最稳定的维生素——烟酸

研究背景

在诸多的调脂药物中，烟酸类调脂药物是最早用于降低心血管总病死率的调脂药物之一，也是应用历史最长的调脂药物^[1]。烟酸即3-吡啶甲酸，又名尼可丁酸，是结构最简单的一种维生素，是人体和动物中不可缺少的营养成分，它参与组织的氧化还原过程，具有促进细胞新陈代谢和扩张血管的功能，能促进人体和动物的生长发育^[2]。烟酸理化性质稳定，不易被酸、碱、热破坏，被认为是最稳定的维生素^[3]。

作用机理及功能

烟酸在动物体内可转化为尼可酰胺，包含于脱氢酶的辅酶分子中，是辅酶I(NAD)和辅酶Ⅱ(NADP)的成分。在体内这两种辅酶结构中的尼克酰胺部分，具有可逆的加氢和脱氢特性，故在氧化还原过程中起传递氢的作用。烟酸可影响造血过程，促进铁吸收和血细胞的生成；维持皮肤的正常功能和消化腺的分泌；提高中枢神经的兴奋性和心血管系统、网状内皮系统与内分泌功能。此外还可以提高畜禽的生产性能。烟酸可显著提高饲料转化率和产蛋率，不足时影响糖的酵解、柠檬酸循环、呼吸链以及脂肪酸的生物合成,，从而引起烟酸缺乏症^[2]。

合成工艺

从合成方法上看，烟酸的合成工艺一般分为试剂氧化法，氨氧化法，气相氧化法，电化学氧化法，生物氧化法和吡啶羟基化法等^[2]。其中，试剂氧化法是发展最早的制备烟酸的方法之一，使用的氧化剂有HNO₃、KMnO₄或NO₂、浓HSO₄或 SO₃、O₃或 H₂O₂等,其中以HNO₃做氧化剂最为普遍。3-甲基吡啶、2-甲基-5-乙基吡啶、喹啉以及6-羟基啉均可在上述氧化剂作用下生成烟酸（如下图）^[2]。

此外，以3-甲基吡啶为原料，用V₂O₅/TiO₂系催化剂，采用气相氧化法可以一步合成烟酸。水与3-甲基吡啶分开进料，通入催化剂床层后混合进行反应。实验考察了V₂O₅用量，助剂，反应温度，进水量及空速等因素对催化剂活性的影响。结果发现，当V₂O₅负载量为25%，反应温度320～340℃，3-甲基吡啶空速0.15-0.8h^-1，空气，水，3-甲基吡啶的进料摩尔比为110:100:1时，烟酸的产率能够达到90%以上^[4]。

应用

烟酸广泛应用在医药、食品和饲料上，近年来，不断开发出新的用途，是一种发展前景广阔的化工产品^[2]。

医药领域

烟酸作为药品，可防治皮肤病和类似的维生素缺乏症，具有扩张血管的作用，用于医治末梢神经痉挛、动脉硬化等病症。烟酸还可以作为医药中间体，用于合成具有重要医药用途的多种酰胺类和酯类药物^[2]。

食品领域

烟酸是人生长发育不可缺少的食品添加剂，被广泛用作糕点、乳制品、玉米粉等的添加剂。此外，烟酸还可以与维生素合用，代替部分亚硝酸盐作为肉类制品的去味剂或防腐剂^[2]。

饲料领域

由于谷物饲料中，有很大一部分烟酸是以络合形式存在的，因此不能直接被动物吸收，所以，目前世界上普遍采用的方法是在饲料中添加人工合成的烟酸。通过饲料喂养试验证明，人工合成的烟酸可以百分之百地被动物吸收利用，在短期内就能取得明显的增重效果。因此，该物质可用作饲料添加剂用于牲畜饲养^[2,5]。

分析测定

用循环伏安法了不同支待电解质溶液中烟酸的电化学行为，结果发现烟酸在玻碳电极表现有良好的电化学响 应听信号。在碱性介质中，烟酸被不可逆氧化，氧化产物具有电活性可发生准可逆氧化还原反应；在酸性介质中，烟酸发生两步中逆氧化还原反应。结合红外，紫外 光谱分析，研究人员提出了烟酸在不同酸度的介质中电化学反应历程，根据-0.13V处的氧化峰电流与烟酸浓度的关系，提出了电化学测定烟酸的新方法^[6]。

有关研究

作为一种在动物体内具有重要生理和生化功能的化合物，对烟酸进行深入的生理活性研究具有重要意义。例如，研究人员发现，该物质与色氨酸存在明显互作关系，色氨酸可以转化成烟酸，且转化效率是个动态的过程，受多种因素影响。通过对日粮中色氨酸与烟酸适宜的添加比例关系的研究，探索日粮色氨酸与烟酸之间的互作规律，可以为经济、合理使用这两种必需营养元素提供一个配伍模式^[7]。

进一步地，研究人员还观察了烟酸对分化成熟的3T3-L1脂肪细胞胆固醇流出的影响，并探讨了其机制。具体地，3T3-L1细胞促分化成熟后，给与不同浓度的烟酸(0～1.0 mmol/L)干预24 h后，收集细胞，逆转录聚合酶链反应测定脂肪细胞三磷酸腺苷结合盒转运体A1，B族Ⅰ型清道夫受体和过氧化体增殖物激活型受体γ mRNA表达，采用液体闪烁计数器检测细胞内胆固醇流出。结果， 烟酸呈剂量依赖性增加脂肪细胞三磷酸腺苷结合盒转运体A1 mRNA的表达，并促进载脂蛋白AⅠ介导的胆固醇流出，但对B族Ⅰ型清道夫受体表达无影响。过氧化体增殖物激活型受体γ在分化成熟的3T3-L1脂肪细胞 有较高水平的表达，与空白组(0.38±0.29)比较，在1.0 mmol/L浓度的烟酸干预时过氧化体增殖物激活型受体γ表达明显升高(3.15±0.96)，为空白组的8.3倍。故可得出结论， 烟酸能够通过上调过氧化体增殖物激活型受体γ表达，促进脂肪细胞载脂蛋白AⅠ-三磷酸腺苷结合盒转运体A1通路，加速细胞内胆固醇流出。这可能为解释烟酸升 高高密度脂蛋白胆固醇的机制提供有用的线索^[8]。

参考文献

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