大蒜素在畜牧生产中的应用

大蒜属于百合科，为多年生宿根草本植物。大蒜素的有效成分为大蒜油，是大蒜中大蒜辣素、大蒜新素及多种烯丙醛硫醚化合物等主要成分的总称。大蒜素作为饲料添加剂用于饲养业，可增强动物抗病力，提高免疫力，改善饲料风味，促进动物生长发育，提高动物的肉蛋产量，提高饲料报酬，经济效益十分显著。大蒜素以其作用广泛，效果显著，无残留，无抗药性，无致突变、致畸、致癌性，低成本等优点备受养殖户和饲料厂家的青睐，成为广受欢迎的新型饲料添加剂。

大蒜及合成大蒜素的理化基础

大蒜的营养特点

大蒜富含营养物质、各种微量元素和维生素。100克鲜蒜含水70克、蛋白质4.4克、脂肪0.2克、碳水化合物23克、粗纤维0.7克、灰分1.3克、钙5毫克、磷44毫克、铁0.4克、维生素B0.24克、烟酸0.9克、维生素C3毫克、大蒜油0.2克等。

大蒜素的化学组成

天然的大蒜中含有挥发油，天然大蒜油含丙基二硫化丙烯(约60%)、二硫化二丙烯(23%～39%)、三硫化二丙烯(13%～19%)、硫化二丙烯、甲基硫化丙烯、甲基二硫化丙烯、二硫化二丙烷(4%～5%)等挥发性含硫化合物，总含硫量约为35%～45%。每吨干蒜球中约含精油l千克～2千克。合成的大蒜素是多种烯丙基有机硫化物复合体，主要成分为三硫化二丙烯(50%～80%)、二硫化二丙烯(20%～50%)以及8%杂质(如丙酮、乙醇等)。

大蒜素的理化性质

大蒜素具有强烈的刺激味和蒜特有的辛辣味；不耐热，当温度高于80℃时，易发生分解反应；对碱不稳定，但对酸较稳定，常温下在酸性(尤其是pH值为5～7)条件下稳定性较好；长期暴露于空气中，则紫外线可诱发其分解；大蒜素难溶于水，但能与乙醚、乙醇等有机溶剂互溶，而且在无水乙醚、95%乙醇中稳定性很好。

大蒜素的处理方法及利用

据生物化学分析证明，新鲜的大蒜中并不含有大蒜素，而含有它的前体———蒜氨酸，蒜氨酸以稳定、无臭的形式存在于大蒜中。大蒜中有一种蒜酶存在，大蒜经切片或破碎，蒜酶活化，催化蒜氨酸形成大蒜素，大蒜素进一步分解成具有强烈臭味的硫化物。

大蒜的脱臭是大蒜素应用的重要步骤之一，经过脱臭处理后的大蒜素制品才具有实用价值。由于未处理的大蒜素性质极不稳定，大蒜的脱臭比较容易，但既要脱臭又要尽可能多地保留超氧化物歧化酶、大蒜素等生物活性物质是比较困难的。以下几种方法可以借鉴。

酸性溶液浸泡法

酸浸泡法是抑酶法的代表。据资料介绍，其抑酶机理是半胱氨酸与蒜酶的活性辅基磷酸吡哆醛相结合生成稳定的化合物，半胱氨酸和铜离子分别对大蒜素和超氧化物歧化酶有保护作用，不会造成大蒜素损失。

低温保持法

大蒜素在0℃，pH值3～5条件下或者干燥环境中比较稳定。如果在处理大蒜的全过程中始终保持低温就能保证冻干之前大蒜素的高含量，而冻干蒜粉的低水分能保证储存过程中的大蒜素含量，即使食用后胃液环境酸性很强，也能确保大蒜素不分解为有蒜臭味的二丙烯基二硫化物、二丙烯基三硫化物，从而达到脱臭又不失大蒜素功能的目的。

化学脱臭法

将去皮的大蒜在30℃饱和碳酸溶液中浸泡8天～10天，再在同样温度的醋酸溶液中浸泡10天～20天；或将大蒜在2%富马酸溶液中浸泡20小时～25小时，便可脱臭，再进行破碎、榨汁，即为脱臭大蒜液。

大蒜经提取后得到大蒜精油和大蒜渣液，大蒜精油可直接加入载体，同时辅以适合辅料，干燥粉碎后，包装获得饲用大蒜素添加剂产品。大蒜渣液经分离过滤，控温干燥后，加入定量的载体和适合辅料，混合后粉碎过筛，包装获得饲用大蒜渣添加剂。

当前饲料工业中使用的大蒜素一般是人工合成的大蒜油为原料的预混料(大蒜油吸附在一定的载体上形成的预混料)，呈白色流动性的细小粉末。有效成分纯度高，其药效优于其他方式制成的大蒜素。在饲料中的添加量为每千克50毫克～100毫克。使用方便，价格低廉。

大蒜素饲料添加剂的特点

应用范围广

大蒜素的抗菌谱较广。大蒜素中的有效成分二烯丙基三硫醚对多种葡萄球菌、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，能有效地防治多种常见的传染病，促进动物健康生长。大蒜素可在牛、猪、肉鸡、蛋鸡、鸭以及鱼类和一些特种经济养殖动物中使用，且在动物的各生长阶段也均可使用，应用范围很广。

价格低廉

大蒜素的使用剂量较低，一般每千克50毫克～100毫克就有较好的作用效果。其价格也较为低廉，是一些进口促生长类添加剂价格的几十分之一，适合大范围应用。

无使用禁忌

大蒜素可与其他添加剂(包括多种抗生素)配伍使用，不会产生拮抗作用。大蒜素也没有停药限制，在畜禽产品上市前也可使用。

安全性高

目前研究表明，大蒜素在动物体内基本无积蓄作用。大蒜素的残留极低，常规在肌肉和内脏中均未检出大蒜素的含量，不会对人类和动物造成危害；大蒜素也不会致中毒、致癌和致畸形，因此是一种安全性较高的添加剂。

不产生耐药性

使用抗生素较容易产生耐药性，且作用效果逐渐降低，一段时间后须换用其他药物。大蒜素是天然的抗菌物质，一般不会产生耐药性。到目前为止，还没有在动物体内和野外菌株中发现对大蒜素有耐药性的菌株，因此，大蒜素可较长时间使用。

大蒜素的作用机理

诱食助消化作用

大蒜素可明显改善家禽饲料的适口性，使之产生食欲，避免挑食行为，从而提高采食量；另外，大蒜素能促进胃肠蠕动，调节体内酶的分泌，从而提高增重和饲料利用率。这种强烈的诱食效果在禽类中十分明显。

抗菌作用

大蒜素分子中的活性基因是硫醚基，其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，从而抑制细菌的生长和繁殖。因而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、霍乱弧菌、白喉杆菌等有明显的抑制和杀灭作用。大蒜素还对多种真菌有抑制和杀灭作用。

提高机体免疫力

大蒜素能抑制巨噬细胞产生一氧化氮，从而对T淋巴细胞激活有促进作用；大蒜素还能明显提高淋巴细胞转化率及T淋巴细胞酸性α-醋酸萘酯阳性率的作用，使中枢淋巴器官和外周淋巴器官增殖，提高细胞免疫功能。另一方面，抗体与外毒素特异性结合，使其不产生毒性作用，显著增强体液免疫功能。

大蒜素还可激活单核细胞的分泌水平，促使溶菌酶大量释放，从而水解细胞壁中的黏多肽使细菌死亡，增强非特异性免疫功能。

改善饲养环境

大蒜素在酶的作用下可变成大蒜辣素，以尿的形式排出，能够阻止成蝇在家禽粪便中的繁殖，抑制蝇蛆的生长，改善禽舍内外环境。

改善家禽产品品质

大蒜素能增加鸡肉、鸡蛋中的香味成分。据报道，鸡肉、鸡蛋香味成分主要是靠C、H、-S(O)-基因，而大蒜素的硫醚化合物中含有这一结构，因而在鸡饲料中添加大蒜素能生产出鲜美的风味蛋和鸡肉。另外，有关研究表明，大蒜素还能降低禽产品中胆固醇的含量。

在畜牧生产中的应用

在养鸡中的应用

在肉鸡中的应用。贾卫斌在肉鸡日粮中添加每千克100毫克合成大蒜素，在鸡的成活率及增重效果等方面均无显著差异，但有效地降低了饲料系数，平均单鸡耗料比对照组降低63%，提高饲料报酬21.72%，差异显著(P<0.05)。经核算，平均单鸡可增收1.23元，经济效益显著。郑诚等试验表明，饲料中添加大蒜素使肉子鸡增重提高8.7%，耗料降低5%。何瑞国、严思霓在肉鸡日粮中添加大蒜素对肉鸡生长影响的试验，进一步得出结论:日粮中添加大蒜素能促进肉鸡的生长，提高饲料转化率和存活率，尤其以添加每千克100毫克为佳。

在蛋鸡中的应用。汪丽等试验研究表明:①大蒜素能刺激蛋鸡的食欲，提高蛋鸡的采食量，提高蛋鸡的产蛋性能和经济效益。②大蒜素在蛋鸡日粮中的添加量以每千克40毫克(大蒜素含量为40%)较为理想，可提高采食量7.64%，提高产蛋率11.15%，降低料蛋比5.94%。王晓霞报道，大蒜素可以提高产蛋鸡采食量，从而缓解产蛋鸡因为热应激造成的采食量下降。傅同禄等对11月龄蛋鸡试验表明，日粮添加2%的大蒜渣，产蛋率提高9.8%。

在养猪生产中的应用

张淑会等试验研究表明，在断奶子猪日粮中添加大蒜素可使平均日增重提高16.54%，饲料转化率提高13%左右。广东三保养猪公司对15天～24天的断奶子猪进行试验时发现，添加每千克100毫克大蒜素日采食量每天每头提高8.8克，日增重比对照组提高6.97%，料肉比降低4.89%。在生长育肥猪日粮中添加大蒜素可显著提高其采食量和日增重。

在养兔中的应用

试验证明，肉兔食用大蒜素粉，抗病能力增加，死亡率降低，对粗纤维的消化率明显提高，提高了日增重，料肉比降低，经济效益显著提高。徐华军等在家兔日粮中添加大蒜素的研究结果显示，试验组日增重较对照组平均提高12%，料肉比平均下降10%，并可减少发病，降低死亡率，并具有抗菌、消炎、驱虫、解毒、健胃等功效。

大蒜素的应用前景及存在的问题

抗生素在畜禽饲料中的广泛使用，尤其是超标使用，会引起各种病原微生物产生抗药性，并在畜禽产品中残留，严重影响畜禽产品的质量安全，严重影响我国畜禽产品质量的提高和产品出口。大蒜素是一种多功能绿色天然饲料添加剂，安全无残留，不易产生抗药性，对人和动物不会产生致畸、致癌、致突变的“三致现象”。正确使用完全可以替代抗生素应用于畜牧业。大蒜素的无污染和安全性高的优点，在生产中有不可替代的作用，未来的应用前景十分广泛。但在目前的使用中还存在以下几个问题。

稳定性问题

大蒜素的性能极不稳定，在外界条件的影响下大蒜素的颜色易加深，变得黏稠、生物学功能和饲用效果降低。影响大蒜素稳定的因素有:①pH值的影响。大蒜素在pH值5～7的环境中较稳定，而碱性条件下会加速大蒜素的水解反应，引起大蒜素分子中三硫键断裂，最后生成二烯丙基二硫化合物和二氧化硫，影响作用效果。大蒜素应在中性或偏酸条件下保存。②温度的影响。在不同温度范围内，随保存时间延长，大蒜素含量均呈下降趋势。据试验介绍，在80℃时，15分钟后，大蒜素残存率为81.69%；当温度高于80℃时，大蒜素的破坏速度大大加快。因此，大蒜素应低温密封保存。在生产中应用有限，为更好地应用大蒜素，须对其稳定性进行深入的研究。

改善畜禽产品品质的问题

大蒜素改善畜禽产品品质的作用机理不十分清楚。大多数研究者认为，大蒜素能提高畜产品风味。由于大蒜油对皮肤和黏膜有刺激性，长期超剂量(如每千克200毫克以上)使用很可能对小肠黏膜造成损伤，使之充血。也有报道，长期饲喂蒜产品会引起肉、蛋、奶带有蒜臭味。引起香味或臭味的原因，需要进一步探明。