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吡啶甲酸鉻（Chromium Picolinate），別名吡啶羧酸鉻、甲基吡啶鉻。分子式：Cr（C6H4NO2）3，相對分子質量418.33，紫紅色結晶性細小粉末，常溫下穩定，微溶于水，不溶于乙醇。吡啶甲酸鉻作為有機三價鉻，對葡萄糖耐量因子（Glucose Tolerance Factor，GTF）的生物活性有重要意義，并被作為營養性添加劑廣泛應用于食品和畜禽生產上。研究發現，吡啶甲酸鉻可以降低血糖和血脂水平，緩解糖代謝和脂代謝紊亂的有關癥狀。在人的營養保健品上，吡啶甲酸鉻已成為僅次于鈣補充劑的第二大營養補充物質。在畜禽生產上，補充吡啶甲酸鉻可以促進豬的生長和提高豬的瘦肉率，提高畜禽免疫力，增強機體抗應激能力，提高母畜繁殖力等。但自1995 年Stearns 等首次報道吡啶甲酸鉻能夠導致中國倉鼠的卵巢細胞畸變后，吡啶甲酸鉻的安全性研究備受關注。
三價鉻的生理功能主要是作為葡萄糖的耐量因子，胰島素的活化劑，DNA 和RNA(核酸類)的穩定劑，影響機體內糖、脂、蛋白質和核酸的代謝，從而作用于機體的生殖生長和免疫。
1.鉻與糖的代謝
機體內葡萄糖的耐量因子和胰島素是維持血糖濃度平衡系統的兩種重要活性物質，三價鉻作為葡萄糖的耐量因子的組成成份，可通過激活胰島素和細胞膜的二硫鍵活性，提高動物對葡萄糖的耐受量和胰島素與其特異性受體相結合，刺激組織對葡萄糖的攝取，增加對葡萄糖的吸收。
2.與脂肪的代謝
鉻對脂類代謝的主要作用是維持血液的正常膽固醇水平，影響脂肪和膽固醇在動物肝中的合成與清除，提高血液中高密度脂蛋白(HDL)的含量。
3.鉻與應激、免疫
鉻具有抗應激，提高機體免疫力的能力，應激可增加血清中皮質醇的含量，而糖皮質激素是抑制生長和免疫系統功能的類固醇，此外，應激使體內Zn 、Cu 、Fe 、M n 、Cr 等微量元素的額外損失加大，鉻可通過降低機體血清皮質醇濃度，避免Zn 、Gu 、Fe 、M n 、Cr 等微量元素的額外損失，提高免疫球蛋白的含量和抗體滴度來增強動物的免疫力。
4.鉻與繁殖
鉻對豬的繁殖有顯著影響，可明顯提高初產母豬的產仔數。
5.吡啶甲酸鉻在養殖業上應用
1）抗應激：集約化養殖的動物面臨大量的應激，如營養應激，環境應激，免疫應激，代謝應激，應激會導致動物糖代謝、礦物質代謝發生改變，便糖元降
解和蛋白異生作用加強，葡萄糖利用的加強會導致組織鉻增加，并最終排出體外，補鉻可以降低因應激而導致的死亡率，改善內分泌，提高生產性能，減少其他礦物質元素的排泄。
2）可明顯改善胴體品質：90 年代以來，在動物營養上，尤其是在豬營養上研究較多的鉻來源主要是吡啶甲酸鉻。在生長肥育豬飼料中，添加200 ×10-9 無機鉻(以CrCl3 .6H2O 形式供給)，未能改善豬生長和胴體組成，在生長育肥豬飼糧中添加200 ×10- 9 有機鉻明顯提高了胴體品質，降低背膘厚，提高瘦肉率。
1.急性毒性
隨機選取健康Wistar 大鼠30 只（體重180~200 g，雌雄各半）。用0.05%羧甲基纖維素鈉配制染毒劑量為500 mg/mL的吡啶甲酸鉻懸濁液灌胃，數小時后部分大鼠呈現精神抑郁，動作遲緩，24 h 內逐漸恢復正常，未出現死亡狀況。吡啶甲酸鉻對Wistar 大鼠的口服LD50 大于5 000 mg/kg BW，表明該物質毒性很低，使用安全。
2.亞慢性毒性
動物研究資料表明，吡啶甲酸鉻口服毒性極低。給大鼠飼喂含有飼糧吡啶甲酸鉻5，25，50 和100 !g·g- 1 20 周，觀察吡啶甲酸鉻的毒性。結果顯示，在試驗的7，14 和20 周，各組動物在體重、器官重量和臨床生化指標方面差異性不顯著。與對照組相比，飼糧中添加吡啶甲酸鉻可使肝、腎中三價鉻濃度升高，但對肝、腎組織形態學沒有影響。據此，飼糧中吡啶甲酸鉻達到100g/g時對大鼠無毒。
3.生殖毒性
研究發現，果蠅的培養基中梯度添加吡啶甲酸鉻，能夠明顯降低果蠅后代的數量、成活率并延遲其羽化時間，甚至導致不育。在Wistar 大鼠日糧中添加吡啶甲酸鉻200、20和2 mg·kg- 1，90 d 后，進行交配，受孕鼠繼續飼喂含吡啶甲酸鉻日糧，妊娠20 d 后處死，結果發現，死胎率，活胎率，吸收胎率和胎鼠均未受到顯著影響，表明吡啶甲酸鉻對Wistar 大鼠的生殖機能無明顯影響，且各劑量組之間不存在明顯的劑量- 反應關系。
4.致突變性
目前，有研究者報道吡啶甲酸鉻在一定實驗條件下能產生致突變作用。由此，吡啶甲酸鉻的安全性受到質疑。在巨噬細胞（J774A.1）培養中，添加吡啶甲酸鉻，發現了DNA碎片。向CHO細胞培養基中添加1mmol/L的吡啶甲酸鉻，發現CHO 細胞的hprt 基因突變率是對照組的40 倍，是氯化鉻致突變性的7 倍，由此推斷，吡啶甲酸與鉻的結合可能使鉻的金屬毒性強于其他形式的三價鉻。更多的毒理學體內相關條件實驗研究結果表明吡啶甲酸鉻并不具有致突變性。NTP（NationalToxicology Program）對吡啶甲酸鉻作了2 個Ames 細菌突變試驗，結果顯示，不管有無添加小鼠肝臟S9 代謝激活物，吡啶甲酸鉻對TA1535、TA97、TA98、TA100、TA102、TA104 菌株均未產生突變作用。1996 年，我國軍事醫學科學院用Ames 法對吡啶甲酸鉻膠囊進行測試，結果也是陰性。
5.生物蓄積性
吡啶甲酸鉻慢性暴露引起的肝、腎蓄積可能超過某些毒性閾值，因而其潛在生物蓄積性問題備受關注。研究表明，補充吡啶甲酸鉻5 年，人肝臟中的鉻濃度能夠達到13 mol·kg- 1。生物蓄積性尤其是肝、腎蓄積性的證據來源于動物實驗研究和人體藥代動力學模型。在吡啶甲酸鉻慢性毒理學資料缺乏情況下，只能依賴于以前的長期動物毒性研究。
吡啶甲酸是人和哺乳動物肝臟、腎臟內產生的氨基酸代謝產物，并大量存在于牛奶等食物中，其與Cr3＋緊密結合成穩定的化合物吡啶甲酸鉻，可以被人體很好地吸收。因此吡啶甲酸鉻是一種被衛生部所允許的、能添加到保健食品中的功效成分，是公認的理想的鉻源補充劑，主要應用于醫藥、保健食品和飼料添加劑。
1.在醫藥保健食品上的應用
作為醫藥和保健食品添加劑，吡啶甲酸鉻的主要功效：降糖減肥、強肌健體、增強免疫力。吡啶甲酸鉻在國內現有文獻中應用研究的報道很少。但是早在2003 年衛生部已經確定了保健食品中吡啶甲酸鉻含量的測定方法。標準中明確吡啶甲酸鉻可以功效成分添加于片劑或膠囊等保健食品中，對糖尿病患者有重要的輔助治療作用。作為營養補充劑，在《營養素補充劑申報與評審規定》中三價鉻每人每天最低攝入量15μg，最高攝入量150μg。吡啶甲酸鉻作為鉻源的礦物質化合物列在名單中。在發達國家如美國對吡啶甲酸鉻的應用研究，主要著眼于糖尿病患者研究。引用Scrip 2004（2965）22 介紹表明，美國Nutrition 21 公司已經對吡啶甲酸鉻進行了應用研究，發現作為胰島素輔助因子補充劑，吡啶甲酸鉻可用于治療與胰島素抵抗相關的疾病。該公司公布的數據還顯示該補充劑可顯著減輕非典型抑郁癥患者的嗜糖癖好，這種癖好是非典型抑郁癥的一種典型癥狀。在為期8 周的雙盲研究中113 例患者隨機接受吡啶甲酸鉻（400μg/d，2周，隨后600μg/d，6 周）或安慰劑。結果顯示盡管與基線相比兩組均有顯著改善，但在改善嗜糖癖好、體重改變、強迫性思想和拒絕敏感等方面治療組明顯好于安慰劑組。
2.作為飼料添加劑的應用
吡啶甲酸鉻的應用研究最多還是作為飼料添加劑在畜禽業上的研究。目前，畜禽對鉻的需要量還沒有具體的標準，一般應用的添加劑量為10－6 級?，F有的試驗研究表明添加吡啶甲酸鉻對畜禽可表現出較好的應用效果：促進動物的生長，改善畜產品品質，特別是酮體品質，提高母畜的繁殖性能，增加產仔數，使內分泌系統功能完善，增強機體的免疫力及抗應激能力。在豬的肥育飼糧中補加200μg/kg吡啶甲酸鉻，可明顯改善胴體品質和提高瘦肉率，降低背膘厚度，結果與β-興奮劑相似但不如注射生長激素的效果。補鉻可以提高豬內源生長激素的濃度。將吡啶甲酸鉻、煙酸鉻、酵母鉻分別以0.2mg/kg的濃度添加到生長育肥豬飼料中，結果顯示，這3 種有機鉻對生長肥育豬的日增重、料重比的差異顯著?，F在一般認為：為了提高豬胴體品質時，在肥育期最后的6～9 周添加鉻最好，而添加的劑量以200μg/kg為佳。研究發現在3 周齡肉雞日糧中添加0.2mg/kg吡啶羧酸鉻可增加酮體蛋白質含量和減少脂肪含量。研究表明，日糧中添加800μg/kg有機鉻（吡啶甲酸鉻），可使56d 齡肉雞體重、日增重、飼料轉化率分別提高7.5％、11.9％、6.5％，表明給飼養于高溫條件（30～35℃）下的肉雞補鉻可提高增重和飼料轉化率。在對照組基礎上添加0.25mg/kg吡啶羧酸鉻、0.50mg/kg吡啶羧酸鉻、0.25mg/kg檸檬酸鉻、0.50mg·kg－1 檸檬酸鉻。試驗分為2 個階段：生長前期（1～28d 齡），生長期（29～42d 齡）。生長期，與對照組相比，僅0.50 mg/kg吡啶羧酸鉻顯著提高了日增重，降低了料重比，從全期來看具有相同的結果。與對照組相比，0.50 mg/kg檸檬酸鉻和0.50mg/kg吡啶羧酸鉻都顯著提高了肉雞生長前期的腿肌率，對生長期無顯著效果。吡啶甲酸鉻的研究主要集中在常見的飼養動物，在反芻動物上用有機鉻的研究以牛居多，并且主要研究其抗應激及提高免疫力的作用。至于在其他數量較少的動物上的研究陸續也有報道，但遠沒有在豬雞上的研究深入，許多實踐問題還有待以后的探討。
吡啶甲酸鉻的研究概述及其應用進展
吡啶甲酸鉻一般是由甲基吡啶氧化成吡啶甲酸，再與三價鉻化合物絡合而成。目前甲基吡啶氧化的方法很多，主要有：
1.化學氧化法
化學氧化法包括高錳酸鉀、臭氧和硝酸作氧化劑氧化。不少廠家是將2-甲基吡啶溶于水，激烈攪拌下分批加入高錳酸鉀等氧化劑，之后加鹽酸調pH 值，再用苯提取，產品收率65％。通過添加相轉移催化劑和冰醋酸提取劑等改進方法，使得反應產率提高15％以上，2-吡啶甲酸的收率達82.37％。使用化學氧化法生產吡啶甲酸，成本高，生產中會產生大量廢液，污染環境；氧化劑在酸、堿條件下對設備腐蝕，發達國家已經逐漸淘汰。臭氧氧化法對設備無腐蝕，三廢少，收率較高，缺點是需要特殊的臭氧發生器，難以大規模生產。
2.微生物發酵氧化法
利用微生物細菌發酵作用，可以將雜環上的甲基氧化成羧基。在玫紅球菌sP·
NS156 的存在下，于30℃發酵230h，甲基吡啶在相同條件下發酵，吡啶甲酸的產率能達到90％以上。微生物發酵制備吡啶甲酸，條件溫和，成本低，轉化率高，不污染環境。但是，其生產周期過長，規?；a具有一定困難。
3.氣相氧化法
氣相氧化法是將甲基吡啶在300～450℃ 變成蒸氣，再與氨氣、水蒸汽、空氣或者氧氣混合經過催化劑層，氧化生成吡啶甲腈，吡啶甲腈控制水解生成吡啶甲酰胺和吡啶甲酸。氣相氧化法溫度高，能源消耗大，反應難于控制，容易產生焦油和有害氣體，催化劑對原料要求純度高。
4.電解氧化法
電解氧化制備吡啶甲酸是在有隔膜的電解槽的陽極進行。電解質、隔膜很重要，而電極導電性與耐腐蝕性影響電解效率和電極壽命，這兩方面的影響直到20 世紀80 年代才得到解決。以平板網狀PbO2 /Ti（1cm×2.5cm）為陽極，Ni 板（1cm×3cm）為陰極，陽極室和陰極室用國產CM-001 質子交換膜隔開，飽和KCl 甘汞電極為參比電極，通過魯金毛細管與陽極相連，陽極液為2-甲基吡啶和H2SO4的水溶液，陰極液為10％NaOH 水溶液，電解氧化2-甲基吡啶，選擇性達96.88％。對于選擇性來說，電解反應的最佳條件應該是：40℃，1.0mol/LH2SO4，0.5mol/L 2-甲基吡啶和陽極電位1.95V。電解氧化法具有條件溫和，生產成本低，三廢少的優點，是今后化工發展的方向之一。
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