请教大蒜素有关问题

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咨询者：刘光华　咨询时间：2006-07-12　状态：待回复

大蒜素是大蒜的主要活性成分，是一种多功能天然饲料添加剂，在畜牧养殖业中已被大量应用。近年来人们积极的从事大蒜的开发研究，测定大蒜的有效成分、提取大蒜油、制备大蒜粉、合成大蒜素、制备改性大
蒜素产品等，不断拓宽大蒜的用途。本文将对大蒜素的理化性质、作用机理及应用作一综述。
1 大蒜素的化学成分及理化特性
1．1 大蒜素的化学成分
天然大蒜素存在多年生宿根草本百合科葱属植物大蒜中，是具有生物活性的亚矾和矾类化合物成分的总称。随着分离、检测技术的进步，我国化工部饲料添加剂技术开发服务中心用蒸馏水、有机溶剂提取法等，从大蒜中分馏出大蒜的有效成分―大蒜油，然后用TSQ－70B色谱－质谱联用仪在大蒜油中的部分成分中测定出16种含硫化合物，其中含量较高的是丙基二硫化丙烯（约60％）、二硫化丙烯（23％～39％）、三硫化二丙烯（13％～19％）、二硫化二丙烷（4％～5％）及甲基二硫化丙烯。
当前饲料工业上使用的“大蒜素”，一般以人工合成的大蒜精油为原料，加入载体和适合辅料，加工制成预混料，产品为白色粉末。人工合成的大蒜油的主要成分为三硫化二丙烯（50％～80％）、二硫化二丙烯（20％～50％）、少量的单硫化二丙烯和四硫化二丙烯。这4种成分的总含量一般在92％以上，其余不到8％的物质为低沸点的丙酮、乙醇、丙基烯丙基硫醚和二丙基硫醚等杂质。
1．2 大蒜素的理化特性
大蒜素的有效成分为大蒜油，因此大蒜素的理化性质决定于大蒜油，大蒜油的理化性质见表1。
虽然大蒜油中的主要成分属硫醚类化合物，但其化学性能稳定。在非强酸环境中可耐120℃以上温度而不易分解，但若长期暴露于紫外线下则可诱发分解。在强酸环境中可形成并析出硫产生沉淀。在强氧化环境中则可被氧化为亚矾甚至矾，因此大蒜油应存放于阴凉处并避免与强酸或氧化性物质放在一起。
2 大蒜素的作用机理
2．1 诱食助消化作用
大蒜素具有强烈的大蒜气味，对动物具有较强的诱食作用，特别是鱼类和肉禽类都非常喜欢大蒜素的气味，可以增加动物的采食量。同时，强烈的大蒜气味能刺激动物消化液的分泌，加速肠道的蠕动，又进一步刺激了食欲。
2．2 抑菌、抗菌作用
大蒜素对多种致病菌，如大肠杆菌、葡萄球菌、痢疾球菌、肺炎球菌、炭疽杆菌链球菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、霍乱杆菌、白喉杆菌等，有明显的抑制和杀死作用。这主要是由于大蒜素分子中的活性基团硫醚基（－S－O－S－）中的氧原子与细菌生长繁殖所必需的半胱氨酸分子中的硫基相结合，从而抑制了细菌的生长繁殖。
大蒜素对多种真菌，包括白色念珠菌有抑制和杀灭作用，作用机理有以下3个方面：通过对巯基的氧化使蛋白质灭活；与含硫化合物如胱氨酸、谷氨酸发生竞争性抑制；非竞争性的抑制某些酶的正常生理机能。
2．3 增强免疫力的作用
大蒜素可以提高细胞免疫、体液免疫和非特异性免疫的能力。大蒜素在适当浓度（3．125～12．5mg／mL）时，对T淋巴细胞产生促进作用，这种促进作用与大蒜素抑制巨噬细胞产生的一氧化氮的能力有关。在小鼠上的试验显示，大蒜素可增加小鼠脾脏抗体形成细胞数量，一方面，抗体可与病原结合，干扰病原体某些重要的酶或阻断某些代谢途径，达到抑制病原体致病作用；一方面，抗体与外毒素特异性结合，封闭外毒素生物活性部位，阻断其对易感细胞的吸附，使其不产生毒性作用，显著增强动免与强酸或氧物体液免疫能力。大蒜素可提高动物非特异性免疫功能主要是由于大蒜素激活了单核细胞的分泌水平，促使溶菌酶大量释放，溶菌酶能水解细菌细胞壁中的粘多肽，致使致病菌细胞破裂死亡，从而达到了抑菌的效果。
2．4 抗氧化、防肿瘤作用
大蒜素可通过抑制维生素C／FeSO4引发的肝线粒体膜脂质过氧化，使丙二醛（MDA）明显减少，从而抑制了脂质微粒体连锁氧化反应，保护肝组织细胞正常的生理功能。Aouadi等（2000）试验结果表明，大鼠日粮中添加大蒜新素，可明显降低血浆中胆固醇的水平。另外，大蒜素还可清除超氧离子基团，保护组织细胞的正常生理功能。
近来研究表明，大蒜素可明显拮抗苯巴比妥的促癌作用，许多促癌剂或致癌剂可在细胞及组织诱导产生氧自由基，而氧自由基已证实参与了小鼠肝癌的促进作用，在加入大蒜素后，氧自由基对细胞的毒害作用可被大蒜素对抗，表明大蒜素对肝细胞有一定的保护作用。
2．5 抗血小板凝集
大量研究表明，大蒜素中的硫化物是抗血小板凝集的主要活性成份，如蒜氨酸、二烯丙基二硫化物、二烯丙基三硫化物、甲基烯丙基三硫化物、Ajoene和蒜辣素等能抑制ADP诱导的血小板凝集，其中Ajoene和二烯丙基二硫化物是通过抑制5－脂氧合酶及前列腺素合成酶的活性而阻止血栓形成，而其它硫化物只能抑制5－脂氧合酶的活性。
3 大蒜素在畜牧养殖业中的应用
3．1 大蒜素在家禽生产中的应用
大蒜素能有效的促进家禽的生长，提高其成活率、产蛋率、采食量和饲料报酬，还可以改善鸡肉风味。袁志柱等（1998）在肉鸡日粮中添加大蒜素的试验表明，日增重比对照组提高6．4％，料肉比降低了0．04（1．8％），提高经济效益20％左右。何瑞国等（1997）在肉鸡饲料重添加50～100mg／kg的大蒜素，1～35日龄肉鸡日增重可提高7．12％～8．9％，饲料报酬提高2．7％～3．9％，同时证明了添加大蒜素可免添加痢特灵。黄玉德（1996）在海兰蛋鸡日粮中添加100ppm的合成大蒜素，蛋鸡体格健壮，存活率100％，平均产蛋量提高9．09％，产蛋总量提高10．15％，料蛋比下降6．91％，贾卫斌等（1999）在蛋鸡日粮中添加100mg／kg合成大蒜素，与对照组相比，产蛋率提高6．4％，产蛋总量提高10．15％，饲料报酬提高6．88％。陈承祯（2000）的试验结果表明，不仅产蛋率、平均蛋重和饲料报酬提高，而且还证明了基础日粮中添加75mg／kg大蒜素效果好。贾卫斌（1997）、郑诚等（1998）、王瑞云（1999）、李建民等（2001）等也有类似报道。另外，英国有报道日粮中添加2％大蒜干酚，提高了鸡蛋和鸡肉的香味。原因是大蒜素增加了肉、蛋中的香味基团（C3H5－S?O?－）。
3．2 大蒜素在水产养殖中的应用
大蒜素对水产动物有较强的诱食效果及抗菌能力，可提高水生动物免疫力和成活率，且对肉质风味有较好的改善作用。傅同禄等（1990）在草鱼、鲤鱼饵料中添加1％大蒜素渣预混料，鲤鱼成活率提高15％以上，饵料系数由2．98下降到2．28。曾虹等（1996）报道，在罗非鱼饵料中添加合成大蒜素50mg／kg，能提高日增重和成活率均在2％～3％以上，饲料转化率提高11％，并证实大蒜素有强烈的诱食作用。唐雪蓉等（1997）在对虾饵料中添加10～40mg／kg大蒜素。能强烈抑制鲜活饵料体内的硫胺素酶，防止虾缺乏硫胺素，极大降低死亡率；而且在饵料中添加1％的大蒜素还可防治对虾的红腿病（汪建国，1999）。雍杰（1994）、贾卫斌等（1999）等也有类似报道。胡石亮等（2000）在牛蛙饲料中添加大蒜素结果表明，实验组日增重提高15．2％，平均饲料系数系数降低20．6％，还对防治牛蛙肠胃炎有较理想的效果。另外，日本学者研究发现，在鱼饵料中添加50mg／kg大蒜素能增强鱼体肌肉强度，提高肌纤维蛋白含量，降低脂肪含量，改善鱼体风味（张宁，1999）。
3．3 大蒜素在其它动物养殖中的应用
大蒜素能有效治疗和预防乳仔猪、生长育肥猪的各种细菌性疾病，同时能促进猪的生长。早在60年代，瑞士家畜研究所的马丁•乔斯特就发现，在猪饲料中添加少量的大蒜素有利于猪的生长。任培桃（1997）报道，在育肥猪饲料中添加5％的大蒜素粉，猪食欲增强，增重提高5％以上。广东三保养猪公司（1997）在断奶15～24d仔猪料中添加含量为25％的大蒜素100mg／kg进行试验，结果发现实验组仔猪采食性好、腹泻发生率低，日采食量提高8．8g／d•头，日增重比对照组提高6．97％，料肉比降低4．89％；而且还发现大蒜素能使泌乳母猪的采食量提高2kg以上，泌乳量、乳猪断奶重和断奶窝重均有提高。
黄玉德（1997）在奶牛日粮精料中添加大蒜素粉0．1％，结果发现大蒜素能使精料产生浓厚的自然香味，对奶牛产生强烈的诱食作用，并且平均每头奶牛的日产量增加2．28kg，提高11．22％；乳脂率增加0．15％，提高4．30％；精料日消耗则平均每头下降0．8kg；每天综合经济效益增收5．29元／头，经济效益十分显著。黄玉德等（1997）还发现，在新西兰肉兔日粮中添加0．1％的合成大蒜素粉能减少疾病的发生，日增重提高21％，肉兔每千克增重减少饲料消耗21．7％，效益十分显著。
4 大蒜素的合理用量
大蒜素是一种安全的饲料添加剂，据贾卫斌（1997）报道，大蒜素LD50＝926mg／kg?碘化改性大蒜素LD50＝926mg／kg，均属低毒物质。使用大蒜素时直接按配方计量加入主体饲料中搅拌均匀即可，不必改变饲料的其它生产工艺。而且，大蒜素也不会与饲料中的其它成分发生交叉干扰。尽管大蒜素具有良好的使用效果，但是也要注意合理使用，防止造成浪费甚至产生不良影响。以25％的大蒜素预混料计算，在各种饲料中的建议用量见表2。
5 结语
大蒜素以其作用广泛，效果显著，无残留、无抗药性、无致变致畸致癌性、成本低等特点备受养殖行业的青睐。目前已经有商品大蒜素供应。大蒜素在鱼类、畜禽上的抗菌、抑菌功效已得到了共识，在提高动物生产性能方面已基本定论。但是大蒜素本身仍存在着一定的缺点如大蒜臭味，在一定程度上限制了大蒜素在畜牧饲料上的应用，所以开发稳定性大蒜素仍值得研究。总之，大蒜素以其无污染、抗菌力强、安全性高特点，必将大量应用于绿色饲料的生产和绿色食品（畜禽产品）的生产上来，逐步显示出其不可替代的作用，其应用前景将更加广泛。

李玉成

回复：李玉成　回复时间：2006-07-12