饲料中蛋氨酸铬的测定方法探讨
长沙兴嘉生物工程股份有限公司 姚亚军
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，但在目前饲料法规定条件下，在畜禽饲料中添加无机铬是不允许的。而蛋氨酸的三价铬盐是无毒的，可用于饲料的添加。据资料介绍，对于一位成年人，每日铬的摄取量至少为50μg，对于动物来说，每日有机铬的摄取量为1μg/kg。这可以看出，蛋氨酸铬用量是很大的。蛋氨酸铬可显著促进动物的生长，可大大提高动物的瘦肉率，鸡、鸭的产蛋率。该产品无毒无害，生产工艺基本无三废，符合环保要求。
1 蛋氨酸铬的合成
称取DL-蛋氨酸150g（1mol）置于2 000ml烧杯中，称取CrCl3·6H2O 88g （0.33mol）与蛋氨酸混合，加入750ml水，搅拌并加热至80℃左右。在搅拌状态下用6mol/l NaOH调至溶液pH值为6.8～7.2，反应液由绿变成玫瑰红色。冷却至20℃以下抽滤，滤饼用水洗涤，抽干，再用95%乙醇洗涤后抽干，先于室温下干燥，再于100℃充分干燥，得玫瑰红色蛋氨酸铬（Ⅲ）152g。最佳的反应条件：pH值为7.0，温度为80℃，配体摩尔比为Met：Cr=3：1，蛋氨酸浓度为15%。该制备过程的蛋氨酸螯合铬产率为48.41%。蛋氨酸铬的分子式为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℃。
2 蛋氨酸铬产品的检测
蛋氨酸铬是由三价铬离子和DL-蛋氨酸组成的化合物，由于生产方法的不同，市售产品质量参差不齐，导致三价铬离子和蛋氨酸的含量不吻合，即产品的纯度或含量不高，产品质量不好。由于在生产过程中一般采用调节pH值的方法来生产蛋氨酸铬产品，必然会因操作工艺和条件的出入，使部分三价铬离子生成氢氧化铬沉淀，使产品中的铬含量偏高。 从物质结构上分析，蛋氨酸铬的分析可以通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中铬元素，但缺点是无法区分是人体所必需的三价铬还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。有机分析可以通过特征响应波长对整个蛋氨酸铬分子进行合理准确地分析，因此属于比较理想的检验方法。蛋氨酸铬含量较好的测定方法是采用高效液相色谱分析方法，将标准溶液及试样溶液注入色谱仪中，以保留时间定性，以试样峰高或峰面积与标准比较定量。但这种方法需要蛋氨酸铬的标准样品，购买比较困难。 实际中一般采用测定样品中的三价铬含量来评价产品质量，测定方法比较多，有原子吸收法、ICP方法、分光光度法、滴定分析法等。本公司化验室按照GB/T 13088-2006中的测定方法
只秉文等[11]采用了两种容量分析方法测定烟酸铬中铬的含量。①湿法氧化法。准确称取约2.000 0g样品，溶于100ml水中，加入15ml硫酸-磷酸混合液，加热至沸腾，浓缩至体积约为30ml，此时溶液为绿色透明溶液，冷却后转入250ml容量瓶中，加水至刻度，摇匀。用移液管准确移取上述液25.00ml于锥形瓶中，加0.1mol/l硝酸银溶液和10g/l硫酸锰溶液各1ml，加热至沸腾后分数次加入固体过硫酸铵直至出现高锰酸钾的紫红色后再煮沸10～15min，滴加氯化钠饱和溶液至溶液的紫红色消失，继续煮沸10min，冷却。加8ml（1+1）硫酸，3滴N-苯基邻氨基苯甲酸指示剂，用0.100 0mol/l硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液由樱红色变为翠绿色即为终点。②干法氧化法。准确称取1.500 0g样品于坩锅中，加5g氢氧化钠和3g过氧化钠混匀。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硫酸及少量水分次浸取，将浸取物完全转入250ml容量瓶中，用水定容至刻度，混匀。用移液管准确吸取上述液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，近终点时加入5g/l淀粉溶液指示剂3ml，继续滴定至溶液蓝色消失，同时作空白试验。 高铬酵母中的铬大部分以有机铬的形式存在，且有机铬的含量多少也是评价高铬酵母营养价值的标准之一。丁文军等[12]对高铬酵母中有机铬和无机铬进行了分离测定，将0.2～0.3g酵母干粉加入盛有9ml蒸馏水的离心管中,每隔一段时间进行彻底的搅拌，静置12h，然后以3 500r/min转速离心20min，反复进行几次，吸取上清液用原子吸收法测定无机铬含量。将下层沉淀移出离心管，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采用高效液相色谱分析方法测定。王晴等[10]测定了烟酸铬（Ⅲ）中的烟酸，称取烟酸铬（Ⅲ）30mg于50ml容量瓶中，加入草酸500mg，再加入水3ml，于沸水浴上加热直到溶液澄清并呈蓝色（说明烟酸铬中的铬为Cr3+）。冷却后加入0.02mol/l乙二胺四乙酸二钠20ml，摇匀后再加入6mol/l氢氧化钠2ml，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）；流动相：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、铅可参考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允许的范围之内。由于生产有机铬产品时，一般用三氯化铬与烟酸、吡啶甲酸、氨基酸、柠檬酸等有机配体反应，通过用碱（烧碱或纯碱）调节pH值的方法来得到产品，因此必然会有氯化钠之类的副产物生成，要使产品质量好，应把氯化钠分离除去，产品中的氯离子含量应较低。
因此，三价铬离子和有机配体的含量是否吻合；是否与其分子结构组成一致；产品中的氯离子含量的高低；砷、铅等有毒元素的含量；六价铬离子含量等，这些都是评价有机铬产品质量好坏的重要标准。
总之，对含铬有机化合物的大量研究表明，它在生物机体中具有多种极其重要的活性功能。稳定常数相对小、溶解度相对大的铬（Ⅲ）螯合物对动物营养作用将可能更好。随着人们研究的深入和认识的提高，相信含铬有机化合物将会在我们生活中发挥越来越大的作用。从目前试验结果的报道来看，对有机铬的应用研究取得了令人鼓舞的效果，有机铬由此可能成为能够给人类健康和动物生产带来重大意义的新型营养型添加剂。
饲料中蛋氨酸铬的测定方法探讨
长沙兴嘉生物工程股份有限公司 姚亚军
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，但在目前饲料法规定条件下，在畜禽饲料中添加无机铬是不允许的。而蛋氨酸的三价铬盐是无毒的，可用于饲料的添加。据资料介绍，对于一位成年人，每日铬的摄取量至少为50μg，对于动物来说，每日有机铬的摄取量为1μg/kg。这可以看出，蛋氨酸铬用量是很大的。蛋氨酸铬可显著促进动物的生长，可大大提高动物的瘦肉率，鸡、鸭的产蛋率。该产品无毒无害，生产工艺基本无三废，符合环保要求。
1 蛋氨酸铬的合成
称取DL-蛋氨酸150g（1mol）置于2 000ml烧杯中，称取CrCl3·6H2O 88g （0.33mol）与蛋氨酸混合，加入750ml水，搅拌并加热至80℃左右。在搅拌状态下用6mol/l NaOH调至溶液pH值为6.8～7.2，反应液由绿变成玫瑰红色。冷却至20℃以下抽滤，滤饼用水洗涤，抽干，再用95%乙醇洗涤后抽干，先于室温下干燥，再于100℃充分干燥，得玫瑰红色蛋氨酸铬（Ⅲ）152g。最佳的反应条件：pH值为7.0，温度为80℃，配体摩尔比为Met：Cr=3：1，蛋氨酸浓度为15%。该制备过程的蛋氨酸螯合铬产率为48.41%。蛋氨酸铬的分子式为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℃。
2 蛋氨酸铬产品的检测
蛋氨酸铬是由三价铬离子和DL-蛋氨酸组成的化合物，由于生产方法的不同，市售产品质量参差不齐，导致三价铬离子和蛋氨酸的含量不吻合，即产品的纯度或含量不高，产品质量不好。由于在生产过程中一般采用调节pH值的方法来生产蛋氨酸铬产品，必然会因操作工艺和条件的出入，使部分三价铬离子生成氢氧化铬沉淀，使产品中的铬含量偏高。 从物质结构上分析，蛋氨酸铬的分析可以通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中铬元素，但缺点是无法区分是人体所必需的三价铬还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。有机分析可以通过特征响应波长对整个蛋氨酸铬分子进行合理准确地分析，因此属于比较理想的检验方法。蛋氨酸铬含量较好的测定方法是采用高效液相色谱分析方法，将标准溶液及试样溶液注入色谱仪中，以保留时间定性，以试样峰高或峰面积与标准比较定量。但这种方法需要蛋氨酸铬的标准样品，购买比较困难。 实际中一般采用测定样品中的三价铬含量来评价产品质量，测定方法比较多，有原子吸收法、ICP方法、分光光度法、滴定分析法等。本公司化验室按照GB/T 13088-2006中的测定方法
只秉文等[11]采用了两种容量分析方法测定烟酸铬中铬的含量。①湿法氧化法。准确称取约2.000 0g样品，溶于100ml水中，加入15ml硫酸-磷酸混合液，加热至沸腾，浓缩至体积约为30ml，此时溶液为绿色透明溶液，冷却后转入250ml容量瓶中，加水至刻度，摇匀。用移液管准确移取上述液25.00ml于锥形瓶中，加0.1mol/l硝酸银溶液和10g/l硫酸锰溶液各1ml，加热至沸腾后分数次加入固体过硫酸铵直至出现高锰酸钾的紫红色后再煮沸10～15min，滴加氯化钠饱和溶液至溶液的紫红色消失，继续煮沸10min，冷却。加8ml（1+1）硫酸，3滴N-苯基邻氨基苯甲酸指示剂，用0.100 0mol/l硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液由樱红色变为翠绿色即为终点。②干法氧化法。准确称取1.500 0g样品于坩锅中，加5g氢氧化钠和3g过氧化钠混匀。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硫酸及少量水分次浸取，将浸取物完全转入250ml容量瓶中，用水定容至刻度，混匀。用移液管准确吸取上述液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，近终点时加入5g/l淀粉溶液指示剂3ml，继续滴定至溶液蓝色消失，同时作空白试验。 高铬酵母中的铬大部分以有机铬的形式存在，且有机铬的含量多少也是评价高铬酵母营养价值的标准之一。丁文军等[12]对高铬酵母中有机铬和无机铬进行了分离测定，将0.2～0.3g酵母干粉加入盛有9ml蒸馏水的离心管中,每隔一段时间进行彻底的搅拌，静置12h，然后以3 500r/min转速离心20min，反复进行几次，吸取上清液用原子吸收法测定无机铬含量。将下层沉淀移出离心管，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采用高效液相色谱分析方法测定。王晴等[10]测定了烟酸铬（Ⅲ）中的烟酸，称取烟酸铬（Ⅲ）30mg于50ml容量瓶中，加入草酸500mg，再加入水3ml，于沸水浴上加热直到溶液澄清并呈蓝色（说明烟酸铬中的铬为Cr3+）。冷却后加入0.02mol/l乙二胺四乙酸二钠20ml，摇匀后再加入6mol/l氢氧化钠2ml，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）；流动相：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、铅可参考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允许的范围之内。由于生产有机铬产品时，一般用三氯化铬与烟酸、吡啶甲酸、氨基酸、柠檬酸等有机配体反应，通过用碱（烧碱或纯碱）调节pH值的方法来得到产品，因此必然会有氯化钠之类的副产物生成，要使产品质量好，应把氯化钠分离除去，产品中的氯离子含量应较低。
因此，三价铬离子和有机配体的含量是否吻合；是否与其分子结构组成一致；产品中的氯离子含量的高低；砷、铅等有毒元素的含量；六价铬离子含量等，这些都是评价有机铬产品质量好坏的重要标准。
总之，对含铬有机化合物的大量研究表明，它在生物机体中具有多种极其重要的活性功能。稳定常数相对小、溶解度相对大的铬（Ⅲ）螯合物对动物营养作用将可能更好。随着人们研究的深入和认识的提高，相信含铬有机化合物将会在我们生活中发挥越来越大的作用。从目前试验结果的报道来看，对有机铬的应用研究取得了令人鼓舞的效果，有机铬由此可能成为能够给人类健康和动物生产带来重大意义的新型营养型添加剂。