大蒜素的生理功能及其在畜禽生產上的應用

雷 霆 高鳳仙* 張紅巖

(湖南農業大學動物科學技術學院，湖南 410000)

大蒜為百合科蔥屬植物， 含有低聚糖和多糖類、蛋白質等物質。大蒜素(Allicin,AL)由大蒜細胞被破壞時蒜氨酸酶催化分解蒜氨素產生， 其具有廣泛的抗菌、抗病毒、抗炎、抗氧化作用，還能夠提高機體免疫活性， 促進營養物質的吸收。 研究表明，飼料中添加大蒜素可提高豬的生產性能，改善蛋雞的產蛋性能和蛋品質，促進反芻動物生長、提高飼料轉換率。在全面禁止飼喂抗生素的現在，大蒜素作為能夠替代抗生素的天然添加劑， 對畜禽業的持續發展有著重要意義。 本文總結了國內外有關大蒜素的生理功能及作用機制， 綜述了大蒜素的生理功能和作用機制以及在畜禽生產中的應用， 為大蒜素在今后畜禽領域的應用推廣提供一定的參考。

1 大蒜素的生理功能及作用機制

Iram 等采用圓盤擴散法對大蒜素抗菌活性進行測定，發現大蒜素對革蘭陽性菌，如銅綠假單胞菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌，革蘭陰性菌，如大腸桿菌、松內志賀菌、傷寒沙門氏菌、肺炎克雷伯菌等均有抑菌作用。通過體外觀察及測定白色念珠菌生物活性，結果表明，大蒜素對真菌也具有抑菌效果。 李曄等在體外抗菌試驗中采用微量肉湯稀釋法測定， 證明大蒜素也能夠抑制對特定抗生素耐藥的病原菌。

大蒜素與含巰基的分子在細胞內外均能發生交換反應，對巰基起氧化作用，與巰基化合物之間存在競爭性抑制作用，影響新陳代謝。細菌生存的微環境中半胱氨酸含量改變， 使得細菌中的半胱氨酸含量也隨之減少，體內的谷胱甘肽(GSH)也將減少導致氧化應激， 對細菌細胞產生不可逆的損害。大蒜素分子也將透穿過細菌的細胞膜，產生氧原子降低細菌所必需的半胱氨酸分子中的巰基酶的活性，使細菌在對數期前死亡。

林麗華等建立體外模型， 利用激光共聚焦顯微鏡觀察發現，大蒜素影響胞外多糖分泌，抑制生物被膜成熟分化，使生物被膜保持初始狀態。對成熟被膜進行破壞， 抑制菌體群體密度感應系統對毒力因子的表達。 大蒜素也能攻擊細胞的磷脂膜并增加膜通透性， 使細胞內容物丟失而導致細菌死亡。還能通過抑制菌體內的酶的活性，使脂類合成受限制，總脂含量減少，不同脂質的占比改變，改變了細胞膜的物質運輸功能， 抑制了細胞的正常生長和繁殖。

此外，大蒜素會對菌體生長的環境產生影響，將會改變營養物質含量、含氧量、ph 值、水的活性等，菌體生長環境的溶氧量也會受到影響，改變菌體內環境的平衡。

綜上所述，大蒜素的抑制菌體的生長、繁殖主要是通過降低總巰基水平、破壞菌體細胞膜系統、影響菌體生長環境。 但大蒜素抗菌作用的研究的范圍和質量標準不固定，抗菌機制仍不夠明確，需進一步探索。

范秋麗等通過動物試驗表明， 大蒜素增加機體胸腺和脾臟等免疫器官重量， 增加脾臟抗體細胞數量， 促進外周淋巴細胞和中樞淋巴細胞的免疫調節， 并且促進脾細胞和胸腺細胞有絲分裂的活性，提高脾指數和胸腺指數，使單核細胞分泌水平提高， 促進N-乙酰胞壁質聚糖水解酶釋放，細菌細胞裂解死亡，增強機體的非特異性免疫功能。許良等建立小鼠免疫功能低下模型研究發現，大蒜素在小鼠體內可以增強T 淋巴細胞分裂增殖，提高T 淋巴細胞轉換率和自然殺傷細胞活性及免疫因子白介素-2 水平，提高免疫功能。

大蒜素中具有抗氧化性能的硫醚類活性成分，通過誘導抗氧化產物的產生，降低細胞內氧化還原電位。通過清除活性氧，增強細胞超氧化物歧化酶、GSH 過氧化物酶和過氧化氫酶，增加細胞內GSH，從而發揮抗氧化作用。 快速氧化GSH 和胱氨酸在內的硫醇化合物， 通過與蛋白質間形成二硫鍵， 改變蛋白質的結構， 導致蛋白質的功能改變，并減少細胞毒性物質和清除自由基，抑制過氧亞硝酸根自由基(ONOO-)損傷血清白蛋白和提高抗氧化酶活性發揮抗氧化作用。Limor 等在基因芯片和實時熒光定量PCR 檢測中發現，大蒜素對內皮細胞GSH 水平的影響具有劑量依賴性，最大可增加8 倍。 Izigov 等研究表明，GSH 在抗氧化方面起著至關重要的作用， 通過產生其氧化形式谷胱甘肽二硫化物(GSSG)，谷胱甘肽還原酶將其還原為GSH，以維持細胞內較高的GSH/GSSG 比值。

2 大蒜素對畜禽性能的影響

Mohamed 等研究表明， 在200 日齡肉雞飼喂試驗中， 添加25～75mg/kg 大蒜素可提高經濟效益、蛋白質利用率、能量利用率、飼料轉化率和生產性能指標，添加50mg/kg 大蒜素效果最好。 權根花等研究表明， 在1 日齡白羽肉雞飼糧中添加不同比例的大蒜素，可提高肉雞采食量、體增重、末重及飼料轉化率， 添加2%大蒜素效果最顯著，生長性能參數最好。 禽類腸道絨毛高度及隱窩深度影響機體對營養物質的吸收，絨毛高度增加，腸道吸收面積及對營養物質的吸收率也增加。 余洋等研究發現，在1 日齡白羽肉雞飼料中添加2000mg/kg 大蒜粉有利于肉雞腸道組織形態發育和成熟，有利于營養物質的消化吸收，促進肉雞生長。大蒜精油主要以麻油做溶劑萃取大蒜素制成， 添加大蒜精油對胴體產量無負面影響，對雞肉的多汁、風味、氧化風味和可接受性有正向影響。徐靜等研究表明，在飲水中添加0.4ml/L 大蒜精油能夠使雞肉更加細嫩多汁、香味濃郁。

韓路路等在飼料中添加不同濃度的大蒜素進行飼喂試驗， 結果表明，50～150mg/kg 大蒜素可提高35 日齡海蘭褐蛋雞法氏囊、 胸腺和脾臟指數，促進生長發育，提高抗病能力，150mg/kg 劑量的大蒜素效果最為明顯，顯著提高平均產蛋率、產蛋質量以及生長性能。 大蒜素濃度過高會對腸道造成刺激或者引發損傷，影響營養物質吸收，使產蛋量等生產指標降低。王文利等研究表明，在海藍白蛋雞飼料中添加濃度為0.2%大蒜素最佳，蛋雞產蛋量、蛋重顯著提高。 Yalcin 等研究表明，在蛋雞日糧中添加5g/kg 和10g/kg 大蒜粉，蛋重增加，蛋黃膽固醇和血甘油三酯水平降低。Mottaghitalab 等添加5、10、15g/kg 大蒜粉降低了蛋黃重量。 Khan 等研究稱，飼喂含高達8%大蒜粉的日糧6 周，蛋雞產蛋量增加。 尼滿和Chowdhury 等的試驗結果都表明在飼糧中添加適量大蒜素能夠提高雞蛋的哈氏單位和蛋形指數。

張金枝等研究發現， 在斷奶仔豬日糧中添加100mg/kg 和200mg/kg 大蒜素可使仔豬日增重較對照組分別提高5.5%和17.9%, 料重比分別下降4.3%和8.2%，血液尿素氮顯著降低。 提高血液中總蛋白和球蛋白含量， 增強仔豬的抗病能力和蛋白利用率。 涂興強選擇杜長大三元雜生長育肥豬進行試驗發現， 大蒜素可降低料重比， 在35kg～65kg 階段以450mg/kg 劑量適宜， 在65kg～110kg階段150mg/kg 與300mg/kg 劑量效果一樣。300mg/kg 劑量提高血清中蛋白質含量、 降低血脂的作用最佳。 450mg/kg 劑量顯著改善肉質嫩度、風味、口感。 Yan 等研究發現，在飼喂低營養密度日糧的育肥豬中， 添加2g/kg 發酵蒜粉可改善生長性能、肉質大理石紋和硬度評分。 邢成軍等在飼料中添加100mg/kg、200mg/kg 大蒜素進行飼喂，生長后期的育肥豬日增重、采食量和飼料轉化率顯著提高，添加200mg/kg 大蒜素的效果更好。 Onyimonyi 等的一項研究顯示，在飼料中添加0.5-2g/kg 的大蒜可以降低豬的血清膽固醇和甘油三酯。Omojola 等研究也證實了喂大蒜的豬降低了豬肉膽固醇含量。丁威等鑒定大蒜素對體外培養的豬卵巢顆粒細胞表達情況發現， 大蒜素在一定范圍內能夠提高顆粒細胞的增殖活性， 改善氧化應激狀態下卵巢顆粒細胞的內分泌功能， 表明大蒜素能夠調節豬卵巢發育和抗應激水平。

金萍等研究表明，在荷斯坦奶牛日糧中，添加大蒜素的最佳濃度為80mg/kg， 平均產奶量提高2.145kg/(d·頭)，乳脂率提高0.151%，大蒜素刺激食欲，奶牛采食量增加，消化道內酶的活性增加，飼料在消化道內的運輸時間較少。Ghosh 等，以1：6 的飼料和精料比例飼喂初生荷斯坦雜交犢牛，每天飼喂250mg/kg 大蒜提取物，日增重和平均日增重分別提高12%和44%， 飼料成本和飼料轉化率分別降低30%和44%， 第二年進行了同樣的實驗飼喂初生荷斯坦雜交犢牛， 日增重和平均日增重分別提高8%和18%， 第二年結果與Hassan 等在雄性水牛的飼喂實驗中觀察到平均日增重一致， 實驗中還觀察到水牛的血清葡萄糖和膽固醇值降低。 Zafarian 等通過實驗發現，添加大蒜粉12周增加了泌乳水牛的產奶量， 減少了31%的甲烷產生量。劉敏等研究表明，荷斯坦奶牛精料中添加0.08%的大蒜素干粉(含量25%)，牛乳中的體細胞數顯著降低，30d 產奶量上升，60d 后乳蛋白率顯著提高，飼喂90d 后非脂固形物率顯著升高。

Tao 等添加2g/頭/天的大蒜素提高了母羊對有機物和氮的表觀消化率， 甲烷排放量減少了5.95%， 降低了產甲烷菌數量和每日甲烷排放量。趙健康等研究表明，在湖羊精料中添加大蒜素2g/(d·只)，腹瀉率明顯降低，顯著提高湖羊的平均日增重和個體增重利潤。

瘤胃作為發酵容器是反芻動物獨特的消化器官， 可使反芻動物擁有更高的食物利用率和能量傳遞效率。大蒜素可調節瘤胃發酵模式，保護瘤胃蛋白質，抑制瘤胃產甲烷，降低氨氮濃度，減少產甲烷細菌數量，降低蛋白質降解率。在反芻動物體外試驗中，Patra 等通過體外產氣實驗發現， 當大蒜素含量為20lg/ml 時，甲烷產量減少，總揮發性脂肪酸和氨氮不受影響。

3 小結

綜上所述，大蒜素在畜禽生產中具有抗菌、提高畜禽免疫力、增加GSH 濃度、改善生產性能、提高屠體和肉質的潛力。 大蒜素用于商業牲畜和家禽飼養的用途尚未得到充分開發， 要進一步的研究， 以確定能顯著提高不同動物品種生產性能指標的最佳添加水平。 需要進行更廣泛的調查來確認大蒜素中的實際活性成分以及促生長作用和健康益處的作用， 從而為大蒜素及其動物營養方面產品創造經濟空間。

參考文獻(略)