0，温度为80℃，配体摩尔比为Met：Cr=3：1，蛋酸浓度为15%。该制备进程的蛋酸螯合铬产率为48.41%。蛋酸铬的分子式为CrC15H30N3O6S3，结构式为Cr(NH2CHCH2CH2SCH3COO）3,相对分子质量497.0。37℃时的溶解度为42mg/100ml,熔点为352～356℃。 3 有机铬产品的质量点评 有机铬是由三价铬离子和有机配体组成的化合物，因为出产办法的不同，市售产质量量良莠不齐，导致三价铬离子和有机配体的含量不符合，即产品的纯度或含量不高，产质量量欠好。因为在出产进程中一般选用调理pH值的办法来出产有机铬产品，必定会因操作工艺和条件的收支，使部分三价铬离子生成氢氧化铬沉积，使产品中的铬含量偏高。如无水的铬及烟酸铬中铬的理论含量均为12.43%，而市售产品中铬的含量一般都在14%以上，有的更高。[next] 3.1 有机铬产品中铬的含量测定与质量点评 从物质结构上分析，有机铬的分析可以经过无机和有机分析两种途径进行。无机分析可以直接检测其间铬元素，但缺陷是无法区别是人体所必需的三价铬仍是对人体有害的六价铬，且无法了解与铬相连的是何种基团。有机分析可以经过特征呼应波长对整个有机铬分子进行合理精确地分析，因而归于比较抱负的查验办法。有机铬含量较好的测定办法是选用高效液相色谱分析办法，将标准溶液及试样溶液注入色谱仪中，以保存时刻定性，以试样峰高或峰面积与标准比较定量。但这种办法需求该种有机铬的标准样品，购买比较困难。 万玉萍等选用高效液相色谱法测定保健食物中铬的含量，色谱条件：AgilentC18色谱柱（5μm，4.6mm×150mm），活动相为甲醇：乙睛：0.1mol/l NaH2PO4（H3PO4调理pH值为3）=10：5：85的溶液，检测波长为254nm，流速为1ml/min，柱温为30℃。实验成果标明，铬在0.232～1.16μg规模内色谱峰面积与进样量呈杰出的线性关系，回归方程：y=2.27+1.96×103x，r=0.999 9。 实践中一般选用测定样品中的三价铬含量来点评产质量量，测定办法比较多，有原子吸收法、ICP办法、分光光度法、滴定分析法等。如在万分之一电子天平上称取上述制备的各种铬螯合物内络盐各25mg左右（平行两份）于100ml三角瓶中，参加2.5ml浓HNO3和2ml浓HCl于电炉上小火消化，随之蒸宣布大部分酸，冷却，用水洗入100ml容量瓶中，定容并摇匀（溶液呈Cr3+的蓝色）。用等离子发射光谱仪测定Cr含量，以50μg/ml的Cr3+标准液为标准品，按上述办法平等处理后的溶液做空白校对。金婵等选用原子吸收法测定了铬的含量，取0.2～0.5g酵母干粉样品于消化瓶中，参加8ml左右的HClO4-HNO3（4：1）混合液，将消化瓶置于电炉上消化，当溶液变为无色时即可中止消化。将消化液转移到10ml的容量瓶中，用5.0%浓度的HNO3溶液定容。测验条件为：灯电流I=12mA，通带AA=1.6nm，波长λ=357.8nm，燃烧器高度=7.5mm，空气流量=9.4L/min，气流量=2.5L/min。依据标准曲线即可得出待测样中的铬含量。王晴等用ICP办法测定了烟酸铬(Ⅲ)中的铬含量，称取烟酸铬（Ⅲ）25mg于100ml三角瓶中，参加浓硝酸2.5ml和浓2ml置于电炉上小火消化，冷却后，用水定容至100ml容量瓶中(溶液呈Cr3+的蓝色)，选用等离子发射光谱仪测定，以50μg/ml的Cr3+标准液对照，同法做空白试剂。 只秉文等选用了两种容量分析办法测定烟酸铬中铬的含量。①湿法氧化法。精确称取约2.000 0g样品，溶于100ml水中，参加15ml硫酸-磷酸混合液，加热至欢腾，浓缩至体积约为30ml，此刻溶液为绿色通明溶液,冷却后转入250ml容量瓶中,加水至刻度,摇匀。用移液管精确移取上述液25.00ml于锥形瓶中,加0.1mol/l溶液和10g/l硫酸锰溶液各1ml，加热至欢腾后分数次参加固体过硫酸铵直至呈现的紫赤色后再煮沸10～15min，滴加氯化钠饱和溶液至溶液的紫赤色消失，持续煮沸10min，冷却。加8ml（1+1）硫酸，3滴N-基指示剂，用0.100 0mol/l硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液由樱赤色变为翠绿色即为结尾。②干法氧化法。精确称取1.500 0g样品于坩锅中,加5g和3g混匀。在电炉上炭化至无烟后，将样品放入箱式炉中，于800℃灼烧2h后，取出冷却。用4mol/l硫酸及少数水分次浸取，将浸取物完全转入250ml容量瓶中，用水定容至刻度，混匀。用移液管精确汲取上述液50.00ml于碘量瓶中,加1g碘化钾和4mol/l硫酸20ml,摇匀，于暗处放置10min,加80ml水,用0.100 0mol/l硫代硫酸钠标准溶液滴定，近结尾时参加5g/l淀粉溶液指示剂3ml，持续滴定至溶液蓝色消失，一起作空白实验。[next] 高铬酵母中的铬大部分以有机铬的方式存在，且有机铬的含量多少也是点评高铬酵母养分价值的标准之一。丁文军等对高铬酵母中有机铬和无机铬进行了别离测定，将0.2～0.3g酵母干粉参加盛有9ml蒸馏水的离心管中,每隔一段时刻进行完全的拌和，静置12h，然后以3 500r/min转速离心20min，重复进行几回，汲取上清液用原子吸收法测定无机铬含量。将基层沉积移出离心管，消化、定容，便可测得有机铬含量。 3.2 有机铬产品中配体的含量测定 有机铬产品中配体的含量一般选用高效液相色谱分析办法测定。王晴等测定了烟酸铬（Ⅲ）中的烟酸，称取烟酸铬（Ⅲ）30mg于50ml容量瓶中，参加草酸500mg，再参加水3ml，于沸水浴上加热直到溶液弄清并呈蓝色（阐明烟酸铬中的铬为Cr3+）。冷却后参加0.02mol/l乙二胺四乙酸二钠20ml，摇匀后再参加6mol/l2ml，定容、摇匀，放置30min，过滤后取滤液用高效液相色谱仪分析。分析条件如下，色谱柱：Dupont SAX（高250mm，直径4.6mm）；活动相：0.1mol/l磷酸二氢钾+0.01mol/l乙二胺四乙酸二钠，pH值为4.2；检测波长：λ=261nm；流速：1.0ml/min。 3.3 有机铬产品中其它组分的测定 有机铬产品中其它组分，如氯离子、砷、铅可参阅有关饲料标准进行测定。特别是砷、铅的含量应低于国家对饲料产品答应的规模之内。因为出产有机铬产品时，一般用三氯化铬与烟酸、、基酸、柠檬酸等有机配体反响，经过用碱（烧碱或纯碱）调理pH值的办法来得到产品，因而必定会有氯化钠之类的副产品生成，要使产质量量好，应把氯化钠别离除掉，产品中的氯离子含量应较低。 因而，三价铬离子和有机配体的含量是否符合；是否与其分子结构组成共同；产品中的氯离子含量的凹凸；砷、铅等有毒元素的含量；六价铬离子含量等，这些都是点评有机铬产质量量好坏的重要标准。 总归，对含铬有机化合物的很多研讨标明，它在生物机体中具有多种重要的活性功用。安稳常数相对小、溶解度相对大的铬（Ⅲ）螯合物对动物养分作用将或许更好。跟着人们研讨的深化和知道的进步，信任含铬有机化合物将会在咱们日子中发挥越来越大的作用。从现在实验成果的报导来看，对有机铬的运用研讨取得了令人鼓舞的作用，有机铬由此或许成为可以给人类健康和动物出产带来重大意义的新式养分型添加剂。
