标题：酵母铬
微量元素铬
1.1铬元素介绍铬是人体必需的微量元素之一，十八世纪末由法国化学家Louis Vauquelin首次发现并命名，在机体的糖代谢和脂代谢中发挥特殊作用。但在随后的100多年中，这种矿物质元素被认为是一种有害元素，甚至是致癌物质，其应用也局限于印染、制革、化工等行业。直至1957年，Schwarz 和Mertz观察到铬在糖代谢中的作用，提出葡萄糖耐量因子假说,并通过实验逐步证实，Cr3+是啤酒酵母中葡萄糖耐量因子(Glucose Tolerance Factor, GTF)的活性组成部分。随后用鼠和人进行的大量研究表明：三价铬主要通过GTF协同和增强胰岛素的作用，从而影响糖类、脂类、蛋白质和核酸等的代谢，影响动物的生长、繁殖、产品品质及抗应激、抗病能力，并认为铬(Cr3+)是人和动物机体必需的微量元素。 
后来，Mertz证实了GTF是以尼克酸－三价铬－尼克酸为轴心，谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸为配体的物质。他还证实了铬的生物化学作用主要是作为胰岛素的增强剂，通过胰岛素影响糖、蛋白质、脂肪和核酸的代谢。从而证明了铬是人和动物的必需微量元素之一。此后，许多学者对铬的代谢、生物学功能及在养殖业中应用作了大量的研究，取得了一些积极的成果和可喜的发现。1.2人体内的铬人体内铬几乎都是3价的, 它很稳定, 人体内约含铬6mg, 它广泛地存在于人体骨骼、肌肉、头发、皮肤、皮下组织、主要器官(肺除外) 和体液之中。人体对无机铬的吸收利用率极低，不到1%；人体对有机铬的利用率可达10～25%[王文君. 饲料博览, 2000, (10) : 12～13]。正常成人需求量20～50μg /d, 儿童、孕妇和老人为50～110μg /d , 糖尿病患者和肥胖人群为50～200μg /d。1.3自然食物中的铬铬在天然食品中的含量较低、均以三价的形式存在。啤酒酵母、废糖蜜、干酪、蛋、肝、苹果皮、香蕉、牛肉、面粉、鸡以及马铃薯等为铬的主要来源。人们主要从食物、饮水和空气摄取一小部分铬。
酵母菌
2.1简介酵母菌是人类实践中应用比较早的一类微生物，我国古代劳动人民就利用酵母菌酿酒；酵母菌的细胞里含有丰富的蛋白质和维生素，所以也可以做成高级营养品添加到食品中，或用作饲养动物的高级饲料。酵母菌在自然界中分布很广，尤其喜欢在偏酸性且含糖较多的环境中生长，例如，在水果、蔬菜、花蜜的表面和在果园土壤中最为常见。2.2酵母制品的优势酵母菌一般有很高的营养价值，特别是含有较多蛋白质，很多B族维生素、核酸和矿物质，同时也能产生一些保健功能活性物质。维生素B群可控制人体的代谢功能，保持正常的神经作用。维生素B2与维生素B6对皮肤是很重要的维生素。维生素B12有防止贫血的作用，且有促进肠内维生素合成的作用，所以对肠或肝功能不强的人有增强体力的效果。 另外，有人报告，酵母菌SH2发酵培养物用凝胶层析柱G-75分析，于280nm波长处进行蛋白质洗脱分离时，发现在其中有2个蛋白质洗脱峰对干扰素效价有增强作用，进而证明此物为核蛋白（蛋白比糖为3：1）。2.3应用鉴于酵母具有独特的营养及保健价值，不仅直接被开发为营养食品，还可进一步制备成多种营养活性物质，作为营养食品的载体，进一步深加工则成为更具营养和保健价值的食品。酵母在食品领域中的应用历史悠久，以酿酒和面制品发酵为人们所熟悉，其应用已扩大到药品、食品添加剂、保健食品、调味品、饲料、培养基成分等方面。市场上已经有了比较丰富的各类酵母食品。其中，酵母抽提物就是以酵母为原料开发的食品，它有着极其浓郁的肉香味，可改善食物的风味和口感，已经广泛应用在调味品领域，因其营养丰富，也可用作营养补充剂。2.4开放方向目前，国内外酵母开发的方向主要有三个方面：一是对传统酵母进一步研发，提高生产技术，降低生产成本和提高原料的利用率；二是通过酵母基因表达外源蛋白，发展生物制药；三是开发富集功能因子的功能性酵母，将营养酵母和功能性酵母深加工后制成营养保健食品。此种营养保健品即以酵母为载体，补充一些微量营养素的保健食品和特殊营养食品，如富铁酵母、富硒酵母、富锌酵母等。即在生产酵母的培养基中，增加铁、锌、硒浓度，从而使酵母中含有较多的这些物质，供人食用。也可将富含某些营养物质的酵母掺入畜禽饲料，经再一步转化，产生富含某些营养素的奶、蛋、肉类。目前这类食品转移的功效物质还只限于营养素，是否可以扩展到非营养素性功能物质，仍然是人们感兴趣的问题。
酵母铬的分类
3.1总括补充酵母铬是近日欧美健康食品商店里的一个很热门的话题。因为美国农业部的科学家均已证实，微量元素的三价铬(Cr3+)离子是葡萄糖耐量因子(GTF)的重要组成部分，它具有调节脂质代谢、改善糖耐量的作用。
对一批超过10年病历的II型糖尿病患者作临床试验，其结果令人相当吃惊：这些患者的血糖明显地降低。但科学家们指出，如何去指导糖尿病患者合理摄取这种微量元素，而不致于产生另一种副作用，则成为一个新研究课题。而最安全、最有效的方法是采用葡萄糖耐量因子性铬最安全，而酵母铬是目前最安全的。3.2无机铬产品种类较多，主要是将氯化铬与奶粉混合，或与其他微量元素如碘、锌、硒、镁等混合而生产的产品。这些产品既为人们补铬带来了便利，也存在很多无法克服的问题：(1)吸收率低，一般都低于10%；(2)无生物活性，需要转化成有生物活性的GTF铬，才有调节代谢的作用。但糖尿病及冠心病患者的机体基本没有这种转化能力；(3)无机铬的有害作用，在动物实验中发现，被喂无机铬的大鼠，其腹腔网膜上有大量的脂肪堆积，在肾脏的基底细胞有无机铬聚集。而服无机铬的肾衰患者在做透析时，发现其血液中无机铬的浓度远远高于未服无机铬者。3.3有机铬产品目前，商品有机铬有3种形式：吡啶铬羧酸、烟酸铬和酵母铬。
⑴吡啶甲酸铬(Chromium Picolinate)
有效成份:吡啶甲酸铬(Chromium Picolinate)纯品为玫瑰红色结晶，微溶于水,溶于稀酸溶液，由于铬离子与三个吡啶甲酸分子形成稳定的络合物,而具有理想的稳定性并易为动物吸收。
作用机理：铬是动物必需的微量元素之一，是动物葡萄糖耐量因子(GTF)中的活性成份，含三价铬的复合物为胰岛素的增强剂。能明显促进胰岛素与细胞受体的结合。进而刺激组织对机体对葡萄糖的摄取。铬还参与蛋白质的合成和核酸、脂肪的代谢，降低机体脂肪含量，提高瘦肉率。具有生物活性的Cr3+还可以增强动物免疫力、繁殖力、提高机体对不良状况与应激的抵抗力。本品无毒、无残留。
功 效：它稳定性强，是脂溶性的，可顺利通过细胞膜直接作用于组织细胞，是较易被人体吸收的有机铬，可调节血糖，增强胰岛素活性，改善人体糖代谢，从而预防和改善糖尿病乏力、多尿、口渴等症状，可防止糖尿病合并症的产生。。提高瘦肉比例，降低胴体脂肪含量；提高抗应激能力，增强机体免疫功能；改善饲料报酬，促进动物生长；提高母猪产仔数；降低仔猪的死亡率。
用法用量：本产品以预混剂形式添加，预混剂有效有机铬含量为0.2%或0.1%，全价料每吨添加100～200克。
⑵烟酸铬(chromium nicotinate)
性状:纯品为灰蓝色粉末,微溶于水,易溶于稀酸,不溶于乙醇，其中铬为三价。
化学成份：分子式：Cr(C6N4NO2)3
作用机理：铬是葡萄糖耐量因子的重要活性成份，含三价铬的复合物为胰岛素的增强剂。明显促进胰岛素与细胞受体的结合。进而促进蛋白质的合成和糖、脂肪的代谢，降低机体脂肪含量，提高瘦肉率。具有生物活性的Cr3+还可以增强动物免疫力、繁殖力、提高机体对不良状况与应激的抵抗力。本品无毒、无残留。
功 效：降低背膘厚度，提高瘦肉比例；提高母猪产仔数，活仔数、改善繁殖性能；提高抗应激能力，增强机体免疫功能； 改善饲料报酬，促进动物生长；
建议用量：本产品以预混剂形式添加，预混剂有效有机铬含量为0.1%或0.2%，仔猪、肥育猪和种猪全价料每吨添加100～200克。
⑶酵母铬：
①安琪酵母铬 
简介：天然血糖调控剂，在机体糖代谢和脂代谢中发挥特殊作用的人体必需微量元素-铬激活胰岛素活性，调节血糖，抑制糖转化为脂肪。
主要功用：铬能增强胰岛素活性，控制血糖。能调节脂肪储存量，帮助减重。降低血中胆固醇和甘油三酯的含量，预防心血管病。 
最佳摄取量：100微克，若为治疗目的，则以200微克为宜。酿酒活性干酵母是最好的摄取方式。研究指出，每日200微克酵母铬，血糖平均可降低18%。每日补充200微克以上的酵母铬胆固醇会大为降低。 ②杭州双马生物工程有限公司
产品规格:富铬酵母中有机铬Chromium(Cr)含量：大于0.25%
产品优点:本品符合国际标准，有机铬含量0.25-0.8%，其中蛋白质含量大于38%，已处于国内领先水平。铬是人体必需微量元素，是胰岛素辅助因子。
特点、功效及应用
4.1酵母铬的优点①通过毒性试验证实酵母铬食用安全，无毒性。
②酵母铬含有的生物活性铬的人体吸收率可高达10%-15%，其吸收率是甲基吡啶铬的311%，氯化铬的672%。
③酵母铬本身富含蛋白质、糖类和B族维生素，除可作为铬源使用外，还同时提供其他有益营养。
④酵母铬能进行大规模工业化生产，生产成本低。4.2酵母铬的功效①降低糖尿病患者的血糖，也可以改善其低血糖反应，具有对血糖的双重调节作用，能有效控制糖尿病，消除葡萄糖耐量方面的异常现象。
②能明显降胝血清胆固醇水平，减轻动脉硬化症状。
③能纠正缺铬儿童和长期肠外营养患者的糖耐量异常。
④能有效增加人体肌肉，减少脂肪。 
⑤在生长/肥育猪日粮中添加铬可显著提高胴体瘦肉率，提高饲料转化率，降低背脂厚度，还可以提高母猪的繁育性能和仔猪的成活率。
⑥能增加蛋鸡的产蛋率，降低鸡蛋胆固醇，也可增加肉鸡生长速度，降低胸肌脂肪含量。
⑦能改善动物内分泌，增强抗应激能力。4.3酵母铬的应用范围①可作为补铬保健食品和药品的原料
②可作为营养强化食品中铬营养素强化的原料 
③可用于畜牧养殖业，作为饲料中铬营养素强化的原料 
④其他需要强化铬营养素的产品
铬与脂类代谢
铬与脂类代谢的关系，国内外都做过广泛的研究：补铬可通过调节各种脂蛋白含量和胆固醇的代谢而对机体的脂类代谢产生有益的调节和改善作用；动物日粮补铬可降低血清甘油三酯和总胆固醇的含量，并提高高密度脂蛋白（HDL）的含量。铬可能通过两种机制调节脂类代谢，一是日粮补铬可提高胰岛素活性（缺铬时活性降低，并通过糖代谢诱发脂类代谢紊乱），调节脂类代谢、改善机体血脂状况，因而和人类冠心病、高脂血症及动脉硬化等的发生有关；二是铬可加强脂蛋白酶（LPL）和卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）的活性，LPL和LCAT对于合成HDL有重要作用，机体缺铬则HDL的合成减少，含量下降。
一些证据表明，铬能增加胆固醇的分解和排泄。Abraham等（1980）证明铬不仅能降低兔主动脉上胆固醇的沉积，而且能清除沉积于主动脉上的胆固醇。Page（1993）在生长肥育猪日粮中添加不同水平的吡啶羧酸铬（PicolinateChromium），猪血清中胆固醇水平显著降低。Lein（1996）在生长猪饲粮中添加200ppb的铬（GrPic），血清甘油三脂和低密度脂蛋白胆固醇显著下降（P<0．05），肌酸肝和高密度脂蛋白（HDL）显著提高（P<0．05）。Pahe等（1991）报道在产蛋鸡日粮中添加200pp吡啶羧酸铬，血液中胆固醇减少，但蛋黄中胆固醇未发生变化。综合有关研究结果，铬可能通过两个途径调节脂类代谢，一方面当动物体缺铬时，胰岛素的生物学活性降低，糖耐量受损，且通过糖代谢引发脂类代谢紊乱，补铬后胰岛素活性增强，降低主动脉上胆固醇的沉积，调节脂类代谢，从而改善血脂状况；另一方面，铬能够增强脂蛋白酶和卵磷脂胆固醇酰基转移酶的活性，从而增强了高密度脂蛋白的合成，动物体缺铬时，上述两种酶的活性降低，高密度脂蛋白合成减少，导致血液中高密度脂蛋白下降。　
老年人缺铬时易患糖尿病和动脉粥样硬化，还可引起高血脂病、动脉粥状硬化, 生长迟缓以及缩短寿命等。补铬有逆转上述现象的作用。
酵母铬的作用机制
6.1酵母铬的降糖作用大量研究表明，机体内铬的缺失会导致糖、脂代谢紊乱，人体铬缺乏和糖尿病及其并发症的发生密切相关。目前认为铬的作用机制是可增加胰岛素与受体的结合力、增加胰岛素受体数量、增加胰岛素受体的磷酸化等。此外，在机体的葡萄糖摄入、葡萄糖氧化成二氧化碳和葡萄糖转换为脂肪等方面，以及在依赖胰岛素的糖、蛋白质和脂肪代谢中，铬主要是协助胰岛素发挥作用。近年来发现的天然低分子量的铬结合物质(Low molecular weight chromium bindingsubstance，LMWCr)在调节胰岛素方面的作用被人们逐渐认识。铬可激活胰岛素受体激酶(insulin eceptor kinase)的活性，在胰岛素的存在下，LMWCr可刺激激酶活性增加8倍，而将铬从其中分离，就会使其增加酶活性的作用消失。铬也可抑制磷酸化酪氨磷酸酶(Phosphotyrosine phosphatase)，该酶可减除胰岛素受体的活性。
铬对胰岛素受体激酶的激活作用和对胰岛素受体酪氨酸磷酸酯酶的抑制作用可导致胰岛素受体的磷酸化作用增加，从而增强胰岛素敏感性，降低胰岛素抵抗。6.2相关研究国际上推荐每日铬摄取标准为50－200微克。近年来的研究表明，补铬对治疗不同类型的糖病(包括2型糖尿病、1型糖尿病、妊娠糖尿病和类固醇引起的糖尿病等)均有效。糖尿病病人缺铬导致胰岛素抵抗的事实已逐渐为中外专家所认同，并逐渐改变着糖尿病治疗的传统用药观念。而且通过临床对比，发现使用有机铬的效果比无机铬好，常见的有机铬有吡啶甲酸铬、烟酸铬、酵母铬等。
应用与展望
近年来, 随着人们生活水平的不断提高, 动物性食品摄入不断增加, 导致糖尿病、高脂血症、冠心病发病率不断升高, 适量补充铬元素可以预防和治疗上述疾病。作为人体必需微量元素铬的生物活性制剂, 酵母铬不仅具有良好的降血糖、降血脂的效果, 还能避免无机铬盐的毒性, 调节人体糖、脂类和蛋白质代谢, 是一种安全而高效的铬补充剂。由此可见, 今后酵母铬必将得到更为广泛的应用。
早在1959年，Mery和Schroeder发现三价铬是葡萄糖耐量因子(GTF)的活性成分，在体内协助胰岛素发挥生化作用，具有降低血糖和降血脂作用。[Schambelan M，Blake S，Sraer J，et al.Increased prostaglandin production by glomeruli isolated from rats with streptozotocin-induced diabetes mellitus.J Clin Invest，1985，57：404.]以后，科学工作者对铬剂进行了广泛的研究，发现糖尿病病人体内铬量明显降低。实验证实人体缺铬后胰岛素的生物活性降低，靶组织对胰岛素的效应下降，甚至不起反应，继而糖耐量受损，严重时血糖升高，出现糖尿，空腹糖尿，发生糖尿病。用低效铬(如氯化铬)治疗糖尿病，能改善病情。Levine(1968年)等证明，给糖尿病人补充铬，150～1000μg/d，15～120d，糖耐量异常的病人有50%获得改善。Vinson用铬剂治疗高血糖病人，治疗两个月后，病人糖化血蛋白明显降低。1996年Glinaman用低效的氯化铬治疗糖尿病患者，有40%的病人改善了糖耐量。随着进一步的深入研究和新型铬剂的开发，有望对糖尿病的预防和治疗做出积极的贡献。7.1食品工业酵母铬不仅含铬较高,还含有丰富蛋白质、核酸、糖原、脂肪、生物素、多种B族维生素、固醇和其它多种微量元素。如果制成活性酵母铬,还含有多种消化酶、磷酸酶、生理活性物质,如谷胱甘肽等,其营养保健价值远远超过单纯的三氯化铬(仅含三价铬离子) 。上述这些营养物质除具有一定营养保健作用外,还可用于食品工业中进行营养强化和食品加工。
它在食品工业上的应用主要有以下:
(1) 适于制作点心、面包、饼干等快餐食品的强化营养, 一般添加量2～ 3%。
(2) 改善点心、面包、生面团质量, 增加延展性, 便于操作, 添加量015～ 1%。
(3) 提高熟食品、冷冻食品的风味, 添加量2～ 3%。
(4) 对于含有较高脂肪和脂溶性维生素(A、D、E、K) 的食品, 添加铬酵母能引起抗氧化作用, 添加量1%。
(5) 铬酵母可提高肉类制品本身的粘合性和保水性, 并且能增加香味。添加量1～ 3%。
(6) 铬酵母自溶或酶解液与一定量的果汁、调味汁等配成营养强化饮料与调味液(例鲜酱油、食醋)。也可与豆乳、牛乳混合喷雾干燥为降糖豆乳粉和奶粉。7.2预防医学酵母铬含有天然有机活性铬,除了能够显著降低糖尿病人的血糖和高脂血症患者的TC、TG及LDL2C外,还能够提高HDL2C预防粥样动脉硬化,保护心肌,改善人体的糖代谢、脂肪代谢和蛋白质合成,维持核酸的三级结构,防止RNA受热引起的变性作用,预防周围或中枢神经系统发生病理变化。酵母铬既可作为治疗疾病的药物,又是一种良好的预防保健品。此外,据国内外相关报道,补充酵母铬还具有良好的减肥效果,可作为新一代的健康减肥食品。7.3畜牧业铬可提高动物的抗应激能力,影响免疫反应。作为饲料添加剂,铬可提高饲料的利用率,促进生长,提高胴体品质,提高繁殖性能。在动物饲料中添加酵母铬制剂,不仅可以降低无机铬对动物机体的危害,还能有效的提高动物体蛋白质的合成能力,提高机体中肌蛋白合成过程中所需的各种酶蛋白的含量,促进肌蛋白合成,提高瘦肉率,降低脂肪沉积,从而改善畜肉品质。
人们临床试验发现: 服用铬酵母不仅对降低II型糖尿病人对外源胰岛素需要和对II型糖尿病人降血糖外, 冠心病患者总胆固醇降低10% , 高密度脂质(HDL ) 显著增高14% , 总胆固醇与高密度脂质比值降低约17%。食物中添加高铬酵母能预防和控制动脉粥状硬化症状发生。缺铬也是动脉粥状硬化病的病原因子。
所以, 微量元素之一的铬对人和动物的健康起着重要作用。过去, 这方面宣传太少, 许多人不太了解或者了解不深。希望广大医务工作者、科技工作者、营养学专家以及新闻媒介对我们的同胞和畜牧专业户等多介绍一些有关微量元素方面的知识, 相信对提高全民体质和禽畜兴旺将起到积极作用。
全文总结
补充酵母铬近日在欧美的健康食品商店里的一个很热门的话题。因为美国农业部的科学家均已证实，微量元素的三价铬(Cr3+)离子是葡萄糖耐量因子(GTF)的重要组成部分，它具有调节脂质代谢、改善糖耐量的作用。
酵母铬（酵母铬）是国家食品药品监督管理局指定的铬营养补充来源之一。酵母是人类利用最早、最广泛的纯天然营养型微生物，也是天然的营养宝藏和理想的生物载体。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,更好地发挥其调节血糖、降脂及降胆固醇的作用。
铬在天然食品中的含量较低、均以三价的形式存在。啤酒酵母、废糖蜜、干酪、蛋、肝、苹果皮、香蕉、牛肉、面粉、鸡以及马铃薯等为铬的主要来源。
我国的含铬产品经历了添加无机铬、添加有机铬和补充啤酒酵母铬(即GTF)三个阶段。无机铬产品主要是将氯化铬与奶粉混合，或与其他微量元素如碘、锌、硒、镁等混合而生产的产品，但存在很多无法克服的问题：吸收率低，一般都低于10%；无生物活性；无机铬的有害作用。有机铬产品在吸收率、生物活性方面均高于无机铬，从剂型上也有了改进，装入硬胶囊，因而每日服用剂量更易于控制，但是后来的研究发现，与铬结合的吡啶环会损伤染色体上的DNA，可能会使染色体畸变。目前比较理想的三价铬应当来源于啤酒酵母。来源于啤酒酵母的GTF铬吸收率高，生物活性好，性能更稳定。
酵母铬的功效：
①降低糖尿病患者的血糖，也可以改善其低血糖反应，具有对血糖的双重调节作用，能有效控制糖尿病，消除葡萄糖耐量方面的异常现象。
②能明显降胝血清胆固醇水平，减轻动脉硬化症状。
③能纠正缺铬儿童和长期肠外营养患者的糖耐量异常。
④能有效增加人体肌肉，减少脂肪。 
⑤在生长/肥育猪日粮中添加铬可显著提高胴体瘦肉率，提高饲料转化率，降低背脂厚度，还可以提高母猪的繁育性能和仔猪的成活率。
⑥能增加蛋鸡的产蛋率，降低鸡蛋胆固醇，也可增加肉鸡生长速度，降低胸肌脂肪含量。
⑦能改善动物内分泌，增强抗应激能力。
酵母铬的应用范围：①可作为补铬保健食品和药品的原料②可作为营养强化食品中铬营养素强化的原料 ③可用于畜牧养殖业，作为饲料中铬营养素强化的原料 ④其他需要强化铬营养素的产品 　近年来, 随着人们生活水平的不断提高, 动物性食品摄入不断增加, 导致糖尿病、高脂血症、冠心病发病率不断升高, 适量补充铬元素可以预防和治疗上述疾病。作为人体必需微量元素铬的生物活性制剂, 酵母铬不仅具有良好的降血糖、降血脂的效果, 还能避免无机铬盐的毒性, 调节人体糖、脂类和蛋白质代谢, 是一种安全而高效的铬补充剂。由此可见, 今后酵母铬必将得到更为广泛的应用。