一、概述
大蒜素是从大蒜的球形鳞茎中提取的挥发性油状物,是二烯丙基三硫醚、二烯丙基二硫醚以及甲基烯丙基二硫醚等的混合物,同时含有丰富的有机营养成分,如:粗蛋白质、粗纤维、硫胺素、核黄素和可测定的17种氨基酸及微量元素,现在常用的是人工合成以二烯丙基三硫醚为主,加上一定的载体而制成的。
二、大蒜素的作用机理
1、抑制细菌细胞分裂
Weberth认为,大蒜素中的二硫醚和三硫醚能透过病原菌的细胞膜进入细胞质内,细菌巯基失活,使细菌的代谢出现紊乱,从而抑制细胞分裂和破坏病菌及癌细胞的正常代谢,同时还可以使细菌缺乏半胱氨酸,不能进行生物氧化作用,破坏病原菌正常的新陈代谢,有效抑制和杀灭多种病原微生物。
2、刺激动物的嗅觉和味觉,增强动物胃液的分泌
大蒜素具有浓郁的自然香味,能刺激动物的嗅觉和味觉,使采食量提高,同时能刺激动物的食欲,增强胃液分泌、胃肠蠕动,促进消化道对营养物质的吸收利用,提高日增重。
3、促进细胞代谢,增强机体的免疫力
大蒜素中含有多种活性物质,能使细胞代谢增强,促进动物机体溶菌酶的大量释放,增强机体的非特异性免疫功能,起到抗肿瘤的作用,经动物实验证明,大蒜素能促进淋巴细胞、巨噬细胞的增生,刺激淋巴细胞分泌干扰素、肿瘤坏死因子、白细胞介素等,提高机体的免疫力。
三、应用特点
1、应用范围广
大蒜素的抗菌谱较广,对多种葡萄球菌、巴氏杆菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌、绿脓杆菌、爱德华氏菌等病原微生物都有较强的抑制和杀灭作用,可在牛、猪、鸡、鸭、水产及一些特种经济动物养殖中使用,并可用于动物的各生长阶段,应用范围广。
2、价格低廉
大蒜素的使用剂量较低,一般50mg/kg~100mg/kg就有较好的作用效果,另外,人工合成的大蒜素价格低廉,使用成本是其它一些添加剂的几分之一到几十分只一。
3、无配伍禁忌
大蒜素可与其它添加剂、抗生素及药物配合使用,不会产生拮抗作用,不会与饲料中的其它成分产生交叉干扰,不会对人类和动物造成危害。
4、无残留,无耐药性,使用安全
大蒜素是天然抗菌药物,动物体不会产生残留,无停药期,可在畜产品上市前的任何阶段中使用。到目前为止,还没有发现大蒜素有耐药性的菌株,可长期使用。据贾卫斌报道,采用Horn法,分别将大蒜和改性大蒜素样品用蒸馏水配制后对小白鼠一次性灌服,进行急性毒性试验,结果大蒜素和改性大蒜素的LD50都是926mg/kg,属低毒物质,使用安全。
四、大蒜素在畜牧业中的应用
1、促进畜禽生长,提高饲料转化率
黄瑞华等[1](2002)在断奶仔猪日粮中添加25%大蒜素200g/t,结果表明,与对照组相比,试验组日增重提高16.55%(p<0.05),料重比降低13%(p<0.05);贾卫斌等[2] (1997 )用含量为10%合成大蒜素和碘化改性大蒜素,按60mg/kg拌入鸡饲料中,可分别提高日增重7.54%和11.31%;柏松等(1997)研究表明,在产蛋鸡饲料中添加大蒜素,使产蛋率提高5.3%,料蛋比减少6.91%;高红梅等(2004)在牛蛙饲料中添加大蒜素可促进牛蛙生长,降低饲料系数,提高成活率,从而降低养蛙成本,提高经济效益;井明艳[8]等(2004)试验证实,在绵羊饲料内添加大蒜素1.3~1.5g/只·天,可提高绵羊的日增重和饲料转化率;贾卫斌[3]等(1999)在甲鱼饲料中添加50、100mg/kg合成大蒜素,增重率分别提高26.97%和45.35%,饲料转化率提高15.8%和17.37%,黄玉德等(1997)在奶牛日粮精料中添加大蒜素粉0.1%,平均每头奶牛日产奶增加2.28kg,提高幅度11.22%(P<0.05)乳脂率提高4.3%,精料日消耗平均每头下降0.8kg。
2、杀菌防病,提高动物的成活率
大蒜素是天然的抗菌物质,有着和抗生素相似的作用效果,对多种致病菌有明显的抑制和杀死作用。实验证明,大蒜汁在试管内可对多种致病菌,如葡萄球菌、链球菌肺炎双球菌,痢疾杆菌、大肠杆菌等生长繁殖有明显的抑制作用,可防治由痢疾杆菌、霍乱杆菌、伤寒杆菌、芬球菌、链球菌、霉菌等引起的畜禽疾病,如肠炎、鸡白痢、鸡瘟、胃肠炎、家兔的球虫病等。
袁志柱等(1998)报道,在肉鸡中添加大蒜素可提高成活率3%以上。胡石亮[9]等(2000)在牛蛙饲料中分别添加50、100、150mg/kg大蒜素,投喂100g/只左右的牛蛙,经过30天试验,结果表明,试验组的成活率优于对照组。贾玉山[4]等(2004)报道:添加大蒜50~100g/头·天,大蒜素0.4g/头·天有提高肉牛免疫力、增强抗病能力的作用,并对防治牛蛙肠胃炎有较理想的效果。井红艳等(2004)在肉鸡饲料中添加50~100mg/kg大蒜素可提高成活率。傅同禄等在草鱼、鲤鱼饵料中添加1%大蒜素渣预混料,成活率提高15%以上。雍杰在试验中发现,大蒜素对鱼易患的肠炎、烂鳃病有良好的防治效果,是目前防治鱼病的较好的药物之一。
在饲料中添加1%的大蒜素可防治对虾的红腿病,添加5%大蒜进行网箱养殖鲤鱼,其成活率提高15%以上。试验表明在饲料中添加大蒜素,可以提高机体的抗病能力,增强免疫力,对畜禽肠道疾病、皮肤病都有防治作用,对鸡球虫病有良好的防治效果,在非球虫疫区可替代抗球虫药,是目前广大农村发展养殖业进行疫病防治节省投资的有效途径,对猪绕虫、蛔虫、副伤寒,雏白痢、禽霍乱,水产动物肠炎、烂腮、赤皮和出血病等有防治作用,也可用于治疗牛伤风感冒、瘤胃鼓气,羔羊痢疾,马腹痛等。
3、改善畜禽肉品质,降低成本
大蒜素中含有各种硫醚化合物,长期投喂,可以降低鱼体胆固醇,改善水产动物肉质。生化分析表明,大蒜中的硫醚化合物含有与水产动物的肉质香味相关的(C3H6-S10)基因,日本专家在虹鳟、真鲷、牙鲆等鱼饲料中添加50mg/kg的大蒜素粉,经长期不间断投喂可使成鱼的肉质细腻、紧密,鱼肉味鲜美。伍莉[5]等(2002)报道,大蒜素进入肠道后,有激活肠道蛋白酶的作用,从而使饲料中的蛋白质能更好地转化为鱼体蛋白;向枭等[6](2002)在淡水白鲳饲料中分别添加25、50、75、100mg/kg的大蒜素进行试验,结果试验组淡水白鲳鱼体蛋白含量比对照组提高3.82%、6.00%、17.67%、18.38%,粗脂肪含量则较对照组分别降低35.74%、3.95%、2.63%、1.24%,鱼体肌肉的品质发生了明显的变化。据日本报道[7],将大蒜粉碎后挤汁100g,加入0.5~3%VB,在50~70℃的温度下反应1~7h,得到蒜硫胺溶液,然后加入0.5%粘合剂和2%VE,制成饵料添加剂,用于饲喂雏鳖,一年后,不但鳖的增重提高2%左右,而且鳖肉的臭味也消失;大蒜素还能增强鸡肉和鸭肉的特殊风味,改善工厂化养殖鸡、鸭的肉质。同时能增强鸡蛋中的香味成份,使鸡肉、鸡蛋味道更鲜美。
4、诱食助消化
大蒜素含有挥发性有机物,具有浓郁的自然香味,对动物嗅觉有强烈刺激作用,同时能有效掩盖饲料中菜籽粕、肉骨粉等一些原料的不良气味,具有诱食作用,改变饲料的天然风味,刺激采食,增加胃液的分泌,促进胃肠蠕动,可作为天然诱食剂使用。在罗非鱼饲料中加入50mg/kg的大蒜素,经45天喂养,罗非鱼表现出喜食、摄食速度快的特点。
5、改善动物的生长环境
大蒜素中的挥发性含硫化合物,可以驱赶蚊蝇对饲料和粪便的叮吸,大蒜素在体内酶的作用下转变成大蒜辣素,随尿排出后进入粪坑,可以阻止蚊蝇在粪尿中繁殖及幼虫的生成,减少蚊蝇对动物的骚扰,减少疾病传播,改善环境。
6、具有防霉作用
饲料中添加大蒜素,具有抗霉菌作用,对黄曲霉、烟曲霉等多种霉菌有极强的抑制和杀灭作用,能有效防止饲料霉变,抑制黄曲霉素对动物的毒害。
五、讨论
2003年12月,《天然植物饲料添加剂通则》作为国家标准颁布,标志着我国天然植物饲料添加剂的研究和应用,进入更加有序的发展阶段,正适应了食品和饲料业的发展趋势;我国是大蒜的主要生产国之一,大蒜资源极为丰富,我国生产的提取大蒜素产品主要用于出口,合成大蒜素主要用于养殖业,生产技术已经成熟,具备了形成规模工业化生产条件,随着人们对大蒜素作用研究的进一步加强,大蒜素作为具有广泛应用推广价值的无公害新型饲料添加剂,以其无污染,抗菌力强,安全性高等特点,目前已得到养殖界的首肯,将大量应用于绿色饲料的生产和绿色食品的生产上来,其应用前景非常广泛。