煙酸性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
煙酸也稱作維生素B3,主要存在于動物內(nèi)臟、肌肉組織,水果、蛋黃中也有微量存在,是人體必需的13種維生素之一,屬于B族維生素,耐熱,能升華,是一種水溶性維生素。煙酸在人體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為煙酰胺,參與合成輔酶Ⅰ和輔酶Ⅱ,對體內(nèi)脂質(zhì)代謝、組織呼吸的氧化以及糖類無氧分解具有重要作用。

目前,煙酸主要用于飼料添加劑,可提高飼料蛋白的利用率,提高奶牛產(chǎn)奶量及魚、雞、鴨、牛、羊等禽畜肉產(chǎn)量和質(zhì)量。煙酸還是一種應(yīng)用廣泛的醫(yī)藥中間體,以其為原料,可以合成多種醫(yī)藥,如尼可剎米和煙酸肌醇酯等。此外,煙酸還在發(fā)光材料、染料、電鍍行業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。
煙酸也稱作維生素B3,或維生素PP,耐熱,能升華。煙酸又名尼克酸、抗癩皮病因子。在人體內(nèi)還包括其衍生物煙酰胺或尼克酰胺。它是人體必需的13種維生素之一,是一種水溶性維生素,屬于維生素 B族。
煙酸是輔酶NAD和NADP的前體。自然界分布廣泛,在肝臟、魚、酵母和谷類中大量存在。飲食缺乏與糙皮病有關(guān)?!盁熕帷币辉~也用于煙酰胺或其他具有煙酸生物活性的衍生物。維生素(酶輔助因子)。
構(gòu)成煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(輔酶I,NAD+或CoI)及煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(輔酶11,NADP+或Co II) 煙酰胺在體內(nèi)與腺嘌呤、核糖和磷酸結(jié)合構(gòu)成煙酰胺腺嘌呤二核苷酸和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,在生物氧化還原反應(yīng)中起電子載體或遞氫體作用,有賴于分子結(jié)構(gòu)煙酰胺部分。煙酰胺吡啶環(huán)具可逆地加氫加電子和脫氫脫電子特性,在酶促反應(yīng)過程傳遞氫和傳遞電子。
葡萄糖耐量因子(GTF)由三價鉻、煙酸、谷胱甘肽組成的復(fù)合體,是胰島素輔助因子,增加葡萄糖利用及促使葡萄糖轉(zhuǎn)化為脂肪作用。煙酸可降低血膽固醇、甘油三酯及β-脂蛋白濃度及擴張血管。
煙酸缺乏易引起癩皮病,起病緩慢,前驅(qū)癥狀體重減輕、疲勞乏力、記憶力差、失眠。典型癥狀皮炎、腹瀉和癡呆。
煙酸以輔酶形式存在于食物,消化后胃小腸吸收,以煙酸形式經(jīng)門靜脈進入肝臟,轉(zhuǎn)化為NAD+和NADP+。肝內(nèi)未經(jīng)代謝煙酸和煙酰胺隨血液流人其他組織,再形成含有煙酸輔酶。腎臟直接將煙酰胺轉(zhuǎn)變?yōu)镹ADP+。過量煙酸大部分經(jīng)甲基化從尿中排出,其排出形式為N1-甲基煙酰胺和N1甲基-2吡啶酮-5-甲酰胺(簡稱2-吡啶酮)。正常人尿中的N1-甲基煙酰胺排出量為7.5mg/d,相當于攝入量的15%。煙酸還隨乳汁分泌和汗中排出。
取試樣一份,加2,4-二硝基氯苯2份(質(zhì)量計),研成粉末后取10mg放入試管,用文火加熱至熔化后再繼續(xù)加熱數(shù)秒鐘。冷卻,加3ml氫氧化鉀的乙醇試液(TS-190)。應(yīng)呈深紅色。
將約50mg試樣溶于20ml水中,用0.1mol/L氫氧化鈉中和至石蕊試紙呈中性,加3ml硫酸銅試液(TS-78)。應(yīng)逐漸形成藍色沉淀。
預(yù)經(jīng)105℃干燥lh的試樣的礦物油分散體,其紅外吸收光譜的峰值波長,應(yīng)與按同樣方法制備的藥典級參比標準樣相同。見圖01017。
配制濃度為20μg/ml的試樣水溶液,于1 cm池中,測定其237nm和262nm波長處的吸光度,用水作空白對照液。A237/A262的比值應(yīng)為0.35~0.39。
精確稱取試樣約300mg,溶于約50ml水中,加酚酞試液(TS-167)數(shù)滴,用0.1mol/L氫氧化鈉滴定。同時進行空白試驗。每Ml0.1mol/L氫氧化鈉相當于煙酸(C6H5NO2)12.31mg。
LD
50 7.0g/kg(大鼠,經(jīng)口)。
GRAS(FDA,§182.5530,2000)。
ADI不作特殊規(guī)定(EEC,1990)。
GB 14880-94(mg/kg):谷類及其制品40~50;嬰幼兒食品、強化飲料30~45;乳飲料10。
GB 2760—2002(rng/kg):可可粉及其他口味營養(yǎng)型固體飲料,110~240(相應(yīng)營養(yǎng)型乳飲料按稀釋倍數(shù)降低使用量);果汁(果昧)型飲料3.3~15;配制酒10~40;軟飲料3.3~10;固體飲料160~330;豆奶粉、豆粉,60~120;豆?jié){、豆奶,10~30;含乳固體飲料120~156。
FDA§184.1530,2000:以GMP為限。
日本添加量(1998):改質(zhì)奶粉約4mg/100g;小麥粉35~44mg/kg;通心粉、面條55~75mg/kg;面包22mg/kg;玉米粉35~53mg/kg。不得用于鮮魚、貝類及鯨肉。
添加劑中文名稱
允許使用該種添加劑的食品中文名稱
添加劑功能
最大允許使用量(g/kg)
最大允許殘留量(g/kg)
煙酸
運動營養(yǎng)食品
營養(yǎng)強化劑
2.1-30mg
煙酸
餅干
營養(yǎng)強化劑
3-6mg/100g
化學(xué)性質(zhì)
白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末,無臭或稍有臭氣,味微酸。熔點234-237℃。易溶于熱水、熱乙醇、含堿水、丙二醇及氯仿,微溶于水和乙醇,室溫下100mL水可溶解1.6g,不溶于乙醚和酯類溶劑。1%的水溶液PH為3.0-4.0。對熱、酸、堿均穩(wěn)定。大白鼠經(jīng)口LD
505-7g/kg,ADI值不作特殊規(guī)定(ECC,1990)
用途
該品為維生素類藥物,與煙酰胺統(tǒng)稱維生素PP,用于抗糙皮病,亦可用作血擴張藥,大量用作食品飼料的添加劑。作為醫(yī)藥中間體,用于異煙肼、煙酰胺、尼可剎及煙酸肌醇酯等的生產(chǎn)。
用途
煙酸是機體組織中重要的遞氫體和抗癩皮病的因子,有維持皮膚和神經(jīng)健康,促進消化的作用。我國規(guī)定可用于強化谷類及其制品,使用量為40~50mg/kg;在強化嬰幼兒食品中使用量為30~40mg/kg;在飲液及乳飲料中使用量為10~40mg/kg。此外,還可作飼料添加劑和肉制品的發(fā)色助劑。
用途
生化研究,組織培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分;臨床藥物屬維生素B族,用于防治糙皮病、血管性偏頭痛等癥的治療。
用途
煙酸屬于維生素B族,參與人體的脂質(zhì)代謝、氧化過程和無氧分解過程。煙酸可以由體內(nèi)的色氨酸轉(zhuǎn)化生成,人體一般不易發(fā)生煙酸缺乏癥,但是當主食不含煙酸,或是主食中存在分解煙酸的物質(zhì)時,易引發(fā)由于缺乏煙酸而造成的粗皮膚病。因此,煙酸被廣泛應(yīng)用于面食加工、乳制品和玉米粉的制作。在食品中加入一定量的煙酸可以有效預(yù)防缺乏該類病癥的發(fā)生。
用途
輔酶以及輔因子;吡啶核苷酸輔酶;減少肝中非常低密度脂蛋白以及載脂蛋白的纖維化程度
用途
煙酸是重要的化工助劑和緩蝕抑制劑,在感光材料中可以作為抗氧化劑和抗灰霧劑。在電鍍時,煙酸也是極佳的光亮添加劑,在每升電鍍液中只要添加1-10g煙酸就有顯著的效果。
煙酸在感光材料中作抗氧化劑和抗灰霧劑。將0.1%的煙酸水溶液加入感光乳液中,能增加感光材料對光的穩(wěn)定性;在每毫升的感光乳液中加入5-20mL 0.1%的煙酸水溶液,可降低感光材料的灰霧。
用途
煙酸是機體組織中重要的遞氫體和抗癩皮病的因子,有維持皮膚和神經(jīng)健康,促進消化的作用。用量30-80mg/kg。 煙酸是機體組織中重要的遞氫體和抗癩皮病的因子,有維持皮膚和神經(jīng)健康,促進消化的作用。我國規(guī)定可用于強化谷類及其制品,使用量為40~50mg/kg;在強化嬰幼兒食品中使用量為30~40mg/kg;在飲液及乳飲料中使用量為10~40mg/kg。此外,還可作飼料添加劑和肉制品的發(fā)色助劑。本品為維生素類藥物,用于抗菌素糙皮病,亦可用作血管擴張藥,大量用作食品和飼料的添加劑。作為醫(yī)藥中間體,用于異煙肼、
生產(chǎn)方法
煙酸自然存在于谷物胚芽、肉類和花生中,工業(yè)上合成方法有液相法(高錳酸鉀氧化法和硝酸氧化法)和氣相法(臭氧氧化法、氨氧化法和空氣氧化法)。
3-甲基吡啶法
(1)氣相加氨氧化法。將3-甲基吡啶、空氣和氨氣按比例通入流化床反應(yīng)器中,在290-360℃,V2O5催化下反映生成煙腈,再于氫氧化鈉水溶液中、160℃下水解生成煙酸鈉,最后用鹽酸酸化得煙酸。
(2)高錳酸鉀氧化法。在80℃下將高錳酸鉀分批加入3-甲基吡啶與水的混合物中,然后繼續(xù)在85-90℃下攪拌反應(yīng)30min,蒸餾回收未反應(yīng)的3-甲基吡啶,趁熱過濾除去生成的二氧化錳,所得煙酸鉀溶液用鹽酸調(diào)PH至3.8-4.0,冷卻至30℃,結(jié)晶、過濾得煙酸粗品。將粗品溶于熱水,加入活性炭脫色,過濾后冷卻、結(jié)晶得成品,收率約86%。
6-羥基喹啉法
將硫酸、喹啉加入反應(yīng)釜,攪拌加熱至150-160℃并保溫5h,然后控制溫度在180-220℃,緩緩滴加硝酸和硫酸的混合液,約需36-40h加完,再保溫攪拌2-3h得煙酸溶液,
反應(yīng)液加水稀釋,然后用30%-33%的NaOH溶液中和至PH8-9。冷卻后過濾除去硫酸鈉和硝酸鈉結(jié)晶,濾液中加入硫酸銅溶液,攪拌,加熱,反應(yīng)生成煙酸銅沉淀。冷卻、過濾后將煙酸銅加入適量的水中,滴加NaOH溶液至PH大于9,液相不顯藍色為止,過濾除去生成的氧化銅,濾液中加入少量的硫化鈉溶液(以除去微量的銅和鐵等),至溶液不在產(chǎn)生黑色沉淀為止,并過濾,再將濾液用鹽酸調(diào)PH至3.5-3.9,結(jié)晶、過濾得粗煙酸。將粗品溶解于12倍量的蒸餾水中,加入活性炭脫色、過濾、冷卻、潔凈、分離得成品煙酸,總收率35%-39%。
2-甲基-5-乙基吡啶法
以2-甲基-5-乙基吡啶為原料,在加壓、高溫條件下用硝酸氧化,再脫羧生成煙酸。
生產(chǎn)方法
由3-甲基吡啶經(jīng)氧化、酸化而得。用3-甲基吡啶為原料的另一種法,是氣相加氨氧化。采用流化床反應(yīng)器,將3-甲基吡啶、空氣和氨按比例混合,在釩觸媒作用下于290-360反應(yīng)。得到的煙腈用氫氧化鈉在160℃水解。如果用氨水進行水解,控制水解的溶度,可分別獲得煙酸或煙酰胺。由煙堿(煙草)也可以制取煙酸。采用流化床反應(yīng)器,以檸檬酸鐵銨作催化劑,用空氣在65-105℃氣相氧化。工業(yè)上也可用喹啉為原料生產(chǎn)煙酸,常用臭氧氧化、脫羧的方法或用硝酸氧化、脫羧的方法。
煙酸
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品