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常见有机铬的差异性比较
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常见有机铬的差异性比较
2011-06-10
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常见有机铬的差异性比较 陈翠莲、张英东、黄承德、罗士津、姚继明（广东旺大生物科技有限公司，广东广州510545）中图分类号：S816.7 文献标识码：A 文章编号：1005-8613（2011）03-0022-04关键词：有机铬、作用机理、比较摘要：农业部（1126）公告中允许使用的五种有机铬源为吡啶甲酸铬、烟酸铬、酵母铬、蛋氨酸铬和丙酸铬，本文目的旨在就这五种铬源的结构及在人或动物应用上的效果进行对比分析。从前人的研究中可以发现，这不同来源的五种铬，在添加剂量、试验动物、试验日粮、试验条件等不同的条件下，应用效果有一定的差异，本文的结论是：性质稳定的铬源才能保证其效果的稳定性。 营养学研究中，铬分为无机铬和有机铬两大类，无机铬有氯化铬、硫酸铬、三氧化二铬、铬酸钾等；有机铬有烟酸铬、吡啶甲酸铬、丙酸铬、醋酸铬、草酸铬、酵母铬、小肽铬、氨基酸铬等（赵必迁等，2009）。 农业部1126公告《饲料添加剂品种目录》中允许在饲料中使用的有机铬源为烟酸铬、酵母铬、蛋氨酸铬、吡啶甲酸铬和丙酸铬共5个品种，都为三价铬化合物。本文就这5种铬源的结构及在人或动物生产中应用的情况做简单介绍，并对不同铬源在动物生产中的应用效果进行比较分析。 1、各种有机铬的分子结构式 吡啶甲酸铬（Chromiumpicolinate，[Cr（pic）3]），又名吡啶羧酸铬、甲基吡啶铬。分子式为Cr（C6H4NO2）3，分子量为418.33，紫红色结晶性细小粉末，常温下稳定，微溶于水，不溶于乙醇。整个分子结构呈电中性，且具有疏水特性，因此它可以以完整的结构进行跨膜吸收。吡啶甲酸铬是3个吡啶环上的2位N与Cr形成了五元环结构，结构较为稳定。据报道，吡啶甲酸铬吸收率达2%~5%，而普通的铬制剂吸收率仅为0.5%。吡啶甲酸铬是否具有细胞毒性和基因毒性一直存在争议。但近年来的科研成果证明：从体外细胞培养和静脉注射等途径进行研究（相当于吡啶甲酸铬近乎100%的吸收率）中得知，超量添加吡啶甲酸铬（远高于生理剂量）近乎全部吸收的情况下才会对细胞和DNA产生毒性作用（Manygoats，2002；Stearns，2002；GreenD等，1998；Stohs，1998；SpeetjensJK，1999；Hepburn，2003；Hepburn和Vincent，2003）。部分学者研究结果证明，吡啶甲酸铬一定剂量范围条件下在人体及猪、老鼠体外、体内使用是安全的，不具有细胞毒性和基因毒性，低剂量的吡啶甲酸铬的对DNA结构反而有保护和抗氧化作用（Kato等，1998；Hepburn，2003；TsaM.C.，2007；毕晋明，2007；郭亮，2008）。因此吡啶甲酸铬在一定范围内使用是安全无毒性的，吡啶甲酸铬是被美国农业部（USDA）批准使用的铬保健品，可起到调治血糖、降脂及降胆固醇的作用，吡啶甲酸铬对肥胖症、Ⅱ型糖尿病及高血脂等病症具有缓解作用。 烟酸铬分子式为Cr（C6H4NO2）3，烟灰色细小粉末，流动性良好，常温下稳定，不溶于水，烟酸铬的结构属于3位的N与Cr形成的结构，为五元环结构，烟酸铬与吡啶甲酸铬是同分异构体。 酵母铬有效成分其实也是吡啶甲酸铬，分子式为：Cr（C6N4NO2）3。酵母铬（富铬酵母）是国家食品药品监督管理局指定的铬营养补充来源之一。酵母铬是将酵母细胞培养在含三价铬的培养基中，通过生物转化将无机铬转转变成有机铬，从而提高铬在机体内吸收利用率，降低其毒副作用，在人体上能更好地发挥其调节血糖、降脂及降胆固醇的作用。 蛋氨酸铬的分子式为（C5H10NO2S）3Cr，相对分子质量:M=497.0，结构式为:[Cr（NH2CHCH2CH2SCH3COO）3]（张华，2003）。蛋氨酸是铬的天然配位体，从已完成的金属蛋白、金属酶晶体结构分析的结果看，蛋氨酸残基上的硫（S）原子是金属离子配位的最常见最重要的配位基团。蛋氨酸与三价铬形成的配位化合物，在生理条件下，能够抑制铬的羟桥合作用，保证铬和蛋氨酸的生物学活性：蛋氨酸与铬不仅具有清除自由基的作用，还有抑制自由基产生的作用，形成配合物后增强了两者的协同作用。 以上的吡啶甲酸铬、烟酸铬、酵母铬与蛋氨酸铬都属于有机螯合铬，但丙酸铬不属于有机螯合铬。丙酸铬的分子式为Cr（CH3CH2COO）3，是一种有机络合物，分子量为271.15。 2、各种有机铬的应用效果的比较 2.1各种有机铬应用效果的直接比较 吡啶甲酸铬的分子结构与GTF部分相似。1977年，Toepfer认为GTF是铬的生物活性形式，其结构为烟酸-铬-烟酸与天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、半胱氨酸形成的配合体。1988年，Wada等从牛初乳中分离纯化出低分子量铬配合物（LowMolecularWeightChromiumBindingSubstance，LMWCr，Chromodulin），该物质分子量为1500KD，由4个铬离子与谷氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸和甘氨酸等氨基酸残基组成的四环聚合体。Sumrall和Vincent等（1997）认为，LMWCr可能是GTF的生物活性形式。由此推断：LMWCr可能就是铬在动物体内发挥生理作用的活性形式。之后，人们在此基础上研发出许多GTF样物质，如吡啶甲酸铬、烟酸铬和酵母铬等。吡啶甲酸铬的类GTF结构决定了自身较好的吸收率，并能更有效地发挥自身的生物学功能。 与其他铬源相比，对吡啶甲酸铬的研究较多，与其他铬制剂效果对比的几个为数不多的试验表明：吡啶甲酸铬的使用效果一般都优于别的铬源。HarryG.Preuss等（2008）研究结果证明：吡啶甲酸铬在增强胰岛素敏感性和降低收缩压方面效果较为全面，优于其他以三价铬形式存在的柠檬酸铬、氨基酸螯合铬、螯合铬（烟酸-氨基酸螯合铬）、多聚烟酸铬和烟酸铬等铬源。M.D.Lindemann等（2008）报道：在中猪日粮中加入500μg/kg（以铬计）的不同铬源，结果发现不同铬源的平均生物利用率比较结果如下：吡啶甲酸铬＞蛋氨酸铬＞酵母铬＞丙酸铬。J.O.Matthews等（2001）报道：在生长肥育猪阶段加入各200μg/kg的吡啶甲酸铬或丙酸铬（以铬计），屠宰时“胴体长”方面吡啶甲酸铬组优于丙酸铬组。但刘文森（2002）研究发现：肉鸡日粮中添加烟酸铬的实际效果优于吡啶甲酸铬；且建议日粮中添加有机铬的适宜剂量为0.3～0.4mg/kg。AmirNaghieh等（2010）研究表明：添加1200μg/kg剂量的蛋氨酸铬，与等剂量的三氯化铬、酵母铬、烟酸铬组相比，肉鸡具有最高的胴体重。 在动物上使用铬制剂，可起到提高动物生长性能、增强繁殖性能、改善肉质、抗应激等作用。 2.2各种有机铬对动物生长性能的影响 有的报道称铬制剂在提高动物生长性能上有一定的效果。 王明伟（2005）研究发现：在母猪妊娠后期和整个哺乳期日粮中添加大豆黄酮、烟酸铬和缬氨酸，可改善初乳品质，有利于提高仔猪生长性能。据房兴堂等（1998）介绍，添加0.2mg/kg、0.4mg/kg烟酸铬对鸡的增重、采食量、饲料利用率、氨平衡及肌肉干物质、粗蛋白、粗脂肪水平均有一定影响。郝瑞荣（2003）报道：酵母铬在改善仔猪生长性能、促进糖类、脂肪、蛋白质代谢，诸试验均表明日粮蛋白质和氨基酸（主要是第一限制性氨基酸赖氨酸）处于缺乏或临界缺乏状态时补铬才有效（Baldi，1999;Tang，L，2001;Lindemannetal，1995;wardetal，1997）。ByB.Kro′liczewska等（2004）也报道：当添加酵母铬量为500μg/kg时影响肉鸡的碳水化合物和脂肪的代谢，可显著提高肉鸡的体重、体增重和饲料转化效率。黄所含（2006）报道在肥育猪和良凤肉鸡上分别做了添加酵母铬与半胱胺的析因试验：在生长猪和肥育猪阶段上提高了ADG，降低了F/G；在良凤鸡中分别添加半胱胺和酵母铬，在不同饲养阶段中有提高ADG、降低ADFI和F/G的趋势，但无显著差异，对良凤鸡的胴体性能和饲料各养分的表观消化率均没有显著影响。蛋氨酸铬在大鼠应用上有一定的促生长的效果（崔波，2009）。陈常秀（2009）研究发现：添加100、200μg/kg丙酸铬组，猪日增重显著升高，料肉比显著降低；采食量差异不显著。 也有的报道称铬制剂在提高生长性能方面无明显效果。J.O.Matthews等（2001）报道：在生长肥育猪阶段加入各200μg/kg的吡啶甲酸铬或丙酸铬（以铬计），对全期的生长肥育猪的生长性能无显著影响。国外许多学者都发现丙酸铬对猪的生长性能几乎无明显的改善作用（J.O.Matthews等，2003；J.L.Shelton等，2003；J.O.Matthews等，2005；T.J.Caltabilota等，2010）。SangJipOhh（2005）发现蛋氨酸铬但没有明显提高体增重的作用。 有的学者则发现铬制剂在提高采食量和体增重时有一定的效果，但却无改善饲料转化效率的作用。AmirNaghieh等（2010）等研究报道了三氯化铬、酵母铬、烟酸铬和蛋氨酸铬等不同来源的铬制剂产品对罗斯肉仔鸡的影响：发现600μg/kg的烟酸铬能显著提高肉鸡采食量和体重，但添加铬制剂组与对照组相比并没有显著的改善饲料转化率的效果。R.Barajas等（2008）报道：热应激条件下在婆罗门杂交公牛日粮中添加了0.30mg/kg干物质的蛋氨酸铬（以铬计），结果发现添加蛋氨酸铬显著提高了肉牛末重和平均日增重，但不影响干物质采食量及饲料转化效率。BogdanDebskia（2004）报道则相反，他发现添加酵母铬并未改善生长速度，但降低了肉鸡死亡率且改善了饲料转化效率。 2.3各种铬制剂对动物繁殖性能的影响 吡啶甲酸铬可增强繁殖性能，Lindemann（1995）等报道添加吡啶甲酸铬提高了再繁母猪的产仔数，肉碱和吡啶甲酸铬同使用提高了母猪产仔率和仔猪总成活率（D.E.Real等，2008）。在产蛋鹌鹑饲料中加入吡啶甲酸铬，可提高蛋重、产蛋量和饲料转化效率（K.Sahin，2002），鹌鹑的体重、采食量和蛋产量呈线性增加（K.Sahin，2002）。蛋壳厚度、蛋比重和哈氏单位也呈线性增加（K.Sahin，2002），但YILDIZ等（2004）研究结果却发现吡啶甲酸铬未影响蛋壳重量和蛋壳厚度。 但AndreaPiva等（2003）发现：给产蛋鸡饲喂以不同来源的铬源，5个星期的饲养试验中，酵母铬、氯化铬和氨基烟酸铬却都对蛋鸡的产蛋量及蛋的质量，蛋黄的正常水平无显著影响；且无论是哪种化学形式的铬制剂，排泄物中的铬随着铬制剂添加量的增加呈线性增加。 2.4各种铬制剂对动物体脂沉积及肉质的影响 Page等（1993）报道添加吡啶甲酸铬提高了猪的胴体品质，但M.D.Lindemann等（2008）报道吡啶甲酸铬、蛋氨酸铬、酵母铬和丙酸铬不同铬源对血清临床生化学指标代谢变化、胴体指标和肉质的影响都很小，但都起到显著降低肌肉冷收缩速度的效果。 烟酸铬也具有改善体脂沉积的效果，添加200μg/kg或400μg/kg的烟酸铬可提高胸肌脂肪含量，减少腹脂和皮脂的沉积（王治华等，2002；Hossain，1995）。JowamanKhajarern（2006）报道：甘氨酸、烟酰胺与铬形成的螯合物能无论是200μg/kg或400μg/kg的添加量（以铬计）都能显著地提高背最长肌面积和肌肉率，降低背脂厚度。下图是甘氨酸、烟酰胺与铬形成的螯合物，铬：甘氨酸：烟酰胺=1︰2︰1。添加酵母铬可提高肉鸡胸肌的铬含量，且降低肉鸡的脂肪和胆固醇含量（BogdanDebskia，2004）。蛋氨酸铬最早在牛的应用上研究较为广泛，起到了提高肉品质的作用（E.B.Kegley等，2000；R.Barajas等，2008），随后在阉牛、猪和大鼠等动物的应用上也发现有提高肌肉质量和降低体脂的作用（崔波，2009；SangJipOhh，2005）。R.Barajas等（2008）报道：热应激条件下在婆罗门杂交公牛日粮中添加了0.30mg/kg干物质的蛋氨酸铬（以铬计），结果发现蛋氨酸铬提高了热胴体重，增大了眼肌面积从而提高了背脂厚度，也降低了肾脏、骨盆及心脏脂肪（KPHfat）。添加丙酸铬对猪肉肉质有改善作用。添加200μg/kg丙酸铬组的胴体重、眼肌面积、瘦肉率、后腿重显著增加；板油重、第十肋背膘厚、平均背膘厚、脂肪率、肌肉滴水损失显著降低（陈常秀，2009）。添加200μg/kg的丙酸铬可提高猪肉的色度亮度值，剪切力有所降低，猪肉大理石纹评分增加，背最长肌水分的百分比和解冻损失降低（J.O.Matthews等，2003）。J.L.Shelton等（2003）发现：在低净能组的基础上加入200μg/kg的丙酸铬，试验结果发现对肉质的某些指标有改善作用，尤其是新鲜和冷冻的猪肉肉块的系水力、蒸煮损失等指标；对照组添加200μg/kg的丙酸铬组背最长肌、腿重、无脂腿重和整体的瘦肉率都有所提高。J.O.Matthews等（2005）在肥育母猪日粮中添加200μg/kg的丙酸铬，发现丙酸铬能改善某些屠宰指标，如里脊肉的pH值、滴水损失和贮藏损失，但对猪只的生长性能和屠宰性状没有显著影响。T.J.Caltabilota等（2010）报道：添加铬降低了生长肥育小母猪第十肋骨的背脂和腹脂的碘价，提高了瘦肉率。2.5各种铬制剂在动物上的抗应激效果吡啶甲酸铬可缓解断奶应激和高温热应激。吡啶甲酸铬可纠正断奶仔猪体内代谢紊乱，有助于提高仔猪的体液免疫能力（马秀亮等，2006；张敏红等，2000；Lee等，2000）。吡啶甲酸铬可缓解猪和肉鸡受到的高温热应激（王胜林等，2004；SaikatSamanta等，2008），SaikatSamanta等（2008）报道吡啶甲酸铬还可提高受到热应激条件下肉鸡的生长速度和胴体品质，降低了粗脂肪含量，尤其在限饲阶段，但添加剂量宜在500μg/kg下为宜。 但也有报道认为吡啶甲酸铬（添加量为1000μg/kg或2000μg/kg，以铬计）对断奶仔猪受到热应激或冷应激时没有改善作用（Beob.G.Kim，2009），对受到LPS（脂多糖）免疫应激影响的猪只（平均体重26kg）添加1000μg/kg或2000μg/kg的吡啶甲酸铬（以铬计）也无改善作用（BeobG.Kim，2009）。 烟酸铬（600μg/kg和1200μg/kg）可提高肉仔鸡的新城疫病毒和禽流感病毒的抗体水平（AmirNaghieh等，2010）。 酵母铬在抗化学诱导产生的应激方面效果显著，但在抗仔猪断奶应激和提高免疫力方面效果不显著（郝瑞荣，2003）。 E.B.Kegley等（2000）发现：在阉牛日粮中加入400或800μgCr/kg蛋氨酸铬（其中蛋氨酸是L型），发现注射了胰岛素后的阉牛，添加蛋氨酸铬能提高葡萄糖清除率，也提高了阉牛对静脉注射葡萄糖的应答反应速度。 添加丙酸铬可提高对期荷斯坦母牛葡萄糖的利用率（J.M.Sumner等，2007），可降低生长肥育猪的游离脂肪酸和血浆尿素氮，提高高密度脂蛋白（J.L.Shelton等，2003）。 3、结论 铬制剂一般都能起到提高对葡萄糖的利用率、改善体脂沉积和改善肉质的效果，但其促生长、改善生产性能、抗应激的效果却不是很稳定。 吡啶甲酸铬的结构是较为稳定的，烟酸铬的结构不如吡啶甲酸铬稳定，蛋氨酸铬结构也较为稳定。近年来有部分厂家一直在报道酵母铬的使用效果优于吡啶甲酸铬等铬源，称其含有的生物活性铬人体吸收率可达10%~15%，其吸收率是吡啶甲酸铬的311%（安琪酵母，2008）。限制酵母铬使用的问题主要在其稳定性方面（郝瑞荣，2003；Daries，1985）。郝瑞荣（2003）认为限制酵母铬发挥作用的因素可能有两方面的原因：其一是GTF的稳定性问题。Daries（1985）在研究啤酒酵母GTF与铬的关系时，发现Cr3+很容易从GTF中丢失而失去活性。所以在使用时应该采取保护性措施；其二是酵母细胞有一层厚厚的由甘露聚糖和葡萄聚糖组成的细胞壁，需采用高科技手段破壁。但随着酵母铬生产技术的日趋成熟，酵母铬的使用效果也得到明显改善，且其毒副作用可大大降低。 丙酸铬其实不算有机螯合物，近年来对其作用效果研究证明丙酸铬对动物生长性能的促进作用不明显，但对肉质或肉质的部分指标有改善作用。 由于吡啶甲酸铬、烟酸铬、酵母铬、蛋氨酸铬和丙酸铬来源不同，添加剂量、试验动物、试验日粮、试验条件等不同，不同的动物免疫应答模式和起效时间都有所不同，造成研究结果有一定的差异。性质稳定的铬源才能保证其效果的稳定性，总体上而言，吡啶甲酸铬（包括酵母铬）、烟酸铬、蛋氨酸铬属于环状结构，较为稳定，丙酸铬也具有一定的使用效果。 参考文献：（略） (本文发表于《广东饲料》第20卷，第3期，2011年3月)
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蛋氨酸铬
蛋氨酸铬
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蛋氨酸铬
概述 作用 制备
蛋氨酸铬
CAS号:
英文名:
Chromium Methionine
英文别名:
(C5H10NO2S)3Cr;Chromium Mothionine;Chromium Methionine
中文名:
蛋氨酸铬
中文别名:
蛋氨酸铬
CBNumber:
CB31153526
分子式:
C15H30CrN3O6S3
分子量:
496.6063
MOL File:
Mol file
化学性质
安全信息
用途
供应商 23
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用途
供应商 23
蛋氨酸铬化学性质
InChI:
InChI=1/3C5H11NO2S.Cr/c3*1-9-3-2-4(6)5(7)8;/h3*4H,2-3,6H2,1H3,(H,7,8);/q;;;+3/p-3/t3*4-;/s3
InChIKey:
CGZUHNJFTSUWIK-HAKZBTNSNA-K
SMILES:
[Cr+3].C([O-])(=O)[C@H](CCSC)N.C([O-])(=O)[C@H](CCSC)N.C([O-])(=O)[C@H](CCSC)N |&1:4,13,22,r|
安全信息
蛋氨酸铬性质、用途与生产工艺
概述
蛋氨酸铬是由生命必需金属微量元素三价铬与人体必需氨基酸蛋氨酸合成的配位化合物。具有靶向性传递到胰腺的功能，口服后25～30分钟在胰腺中的量比在肝脏中高7～8倍，可向胰腺传递铬和抗氧剂蛋氨酸。
作用
主要是促进胰岛素的分泌和提高胰岛素的敏感性是胰岛素的加强剂，蛋氨酸铬还是自由基的清除剂，其作用与SOD相类似，并且还可以抑制自由基的产生，因此，能促进受自由基损伤的胰腺功能的恢复和改善胰腺酶的活性是胰腺功能的康复剂。蛋氨酸铬在体内还是甲基供体，促进胆碱合成并与积存肝内的脂肪作用，变为易吸收的卵磷脂，可防治肝脂肪蓄积，临床用于肝炎、肝硬变、脂肪肝、酒精和磺胺等中毒。
制备
⑴成盐反应步骤：向一个带有加热装置，电搅拌，温度计的100升反应釜中依次投入蛋氨酸100摩尔，水1500摩尔，氧化铬55摩尔，乙基二胺20摩尔在搅拌下同时加热70‑80℃反应，在搅拌下反应6小时，使二氧化碳溢出，停止加热，成盐反应完成；
⑵烘干步骤：将分离得到的颗粒状产品，于上下透气的不锈钢干燥筛中，于干燥箱中烘干，24小时后，得到的产品过筛，得到成品，该产品含铬量大于15%。
蛋氨酸铬
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蛋氨酸铬
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中文名称：蛋氨酸铬英文名称：chemicalbookcheckCAS：600-00-5纯度：98% HPLC&GC包装信息：500G 1kg 25kg备注：AR GR CP
蛋氨酸铬专题蛋氨酸铬的功能蛋氨酸铬是由生命必需金属微量元素三价铬与人体必需氨基酸蛋氨酸合成的配位化合物。具有靶向性传递到胰腺的功能，口服后25～30分钟在胰腺中的量比在肝脏中高7～8倍，可向胰腺传递铬和抗氧剂蛋氨酸。其作用主要是促进胰岛素的分泌和提高胰岛素的敏感性是胰岛素的加强2020/10/21 8:45:43
蛋氨酸铬生产厂家及价格列表蛋氨酸铬￥1500KG上海金洹化工有限公司2024/03/07蛋氨酸铬生产厂家询价武汉克米克生物医药技术有限公司2024/03/07
蛋氨酸铬概述作用制备 专题中文名称蛋氨酸铬中文同义词蛋氨酸铬英文名称Chromium Methionine英文同义词Chromium Methionine;Chromium Mothionine;(C5H10NO2S)3CrCAS号分子式C15H30CrN3O6S3分子量496.6063EINECS号相关类别农用兽用原料;饲料添加剂;原料;添加剂Mol文件Mol File结构式
蛋氨酸铬 性质InChIInChI=1/3C5H11NO2S.Cr/c3*1-9-3-2-4(6)5(7)8;/h3*4H,2-3,6H2,1H3,(H,7,8);/q;;;+3/p-3/t3*4-;/s3InChIKeyCGZUHNJFTSUWIK-HAKZBTNSNA-KSMILES[Cr+3].C([O-])(=O)[C@H](CCSC)N.C([O-])(=O)[C@H](CCSC)N.C([O-])(=O)[C@H](CCSC)N |&1:4,13,22,r|
蛋氨酸铬 用途与合成方法概述蛋氨酸铬是由生命必需金属微量元素三价铬与人体必需氨基酸蛋氨酸合成的配位化合物。具有靶向性传递到胰腺的功能，口服后25～30分钟在胰腺中的量比在肝脏中高7～8倍，可向胰腺传递铬和抗氧剂蛋氨酸。作用主要是促进胰岛素的分泌和提高胰岛素的敏感性是胰岛素的加强剂，蛋氨酸铬还是自由基的清除剂，其作用与SOD相类似，并且还可以抑制自由基的产生，因此，能促进受自由基损伤的胰腺功能的恢复和改善胰腺酶的活性是胰腺功能的康复剂。蛋氨酸铬在体内还是甲基供体，促进胆碱合成并与积存肝内的脂肪作用，变为易吸收的卵磷脂，可防治肝脂肪蓄积，临床用于肝炎、肝硬变、脂肪肝、酒精和磺胺等中毒。制备⑴成盐反应步骤：向一个带有加热装置，电搅拌，温度计的100升反应釜中依次投入蛋氨酸100摩尔，水1500摩尔，氧化铬55摩尔，乙基二胺20摩尔在搅拌下同时加热70‑80℃反应，在搅拌下反应6小时，使二氧化碳溢出，停止加热，成盐反应完成；
⑵烘干步骤：将分离得到的颗粒状产品，于上下透气的不锈钢干燥筛中，于干燥箱中烘干，24小时后，得到的产品过筛，得到成品，该产品含铬量大于15%。
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蛋氨酸铬 上下游产品信息
Tag:蛋氨酸铬
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蛋氨酸铬(Chromium Methionine)
CAS:
化学式: C15H30CrN3O6S3
主页 产品 蛋氨酸铬
蛋氨酸铬是一种金属有机化合物，化学式为C15H30N2O6Cr。它具有以下性质：
1. 物理性质：蛋氨酸铬为无色结晶固体，在水中溶解度较高。
2. 化学性质：蛋氨酸铬可与营养物质蛋氨酸结合，形成一种可以增强胰岛素功能的化合物。这种化合物能够帮助调节血糖水平，并提高胰岛素的敏感性。
蛋氨酸铬主要用途如下：
1. 膳食补充剂：蛋氨酸铬被用于膳食补充剂的制备。因其有助于血糖控制和提高能量代谢，适用于辅助控制糖尿病、减肥和增强身体健康等方面。
2. 医药领域：蛋氨酸铬在医药领域有一定的应用，主要是作为血糖调节剂和胰岛素增敏剂。
蛋氨酸铬的制法可以通过化学合成来实现，具体步骤如下：
1. 将铬盐和蛋氨酸反应，生成蛋氨酸铬的络合物。
2. 将综合的络合物经过精细结晶和纯化处理，得到蛋氨酸铬的最终产物。
蛋氨酸铬的安全信息如下：
1. 对人体的毒性：正常剂量下，蛋氨酸铬对人体是安全的。然而，过量摄入可能会引起胃肠道不适或过敏反应。
2. 孕妇和哺乳期妇女：目前尚无足够研究证据表明蛋氨酸铬对孕妇和哺乳期妇女的安全性。因此，建议在使用前咨询医生的意见。
总结起来，蛋氨酸铬是一种用于膳食补充剂和医药领域的化合物，具有调节血糖和增强胰岛素功能的作用。它可以通过化学合成获得。在正常剂量下，蛋氨酸铬是安全的，但过量摄入可能会带来一些不良反应。在使用前，应咨询专业医生的建议。最后更新：2023-12-21 00:21:33
中文名 蛋氨酸铬英文名 Chromium Methionine别名 蛋氨酸铬英文别名 Chromium MethionineChromium Mothionine(C5H10NO2S)3Cr化学式 C15H30CrN3O6S3分子量 496.6063
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农业农村部批准2个新饲料添加剂品种 增补4种饲料原料进入《饲料原料目录》
日期：2023-08-01
来源：农业农村部
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依据《饲料和饲料添加剂管理条例》、《新饲料和新饲料添加剂管理办法》，农业农村部组织全国饲料评审委员会对申请人提交的新饲料和新饲料添加剂产品申请材料进行了评审，决定批准马克斯克鲁维酵母（CGMCC 10621）和红三叶草提取物（有效成分为刺芒柄花素、鹰嘴豆芽素A）为新饲料添加剂，对部分饲料添加剂品种扩大适用范围，并对《饲料原料目录》进行增补和修订。现将有关事项公告如下。
一、批准2个新饲料添加剂品种
批准复旦大学、武汉新华扬生物股份有限公司联合申请的马克斯克鲁维酵母（CGMCC 10621），中国农业科学院北京畜牧兽医研究所、湖南菲托葳植物资源有限公司、中优乳奶业研究院（天津）有限公司联合申请的红三叶草提取物（有效成分为刺芒柄花素、鹰嘴豆芽素A）为新饲料添加剂，并准许在中华人民共和国境内生产、经营和使用，核发饲料和饲料添加剂新产品证书（新产品目录见附件1），同时发布产品标准（含说明书和标签，见附件2、3）。产品标准、说明书、标签和检测方法标准自发布之日起执行。产品的监测期自发布之日起至2028年7月底，生产企业应当收集产品的质量稳定性及其对动物产品质量安全的影响等信息，监测期结束后向农业农村部报告。
二、增补4种饲料原料进入《饲料原料目录》
（一）增补等鞭金藻粉进入《饲料原料目录》（《饲料原料目录》修订列表见附件4），编号：7.5.11，特征描述：以天然等鞭金藻（Isochrysis sp.）种为原料，以尿素为氮源，在光生物反应器中培养，浓缩获得藻膏，经干燥、粉碎形成的藻粉。产品中真蛋白含量不低于35%，粗灰分不高于15%，尿素残留不高于0.5%，微囊藻毒素不得检出。该产品仅限于水产饲料使用。强制性标识要求：真蛋白、粗脂肪、粗灰分、水分、尿素。该饲料原料按照单一饲料品种管理。
（二）增补褐指藻粉进入《饲料原料目录》（《饲料原料目录》修订列表见附件4），编号：7.5.12，特征描述：以天然褐指藻（Phaeodactylum sp.）种为原料，以尿素为氮源，经藻种在光生物反应器培养，浓缩获得藻膏，经干燥、粉碎形成的藻粉。产品中真蛋白含量不低于30%，粗灰分不高于15%，尿素残留不高于0.5%，微囊藻毒素不得检出。该产品仅限于水产饲料使用。强制性标识要求：真蛋白、粗脂肪、粗灰分、水分、尿素。该饲料原料按照单一饲料品种管理。
（三）增补四爿藻粉进入《饲料原料目录》（《饲料原料目录》修订列表见附件4），编号：7.5.13，特征描述：以天然四爿藻（Tetraselmis sp.）为原料，以尿素为氮源，在光生物反应器中培养，浓缩获得藻膏，经干燥、粉碎形成的藻粉。产品中真蛋白含量不低于30%，粗灰分不高于15%，尿素残留不高于0.5%，微囊藻毒素不得检出。该产品仅限于水产饲料使用。强制性标识要求：真蛋白、粗脂肪、粗灰分、水分、尿素。该饲料原料按照单一饲料品种管理。
（四）增补酪蛋白酸钙进入《饲料原料目录》（《饲料原料目录》修订列表见附件4），编号：8.2.3，特征描述：以脱脂乳为原料，制成酪蛋白后与氢氧化钙或碳酸钙等中和，再经干燥获得的产品。产品中蛋白质含量不低于88%，钙含量不低于1.15%。强制性标识要求：蛋白质、钙。
三、扩大饲料原料乙醇梭菌蛋白和饲料添加剂蛋氨酸铬的适用范围
（一）将乙醇梭菌蛋白适用范围扩大至仔猪和肉禽，在仔猪和肉禽配合饲料中的推荐使用量为1%～4%，最高不超过9%（以干物质含量为88%的配合饲料为基础）。
（二）将蛋氨酸铬适用范围扩大至泌乳奶牛（产品信息表见附件5），在泌乳奶牛全混合日粮中的推荐添加量为4～8 mg/头/天或0.16～0.32 mg/kg（以干物质含量为88%的全混合日粮为基础，以铬元素计），最高限量（指有机形态铬的添加限量）为8 mg/头/天或0.32 mg/kg（以干物质含量为88%的全混合日粮为基础，以铬元素计）。
四、将《饲料原料目录》中“9.4.5鸡蛋”修订为“9.4.5 __蛋”
将《饲料原料目录》中“9.4.5鸡蛋”修订为“9.4.5 __蛋”（《饲料原料目录》修订列表见附件4），特征描述修订为：未经过加工或仅经冷藏、涂膜等保鲜技术处理的可食用禽蛋，有壳或去壳。产品名称需标明具体动物种类，如鸡蛋、鸭蛋、鹌鹑蛋。强制性标识要求：粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分（适用于有壳蛋）。
五、增补饲料添加剂L-抗坏血酸到《饲料添加剂品种目录》的“抗氧化剂”类中，适用范围为养殖动物。
特此公告。
附件：
1.饲料和饲料添加剂新产品目录
2.《饲料添加剂 马克斯克鲁维酵母（CGMCC 10621）》产品标准
.《饲料添加剂 红三叶草提取物（有效成分为刺芒柄花素、鹰嘴豆芽素A）》产品标准
4.《饲料原料目录》修订列表
5.饲料和饲料添加剂产品目录
农业农村部
2023年7月21日
相关附件：
公告第692.pdf
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农业农村部网站
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过程工程研究所
中国科学院过程工程研究所
研究所（批量导入）
有机铬螯合物的合成及性能研究文献类型：学位论文
作者唐海燕
学位类别博士
答辩日期2014-06
授予单位中国科学院研究生院
导师张懿
关键词有机铬
合成
抗氧化性
稳定性
降糖活性
急性毒性
其他题名Study on the Synthesis and Bioactivity of Organic Chromium Complexes
学位专业化学工艺
中文摘要铬是一种重要的战略资源，铬盐系列产品用途广泛，涉及国民经济约10%的商品品种，具有不可替代性。但是目前我国铬盐行业存在产品品种少、附加值低等缺陷。高附加值铬产品的研发已成为我国铬盐工业迫切的技术需求和市场定位导向。 三价铬是人体维持正常糖代谢和脂代谢必需的微量元素。有机铬产品与无机铬相比，具有更高的吸收率、生物活性和安全性，已作为降糖药的辅助成分、营养补充剂和肌肉塑型剂得到广泛的应用。以天然生物活性物质为配体合成有机铬产品已成为研究热点和产品开发方向。本文以氨基酸铬作为切入点，针对其合成和使用过程中存在的操作繁琐、无法实现工业化和分析检查方法不完善等问题，建立了氨基酸铬螯合物产品质量的检测方法，提出并优化了醇相体系中分别采用三价铬盐和六价铬盐为铬源制备氨基酸铬螯合物的工艺，获得了醇相体系中以三价铬盐和蛋氨酸为原料合成蛋氨酸铬的表观动力学，揭示了氨基酸铬螯合物的抗氧化活性和体外稳定性，研究了蛋氨酸铬的降糖活性和急性毒性。论文主要取得如下创新性进展： (1) 建立了蛋氨酸铬、甘氨酸铬、苏氨酸铬和苯丙氨酸铬等四种氨基酸铬产品质量的检测方法。采用ICP-OES以及硫酸亚铁铵滴定法测定了四种氨基酸铬中铬含量。提出、优化并验证了四种氨基酸铬螯合物中氨基酸含量的高效液相色谱（HPLC）测定方法。在以ZORBAX Extend-C18柱为液相色谱柱（150×4.6mm，5μm），KH2PO4溶液为流动相，流速1.0mL/min，柱温 25 ~ 35℃，波长 200 ~ 220 nm，进样量10 ~ 20 μL的色谱条件下，HPLC法能快速准确地测得上述四种氨基酸铬中氨基酸的含量。该HPLC方法具有样品前处理过程简单，操作简便等优点。方法适用性良好，通过改变检测波长等条件能够快速检测出不同氨基酸铬中氨基酸的含量。采用有机溶剂萃取法，以无水乙醇为溶剂，测定了四种氨基酸铬螯合物的螯合率。通过建立的分析方法，蛋氨酸铬、甘氨酸铬、苏氨酸铬和苯丙氨酸铬中铬的含量分别为：10.44%，17.80%，12.79%和9.24%，其中氨基酸的含量分别为89.6%，76.1%，87.2%以及87.8%，与理论含量基本一致。四种氨基酸铬的螯合率均在90%以上，产品质量优良。 (2) 提出了在醇相体系中制备氨基酸铬螯合物的方法。以三价铬盐或六价铬盐为铬源，以蛋氨酸、甘氨酸、苏氨酸及苯丙氨酸为配体，制备了蛋氨酸铬、甘氨酸铬、苏氨酸铬及苯丙氨酸铬螯合物。通过紫外/可见/近红外光谱、红外光谱、扫描电镜、热重和元素分析等方法对四种氨基酸铬产品结构进行了表征，推测它们的分子式分别为Cr(C5H10NO2S)3、Cr(C2H4NO2)3?H2O、Cr(C4H8NO3)3和Cr(C9H10NO2)3?H2O。制得的氨基酸铬产品具有良好的外观与形貌。 (3) 优化了醇相体系中以三价铬盐及六价铬盐为铬源制备氨基酸铬螯合物的工艺，分别得到了四种氨基酸铬螯合物的最佳工艺条件。以三价铬盐为原料，氨基酸铬的合成最佳工艺为：乙醇体积分数48.5% ~ 75%，c(Cr) = 0.25 mol/L，氢氧化钠与氨基酸等摩尔，氨基酸与三价铬摩尔比为3 ~ 4.31 : 1, 80 ~ 81.1℃，反应2.1 ~ 3 h。以六价铬盐为铬源，氨基酸铬合成的最优工艺条件（以0.01 mol Cr6+计）：c(Cr6+) = 0.5或1.0 mol/L，HCl 3.5 ~ 4.0 mL，乙醇20 ~ 30mL，H2O 10 ~ 20 mL，回流还原反应35 ~ 40 min，氢氧化钠与氨基酸等摩尔，氨基酸与六价铬摩尔比为4 ~ 4.5 : 1，80 ~ 81℃，螯合反应4 ~ 5 h。在优化的工艺条件下，蛋氨酸铬、甘氨酸铬、苏氨酸铬和苯丙氨酸铬的收率均在95%以上。 (4) 获得了以三价铬盐为铬源制备蛋氨酸铬螯合物的宏观动力学数据。实验表明，蛋氨酸和三价铬的反应级数分别为2和1，蛋氨酸铬的合成反应为总体是一个3级反应，反应的表观活化能、指前因子和宏观动力学方程分别为37.42 kJ/mol，3.49×104 L2?mol-2?min-1，和 。 (5) 探讨了氨基酸铬螯合物的抗氧化活性和体外稳定性。结果表明测试的氨基酸铬螯合物均具有一定程度的抗氧化性，而且其活性大于游离的氨基酸及无机氯化铬，氨基酸铬螯合物的抗氧化性能随着浓度的升高而增强。蛋氨酸铬、甘氨酸铬、苏氨酸铬和苯丙氨酸铬在不同的条件下具有良好的稳定性，工业上对于四种氨基酸铬的保存和运输比较易于实现。 (6) 采用四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠为对象，研究了蛋氨酸铬的降糖活性，考察了蛋氨酸铬对糖尿病小鼠的糖代谢、脂代谢、肝功能和肾功能的影响，并与无机氯化铬进行了对比。结果表明，蛋氨酸铬能够促进糖尿病小鼠的糖代谢和脂代谢，显著降低糖尿病小鼠的血糖、血脂水平。蛋氨酸铬的效果与其剂量成正比关系，且优于氯化铬。蛋氨酸铬能够显著降低糖尿病小鼠谷丙转氨酶和谷草转氨酶的活性，对糖尿病造成的肝损伤有一定的保护作用，具有保肝效果。对糖尿病小鼠补充蛋氨酸铬有利于减轻糖尿病对小鼠肾脏造成的损伤。采用一次最大限量给药法研究了蛋氨酸铬的经口急性毒性，结果表明蛋氨酸铬的半数致死量（LD50）大于10.0 g/kg体重，属于实际无毒的产品。
英文摘要As an important strategic resource, chromium and its salts are widely used and related to about 10% of the goods varieties in national economy. The effect of chromium is irreplaceable. However, at present, the production of chromium products in China has the disadvantages of few product series, low output and so on. Therefore, the development of products that yield a high added value has become the urgent technical demand and market orientation of chrome salts industry. Trivalent chromium [Cr(III)] is essential for mammal and plays a vital role in proper carbohydrate and lipid metabolism. Lots of Cr(III) products including inorganic chromium and organic chromium have been synthesized and applied in the relative fields. Compared to inorganic chromium, organic chromium complexes are easier to be utilized by the mammals and have higher biological activity. A variety of organic chromium products have been developed and widely used as auxiliary components of hypoglycemic drugs, nutritional supplements, muscle forming agents and so on. Therefore, the preparation of organic chromium complexes with natural ligands and less or non-toxicity is of great interest. Amino acid is a good alternative. The operation for present synthetic methods of chromium amino acid (CrAA) complexes is complicated, and none of these methods reached considerable commercial application. Moreover there is no sophisticated analytic method for the quality of CrAA complexes. In order to solve the above problems, in this dissertation, the methods to analyze the quality of CrAA complexes were proposed. The synthetic methods of CrAA complexes using trivalent and hexavalent chromium salts as raw materials in aqueous ethanol solvent were developed and optimized as well. The apparent reaction kinetics for the synthesis of chromium metnionine (CrMet) using trivalent chromium salt as raw material was also investigated. The antioxidant activity and in vitro stability of CrAA complexes were revealed. Besides, the hypoglycemic activity and acute toxicity of CrMet were studied. The following innovative achievements and progresses were obtained: (1) The methods for the determination of the quality of CrAA complexes were established. The chromium contents in CrAA complexes were assessed using ICP-OES and titration method with ferrous ammonium sulphate solution. A rapid and high-throughput method using HPLC-DAD analysis has been developed, optimized, and validated to determine the contents of amino acids in CrAA complexes. The HPLC-DAD method was rapid, sensitive and cost-effective for quantitating amino acids contents in CrAA complexes on a Zorbax Extend-C18 (150×4.6 mm, 5μm) analytical column flushed with KH2PO4 as the mobile phase pumped at a flow rate of 1.0 mL/min at 25 ~ 35 oC after injecting 10 ~ 20 μL sample with UV detection at 200 ~ 220 nm. The proposed HPLC method was a fast, accurate and robust method requiring minimal sample preparation and simple instruments. The HPLC method was also feasible and applicable in different cases. The chelating rates of the CrAA complexes were determined through organic solvent extraction method, and absolute ethanol was used as the solvent. The chromium contents in CrMet, chromium glycinate (CrGly), chromium threoninate (CrThr) and chromium phenylalaninate (CrPhe) were assessed as 10.44%，17.80%，12.79% and 9.24%, respectively. The amino acid contents in CrMet, CrGly, CrThr and CrPhe were determined as 89.6%，76.1%，87.2% and 87.8%, respectively, which were in accordance with their theoretical contents. All the chelating rates of CrMet, CrGly, CrThr and CrPhe were above 90%, which indicated the good quality of these CrAA complexes. (2) Four CrAA complexes, including CrMet, CrGly, CrThr and CrPhe were synthesized successfully in aqueous ethanol solution by the chelating reaction of chromium and amino acids. Electronic spectroscopy, infrared spectroscopy, scanning electron microscope, thermalgravimetric analysis and elem
语种中文
公开日期2015-07-08
有机铬介绍以及无机铬的基因毒性 - 知乎
有机铬介绍以及无机铬的基因毒性 - 知乎切换模式写文章登录/注册有机铬介绍以及无机铬的基因毒性大马杰燕窝大马杰燕窝.以爱慢煮生活王勇，浙江大学硕士，曾任职于国内著名微量元素生产企业，现为建明工业乳化剂、有机微量元素产品经理铬是动物必需的一种微量元素，动物缺铬时表现为胆固醇或血糖升高、生长迟缓、免疫力下降、繁殖能力降低和寿命缩短等。无机铬毒性较大，对动物和人均有毒性作用。在畜牧业上作为动物促生长用的都为有机铬，主要有丙酸铬、烟酸铬、吡啶铬、蛋氨酸铬、酵母铬等。有机铬因其安全性高，易被吸收，对动物具有缓解应激、增强免疫、改善胴体品质和提高生产性能等作用，在畜牧养殖业上具有广泛的应用前景。但是自从1995年首次报道了吡啶甲酸铬的危害性之后，吡啶甲酸铬的安全性问题就一直成为研究的热点。研究产品是否有基因毒性需要通过Ames试验、微核试验、小鼠淋巴细胞毒理学试验、显性致死试验和致畸试验，只有通过系统的研究才能确定产品是否致突变性和生殖毒性。毒性铬的来源铬在自然界中主要以Cr ( III ) ，Cr (VI)形式存在。Cr (VI)对人类具有明显的基因毒性，但在生理pH及温度条件下，Cr ( VI)无法直接与DNA相互作用，不表现直接的基因毒性，Cr ( VI)的基因毒性来源于其在细胞内的代谢产物。Cr(VI)可通过非特异性离子通道进入细胞内，Cr (VI)进入细胞后被还原成Cr(V)，Cr(IV)及Cr(III)，Cr(III)是其最终形式。Cr (VI)的还原产物具有广泛的DNA损伤作用，可抑制DNA的复制，在生理条件下，Cr (VI)可被细胞内谷胱甘肽、半胱氨酸、还原型烟酰胺腺嘌呤二核甘酸/还原型烟酰胺腺嘌呤二核甘酸磷酸、维生素C、细胞色素P450、硫辛酸等还原。Cr (VI)在还原过程中不仅产生一系列中间价态，还会产生多种不稳定的自由基如硫醇基、氢氧根自由基、过氧化氢、超氧阴离子等，造成DNA,RNA、蛋白质及脂质氧化损伤。毒性铬导致的基因损伤在细胞内，Cr ( VI)还原的中间产物可导致DNA加合物形成、DNA双链断裂、DNA与蛋白质的交联、DNA双链间的交联。Cr(III)含有6个配位位点，能与多种配体如DNA，氨基酸及蛋白质形成络合物。在细胞内，由Cr ( VI)还原产生过量的Cr (III)对基因最严重的损害之一是其与DNA的磷酸二酯键骨架形成加合物，这也是Cr ( VI)致突变的机制之一。Cr(III)与DNA加合物可继续形成配体更加重了对基因组的损伤。毒性铬对基因表达的影响研究表明Cr ( VI)调控基因的正负表达依赖于细胞内DNA和蛋白质结构与Cr (III)结合。Ye等做了大量研究工作，发现大量基因表达发生改变，这些基因的功能涉及:氧化还原代谢、能量代谢、蛋白合成、细胞周期及肿瘤产生。毒性铬的胚胎毒性和致畸性与体细胞相比，胚胎细胞更容易受到外界因素的影响。Cr ( VI)作用于胚胎细胞可能导致胚胎毒性及致畸作用。早期研究表明，向饮水中添加Cr(VI)可使大鼠产生明显的胎鼠毒性，表现为受精卵着床率及胎鼠数下降、胚胎吸收数及流产率上升。Cr ( VI)导致胚胎毒性及致畸作用的机制尚未清楚，可能因为胚胎的发育很大程度上依赖胎盘，胎盘是由多种细胞系统组成的高度特异化的器官，而Cr ( VI)改变了胎盘组织学特征，如:基蜕膜厚度、蜕膜细胞的萎缩、绒毛膜变性、血腔隙肥大等。编辑于 2018-04-12 15:03有机化学畜牧业中国养猪业赞同 73 条评论分享喜欢收藏申请
蛋氨酸铬的功能
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蛋氨酸铬的功能
2020/10/21 8:45:43
背景及概述[1]
自1797年法国化学家Vaupuel发现铬元素(chromium，Cr)以来，铬(Ⅲ)被认为是有毒、有害的元素，甚至是致癌物质。随着人们对于铬(Ⅲ)基础理论研究的进一步深入，直到1960年代，一些研究结果表明，铬是人体必须的微量元素之一。美国国家食品营养委员会于1980年宣布，铬(Ⅲ)是基本营养素。它主要是通过葡萄糖耐量因子(glucosetolerancefactor，GTF)协同或增强胰岛素的作用，进而影响糖、脂类、蛋白质和核酸代谢。微量元素作为营养强化剂，先后经历微量元素的无机盐、微量元素的有机弱酸盐、氨基酸微量元素螯合物3个发展阶段。
微量元素(金属阳离子)需要一种载体分子将其包被起来，在细胞膜外形成一种有机的脂溶性表面，才能穿过细胞膜。而螯合物中氨基酸分子恰好对金属离子起到这种保护作用，位于具有五元环或六元环螯合中心的金属离子可经小肠绒毛刷状缘穿过肠壁而被吸收，在小肠内通过“胞饮方式”被吸收，因此微量元素螯合物吸收好，生物利用率高。
生物学功能[2]
1．对胰腺的保护作用：蛋氨酸铬是含铬的有机配位化合物，具有三价铬Cr(Ⅲ)和蛋氨酸的生物活性的协同作用，主要表现在以下三个方面。
1)胰腺的靶向性药剂：在口服合成的蛋氨酸铬后25～30分钟，蛋氨酸铬在胰腺中的量比在肝脏中高7～8倍，由于常规方法很难把诊治药物带进胰脏，尤其是把Cr(Ⅲ)输送至缺铬的胰腺内。实验研究证明，蛋氨酸铬是目前胰腺有效的靶向性药剂，可用于胰腺的造影诊断和治疗。
2)促进胰腺功能：胰腺在合成消化酶时，需大量氨基酸和铬，促进胰腺的胰岛的分泌功能及提高胰岛素的敏感性。
3)清除和抑制自由基对胰腺的损伤：实验研究证明，蛋氨酸铬不仅能清除胰腺的自由基，而且能抑制自由基的产生，其清除自由基作用比单独Cr(Ⅲ)和单独的蛋氨酸强。
2．对糖和脂肪代谢的作用：
1)蛋氨酸铬是胰岛素的加强剂：胰岛素最显著的功能之一是具有降低血糖的作用，铬则以Cr(Ⅲ)的配位化合物蛋氨酸铬作为胰岛素的一种“协同激素”。胰岛素调节糖代谢的机制是协助糖进入细胞膜，而蛋氨酸铬能促进胰岛素与组织结合，使胰岛素的作用得以充分发挥。葡萄糖氧化分解释放出能量，也需要胰岛素和铬参加。葡萄糖在体内酵解过程中需要一种葡萄糖磷酸变位酶进行催化，甚至在没有镁存在时，它能维持这种酶正常工作。由于铬和胰岛素有一种互相协同作用，铬能使胰岛素分子结构稳定。
2)蛋氨酸铬的趋脂作用：蛋氨酸铬参与脂代谢并加速脂肪氧化，有助于动脉壁中脂质的运输和清除。缺铬可能是动脉粥样硬化的一个致病因素，而蛋氨酸铬增强了Cr(Ⅲ)和蛋安酸的脂代谢作用。体内合成胆碱需由蛋氨酸供给甲基，由胆碱等组成的卵磷脂是脂肪运输及清除脂肪沉积的不可缺少的物质。因此，蛋氨酸铬的脂代谢作用是预防和治疗动脉粥样硬化和保肝的有效药物。
应用[2]
蛋氨酸铬是由生命必需金属微量元素三价铬与人体必需氨基酸蛋氨酸合成的配位化合物。具有靶向性传递到胰腺的功能，口服后25～30分钟在胰腺中的量比在肝脏中高7～8倍，可向胰腺传递铬和抗氧剂蛋氨酸。其作用主要是促进胰岛素的分泌和提高胰岛素的敏感性是胰岛素的加强剂，蛋氨酸铬还是自由基的清除剂，其作用与SOD相类似，并且还可以抑制自由基的产生，因此，能促进受自由基损伤的胰腺功能的恢复和改善胰腺酶的活性是胰腺功能的康复剂。蛋氨酸铬在体内还是甲基供体，促进胆碱合成并与积存肝内的脂肪作用，变为易吸收的卵磷脂，可防治肝脂肪蓄积，临床用于肝炎、肝硬变、脂肪肝、酒精和磺胺等中毒。
制备[3]
方法1：将CrCl3.6H2O溶于一定体积的超纯水中，然后置于40℃的水浴中水合24h，使其进一步生成水合铬离子[Cr(H2O)6]3+，溶液颜色由深绿色的(CrCl3)转变成深蓝色的([Cr(H2O)6]3+)。
方法2：一种蛋氨酸铬的制备方法，包括以下步骤：
⑴成盐反应步骤：向一个带有加热装置，电搅拌，温度计的100升反应釜中依次投入蛋氨酸100摩尔，水1500摩尔，氧化铬55摩尔，乙基二胺20摩尔在搅拌下同时加热70‑80℃反应，在搅拌下反应6小时，使二氧化碳溢出，停止加热，成盐反应完成；
⑵烘干步骤：将分离得到的颗粒状产品，于上下透气的不锈钢干燥筛中，于干燥箱中烘干，24小时后，得到的产品过筛，得到成品，该产品含铬量大于15%
主要参考资料
[1] 蛋氨酸螯合铬营养强化剂的合成工艺
[2] CN98120143.1蛋氨酸铬的制备及其组合物降糖胰康片(胶囊)系列
[3] CN201210453852.7一种蛋氨酸铬的制备方法
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蛋氨酸铬对鲤糖代谢相关酶活性及IR、GLUT2和SGLT基因表达的影响
蛋氨酸铬对鲤糖代谢相关酶活性及IR、GLUT2和SGLT基因表达的影响
蛋氨酸铬对鲤糖代谢相关酶活性及IR、GLUT2和SGLT基因表达的影响
崔培1，尹帅1，孙金辉1，程镇燕1，白东清1，乔秀亭1，张宝龙2，翟胜利2
( 1.天津农学院 水产学院，天津市水产生态与养殖重点实验室，天津 300384；2.天津晨辉饲料有限公司，天津 301800)
摘要:为探究蛋氨酸铬(CrMet)对鲤Cyprinus carpio糖代谢相关酶活性及糖代谢相关基因表达的影响，以酪蛋白为蛋白源，豆油为脂肪源，配制7组纯化饲料，其中Cr3+水平分别为0(对照)、0.1、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2 mg/kg。选取初始体质量为(40.95±4.80)g的鲤，随机分为7组，分别投喂7种饲料，每个组设置3个重复，每个重复放60尾鱼，饲养8周后，检测其肝胰脏糖代谢相关酶活性；禁食48 h后再投喂，再投喂0、3、6、12、24、48 h时检测Cr3+水平为0(对照)、0.8、3.2 mg/kg时鱼肝胰脏IR、GLUT2和肠道SGLT基因的表达量。结果表明：添加0.8 mg/kg Cr3+组的组己糖激酶(HK)、丙酮酸激酶(PK)、磷酸果糖激酶(PFK)和琥珀酸脱氢酶(SDH)活力均显著高于对照组(P<0.05)，磷酸酵式丙酮酸激酶(PEPCK)活力显著低于对照组(P<0.05)；而添加Cr3+并未对葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)活力产生显著影响(P>0.05)；投喂24、48 h时，0.8 mg/kg Cr3+组IR mRNA表达量显著高于0、3.2 mg/kg Cr3+组(P<0.05)；投喂3 h时，0.8、3.2 mg/kg Cr3+组GLUT2 mRNA表达量均显著高于对照组(P<0.05)，12、24、48 h时，0.8 mg/kg Cr3+组GLUT2 mRNA表达量显著高于0、3.2 mg/kg Cr3+组(P<0.05)；而不同Cr3+添加水平对鲤肠道SGLT mRNA表达量无显著性影响(P>0.05)。研究表明，在饲料中添加CrMet能够提高鲤对糖的利用能力，建议Cr3+添加水平为0.8 mg/kg。
关键词: 蛋氨酸铬；鲤；糖代谢相关酶；IR基因；GLUT2基因；SGLT基因
糖类是廉价且重要的能源物质，不仅为机体提供能量，而且参与合成非必需氨基酸[1]。在饲料中添加适量的糖类不仅可以节约蛋白质，降低饲料成本，同时还能减少氨氮的排放，减轻对水体环境的污染[2]。鱼类被认为是“先天的糖尿病体质”，其对糖类的利用能力远不如陆生动物[3]，饲料中糖水平超过一定限度会导致鱼类生长迟缓，抗病力减弱，甚至死亡[4-5]。因而，如何提高鱼类对糖类的利用能力已成为其营养学的研究重点。
铬是一种人体和动物体必需的微量元素，在机体内主要以三价铬离子(Cr3+)的形式存在。铬毒性小，在肝脏组织中含量较高[6-7]。铬在机体中主要影响糖代谢过程，是胰岛素活性的辅因子和葡萄糖耐量因子。目前，铬作为营养素在水产养殖上的研究已经取得一些成果，研究表明，在饲料中添加适宜水平的Cr3+可以有效促进草鱼Ctenopharyngodon idellus[8]、团头鲂Megalobrama amblycephala[9]、大黄鱼Larmichthys crocea[10]、虹鳟Oncorhynchus mykiss[11]、凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei[12]和中华绒螯蟹Eriocheir sinensis[13]的生长性能，提高罗非鱼Oreochromis niloticus×Oreochromis aureus[14]、条纹鲈Morone saxatilis[15]的糖利用能力，还可增强莫桑比克罗非鱼[16]、虹鳟[17]免疫机能，此外，Cr3+还能有效改善鱼体应激状态[18-19]。
鲤是中国重要的经济养殖鱼类，具有抗病力和生活力强等特点。目前，已有学者在用Cr3+促进鲤生长和加强饲料利用方面做了一些研究[20-21]，但有关Cr3+影响鲤糖利用能力的研究较少，且这些研究所使用的铬源多是无机铬盐，而动物对无机铬的利用率远低于有机铬，有机铬的生物活性也更强[22-23]。蛋氨酸铬(CrMet)是蛋氨酸与Cr3+的螯合物，能够有效缓解矿物元素之间的拮抗竞争作用，更有利于铬的吸收。笔者前期研究了不同Cr3+水平对鲤生长、血液指标和部分免疫指标的影响，结果发现，0.8 mg/kg Cr3+组获得最优生长性能和免疫力[24]。为进一步探讨Cr3+对鲤糖利用能力的影响，本试验在饲料中添加不同水平蛋氨酸铬，检测其对鲤糖代谢相关酶活力及其基因表达的影响，旨在为探究铬促进鲤糖代谢的机理提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
CrMet购自湖北拓楚慷元医药化工有限公司，有效含量为99%，Cr3+含量为80%。试验用鲤购自天津晨辉饲料有限公司。
1.2 方法
1.2.1 试验饲料的制备 以酪蛋白为蛋白源，大豆油为脂肪源，糊精为糖源，CrMet为铬源，基础饲料配方为：豆油6.0%、预混物1.0%、氯化胆碱0.2%、微晶纤维素19.0%、羧甲其纤维素钠2.0%、磷酸二氢钙1.8%、糊精35.0%，在基础饲料中添加Cr3+水平分别为0(对照)、0.1、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2 mg/kg(饲料)，制成7种纯化饲料。所有饲料原料均过80目筛，原料逐级放大混匀后，用双螺杆制粒机制成颗粒饲料，饲料自然风干后保存备用。饲料常规营养组成见表1。
表1 试验饲料的常规营养组成
Tab.1 Approximate nutrient composition of the experimental dietsw/%
Cr3+/(mg·kg-1)粗蛋白质crude protein粗脂肪crude fat灰分ash032.215.113.030.132.055.213.010.232.115.693.080.432.015.552.990.832.005.892.901.632.156.013.133.232.106.062.98
分别采用105 ℃烘干恒重法、凯氏微量定氮法、索式抽提法和马弗炉550 ℃灼烧法测定水分、粗蛋白质、粗脂肪和灰分含量。
1.2.2 试验设计 试验于天津晨辉饲料有限公司养殖基地进行，正式试验开始前先进行1周暂养驯化，期间用不添加Cr3+的基础组饲料投喂，待试验鱼适应养殖基地环境后，从中选取健康的体质量为(40.95±4.80)g的试验鱼，随机分为7组，每组设3个重复，每个重复60尾鱼。于每日8:00和17:00投喂，投喂量为鱼体质量的3%～4%，投喂后1 h吸去粪便，日换水量为1/3～1/2，养殖容器为800 L蓝色塑料水箱。试验期间，水温为(28.0±1.0)℃，水体pH为(7.0±0.2)，水中溶解氧≥5.0 mg/L，氨氮≤0.05 mg/L，养殖周期为8周。
1.2.3 样品采集 饲养试验结束后，禁饲48 h，从每箱中随机选取10尾鱼，用MS-222麻醉后迅速置于冰盘上进行解剖，取其肝胰脏，放入液氮中速冻后，转入超低温冰箱(-80 ℃)中保存，以备进行肝胰脏糖代谢酶活性的测定。
余下的试验鱼在禁饲48 h后进行再投喂，于投喂0、3、6、12、24、48 h时取0(对照)、0.8、3.2 mg/kg Cr3+组试验鱼的肝胰脏和肠道，放入液氮中速冻后，转入超低温冰箱(-80 ℃)中保存，用于糖代谢相关基因表达的检测。
1.2.4 糖代谢酶活力测定 肝胰脏解冻后按质量与体积比为1 mg∶9 mL加入预冷的生理盐水，使用玻璃匀浆器在冰水浴中制成10% 的组织匀浆液，4 ℃下以4000 r/min离心10 min，取上清液。肝胰脏中己糖激酶(Hexokinase, HK)、丙酮酸激酶(Pyruvate Kinase, PK)、琥珀酸脱氢酶(Succinate Dehydrogenase, SDH)均采用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒测定；磷酸烯醇式丙酮酸激酶(Phosphoenolpyruvate carboxykinase, PEPCK)、磷酸果糖激酶(Phosphofructokinase, PFK)、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(Glucose 6-phosphatedehydrogenase, G6PDH) 活性均采用Elisa试剂盒(Assay Designs公司)测定。
1.2.5 总RNA提取及荧光定量PCR表达
(1)总RNA提取及cDNA合成。分别取适量肝胰脏、肠道组织(约50 mg)，剪碎后放入玻璃匀浆器中，加2 mL RNAiso Plus研磨组织至完全弥散均匀。按照RNAiso Plus说明书提取鲤肝胰脏RNA。提取RNA过程中使用的离心管、枪头等耗材均经去RNA酶处理。最后加适量DEPC水溶解。利用微量分光光度计测定鲤肝胰脏总RNA的OD260 nm/OD280 nm值，均在1.8～2.1，说明提取出的总RNA纯度较高。再利用PrimeScriptTM RT Master Mix试剂盒(TaKaRa)，将肝胰脏中的总RNA反转录为cDNA第一链。
(2)引物设计。采用Primer Premier 6.0软件进行引物设计，引物设计所依据的基因模板序列均来源于NCBI DNA数据库。引物由苏州金唯智生物科技有限公司合成。以β-肌动蛋白基因(β-actin)(序列号M24113)作为内参基因。引物设计见表2，其中IR为胰岛素受体基因(序列号EU009571.1)，GLUT2为葡萄糖转运载体2基因(序列号AF247730.1)，SGLT为钠/葡萄糖共转运载体基因(序列号JN867793.1)。
表2 引物设计Tab.2 Primer design
引物 primer序列sequence(5'-3')引物长度/bpprimer length退火温度annealing temperatureβ-ac-tinF:CCGTGACATCAAG-GAGAAR:GATACCGCAAGATTC-CATAC19658IRF:CAACTCTGGTGGTGAT-GGR:CGACCTGGATTATTCT-GTC224 58GLUT2F:ACTCCTGTTCGGTTTCAC R:CCATCTCAGCCTCTTCTT140 48SGLTF:GACTAAAGAAGAGGAG-GCAR:CAGACGGTGAGGAGGA-TA108 51
(3)荧光定量。荧光定量PCR采用SYBR Green染色法，选用SYBR® Premix Ex TaqTM Ⅱ试剂盒，在BIO-RAD系统进行，采用两步法。PCR反应体系(共20 μL)：SYBR Premix Ex Taq Ⅱ(2×)10 μL，上、下游引物(10 μmol/L)各0.5 μL，cDNA 2 μL，ddH2O 7 μL。
PCR反应条件为：95 ℃下预变性3 min；95 ℃下循环变性15 s，51～58 ℃下退火复性15 s，共进行40个循环；72 ℃下再延伸2 min。收集荧光信号，每个样本重复3次，目的基因相对表达量用2-△△Ct法进行计算。
1.3 数据处理
试验数据均用平均值±标准差(mean±S.D.)表示。采用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析(ANOVA)，用Duncan法进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 不同Cr3+水平对鲤肝胰脏糖代谢酶活力的影响
从表3可见：Cr3+添加水平为0.8～1.6 mg/kg时，试验鱼肝胰脏HK活力显著高于其他各组(P<0.05)，而PEPCK活力则显著低于对照组和3.2 mg/kg Cr3+添加组(P<0.05)；PK活力在Cr3+添加水平为0.2～1.6 mg/kg时，显著高于对照组和0.1 mg/kg Cr3+添加组(P<0.05)；PFK活力在Cr3+添加水平为0.8～3.2 mg/kg时，显著高于其他各组(P<0.05)；SDH活力最高值出现在0.8 mg/kg Cr3+添加组，显著高于对照组、0.1、0.2、1.6、3.2 mg/kg Cr3+添加组(P<0.05)；而Cr3+添加水平对G6PDH活力无显著性影响(P>0.05)。
表3 不同Cr3+水平对鲤肝胰脏糖代谢酶活力的影响
Tab.3 Effects of Cr3+ levels on activities of enzymes related to carbohydrate metabolism in hepatopancreas of common carp
Cr3+/(mg·kg-1)己糖激酶/(U·g-1 prot)HK丙酮酸激酶/(U·g-1 prot)PK磷酸果糖激酶/(U·g-1 prot)PFK 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶/(mU·g-1 prot)G6PDH磷酸烯醇式丙酮酸酸羧激酶/(mU·g-1 prot)PEPCK琥珀酸脱氢酶/(U·mg-1 prot)SDH0 13.21±1.49b11.24±0.09b8.16±1.19b1.65±0.2413.56±1.04a3.34±0.47cd0.1 15.34±1.52b10.61±1.09b7.09±1.37b1.51±0.2211.19±0.56bc3.94±0.65bc0.2 13.66±5.38b16.98±2.89a7.60±1.25b1.51±0.1610.06±1.77bc2.25±0.68d0.4 10.91±2.12b16.34±2.06a8.55±1.44b1.55±0.129.98±0.42ab5.24±0.85ab0.8 25.00±1.70a17.58±0.73a10.81±0.05a1.76±0.339.00±1.70c6.34±0.38a1.6 29.07±6.37a16.84±2.99a10.86±1.08a1.50±0.089.44±0.87c3.68±0.95c3.2 12.67±2.40b15.11±1.60ab11.32±1.30a1.90±0.2012.05±0.30ab4.38±0.38bc
注：同列中标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同小写字母者表示组间无显著性差异(P>0.05)，下同
Note:The means with different letters within the same column are significant differences at the 0.05 probability level, and the means with the same letters within the same column are not significant differences, et sequentia
2.2 禁食再投喂后不同Cr3+水平对鲤糖代谢相关基因表达的影响
2.2.1 Cr3+水平对鲤肝胰脏IR基因表达的影响 从表4可见：禁食再投喂后，各组试验鱼肝胰脏中IR mRNA表达量均在12 h时达到峰值，其中，对照组、3.2 mg/kg Cr3+添加组的IR mRNA表达量在12 h时显著高于其他时间点(P<0.05)；0.8 mg/kg Cr3+添加组的IR mRNA表达量在12 h时显著高于0、3、6、48 h时(P<0.05)，但与24 h时相比无显著性差异(P>0.05)。3、12 h时，0.8 mg/kg Cr3+添加组IR mRNA表达量显著高于3.2 mg/kg组(P<0.05)，但与对照组均无显著性差异(P>0.05)；24、48 h时，0.8 mg/kg Cr3+组IR mRNA表达量显著高于对照组和3.2 mg/kg组(P<0.05)。
表4 禁食再投喂后不同Cr3+水平下鲤肝胰脏IR表达变化情况
Tab.4 The IR expression in hepatopancreas of common carp refed diets containing different levels of Cr3+ after fasten
Cr3+/(mg·kg-1)0 h3 h6 h12 h24 h48 h0 1.00±0.00b0.86±0.06ABb1.03±0.15Ab1.82±0.09ABa0.95±0.08Bb0.87±0.03Bb0.8 1.00±0.00c0.88±0.05Ac0.94±0.13Ac2.17±0.29Aa1.95±0.01Aa1.34±0.02Ab3.21.00±0.00b0.69±0.06Bcd0.89±0.02Abc1.29±0.19Ba0.86±0.08Bbc0.57±0.08Cd
注：标有不同小写字母表示同组内不同时间点有显著性差异(P<0.05)；标有不同大写字母表示相同时间点不同组间有显著性差异(P<0.05)；标有相同字母者表示组间有显著性差异(P>0.05)，下同
Note: Means with different letters are significant differences at different time in the same group；means with different capital letters are significant differences in different groups at the same time, and means with same letters are not significant differences, et sequentia
2.2.2 Cr3+水平对鲤肝胰脏GLUT2基因表达的影响 从表5可见：禁食再投喂后，不同Cr3+水平组鲤肝胰脏中GLUT2 mRNA表达量均随投喂时间的延长而呈先上升后下降的趋势，对照组鲤肝胰脏GLUT2 mRNA表达量在3、6 h时显著高于12、24、48 h时(P<0.05)；0.8 mg/kg Cr3+添加组鲤GLUT2 mRNA表达量在6 h时达到峰值，且显著高于除12 h外的其他各时间点(P<0.05)；3.2 mg/kg Cr3+添加组鲤GLUT2 mRNA表达量峰值也出现在6 h时，且显著高于除3 h外的其他各时间点(P<0.05)。3 h时，0.8、3.2 Cr3+mg/kg 添加GLUT2 mRNA表达量均显著高于对照组(P<0.05)；而6 h时,各组间均无显著性差异(P>0.05)；12、24、48 h时，0.8 mg/kg Cr3+添加组GLUT2 mRNA表达量显著高于对照组和3.2 mg/kg Cr3+添加组(P<0.05)。
表5 禁食再投喂后不同Cr3+水平下鲤肝胰脏GLUT2表达变化情况
Tab.5 The GLUT2 expression in hepatopancreas of common carp refed diets containing different levels of Cr3+ after fasten
Cr3+/(mg·kg-1)0 h3 h6 h12 h24 h48 h00.83.21.00±0.00ab1.00±0.00d1.00±0.00b1.11±0.05Ba1.17±0.08Acd1.35±0.03Aa1.21±0.22Aa1.92±0.29Aa1.42±0.32Aa0.82±0.01Bb1.71±0.19Aab0.99±0.03Bb0.84±0.05Bb1.38±0.10Abc0.95±0.05Bb0.55±0.02Cc1.11±0.03Acd0.81±0.02Bb
2.2.3 Cr3+水平对鲤肠道SGLT 表达的影响 从表6可见：禁食再投喂后，不同Cr3+水平组鲤肠道中SGLT mRNA表达量均在12 h时达到峰值，其中，对照组和3.2 mg/kg Cr3+组SGLT mRNA表达量显著高于其他各时间点(P<0.05)，0.8 mg/kg Cr3+添加组表达量显著高于除6 h外的其他各时间点(P<0.05)；各时间点下，不同水平蛋氨酸铬处理后鲤肠道中SGLT mRNA表达量均无显著性差异(P>0.05)。
表6 禁食再投喂后不同Cr3+水平下鲤肠道SGLT表达变化情况
Tab.6 The SGLT expression in intestine of common carp refed diets containing different levels of Cr3+ after fasten
Cr3+/(mg·kg-1)0 h3 h6 h12 h24 h48 h00.83.21.00±0.00b1.00±0.00b1.00±0.00c0.88±0.04b0.91±0.11b0.84±0.10c0.94±0.16b1.37±0.09ab1.39±0.14b1.75±0.13a2.36±0.27a1.88±0.24a0.89±0.01b1.15±0.17b0.76±0.10c1.05±0.04b0.85±0.13b0.98±0.05c
3 讨论
3.1 Cr3+对鲤糖代谢酶活力的影响
Cr3+通过调节葡萄糖代谢酶影响机体葡萄糖代谢。糖酵解是包括鱼类在内的所有生物有机体唯一的葡萄糖分解途径。HK是肝胰脏利用葡萄糖的第一限速酶，它能催化葡萄糖生成葡萄糖-6磷酸，其活性受葡萄糖-6-磷酸的抑制，这一反应保证进入细胞的葡萄糖能立即被磷酸化，其活性高低决定了机体糖代谢和胰岛素分泌的幅度[25]。除HK外，PK也是控制糖酵解途径速率的关键酶。PK催化的反应是葡萄糖生成丙酮酸的最后一步反应，即催化磷酸烯醇式丙酮酸转化成丙酮酸。本试验中，在饲料中添加0.8 mg/kg Cr3+后，HK、PFK和PK活性均较对照组及低水平Cr3+组显著升高，说明Cr3+能够刺激鱼体糖酵解过程，加速葡萄糖的分解代谢。张宏馨等[26]研究发现，给糖尿病小鼠灌喂富铬酵母水溶液后，其HK活力显著升高，与本试验结果相类似。而Ahmed 等[20]对鲤的研究发现，饲料中添加CrCl3对其HK活力无影响，与本试验结果不同，其原因可能是由于试验采用的铬源不同造成的，本试验中使用的是氨基酸螯合铬，一般认为，在生理环境中，有机铬的生物活性和稳定性远高于无机铬[27]，无机铬的吸收率仅为1%～3%[28]，而有机铬的吸收率可达10%～25%[29]，而且氨基酸螯合铬还能够有效缓解矿物元素间的拮抗竞争作用，因而，本试验结果可能因为试验鱼吸收更多的Cr3+所致。潘庆等[30]对奥尼罗非鱼的研究发现，经吡啶羧酸铬处理后，试验鱼肝胰脏PFK活力显著升高，也与本试验结果相类似。
PEPCK作为糖异生关键的限速酶，能催化草酰乙酸在磷酸烯醇式丙酮酸转移[31]。研究发现，Cr3+一方面在机体内形成核酸衍生物直接抑制PEPCK活性[32]；另一方面又可以通过提高胰岛素效率而进一步间接抑制活性。本试验中，在饲料中添加0.8、1.6 mg/kg的Cr3+时有效降低了PEPCK活性，与乔伟[33]对大鼠的研究结果相一致。SDH是三羧酸循环(TCA)的限速酶之一，研究发现，经Cr3+处理后，大鼠骨骼肌细胞SDH活性显著升高，分析其原因可能是Cr3+通过增强胰岛素的生物学功能，进而提高胰岛素对SDH活性的影响[33]。本试验结果与上述结果相类似，在饲料中添加0.8 mg/kg Cr3+后，鲤肝胰脏的SDH活性显著升高，说明Cr3+有助于促进鲤葡萄糖分解代谢功能，提高葡萄糖转化为能量的利用效率。本试验中，当Cr3+添加水平为3.2 mg/kg时，HK、PK、PEPCK和SDH活性均回到与对照组相似水平，说明Cr3+添加量过多，反而会对鲤的糖利用能力产生负面影响。G6PDH是糖代谢的磷酸戊糖途径的关键酶。本试验中，Cr3+未对G6PDH产生显著影响，这与Pan等[34]对罗非鱼的研究结果相一致。
3.2 Cr3+对鲤糖代谢相关基因表达的影响
糖类物质被鱼类摄入体内后，被肠道消化酶分解为葡萄糖。葡萄糖被吸收进入血液后，使血糖浓度升高，促使胰岛素分泌并作用于肝脏组织靶细胞，从而激活胰岛素信号通路[35]，且葡萄糖进入肝脏后的过程必须经过胰岛素信号通路来完成[36]。胰岛素会与细胞膜上的特异性受体IR相结合，将信号由胞外传递到胞内，使得处于胞浆的小囊泡内的GLUT转移到细胞膜上，将胞外的葡萄糖转运至胞内，完成葡萄糖的转运。目前，已有学者研究了Cr3+影响哺乳动物糖代谢的作用机制，发现Cr3+可通过增加IR的数量，提高其活性，加快GLUT的转膜速率，进而影响葡萄糖在机体内的转运过程[37]。Miranda等[38]对大鼠的研究发现，与不添加Cr3+的对照组相比，Cr3+处理后其IR mRNA的表达量显著升高。此外，体外试验也发现，在大鼠骨骼肌细胞培养液中添加Cr3+可以显著提高 IR和GLUT4 mRNA的表达量[39]。孙敏敏等[40]研究了不同铬源及水平对罗非鱼IR和GLUT2基因表达的影响，结果显示，在饲料中添加不同水平的酵母铬(CrY)、吡啶羧酸铬(CrP)对IR基因表达无明显影响，但在饲料中添加0.8 mg/kg CrP 和 0.8 mg/kg CrY能显著提高罗非鱼肝脏组织 GLUT2 基因的表达。笔者前期研究了不同Cr3+水平对鲤生长、血液指标以及部分免疫指标的影响，结果发现，0.8 mg/kg Cr3+组获得最优生长性能及免疫力，结合本试验糖代谢酶活性结果，选择0.8、3.2 mg/kg Cr3+组检测IR、GLUT2和SGLT基因表达情况，得出与上述试验相类似的结果；禁食再投喂后3、12、24、48 h时，0.8 mg/kg Cr3+添加组试验鱼GLUT2 mRNA表达量均显著高于对照组，而随Cr3+添加水平升高至3.2 mg/kg，禁食再投喂后12、24、48 h时，GLUT2 mRNA的表达量反而显著降低；此外，在禁食再投喂后12、48 h时，0.8 mg/kg Cr3+添加组IR mRNA表达量较对照组也显著升高。
有研究表明，吸收葡萄糖主要是通过肠道黏膜的钠/葡萄糖共转运载体(SGLT)，它是协助葡萄糖吸收的主要蛋白，对葡萄糖转运载体(GLUT)的吸收具有重要意义[37]。已有研究发现，饲料中糖的种类与含量、Na+，以及胰岛素样生长因子 (IGF)、蛋白激酶、养殖动物的年龄与健康状况等均会影响SGLT mRNA的表达[38-43]。聂国兴等[44]在罗非鱼饲料中添加木聚糖酶，结果发现，适宜水平的木聚糖酶能上调前肠SGLT mRNA的表达，促进葡萄糖吸收，从而提高尼罗罗非鱼的生长速度。而本试验中不同水平Cr3+处理后未对SGLT mRNA产生影响，说明Cr3+可能不具有调控SGLT基因的作用，其原因还有待进一步研究。
综上所述，以蛋氨酸铬为铬源时，在饲料中添加0.8 mg/kg Cr3+能提高糖酵解途径酶活性，降低糖异生途径酶活性，诱导IR、GLUT2基因的相对表达量，促进鲤的糖代谢作用。
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Effects of chromium methionine on activities of glyco-metabolism-related enzymes and expression of IR,GLUT2 and SGLT genes in common carp Cyprinus carpio
CUI Pei1, YIN Shuai1, SUN Jin-hui1, CHENG Zhen-yan1, BAI Dong-qing1, QIAO Xiu-ting1, ZHANG Bao-long2, ZHAI Sheng-li2
(1.College of Fisheries Science,Tianjin Key Laboratory of Aqua-ecology and Aquaculture, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2.Tianjin Chenhui Feed Company Limited, Tianjin 301800, China)
Abstract： A feeding trial was conducted to evaluate the effects of dietary chromium methionine (CrMet) on glyco-metabolism-related enzymes, and expression of IR, GLUT2 and SGLT genes in common carp Cyprinus carpio. Common carp with body weight of (40.95±4.80) g were reared in a rearing system consisting of 21 plastic tanks and fed purified diets containing Cr3+ at a dose of 0(control group), 0.1, 0.2, 0.4, 0.8, 1.6, and 3.2 mg/kg for 8 weeks when activities of glyco-metabolism-related enzymes were tested. IR, and GLUT2 mRNA expression levels in hepatopancreas and SGLT mRNA expression levels in intestine were analyzed in 0.8 mg/kg group and 3.2 mg/kg group during the refeeding after 48 h fasting. The results showed that the fish fed diets containing 0.8 mg/kg Cr3+ had significantly higher activities of hexokinase(HK), pyruvate kinase(PK), phosphofructose kinase (PFK), and succinate dehydrogenase (SDH) and lower phosphopyruvate kinase(PEPCK) activity than the fish in 0 mg/kg group did(P<0.05), without significant difference in G6PDH activity betwween the control and Cr3+ supplementation groups(P>0.05). There was significantly higher IR mRNA expression level in 0.8 mg/kg Cr3+ group than that in 0 mg/kg group 24 h and 48 h after refeeding(P<0.05), significantly higher GLUT2 mRNA expression level in 0.8 and 3.2 mg/kg Cr3+ groups than that in 0 mg/kg group 3 h after refeeding(P<0.05). 12, 24 and 48 h after refeeding, GLUT2 mRNA expression level was significantly higher in 0.8 mg/kg Cr3+ group than in 0 and 3.2 mg/kg groups(P<0.05), without significant effect on SGLT mRNA expression level in intestine of common carp fed diets containing differert Cr3+ level. The findings indicate that dietary addition of Cr3+ leads to significant impact on the carbohydrate utilization of common carp and 0.8 mg/kg is the optimal level of Cr3+ in the common carp diet under this experimental condition.
Key words： chromium methionine; Cyprinus carpio; glyco-metabolism-related enzyme; IR gene; GLUT2 gene; SGLT gene
中图分类号：S965
文献标志码：A
收稿日期： 2017-08-27
基金项目： 天津市高等学校创新团队项目(TD12-5018);天津市自然科学基金资助项目(14JCQNJC15100);浙江省重中之重学科开放基金资助项目(xkzsc1501);农业部热带亚热带水产资源利用与养殖重点实验室开放基金资助项目
作者简介： 崔培(1985—)， 女， 实验师。E-mail:icp7410@hotmail.com
通信作者： 乔秀亭(1965—)， 男， 教授。E-mail:Qiaoxiuting@tjau.edu.cn
DOI：10.16535/j.cnki.dlhyxb.2018.03.006
文章编号：2095-1388(2018)03-0316-07
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蛋氨酸铬螯合物的红外光谱解析
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作者：
张华，王静
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摘要：
对蛋氨酸、氢氧化铬、六水合三氯化铬及蛋氨酸螯合铬的红外光谱进行比较研究,并分析得到谱图中出现的位于1612cm-1、1583cm-1、1510cm-1、1408cm-1、3420cm-1、3298cm-1、3239cm-1和1657cm-1附近红外峰,对其进行了较详细的归属,结果表明这些峰与样品配位密切相关,蛋氨酸铬螯合物红外光谱图的变化定性反映其分子结构。
展开
关键词：
蛋氨酸铬；红外光谱；特征吸收峰
DOI：
CNKI:SUN:SPYK.0.2006-03-040
被引量：
22
年份：
2006
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