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维生素H

维生素也称维它命,是动物体和人类生命活动所必需的一类物质,当机体从外界摄取的维生素不能满足其生命活动的需要时,就会引起新陈代谢功能的紊乱,导致生病,甚至死亡。从化学结构上看,各种维生素之间差异很大,有些甚至毫无关系。按照在油脂中和水中的溶解性不同可以大致分为两类:脂溶性维生素和水溶性维生索。脂溶性维生素包括维生素A、D、E、K等;水溶性维生素包括B族维生素中的B1、B2、B6、B12以及维生素C、维生素L、维生素H、维生素PP、叶酸、泛酸、胆碱等。
某些天然饲料含有预防动物由于蛋白质过剩而引起疾病的物质,这种物质叫作维生素 H。为了避免维生素缺乏症,在动物日粮中要添加含有维生素H的 物质,或者是维生素H 本身。以糖尿病、肾功能不全、肝硬化为背景可以产生维生素缺乏症。当动脉粥样硬化时,维生素H 的需要量增加。随着畜牧业的发展,不仅禽类发生维生素H 缺乏症,而且其它动物也会表现出维生素H不足。在仔猪早期断奶并使用奶的代用品的情况下,仔猪发生了皮炎,在日粮中添加维生素H 治好了患皮炎的仔猪。维生素 H 对健康动物也是有益的:在早期断奶的情况下,改善了幼畜的生长。当毛皮动物吃了大量脂肪副产品和鱼类剩余物时就会患维生素H 缺乏症,如果在日粮中添加维生素H 制剂或富含维生素 H 的饲料一酵母和奶,就不会给动物带来害处。因此维生素H可用于防治动物生物素缺乏症。
维生素H又称生物素,是含有硫的维生素,它是尿素的环状衍生物附有一个噻吩环。在自然界广泛存在,食物中以花菜、蘑菇、坚果、花生、麦麸、沙丁鱼、鸡、动物肝或肾、蛋及干酪含量丰富;此外,肠道细菌也能合成生物素,因此人类生物素缺乏者较为罕见。已知的天然生物素有两种形式:由蛋黄中分出的α-生物素和由乳及肝中分出的β-生物素,其生理功用相同。生物素为无色、无臭的结晶物,极易溶于热水中,在冷水中轻度溶解,对热稳定,可为强酸、碱和氧化剂所破坏,在紫外光下也可逐渐破坏。动物和人体都需要此种物质维持健康。在碳水化物、脂肪和蛋白质代谢中具有重要作用,它作为一种辅酶,把CO2由一种化合物转移到另一种化合物(脱羧作用移去CO2,羧化作用添加CO2),在三大营养素代谢中有很多脱羧和羧化反应。如丙酮酸盐和单酰乙酸盐的互变,琥珀酸盐和丙酸盐的互变,苹果酸盐转变为丙酮酸盐,乙酰辅酶A转变为丙二酰辅酶A,蛋白质合成中的嘌呤的形成等。生物素在代谢方面与叶酸、泛酸和维生素B12有密切关系。在食品中来源广泛,肠道细菌也能合成,故人不易缺乏。但大量和经常摄入生蛋清或长期使用磺胺药及某些抗生素可抑制肠内细菌合成生物素,表现为食欲减退、恶心、呕吐、肌肉疼痛、舌炎、皮肤苍白、精神压抑,血红蛋白和红细胞水平下降,胆固醇含量增高。6个月以内的婴儿患有此症时常有脂溢性皮炎。

维生素H的结构式
图1为维生素H的结构式

理化性质
无色细长针状结晶,较易溶于热水和稀碱液,不溶于其他一般有机溶液,其纯品在室温及空气中稳定。中性及在中等程度酸性溶液中能够稳定数月。碱溶液中较不稳定。水溶液极易生长霉菌,其酸溶液可加热灭菌,熔点232~233℃,旋光度+90°(21℃,1%N NaOH中)。

药理作用
在动物体内,生物素以多种羧化酶的辅酶形式,直接或间接地参与蛋白质、脂肪和碳水化合物的代谢过程。第一,参与碳水化合物的代谢。生物素是中间代谢过程中所必需的羧化酶的辅酶。生物素酶催化羧化和脱羧反应,这些反应与细胞内二氧化碳的定位或固定有关。第二,参与蛋白质代谢。生物素在蛋白质合成、氨基酸的脱氨基、嘌呤合成以及亮氨酸和色氨酸的分解代谢中起重要作用。第三,生物素参与脂类代谢,直接参与体内长链脂肪酸的生物合成。
正常情况下,人体肠内细菌可自行合成生物素。
雏鸡缺乏生物素时,生长减缓,食欲缺乏,生长速度下降;鸡的脚、胫和趾、嘴和眼周围发生皮肤炎症、角化、开裂出血,生成硬壳性结痂;有时还出现骨短粗症。产蛋鸡缺乏时则表现为产蛋率下降,孵化率降低,死胚较多,新孵出的雏禽也产生骨短粗症及畸形等症状。

维生素H缺乏症
1.古典的维生素H 缺乏症:水溶性维生素H 作为羧化酶的辅酶,参与碳酸固定反应及酸转移反应。为此,因维生素H 缺乏或利用障碍时,可出现酸中毒,尿中排泄有机酸。严重时可见脱发、皮炎、眼睑炎、精神神经症状等维 生素H 缺乏症状。
2.食饵性维生素H缺乏症:大多是大量摄取生卵白的极端偏食习惯造成的。生卵白中所含有的卵白素可同维生素H结合,而阻碍维生素H、从肠道吸收,即所谓的“卵白障碍”。本症 给予少量的维生素H(经口 l mg日以下)即可改善。另方面,在非经口营养(完全静脉营养及经肠营养)的患者,也可见维生素H 的缺乏,这是因高能输液时维生素 H 补充不足所致。
3.皮肤疾病:维生素 H 缺乏症的特征是皮炎和脱发,所以本病可能和皮肤机能及皮肤疾病发病有关。
4.掌脓包症性骨关节炎:是以前胸有痛性肿胀及手掌、足底脓疤为主症的难治性疾病,可见合并锁骨及肋骨的变形及糖尿病等。另外,血清中维生素H明显减少,免疫机能也低下。这些症状给予大量维生素H(10mg/日口服及l~2mg/2次/周、肌注)及活性酪酸菌剂可获改善。一般认为本病与维生素H缺乏产生的糖代谢及免疫机能的异常有关。
5.牛皮癣的本质尚不明,治疗也只是对症疗法。本症时血清维生素H浓度低下,丝氨酸/甘氮酸比正常人为高。一般认为由于维生素 H酶与糖代谢有关,所以丝氨酸的合成、代谢途径可能发 生障碍。
6.最近发现给予维生素H 治疗有效 的特应性皮炎和变态反应性疾病患者,血清中维生素H 结合免疫球蛋白的检出率高(约40%)。故认为本病和细胞内潜在的维生素H 缺乏有关。
7.乳儿期的脂溢性皮炎和脱屑性红皮症患者,血中和尿中的维生素H 低下。一般认为是母乳中维生素H 和肠管吸收维生素H 障碍引起的。小儿饮食单调,容易导致维生素H 缺乏。

提取纯化
1)预处理:首先将维生素H发酵液调节pH至7.1~7.5,静置20~40min, 然后升温至60~80℃,再次静置40~60min,后降至室温,加入吸附剂,充分搅 拌,继续静置80~100min,用不锈钢金属网过滤,得到维生素H滤液;
2)将过程1)所得的维生素H滤液稀释,升温至35~40℃后依次进行陶瓷膜 过滤、超滤和纳滤处理,所得纳滤滤液升温至60~80℃,然后冷却结晶,固液分 离,干燥和筛分即可。
总收率在85%以上。成品质量符合相关规定。

用途
用于防治生物素缺乏症。

其他应用
1.可用于食品工业作为加工助剂。
2.具有预防皮肤病、促进脂类代谢等生理功能
3.维生素H具有防脱发的功效,还能预防现代人常见的少年白发。此外,它对维护皮肤健康也扮演着重要角色。

【主要参考资料】
http://www.chemicalbook.com/ProductChemicalPropertiesCB3271542.htm
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