大蒜总提取的必要性及其总提取物替抗的优势

张吉鹍

（江西省农业科学院畜牧兽医研究所 江西 南昌 330200；江西中成人药业有限公司 江西 进贤 331700）

大蒜（Allium sativumL.）在十大药食同源食物中仅次于黑豆、绿豆、薏米列第四位，药食可用部分占82%。大蒜具有与抗生素相似的杀菌功能，素有天然抗生素之称，但无抗生素的药物残留问题，且对致病菌无耐药性[1]。大蒜除可以按照中兽医理论治疗畜禽水产动物的疾病外，还可用作畜禽水产动物饲料添加剂[1-2]。从大蒜中提取的大蒜油和大蒜素是广谱抗菌药物，在畜牧生产中的应用历史悠久。早在晋代葛洪所著《肘后备急方》中，就有用大蒜油治疗家禽疾病的记载[3]。

1 大蒜总提取的必要性

1.1 独头紫皮大蒜与普通白皮大蒜所含营养及营养活性物质的巨大差异

独头紫皮大蒜与普通白皮大蒜在所含营养及营养活性物质方面，有着巨大差异。如表1[3]所示。

1.2 不同产地不同品种大蒜所含营养及营养活性物质的巨大差异

不同产地不同品种大蒜所含营养及营养活性物质的分析值（以蒜薹的分析值做参考）。不同产地26个不同品种蒜薹间的营养及营养活性物质存在着巨大差异，如：1）粗蛋白变化范围在3.78～7.20 g/kg鲜样，品种间的变异系数虽较小，亦达到了15.58%；2）游离氨基酸的变化范围在386.40～824.10 mg/kg 鲜样，品种间的变异系数为25.25%；3）维生素C的变化范围为 64.60～420.40 mg/kg鲜样，品种间的变异系数高达34.99%；4）可溶性糖的变化范围在8.34%～18.50%，品种间的变异系数为19.73%；5）大蒜素的变化范围在5.71～21.34 mg/kg鲜样，品种间的变异系数更是高达42.75%[3]；6）山东杂交大蒜、广西独头大蒜的果聚糖含量分别为13.25%与20.96%，相差7.71%[4]。

1.3 大蒜总提取物可平衡不同品种大蒜间的营养及营养活性物质的巨大差异

为使大蒜应用于饲料端替抗，首先，必须解决大蒜所含营养活性物质的均衡含量问题，而对大蒜进行总提取（又称粗提）则是解决该问题的重要手段，这也是市场上流行大蒜总提取物（Total garlic extract，TGE）的重要原因。其次，解决大蒜提取物的稳定性问题。尽管市场上大蒜提取物的产品较多，但由于大蒜提取的工艺要求较高，做出耐热适于制粒且营养活性物质稳定性好的产品的难度也很大。只有那些长期致力于守成创新，革新工艺的人，才能在长期实践中，摸索出高效提取大蒜总提取物的独特工艺，而TGE则能够很好地解决这两个问题，TGE除提取过程中产生的营养活性物质外，还含有破碎大蒜原料所有的营养成分及营养活性物质，如大蒜多糖、蒜氨酸、大蒜素、微量元素等，药食同源，料药并用[5]。

2 大蒜总提取物的加工过程对其营养活性作用的影响

市场各类“大蒜”产品品质的好坏，在确保大蒜原料质量的前提下，完全取决于大蒜的提取工艺及其提取过程。目前，比较明确的有如下几种。

2.1 提取过程中所产生的反应中间体硫代亚磺酸酯不稳定

提取过程中所产生的高度不稳定的硫代亚磺酸酯即蒜素（或称蒜辣素，大蒜抑菌杀菌的主要营养活性物质），会迅速转变成其他有机硫化物而降低其功效[3,6-7]。所以不同的加工工艺所生产的大蒜提取物，其功能（如抗菌杀虫）效果明显不同，有时甚至会产生天壤之别。

表1 独头紫皮大蒜与普通白皮大蒜所含营养及营养活性物质差异

2.2 提取工艺能够改性生大蒜，并增加其营养活性功能

提取工艺不仅可以改变或减少生大蒜的刺激性，还能够增加大蒜的营养活性功能[3,8-9]。

2.2.1 大蒜总提取过程中所产生的新的系列有机硫营养活性物质，增加新的营养活性功能

2.2.1.1 大蒜总提取过程中新产生的系列有机硫营养活性物质

提取过程中会产生一系列新的有机硫化物（OSC），主要是硫-烯丙半胱氨酸（SAC）、硫-烯丙巯基半胱氨酸（SAMC）等水溶性有机硫化物（WSOSC），以及少量的脂溶性有机硫化物（FSOSC），如二烯丙基硫化物（DAS）、三烯丙基硫化物（TAS）、二烯丙基二硫化物（DADS）以及二烯丙基多硫化物（DAPS）等。这些有机硫化物是TGE中的主要营养活性物质，其中又以SAC为主。此外，TGE提取过程中的大蒜多糖与氨基酸的美拉德反应亦会产生如钠-（1-脱氧-D-果糖-1-yl）-L-精氨酸（简称N-果糖精氨酸，NGA）与N-果糖谷氨酸（NFG）等抗氧化类营养活性物质[3]。

2.2.1.2 大蒜总提取过程会产生新的营养活性功能及其示例分析

TGE中的有机硫营养活性物质与未经加工的完整大蒜不同，会因提取工艺的不同而异。如：提取过程中产生的SAC，就具有抑制癌症与抗氧化损伤的功能，且对肝细胞没有毒性，并能降低血中胆固醇含量；而所产生的FSOSC，虽然含量较少，且具有降脂与抗氧化作用，但有些FSOSC对肝细胞有毒性[3]。所以水溶性与脂溶性有机硫化合物的比例会影响到TGE的品质。又如：TGE是否具有降低血中胆固醇功能取决于不同的提取工艺与提取过程[3]。

2.2.2 同样是大蒜多糖，但其单糖组成很大程度取决于其提取工艺及相关参数

同样是大蒜多糖（Garlic Polysaccharide，GPS），但其单糖的组成除取决于产地、大蒜品种外，还与GPS的提取、分离与水解条件有关，亦与分析测定所用仪器的灵敏度有关，目前以气相色谱法所测得的单糖种类最多[10]。特别是由于GPS是杂多糖，用不同的材料和方法提取时，会得到不同组分与纯度的产品，其功能亦有所不同。如在构成GPS的组成方面，主要有：1）一些学者提取的GPS其组成为半乳聚糖，同时还含有果胶酸、果聚糖以及微量的葡萄糖、阿拉伯糖与鼠李糖等；2）另一些学者提取的GPS，其组成为与硒有键合状态的甘露聚糖；3）还有一些学者提取的GPS由85%的果糖、14%的葡萄糖以及1%的半乳糖等3种单糖组成[4]。此外，就功能而言，蒜渣碱提取的GPS其抑菌效果要好于蒜渣水提取的GPS[11]。

3 大蒜总提取物确保动物健康的替抗优势

3.1 大蒜糜的营养活性物质虽全面，但不适应饲料生产工艺添加的要求

在《大蒜营养活性物质不可分割的整体性及其总提取物的替抗潜力》（待发表）一文中，阐述了破碎大蒜中的营养活性物质作为一个整体而发挥其诱食增食，广谱抗菌，解毒去毒，止幼畜痢[1,3-4]，抗球虫病[12]；保肝强心，增免壮体[3,5]，抑制病毒[5]，降糖降脂，消炎调（血）压以及寡糖营养，酸化肠道，抑杀病菌，平衡菌群[8-10,13-14]，防病促长[8-9]的营养活性作用。从而，不仅能够像抗生素那样抑杀肠道致病菌，还能减少肠道内毒素的排放，提高益生菌的数量，保护肠道黏膜，改善肠道内微环境，促进营养物质的消化吸收，比抗生素的促生长效果更显著[1,3,8-9,11,14-15]。但将大蒜捣成大蒜糜（泥），直接添加到饲料中，虽可保全其营养活性物质，但操作复杂，不适应现代饲料生产工艺添加的要求。

3.2 饲用天然大蒜素及化工合成大蒜素只考虑了硫醚类化合物营养活性的作用

饲用天然大蒜素只是利用了破碎大蒜营养活性物质中的硫醚类化合物，饲用化工合成大蒜素则仅仅仿制（化工合成）了天然大蒜素中少数几种有机硫醚类化合物，没有考虑破碎大蒜中其他营养活性物质对其营养活性作用的贡献，尤其是没有考虑占总营养活性物质70%以上的大蒜多糖（Garlic Polysaccharide, GPS）的贡献，以致缺乏破碎大蒜所含全部营养活性物质间互作所表现的整体协同效应。

3.3 大蒜总提取物维持动物健康的3大屏障作用，是其替抗的优势所在

TGE不仅含有破碎大蒜所含的全部营养活性物质，而且在其提取过程中产生了新的营养活性物质。TGE是饲料端最具竞争力的替抗产品之一，其显著优势在于其维持动物健康的3大屏障作用：1）微生物屏障作用。TGE中的GPS具有寡糖营养活性，因而能够竞争性地排斥致病菌，从而在肠道内构建以益生菌为优势菌群的肠道菌群平衡，确保肠道健康，在动物机体内发挥其微生物屏障作用[1,3-5,8-9,13-15]。2）化学屏障与微生物屏障双重作用。尽管TGE中的有机硫化物对致病菌的抗菌谱广，且对真菌、霉菌亦具有高效抑、杀作用，但对包括肠道在内的动物机体内的益生菌（如干酪乳杆菌等）则无抑、杀作用。因而能够维持动物肠道的菌群平衡，在动物机体内发挥其化学屏障与微生物屏障双重作用。3）免疫屏障作用。TGE中的GPS能够激活免疫系统，增强机体的免疫力，起到免疫屏障作用。TGE的消炎止痛，抗病毒、抗肿瘤作用明显，TGE是公认的增强动物免疫力的食品、饲料添加剂[1,3,5-6,9,11,15-17]。

4 运用猪营养工程技术，发挥大蒜总提取物替抗的优势

从以上分析可以看出，TGE具有维持动物健康、全面替抗的营养活性物质基础。但要确保TGE在猪饲料端全面替抗的成功，必须采用综合的整体集成技术——猪营养工程技术[18-19]。也就是：1）管理技术。搞好猪场的生物安全，预防疾病；提升养猪环境治理，改善饲养管理，防止应激。2）饲料加工调制技术。采用先进的饲料加工调制技术，执行严格的品控制度，生产出高质量的安全饲料。3）日粮配方技术。采取如抗病营养、净能体系与低蛋白日粮等营养措施，实施精准营养。4）营养调控技术。利用TGE配伍性好，使用无禁忌的特点，运用营养调控技术，激发出TGE与饲料中其他营养、营养活性物质（如功能性脂肪、功能性膳食纤维）[20-21]以及其他营养调控剂（如丁酸梭菌等微生态制剂或丁酸类产品）[22-24]的组合效应。将这些技术进行集成，可以充分发挥TGE替抗的优势。