微量元素铬的营养概况
?18?动物营养与饲料科学中国畜牧兽医2010年第37卷第7期
微量元素铬的营养概况
晏家友,张纯,张锦秀,邝声耀
(四川省畜科院动物营养研究所四川省饲料科技研发中一fl,,成都610066)
摘要:铬是动物机体必需微量元素之一,它可以作为葡萄糖耐受因子的组成成分,协助胰岛
素发挥生理功能.作者主要
综述了铬的理化性质,形式和代谢,营养生理作用及缺乏和毒性.
关键词:铬;营养;综述
中图分类号:$816.72文献标识码:B文章编号:1671—7236(2010)07—0018—03
1959年,Schwarz首次从啤酒酵母中分离出含
有铬的葡萄糖耐受因子,并通过小鼠试验证实,铬可
以促进胰岛素调节葡萄糖代谢和脂肪合成,由此掀
起了微量元素铬的研究热潮.近年来,关于铬在畜
禽生产上应用效果的研究报道日益丰富,大量研究
结果
明,铬作为动物机体必需微量元素,具有促进
动物生长,增强免疫功能,提高胴体品质,改善繁殖
性能.但由于人们对铬的研究起步较晚,在配制动
物日粮时,通常忽略了动物对铬的营养需要.作者
主要就铬的理化性质,形式和代谢,营养生理作用,
缺乏和毒性进行了综述,为实际生产中,铬的进一步
开发和应用提供理论参考.
1铬的理化性质
铬属过渡元素,在元素周期表中位于第4周期,
,原子序数24,相对原子质量51.966.铬为 ?B族
收稿日期:2010—03一l1
作者简介:晏家友(】981一),男,四川人,硕士生,主要从事单胃
动物营养方面的研究.
银白色金属,质硬而软,密度7.2Og/cm.,熔点
(1857?20)?,沸点2672?.铬的化合物中,主要
有卤化物,氧化物和硫化物,常见的氧化态包括0,
+2,+3,+6,并且随着价态升高,氧化性逐渐增强.
零价铬不能天然存在于地壳中,并且无生物活性.
二价铬(Cr抖)是一种很强的还原剂,在空气中容易
被氧化成三价铬(Cr).六价铬(Cr)在酸性介
质中是一种很强的氧化剂,容易与氧结合,形成具有
强氧化性的铬酸盐(CrOj一)或重铬酸盐(Cr.OF一).
Cr极易穿过细胞膜,并与细胞中的蛋白质成分和
核酸发生反应,然后被还原成Cr抖.Cr抖是生物体
内最稳定的氧化态形式,也是生物体内铬的主要存
在形式.Cr抖容易形成多齿配位化合物,但Cr.不
容易穿过细胞膜,并且反应活性很低.因此,许多三
价铬化合物(如CrO.)常被用作养分消化率测定的
外源指示剂.
2铬的形式和代谢
铬可以分为有机形态的铬和无机形态的铬两种
形式.无机铬主要有Cl.?6HO,CrzO3,Crz(S04).
Abstract:Theaimofthisexperimentwastostudytheeffectsof4kindsofcompoundadditivesonperformaneeandserum
biochemicalindexinBlack—bonesilkyfow1.Onehundredandeightychickensattheageofthreehundreddayswereselectedand
randomlyallocatedtOfivetreatmentgroupswiththreereplicates,fourdietscontainingsfourdifferentcompoundadditives
(0.5,0.2,0.2%and0.2)andbasicdietweregiventofeedthesechickensfor78daysinorderto.Theresultsshowed
thatlayingrateswereincreasedwithdietsofcompoundadditives.WhencomparedtOcontrolgroup,thelayingratesofgroup
1,2and4weresignificantlyincreasedby6.09,13.82and6.57(P<0.05),respectively.Thevaluesofaverageegg
weightandthefeedconversationrateofgroup2weretheleastinthesetreatmentgroupsandweredecreasedby2.05and
12.5comparedtOcontrolgroup(P<O.05).Thecontentoftotalcholesterol(TC)andglucose(GLU)ofgroup1werede—
creasedby21.24and8.93(P<0.05),andthecontentofcreatinekinase(CK)wasincreasedby32.73(P<0.05)
comparedtOcontrolgroup.Therewerenodifferencebetweengroup2andcontrolgroupatalltheserumbiochemicalindex.
Theconcentrationofmalona1dehyde(MDA)andCKofgroup3werelowerthanthatofcontrolgroup(P<O.05).Thecontent
ofGLUofgroup4wasincreasedby13.97(P<0.05)andthecontentofTCwasdecreasedby13.72(P<O.05)eom—
paredtocontrolgroup.
Keywords:Black—bonesilkyfowl;productiveperformance;serumbiochemicalindex
中国畜牧兽医2010年第37卷第7期动物营养与饲料科学?19?
等;有机铬主要包括烟酸铬,吡啶甲酸铬,丙酸铬,氨
基酸螯合铬和酵母铬等.铬广泛分布于动物体组织
和器官中,其中肝脏,肺,肾脏,脾脏是动物体内的
“铬库”.饲料中的铬一般是以有机形态存在,并且
新鲜饲料的铬含量比干饲料更低.禾谷类,坚果,豆
类,植物油,奶制品,动物肝脏等是天然有机铬的主
要来源.
Mertz(1969)认为,铬具有很强的形成配位化合
物的能力,它很可能以低分子有机铬配合物的形式,
通过肠黏膜吸收入血.无机铬在动物胃肠道中很难
被吸收,吸收率仅为0.4,3.0;而有机铬的吸
收率远高于无机铬,可达1O,25(Anderson,
1987;Sano等,1997).铬被吸收以后,主要经过肾
小球滤过作用,从尿液中排出,也有一小部分铬通过
毛发,汗腺和胆汁排泄.当动物处于应激状态时,体
内葡萄糖代谢加强,加速铬的动员,因而铬的排泄量
可能会增加10~300倍(Minoia等,1988).
3有机铬的营养生理作用
3.1促进动物生长大量研究结果表明,在动物
(尤其是猪和牛)日粮中补充有机铬,能够促进动物
生长,提高生产性能.Page等(1993)研究结果发
现,在生长肥育猪日粮中添加0.05或0.2mg/kg
吡啶甲酸铬,与对照组相比,分别提高仔猪日增重
4..9,7.81;分别降低料重比4.47,5.50.
Lindemann等(20O8)研究结果发现,在生长猪日粮
中添加5mg/kg(美国FDA
铬添加量0.2mg/
kg)吡啶甲酸铬,丙酸铬,蛋氨酸铬和酵母铬,与对
照组相比,可以提高仔猪日增重和日采食量,其中,
酵母铬可以提高仔猪日增重9.65,并达显着水
平;但Lien等(2005)研究结果却发现,0.2mg/kg
丙酸铬对断奶仔猪生产性能无影响,这可能与日粮
铬水平,仔猪机体铬含量,日粮氨基酸及其他营养素
水平有关.Moonsie—Shageer等(1993)研究结果发
现,在平均体重236kg的杂交牛日粮中添加0.2,
0.5和1.0mg/kg酵母铬,与对照组相比,分别提高
牛日增重27.27,6.06和27.27;降低料重比
12.50.Chen等(2001)研究结果发现,在火鸡日
粮中添加1mg/kg烟酸铬,与对照组相比,可以显
着提高火鸡(9,18周龄生长阶段)的日增重和采
食量.
3.2增强免疫功能有机铬可以增强动物机体的
免疫功能,并且在抵抗应激时,作用效果更加明显.
VanHeugten等(1997)研究结果发现,在断奶仔猪
日粮中添加0.2mg/kg烟酸铬,与对照组相比,可
以显着增加仔猪绵羊红细胞抗体滴度(sheepred
bloodcells,SRBC).Lien等(2005)研究结果也发
现,丙酸铬可以显着增加仔猪特异的绵羊红细胞抗
体滴度和血清球蛋白数量.Debski等(2004)研究
结果发现,在肉鸡日粮中添加0.2mg/kg酵母铬,
可以增强肉鸡免疫功能,降低死亡率.Burton等
(1993)研究结果发现,在奶牛日粮中添加0.5mg/
kg有机螯合铬,可以改善应激奶牛的特异性免疫功
能.Gatta等(2001)研究结果还发现,酵母铬能够
增强虹鳟鱼的免疫应答能力.
3.3提高胴体品质在动物(猪和鸡)日粮中补充
有机铬,可以提高动物胴体品质,增加瘦肉率.Van
Mooney等(1997)研究结果发现,在生长猪日粮中
添加0.2mg/kg吡啶甲酸铬,与对照组和无机铬组
相比,可以降低生长猪胴体脂肪和第十肋背膘厚;提
高眼肌面积和瘦肉率.Debski等(2004)研究结果
发现,酵母铬可以提高肉鸡胸肌率,并降低肌内脂肪
和胆固醇含量;但关于有机铬对其他动物(牛或羊)
胴体品质的改善是否存在积极作用,目前尚未得到
一
致结论.
3.4改善繁殖性能有机铬可以改善动物繁殖性
能,提高生产效率.Lindemann等(2004)研究结果
发现,在母猪日粮中添加0,200,600,1000ng/g吡
啶甲酸铬,母猪的窝产仔分别为10.34,11.13,
11.76,11.11;产活仔数分别为9.49,9.82,10.94,
10.07.Bryan等(2004)研究结果发现,在奶牛日粮
中添加蛋氨酸铬(6.25mg/d),在奶牛配种后28d,
与对照组相比,可以显着提高奶牛妊娠率27.55.
Devegowda等(1997)研究结果发现,在肉种鸡日粮
中添加0.2mg/kg酵母铬,可以显着提高种鸡孵化
率4.68.Anderson等(1981)研究结果还发现,
雄性小鼠日粮中铬含量不足(~100/,g/kg),将导致
精细胞数量减少50;繁殖性能下降25.
4铬的缺乏和毒性
动物缺铬将引起葡萄糖耐受量降低,而血液中
胰岛素水平增加,由此容易导致动物产生超高胰岛
素血症(hyperinsulinemia).铬的缺乏还可能会引
起机体血液参数发生变化(如血红蛋白,红细胞压
积,红细胞,白细胞和平均红细胞容积)和总蛋白浓
度增加.动物缺铬一般表现为生长受阻,繁殖性能
下降,甚至出现神经症状.三价铬的毒性很小,一般
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低于铜,碘,锌,锰,尤其是硒.六价铬比三价铬更容
易吸收,毒性是三价铬的5倍以上(Barceloux等,
1999).动物铬中毒的特点是肺,肾脏和肝脏出现病
理变化,如肺充血,糜烂和呼吸系统黏膜层炎症.动
物铬中毒一般表现为接触性皮炎,鼻中隔穿孔,甚至
产生肺癌.
5结语
现有研究结果已表明,微量元素铬作为葡萄糖
耐受因子的重要活性成分,可以增强胰岛素活性,参
与碳水化合物,脂肪,蛋白质和核酸代谢.在动物日
粮中添加有机铬以后,它可以通过各种不同的作用
机制,进入到细胞当中,并最终被机体吸收利用,但
其中的某些生理,生化调节过程仍不清楚.由于人
们对铬的重视不够,甚至美国NRC等都尚未提出
各种动物对铬的营养需要量标准.因此,铬的各项
后续研究工作任重道远.
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NutritionSituationofTraceElementChromium
YANJia—you,ZHANGChun,ZHANGJin—xiu,KUANGSheng—yao
(AnimalNutritionInstitute,SichuanAcademyofAnimalScience;Sichuan
FeedScienceResearch&DevelopmentCenter,Chengdu610066,China)
Abstract:Chromium,asoneoftheessentialtraceelements,
whichcanpotentiateinsulinactivity.Thisarticlemainlyreviews
physiologicalaction,deficiencyandtoxicityofchromium.
Keywords:chromium;nutrition;review
isanactiveconstitutentofglucosetolerancefactor(GTF),
thephysicochemicalproperty,type,metabolism,nutrition