1、大蒜素的作用机 理和应用研 究进展目前， 抗生素在促进动物生长、 提高饲料 的利用率、 防病等方面发挥了重要作用 ， 但长 期大量使用抗生素容易造成畜产品中药物残 留， 影响畜产品的品质 ， 并对人们 的健康造成 严重威胁。大蒜素是从大蒜的球形鳞茎中提 取出来的挥发性油状物， 具有杀菌、 诱食、 促 生长等作用 ， 并且无耐药性、 不产生致畸、 致 癌、 致突变等副作用 ， 是一种极具应用价值的 替代抗生素的绿色饲料添加剂。本文主要介 绍了大蒜素的作用机理及其应用研究进展。 I 大蒜素的性质 大蒜素是从大蒜中提取的挥发性油状液体， 具有强烈刺激性气味和蒜特有的辛辣味， 主要包 括二烯丙基二硫醚
2、、 二烯丙基三硫醚及少量的二 烯丙基一硫醚和二烯丙基四硫醚等有机硫化合 物( 刘建中， 2 0 0 0 ) （1） 。大蒜素易溶于乙醚、 乙 醇、 乙酸乙酯等有机溶剂， 难溶于水， 不耐热， 对 碱不稳定但对酸稳定。表 1 天然大蒜素的主要成分 （2）化合物 分子式 分子量 相对含量%二烯丙基单硫醚二烯丙基二硫醚二烯丙基三硫醚二烯丙基四硫醚甲基烯丙基三硫醚C6H10SC6H10S2C6H10S3C6H10S4C4H8S31141461782101529.0117.4940.057.197.682 大蒜素的作用机理 2 1 抑菌作用 王继强等( 2 0 0 6 ) （3） 报道 ， 大蒜素中的二
3、硫醚、 三硫醚具有杀菌、 抑菌作用 ， 其原因为：大蒜素中的二硫醚和三硫醚以及大蒜素的分解产物阿霍烯等成分能穿过致病菌的细胞膜 而进入细胞质中， 使细菌缺乏半胱氨酸而不能进行生物氧化作用， 从而破坏致病菌 的正常新陈代谢。另外 ， 大蒜素可抑制微生物生长繁殖所依赖的巯基酶活性 ， 使细菌生长达不到对数生长期 ， 从而起到抑制或杀灭细菌作用。苏凤贤等( 2 0 0 6 ) （4） 报道 ， 采用投射电镜 ， 观察大蒜素对 口腔厌氧菌、 核酸杆菌、 牙龈卟啉菌的杀菌机理， 结果表明： 在 3 7 作用I 5 分钟后 ， 大蒜素可破坏细菌细胞壁结构 ， 可见胞壁破裂、 变薄或消失 ， 胞浆变性。郭红
4、珍等( 2 0 0 7 ) （5） 体外试验研究表明， 1 浓度大蒜素对大肠杆菌、 金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为 1 0 0 和 7 3 6 。 表 2 大蒜液的 MI C 和 MB C( g m L) （6）菌种 M I C 最低抑菌浓度 MB C 最低杀菌浓度金黄色葡萄球菌大肠杆菌白色念珠菌表皮葡萄球菌变形杆菌0.060.030.060.060.060.060.030.060.050.062 2 降血脂作用 大蒜素具有显著的降血脂效应 ， 其作用机 理可能包括 2 个方面： 阻断了内源性胆 固 醇的合成。Q u r e h i 等( 1 9 8 7) 7 实验发现， 大 蒜提取物可 以抑制
5、胆 固醇合成 的两种关键 酶： 7 a 一羟化酶和 HMGC o AR 酶的活性 从而使 血 清 T C 和 L D L 明显 降 低。Yu 等 ( 2 0 0 1 )8 也研究发现 ， 大蒜素及其提取物可 明显抑制肝内脂肪和胆固醇生成酶的活性。 如苹果酸酶、 脂肪酸合成酶、 葡萄糖 一 6 一磷 酸脱氢酶和 3 一羟 一 3 甲戊二酰辅酶 A 还原酶。干扰胆 汁酸循环 ， 抑制 了肠道胆 固醇 的吸收， 促进了血清和肝脏甘油三酯的分解。 胆固醇在肝脏中经氧化代谢成胆汁酸， 再进 入到肠肝循环。正常情况下。 约有 9 5 的胆 汁酸被重新吸收回到肝脏， 而小量损失 的部 分又可经体 内胆 固醇
6、的生物合成得到补充。 大蒜素抑制 了肠道胆固醇的吸收， 增加 了粪 便中胆汁酸的排泄， 从而增加肝脏 中胆 固醇 的氧化效率， 导致肝脏胆固醇池的部分耗竭。 胆 汁酸的分泌导致血清胆固醇水平的下降。 聂乾忠等( 2 0 0 3 ) 9 报道， 用鲜大蒜或大蒜提 取物饲喂日本鹌鹑 ， 其血清、 蛋黄和肝中的胆 固醇含量都下降 ， 鸡蛋 中胆 固醇含量降低 了 5 4 5 mg k g ， 血液胆固醇降低了 1 8 。A o u a d i 等( 2 0 0 0 ) 10 试验表明， 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。根 据饲喂胆固醇 鼠的模型试验 ， 大蒜素对高胆 固醇
7、症有明显保护作用， 血清 T C 和 L D L C 含 量显著降低。洪伟等( 2 0 0 5 ) 11 u 在蛋鸡 日粮 中添加 1 0 0 mg k g 大蒜素 ， 试验结果表明， 血 清 总 胆 固醇、 甘 油 三 酯含 量 分 别 降 低 了 9 8 4 和 1 4 3 。表 3 大蒜素对试验性高血脂型小鼠 血脂水平的影响 12 组别 大蒜素含量MG/KG-DTCMMOL/LHDLCMMOL/LLDLCMMOL/L模型组小剂量组中剂量组高剂量组-1239.866.916.155.790.921.3611.381.407.995.004.283.992 3 提高机体免疫力 大蒜素具有较好
8、的免疫激发性， 可增强免疫系统的功能， 增加胸腺和脾脏重量 ， 促进中枢淋 巴细胞 和外周 淋 巴细胞 增殖 ( 刘 浩 ，2 0 0 6 ) 1 3 。另外 ， 大蒜素含有多种活性物质 ，具有延缓细胞 的衰老， 活化 由糖脂质组成的细胞膜 ， 能再度提高其渗透性 ， 细胞 的新陈代谢加强 ， 活力增加 ， 机体的免疫力也随之增强( 陈红平 ， 2 0 0 2) 14 。魏云 ( 1 9 9 2) 15 在小 鼠日粮中添加适量大蒜素， 其脾脏、 胸腺的重量明显增加， T 淋巴细胞激活增加， 脾脏抗体形成细胞数量增加， 单核细胞分泌水平提高， 溶 菌酶释放增加。张香斋等( 2 0 0 6) 16
9、 在蛋雏 鸡 日粮中添加 1 5 0 m g k g 大蒜素 ， 雏鸡脾脏 的 重量提高了 2 7 7 8 ， 法 氏囊 的重量 提高 了 1 5 2 9 ， 胸腺的重量提高了 l 1 5 2 免疫器 官重量增加是由于 自身细胞生长发育和分裂 增殖加快， 说明机体的免疫力提高。 表 4 大蒜素对 2 1 日龄肉鸡免疫器官 发育的影响 1 7 组别 法氏囊相对重量胰脏相对重量胸腺相对重量对照组12.5 大蒜素组37.5 大蒜素组62.5 大蒜素组96123.79129.79137.54145.58203.9160.2174.46295.96314.47501.33536.402 4 抗氧化功能
10、大蒜素的体内抗氧化活性与清除氧 自由 基有关。超氧阴离子( 0 一 )自由基具有氧化 能力 ， 0 一 还可做为启始 因子在铁离子的催化 下生成羟 自由基(一 O H) ， 一 O H 的活性更高， 氧化能力更强。张久亮等 ( 2 0 0 2 ) 18 钉在体外 建立 0 一 和 O H 自由基产生体系， 观测到大蒜 素不但可有效地清除 O ：自由基， 表现出一定 的量效关系， 而且对毒性更大的 O H 自由基 亦有明显的清除作用 ， 量效关系明显 ， 研究表 明， 大蒜素 在 8 4 2 7 I mo l mL 及 4 2 1 4 l a , mo l mL 的浓度下对 0： 一 的清除率分
11、别 为 2 9 0 和 1 9 8 ； 对 O H 的清 除率分 别为 6 5 4 、 4 2 1 。H e l e n 等( 1 9 9 9 ) 19 对已被尼古丁导 致 的脂质过氧化作用 的小鼠进行试服 ， 发现 用大蒜油的小鼠能明显增加抵抗尼古丁脂质 过氧化作用 ， 这是因为小鼠服用大蒜油后， 抗 氧化物酶活性增强， 且谷胱甘肽得到积累。 3 应用效果 3 1 促生长效果贾卫斌( 1 9 9 9) 2 O 在鲤鱼饲料中分别添 加 1 0 0 mg k g 的合成大蒜素和碘化大蒜素， 其 增重率分别提高了 1 3 3 、 l 8 4 ， 饲料报酬 分别提高了 5 5 、 1 0 3 ， 经
12、济效益提高 了 1 5 一 2 5 。胡世杰等( 2 0 0 0) 21 在鲤鱼饲 料中添加 5 大蒜素 ， 试验箱鲤鱼的日增重较 对照组提高 了 0 2 2 g 条 天， 产量较对照组 提高了 2 6 3 k g e m ， 饵料系数降低 了 0 2 7 。陈承 祯 等 ( 2 0 0 0) 22 在 蛋 鸡 日粮 中 添 加 1 0 0 mg k g 大 蒜 素， 蛋 鸡 的 产 蛋 率 提 高 了 1 1 1 ， 料蛋 比降低了 3 8 ， 破损蛋数降低 了 5 2 3 8 。张淑会等( 2 0 0 4) 23 在断奶仔猪 日粮中添加 2 0 0 g t 大蒜素， 试验猪平均 日增 重提
13、高了 1 6 5 4 ， 饲料利用率提高了 1 3 。 3 2 诱食效果 研究表明， 水产动物比较喜欢大蒜素的气 味。张乔 等 (1 9 9 4) 24 在 垂 钓饵 料 中添 加 0 5 一 3 大蒜素 ， 其强烈的气昧可以刺激 鱼类 的嗅觉 ， 鱼类特别是鲫鱼的上钩率可提 高 7 0 8 0 。张艳萍等( 1 9 9 7 ) 25 试验证 实， 添加大蒜素制剂制成 的颗粒饲料在味觉 上对鲤鱼具有显著的诱惑力 ， 使其抢食激烈， 摄饵率高， 鱼种生长速度明显加快 ， 较对照组 提高了 1 5 。 3 3 抗病效果 朱文锦( 2 0 0 4) 26 副研究结果表明， 在鲤鱼 饲料中添加 2 0
14、 0 g t 大蒜素 ， 连续投喂 5 一 l O 天 ， 对 鲤 鱼 肠 炎 型 出 血 病 疗 效 显 著 ( P 0 0 5 ) 。黄兴国等( 2 0 0 1 ) 27 在黄鳝饲料中添 加 2 0 0 m k g 大蒜素 ， 与对照组相 比， 黄鳝的 存活率提高了 6 ， 未见赤皮病和肠炎的发 生。聂乾忠等( 2 0 0 3 ) 9 在草鱼饲料中添加 8 0 mg k g 大蒜素 ， 与对照组相比， 成活率提高 了 6 ， 并发现可以显著提高草鱼对嗜水气单 杆菌的抵抗力。 表 5 大蒜素在饲料中的添加量( mg k g ) 动物类别 诱食 促生长量肉鸡，肉鸭，蛋鸡，蛋鸭仔猪，育肥猪草鱼，
15、甲鱼，鲤鱼，虾，虹鳟獭兔5050801001001001002002004 大蒜素的质量控制 市场上大蒜素产品良莠不齐， 产品质量各 异， 其生产效果反映也不一样。影响大蒜素质量 的主要因素为氯丙烯的含量和大蒜素有效成分 三硫醚的含量。 4 1 副产物氯丙烯的控制 我国的大蒜素产品包括天然提取的大蒜素 和化工合成的大蒜素， 天然大蒜素中不含有氯丙烯， 而化工合成的大蒜素含有氯丙烯。化工合成 大蒜素的具体路线如下： CH2= C H C H2 CL+ NA2S 2O 3 CH2 = C H CH2S2O3NA + N a CL CH2= C H CH2S2O3+ NA2S CH2=CHCH2 S
16、 SNa CH2=CHCH2 S S Na+CH2=CHCH2 S 2 O3 Na CH2= C H CH2 - S - S - S 一 CH2 一 CH = CH2 + NaSO3 大蒜油生产过程中 的反应率 为 8 5 一 9 2 ， 其主要杂质为氯丙烯。氯丙烯 为强刺 激性无色液体 ， 对皮肤、 粘膜、 呼吸道有强烈 的刺激性， 且蒸气能引起肺气肿， 该物质可能 对中枢神经系统、 肾、 肺有损害， 长期接触， 可 导致四肢麻木和残废 ( 郑宗林 ， 2 0 0 3 ) 28 引。由 于其熔点只有 4 4 6 ， 在饲料制粒、 贮存过程 中会 自然挥发。需要注意的是 ， 氯丙烯挥发 的同时
17、会携带出大蒜油分子， 从而使大蒜油 挥发加剧， 蒜味又浓烈又刺鼻。我 国即将颁 布的农业部标准规定， 氯丙烯在大蒜素制剂 中的含量应不高于 1 。因此， 养殖场和饲料 厂在购买大蒜素制剂时要有清醒的认识， 不 要把蒜味的浓与不浓作为购买的重要指标 ， 布的农业部标准规定， 氯丙烯在大蒜素制剂 中的含量应不高于 1 。因此， 养殖场和饲料 厂在购买大蒜素制剂时要有清醒的认识， 不 要把蒜味的浓与不浓作为购买的重要指标 ， 对于嗅觉敏感 的鱼类可选择气味小、 杀菌能 力强、 含三硫醚高的大蒜素产品； 对于嗅觉较 差 的禽类可选择气味大， 具有诱食和杀菌能 力的、 含二硫 醚高 的大蒜素 产 品(
18、董胤 滔， 2 0 0 4) 【 圳 。 4 2 检测方法的合理选择 大蒜素的有效成分主要为二硫醚和三硫 醚， 尤其是三硫醚的含量越高 ， 其抑菌、 促生 长效果越明显。但养殖场和饲料厂在测定大 蒜素产品的硫醚含量时， 通常运用氧瓶燃烧 法。氧瓶燃烧法是把大蒜素制剂在纯氧中燃 烧 ， 使大蒜素中的硫变为 S O 2 ， 被水吸收， 变成 H 2 S O 4 ， 用标准 的 Na OH 溶液滴定 出硫量。 以 三硫醚的硫含量为标准 ， 反推 出大蒜素的含 量。这种测定方法假定大蒜素中的硫醚化合 物均为三硫醚， 但事实远不是这样 ， 而且会给 人造成一种错觉： 硫的含量越高， 大蒜素质量 就越好的
19、错误判断， 同时也会给造假者提供 添加硫磺、 元明粉等含硫物的机会。大蒜素 一般采用碳酸钙等作为载体， 碳酸钙经氧燃烧 ， 变成氧化钙 ， 遇水变成氢氧化钙， 中和了 硫燃烧产生的 H2 S O 4 ， 造成 Na O H 滴定结果不准甚至无法滴定。因此 ， 要精确测定 出大蒜 素硫醚化合物 的含量， 必须用气相色谱法或 毛细管色谱法为宜。我国即将颁布的大蒜素 农业部标准也提出了用气相色谱法测定大蒜 化合物 分子式 相对含量%二烯丙基单硫醚二烯丙基二硫醚二烯丙基三硫醚二烯丙基四硫醚C6H10SC6H10S2C6H10S3C6H10S45.4418.5120.2910.84素制剂的有效含量 ，
20、并规定大蒜素产品中二 硫醚和三硫醚的含量至少为 2 5 。新标准实 施后， 养殖者和饲料厂可根据气相色谱检测 的大蒜素有效成分含量， 选择性价 比高的大 蒜素产品。 表 6 气相色谱法测定大蒜油中 有效成分的含量 30参考文献 1 刘建中， 郑黎 ， 林映才 蒜素的合成工艺改进 J 中 国医药工业杂志， 2 0 0 0。 ( 1 1 ) ： 4 8 3 4 8 4 2 郑屏， 盛旋， 张祥， 等 天然大蒜油及合成大蒜素的气 相色谱 一质谱分析 J 分析化学研 究简报， 2 0 0 5， ( 9 )： 1 3 2 11 3 2 3 3 王继强， 赵 中生， 龙强， 等 大蒜素的性质、 生理功能
21、和在畜禽业中的应用前景 J 中国动物保健， 2 0 0 6， ( 1 O ) ： 5 3 5 6 4 苏凤贤， 张宝善 大蒜素杀茵作用及其在食品中应用 J 粮食与油脂， 2 0 0 6， ( 4 ) ： 4 3 4 5 5 郭红珍， 姚越红， 王秋莽 大蒜抑茵作用的研究 J 安徽农业科学。 2 0 0 7 ， ( 2 ) ： 4 1 4 4 1 5 6 王桂亭。 宋艳艳， 王志波， 等 大蒜液体外抑茵作用的 实验研究【 J 预防医学论坛， 2 0 0 6 ， ( 2 ) ： 1 3 11 3 3 7 Q u r e s h i A A ， C r e n s h a w T D， A b u
22、i r m e i l e h N， C t a 1 I n f lu en c e o f mi n o r pl a nt e o ns t it ue n O n p o r c i ne h e p a t ic l i p i d m e t a b o l i s m： i m p a c t o n s e n l I n l i p i d JA t h e r o - s c l e r o s i s，1 98 7 ， 64 ： 1 0 9 8 Y uY a h Y e h， u j u a n Hu Wa t e rs o l u b l e o r g a n o -
23、s u l f u r c o mp o u nd s o f g a r l ic i n hi bi t f a t t y a c i d a nd t r i g l y c e r i d e s y n t h e s e i n c u l t u r e d r a t h e p a t o e y t e s JH p i d s 2 0 01， 3 6 ： 3 95 【 9 聂乾忠 大蒜素对草鱼鱼种阶段生产性能及抗病力 影响研究 D 湖南农业大学， 2 0 0 3 1 O A o u a d i R， A o u i d e t A， Hk a d h i A e t a
24、 1 E f f e c t o f g a r l i c a l l i u m s a t i v u mO i l l i p i d m e t a b o l i s m i n m a l e r at s J N u t r i t i o n R e s e a r c h ， 2 0 0 0 ， ( 2 ) ： 2 7 3 2 8 0 【 l 1 洪伟 ， 龚月生， 李纪刚， 等 大蒜素对产蛋坞生产性 能和血清生化指标的影响 J 动物 医学进展 ， 2 0 0 5 ， ( 9 ) ： 8 58 7 1 2 张庭延， 童系琼， 刘锡云 大蒜素降血脂作用及其机 理研究 J 中国
25、实验方荆学杂志， 2 O O 7 ， ( 2 ) ： 3 2 3 5 1 3 刘浩， 崔美芝 ， 董娟 大蒜素抗氧化延缓衰老作用 的实验研究 J 中国老年学杂志。 2 0 0 6 ， ( 2 )： 2 5 2 253 1 4 陈红平， 温小扬。 万绍贵， 等 大蒜素及其功效研究 J 】 中国饲料， 2 0 0 2 。 ( 4 ) ： 1 31 4 1 5 魏云 大蒜素对小鼠免疫功能的影响 J 中药材。 l 9 9 2， ( 1 2 )： 4 2 1 6 张香斋， 李蕴玉。 李佩 国， 等 大蒜素对蛋雏鸡免疫 指标的影响 J 河北科技师范学院学报， 2 0 0 6 ， ( 2 ) ： 262 9
26、 1 7 陈常秀， 李同树 大蒜素对 肉鸡免疫器官发育及 T 淋巴细胞阳性率的影响 J 家畜生态学报 ， 2 0 0 6 ， ( 2 ) ： 8 8 9 1 1 8 张久亮， 史栽祥， 黄力 大蒜素清除氧 自由基的实验 研究 J 中国友好医院学报， 2 0 0 2， ( 5 ) ： 2 9 83 0 0 1 9 H e l e n A， R 8 j 聃 r e e C， K r l s h n a k u m a r K e t a 1 A n t i o x i - d a m r o l e o f o i l s i l me d f r o m g a rl ic a n d o n
27、i on o n n i e o - t i n ei n d u c e d l i p i d p r e o x i d a f i o n J V e t e n n a r y a nd H u m a n T 0 】 【 i c o l o g y ， 1 9 9 9， ( 5 ) ： 3 1 6 3 1 9 2 0 贾卫斌 大蒜素的应用研究 J 粮食与饲料工业， 1 9 9 9， ( 5)： 3 1 2 1 胡世杰 大蒜素作为添加剂饲养鲤鱼效果 J 内陆 水产 ， 2 0 0 0， ( 4)： 1 5 2 2 陈承祯 ， 牛淑玲， 王贞友， 等 蛋鸡 日粮中添加大蒜 素对产蛋性能
28、的影响 J 中国家禽， 2 0 0 0， ( 1 1 ) ： 1 4 2 3 张淑会 ， 李秀丽 大蒜素对断奶仔猪 生长发育及 其周 围环境 的应 用效 果 J 江 西饲料 ， 2 0 0 4， ( 4)： 56 2 4 张乔， 苏晓鸥 饲料添加剂大全 M 1 9 9 4 ： 6 2 5 张艳萍 饲料中添加大蒜素对鱼类生长的作用 J 】 科学养鱼， 1 9 9 7 ， ( 1 1 ) ： 3 9 2 6 朱文锦 大蒜素治疗肠炎型出血病效果研究 J 河 南水产 ， 2 0 0 4 ， ( 1 ) ： 2 9 3 O 2 7 黄兴国， 贺建华， 左建军 大蒜素在黄缮养殖中应用 效果的初步研究 J 内陆水产， 2 0 0 1 ， ( 9 ) ： 2 7 2 8 郑宗林 大蒜油中的氯丙稀及其危害 J 养殖与饲 料， 2 0 0 3 ， ( 8 ) ： I 1 2 9 董胤滔 合成大蒜油主要成分的性质与应用 J 辽 宁盲牧兽医， 2 0 0 4， ( 8 ) ： 6 3 0 王健， 贾斌 大蒜油中大蒜素等含硫化舍物的气相 色谱 一质谱法测定 J 中国饲料 ， 2 0 0 1 。 ( 2 3 ) ： 2 9
