大蒜素在动物饲料中的应用.pdf

只要饲料中抗营养因子的含量不超过该动物的耐受阈值,一般对畜禽的生产性能无影响,如猪饲粮中高单宁高粱不超过 20%时,即无抗营养作用。不同动物对同一种抗营养因子的耐受能力不同。Jansman(1989)报道,仔鸡日粮中单宁水平增至 3 克/千克(根据 Vanilin硫酸法测定)或 5 克/千克(根据 Folin 法测定),仔鸡是可以忍受的,但同样水平的单宁会降低仔猪回肠蛋白质的表观消化率。结束语目前,对抗营养因子的研究取得了可喜的成绩,但对以下几个方面的研究还是不够的:各种家畜、家禽的耐受值(即阈值)的研究;各种抗营养因子含量的检测方法的研究;经济有效的消除抗营养因子的抗营养作用的方法的研究等。我国是个饲料资源比较缺乏的国家,应当重视有关抗营养因子的研究。(参考文献 26 篇略)大蒜素在动物饲料中的应用武书庚 齐广海(中国农业科学院饲料研究所,北京,100081)郑君杰 董焕成(北京市饲料监察所,北京,100000)畜牧业中抗生素的使用可引起微生物产生抗药性,以及抗生素在畜产品中的残留,这些都直接威胁着人类的健康。为了保证人、畜健康,近年来抗生素替代品的研制引起世界各国的重视,寻找天然无害的植物性或矿物性且具有抗生素作用的添加剂己成了研究热点。大蒜以其多种有益于动物保健和提高生产性能的作用而倍受青睐,多年来人们积极地从事大蒜的开发研究,如测定大蒜的有效成分、制备大蒜粉,提取大蒜油、合成大蒜素、制备改性大蒜素产品等,不断拓宽大蒜的用途。本文将对大蒜的化学特性及其在畜牧业中的应用作一综述。大蒜素的化学本质大蒜素是对多年生宿根草本百合科植物大蒜(a-llium sativum)中主要生物活性成分的总称,在我国入药有着悠久的历史,是一种广谱抗菌药,有消炎、降压、降血脂、抑制血小板凝集、减少冠状动脉硬化,抑制体内N-亚硝胺合成、防癌、治癌、抗病毒等多种功效。大蒜素用在人医对呼吸道、消化道、脑膜炎、肠道疾病的有效率达 80 95%,还可用于兽医、农药和食品添加剂等。近年来,大蒜素在养殖业中已经被开发利用,饲料中大蒜素可作为杀菌剂、杀虫剂、解毒剂、调味剂、动物保健增产剂及产品改 善剂。Theodor Weitheim(1844)用水蒸气蒸馏法提取了大蒜油(二稀丙基二硫化物和少量二稀丙基三硫化物),是一种呈黄色或淡黄色挥发性液体,不溶于水,能与无水乙醇和氯仿等以任意比例混合,有蒜臭气味。大蒜中的蒜氨酸在蒜氨酸酶(Mackenzie等,1977)的作用下变成次磺酸(RSOH),次磺酸不稳定脱水变成蒜素(RSOR),RSOR 再分解变成硫醚和二硫醚,二硫醚歧化变成硫醚和三硫醚,三硫醚歧化变成二硫醚和四硫醚,依次歧化。因此天然大蒜油中含有硫醚、二硫醚、三硫醚和四硫醚等,以二硫醚为主。大蒜油由二硫醚与二稀丙基硫醚和少量硫共同构成。二硫醚歧化后才有大蒜气味。100 克新鲜大蒜中含:水分 70 克、蛋白质 414 克、脂肪 012 克、碳水化合物 23 克、粗纤维 017 克、灰分113 克、钙 5 毫克、磷 44 毫克、铁 014 克、硫胺素 0124克、核黄素 0103 克、烟酸 019 克、维生素 C 3 毫克、大蒜油 012 克。每吨干蒜可提炼精油 2 千克左右。天然大蒜精油含丙基二硫化丙烯(约 60%)、(CH2=CH-CH2)2S2(二硫化二丙烯,含量 23 39%)、(CH2=CH-CH2)2S3,(三硫化二丙烯,含量 13 19%)、(CH2=CH-CH2)2S(硫化二丙烯)、CH2=CH-CH2S-CH3(甲基硫化丙烯)、CH2=CH-CH2S2-CH3(甲基二硫化丙烯)、(CH3-CH2-CH2)2S2(二硫化二丙烷,45%)等 100 多种挥发性含硫化合物。人工合成的大蒜素主要成分为三硫化二丙烯(50 80%),二硫化二丙烯(20 50%)以及 8%左右的杂质如丙酮、乙醇等。大蒜在畜牧业上的应用改善肉品风味英国有报道日粮中添加 2%大蒜干粉,提高了鸡蛋和鸡肉的香味,是因为肉、蛋中的香昧成分 C3H5-S(O)-基团的增加。日本有报道,一份大蒜与 100 份)19)015 3%的硫胺素溶液混合,于 50 70e 反应 7 小时得蒜硫胺溶液,再加 015%粘合剂和 2%维生素 E 作为添加剂,喂稚鳖一年后上市重达 112 千克,比通常饵料提高增重 20%,鳖肉臭味消失。降低胆固醇大蒜素对血浆胆固醇、脂蛋白作用的研究相对较多,而对蛋黄胆固醇含量的影响则研究很少。Konjuf-ca等(1997)报道,给肉鸡饲喂添加大蒜素的日粮,显著降低了 7A-胆固 醇羟 化酶 的活 性。Paik 和 Blair(1996)指出,添加新鲜大蒜或大蒜的乙醚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,血糖也降低了。但 Reddy 等(1991)报道,基础日粮中添加 0102%大蒜油饲喂白来杭鸡,血脂、血浆胆固醇和蛋黄胆固醇的含量没有变化,Kendler(l987)认为,大蒜素对人的血脂也无作用。提高生产性能曾虹等(1996)试验表明,50 毫克/千克大蒜素可改善饲料转化率(11%),饲料生物学综合评定值提高12%,罗非鱼增重率和成活率均有所提高。生长育肥猪日粮中添加 5%大蒜粉,提高了食欲和增重(5%以上)。0108%大蒜油能分别提高草鱼成活率 15%、罗非鱼增重 10%。饲料中添加大蒜泥和合成大蒜素均能提高蛋鸡的产蛋性能,降低料蛋比(黄玉德,1996)。化工部添加剂技术开发服务中心把大蒜粉碎后与多糖一起干燥制粉,日粮中添加 3%提高肉鸡成活率 11%、增重6%,鸡肉味鲜美;蛋鸡产蛋率提高 5%,饲料利用率改善8%。榨大蒜汁 10千克于50 100e 搅拌得 714千克粘稠焦臭的黑竭色物质作为饲科添加剂,以 0 13克/千克的量添加到仔鸡饲料中可使死亡率降低 3%。改善畜舍环境,减少苍蝇大蒜中挥发性物质$大蒜素在酶的作用下变成大蒜辣素,以尿的形式排出,大蒜辣素能阻止成蝇在粪中的繁殖,抑制蝇蛆的生长。抗菌和提高免疫活性在5本草纲目6和5验方新编6中就有大蒜用于防治细菌性及病毒性感染的精辟记载。大蒜素分解产生的新生态硫是较强的天然杀菌剂,四硫醚最不稳定、杀菌力最强,合成大蒜油中二硫醚的杀菌力优于天然大蒜油,二硫醚有诱食和杀菌的双重作用,稀丙基硫醚易被氧化,氧化后生成二硫醚和水,故其在饲料中有多重作用,具有抗氧化剂、杀菌剂、香昧诱食剂等的作用,是一种天然多功能添加剂。大蒜素的作用机理 增强胃液分泌和胃肠蠕动、刺激食欲和促进消化大蒜素有强烈诱食作用(曾虹等,1996)。大蒜能增加仔猪的采食量:猪的嗅觉灵敏度是人的 400 倍,这种灵敏度增加了仔猪对大蒜辣味的喜爱,从而增加仔猪尤其是营养不足仔猪的采食量。大蒜素提高机体免疫力低剂量大蒜素就可使小鼠溶菌酶活性显著增高,中等剂量和高剂量时溶菌酶活性极显著增高,说明大蒜素激活了单核细胞的分泌功能,使溶菌酶大量释放。溶菌酶能水解细菌细胞壁中的粘多肽,从而使其裂解和死亡,起到抗感染作用。大蒜参与细胞免疫、提高血清溶菌酶活性,可能是其抗感染的机制之一(曾林等,1999),这与中医认为大蒜止痢、止咳、杀菌相一致。抗血小板凝集作用Bordia(1978)首先报道了大蒜精油有抗血小板凝集作用;随后,大量研究表明硫化物为其抗血小板凝集作用的主要活性成分,如蒜氨酸、二稀丙基二硫化物、二稀丙基三硫化物、甲基稀丙基三硫化物、Ajoene 和蒜辣素等均在 体外能抑制 ADP 诱导的 血小板凝集。Wagner(l987)提出 Ajoene 和二稀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的,其他硫化物只能抑制 5-脂氧合酶的活性。抑制细菌1:50000 250000 浓度时即可抑制格兰氏阳性和阴性菌,对痢疾杆菌、结核杆菌、霍乱孤菌、葡萄球菌、肺炎球菌及链球菌均有抑杀作用。大蒜素中三硫醚能抑制大肠杆菌、葡萄球菌、真菌及其他杂菌的生长,如对大肠杆菌、葡萄球菌和肠炎沙门氏菌的抑制浓度分别为 80、80 和 40ppm,对有益菌如干酪乳杆菌无抑制作用。另据5植物药有效成分手册6,大蒜素有抗念珠球菌、隐球菌属菌和须发癣菌等菌的抗菌作用,能加强家兔的多形白细胞吞噬作用。临床可用以治疗痢疾、百日咳、肺结核、头癣及阴道滴虫等。湖北省畜禽育种中心养猪场报告(1999)认为,大蒜素的促生长作用主要因为大蒜素能有效抑制断奶仔猪肠道大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌的生长,减少了断奶仔猪拉稀,从而促进生长。大蒜素通过抑制半胱氨酸蛋白酶和醇脱氢酶来抑制阿米巴虫性痢疾,半胱氨酸蛋白酶是感染的元凶,为感染微生物提供破坏和侵入组织的内的能量,醇脱氢)20)酶在微生物生存和代谢中有重要作用。大蒜素与这些酶中的重要组成部分疏基发生反应,抑制动脉胆固醇阻塞物的形成。自由基可以导致肿瘤生长、动脉粥样硬化、老化和其他疾病,大蒜素作为抗氧化剂(作为氧化反应的底物),可以清除自由基。大蒜的开发利用鲜大蒜鲜大蒜(不去皮)与玉米混合后(曹言珂,1990),入粉碎机粉碎(也可用搅烂、切碎等方法制成蒜泥),与配料一起拌匀即可,添加量一般为 1 5%。大蒜(渣)粉大蒜或大蒜渣(大蒜提油后的下脚料)制成大蒜干粉,按比例直接(孙振金等,1990)或制成预混剂(傅同禄等,1990)后加入饲料中,添加量一般为 012 1%。大蒜油(大蒜素)分离大蒜蒸馏所得的油水混合液得到淡黄色大蒜油,按每千克饲料中添加 100 200 毫克的量添加于饲料中,使用方便效果好。合成大蒜素有效成分纯度高,药效优于天然大蒜素,且价格低廉,饲料中添加量为 50 100 毫克/千克。改性大蒜素为了改进大蒜素的不稳定性,减少大蒜臭味,更便于在饲料中添加,人们用特制材料将大蒜素包裹后,研制成了改性大蒜素。贾卫斌等(1997b)的研究表明,碘化改性大蒜素与大蒜素的 LD50均为 926 毫克/千克,抑菌作用相同。动物试验(鲤鱼、肉鸡、生长鸡和蛋鸡)表明,碘化改性大蒜素的效果更为明显,饲料中添加量一般为 011%。结 语大蒜素以其良好的防病治病效果和改善生产性能、提高动物产品品质的作用而引起国内外广泛关注。目前国内外已有商品大蒜素供应,据估计国内已有 50多家生产厂家。大蒜素在鱼类、畜禽上的抗菌、抑菌功效已得到了人们的共识,但在猪用得较少,需要进一步努力。大蒜素对提高动物生产性能的作用已基本定论(表 1),但对其改善品质方面的作用则国内研究较少。动物日粮中使用大蒜素来生产低胆固醇畜禽产品、改善人们生活质量方面,更具有实际应用价值,在保健食品和药品的 开发研究方面仍有很大潜力。从分子水平研究大蒜素的有效成分及其作用机制,使这一丰富资源的开发和利用提高到一个新的水平。大蒜素本身的一些缺点如大蒜臭味,限制了其在畜牧业中的应用,所以开发稳定性大蒜素也值得研究。在日益对抗生素替代品需求迫切的今天,大蒜素因其无污染和安全性高,在生产中具有不可替代的作用,应用前景将更加广泛。(全文完)表 1 大蒜素及其加工产品动物试验综合表作者年份动物大蒜形式及添加量生产性能指标李兆龙等1987速成鸡大蒜2%提高鸡肉香味黄 云1989雏鸡切碎大蒜 5%成活率达 98%傅同禄1990雏鸡和蛋鸡大蒜预混剂 2%提高成活率 3125 15155%,提高产蛋率 918%孙振金等1990肉鸡大蒜干粉 012%蒜渣干粉 1%提高增重 13 克,提高氮存留4146%提高增重 8 克,提高氮存留1%于 船1990蛋鸡大蒜素产蛋率提高 4%、延长高峰期黄玉德1994雏鸡提取大蒜素合成大蒜素改性大蔬素增重率提高 912%增重率提高 1217%增重率提高 518%广东畜牧所1994黄羽肉鸡大蒜素50 毫克/千克提高食欲、抗病力、增重莫棣华等1995黄羽肉鸡大蒜粉50 毫克/千克提高增重(1119%)、经济效益、成活率曾 虹等1996罗非鱼大蒜素50 毫克/千克提高生产效益,改善饲料转化率贾卫斌等1997a肉鸡碘或非碘化大蒜素0106%促进增重 5116 10134%、提高效益袁志柱等1998肉仔鸡大蒜素提高日增重(614%)、存活率(3%)和经济效益(20%)王瑞云1999蛋种鸡大蒜粉2%产蛋率、种蛋受精率、孵化率、健雏率和饲料报酬,明显提高蛋种鸡的经济效益Bordiad 等1975大鼠大蒜粉2%或 3%降低血浆胆固醇(53%和 34%)Myung 等1982大蒜血浆、肝脏胆固醇及肝脏脂肪降低约 30%Sklan 等1992雏鸡大蒜2%降低肝脏胆固醇Konjufca等1997肉鸡大蒜3%降低 7/-胆固醇羟化酶活性和胸肌胆固醇)21)