大蒜素的生理功能及其在畜禽生产上的应用

雷 霆 高凤仙* 张红岩

(湖南农业大学动物科学技术学院，湖南 410000)

大蒜为百合科葱属植物， 含有低聚糖和多糖类、蛋白质等物质。大蒜素(Allicin,AL)由大蒜细胞被破坏时蒜氨酸酶催化分解蒜氨素产生， 其具有广泛的抗菌、抗病毒、抗炎、抗氧化作用，还能够提高机体免疫活性， 促进营养物质的吸收。 研究表明，饲料中添加大蒜素可提高猪的生产性能，改善蛋鸡的产蛋性能和蛋品质，促进反刍动物生长、提高饲料转换率。在全面禁止饲喂抗生素的现在，大蒜素作为能够替代抗生素的天然添加剂， 对畜禽业的持续发展有着重要意义。 本文总结了国内外有关大蒜素的生理功能及作用机制， 综述了大蒜素的生理功能和作用机制以及在畜禽生产中的应用， 为大蒜素在今后畜禽领域的应用推广提供一定的参考。

1 大蒜素的生理功能及作用机制

Iram 等采用圆盘扩散法对大蒜素抗菌活性进行测定，发现大蒜素对革兰阳性菌，如铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌，革兰阴性菌，如大肠杆菌、松内志贺菌、伤寒沙门氏菌、肺炎克雷伯菌等均有抑菌作用。通过体外观察及测定白色念珠菌生物活性，结果表明，大蒜素对真菌也具有抑菌效果。 李晔等在体外抗菌试验中采用微量肉汤稀释法测定， 证明大蒜素也能够抑制对特定抗生素耐药的病原菌。

大蒜素与含巯基的分子在细胞内外均能发生交换反应，对巯基起氧化作用，与巯基化合物之间存在竞争性抑制作用，影响新陈代谢。细菌生存的微环境中半胱氨酸含量改变， 使得细菌中的半胱氨酸含量也随之减少，体内的谷胱甘肽(GSH)也将减少导致氧化应激， 对细菌细胞产生不可逆的损害。大蒜素分子也将透穿过细菌的细胞膜，产生氧原子降低细菌所必需的半胱氨酸分子中的巯基酶的活性，使细菌在对数期前死亡。

林丽华等建立体外模型， 利用激光共聚焦显微镜观察发现，大蒜素影响胞外多糖分泌，抑制生物被膜成熟分化，使生物被膜保持初始状态。对成熟被膜进行破坏， 抑制菌体群体密度感应系统对毒力因子的表达。 大蒜素也能攻击细胞的磷脂膜并增加膜通透性， 使细胞内容物丢失而导致细菌死亡。还能通过抑制菌体内的酶的活性，使脂类合成受限制，总脂含量减少，不同脂质的占比改变，改变了细胞膜的物质运输功能， 抑制了细胞的正常生长和繁殖。

此外，大蒜素会对菌体生长的环境产生影响，将会改变营养物质含量、含氧量、ph 值、水的活性等，菌体生长环境的溶氧量也会受到影响，改变菌体内环境的平衡。

综上所述，大蒜素的抑制菌体的生长、繁殖主要是通过降低总巯基水平、破坏菌体细胞膜系统、影响菌体生长环境。 但大蒜素抗菌作用的研究的范围和质量标准不固定，抗菌机制仍不够明确，需进一步探索。

范秋丽等通过动物试验表明， 大蒜素增加机体胸腺和脾脏等免疫器官重量， 增加脾脏抗体细胞数量， 促进外周淋巴细胞和中枢淋巴细胞的免疫调节， 并且促进脾细胞和胸腺细胞有丝分裂的活性，提高脾指数和胸腺指数，使单核细胞分泌水平提高， 促进N-乙酰胞壁质聚糖水解酶释放，细菌细胞裂解死亡，增强机体的非特异性免疫功能。许良等建立小鼠免疫功能低下模型研究发现，大蒜素在小鼠体内可以增强T 淋巴细胞分裂增殖，提高T 淋巴细胞转换率和自然杀伤细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类活性成分，通过诱导抗氧化产物的产生，降低细胞内氧化还原电位。通过清除活性氧，增强细胞超氧化物歧化酶、GSH 过氧化物酶和过氧化氢酶，增加细胞内GSH，从而发挥抗氧化作用。 快速氧化GSH 和胱氨酸在内的硫醇化合物， 通过与蛋白质间形成二硫键， 改变蛋白质的结构， 导致蛋白质的功能改变，并减少细胞毒性物质和清除自由基，抑制过氧亚硝酸根自由基(ONOO-)损伤血清白蛋白和提高抗氧化酶活性发挥抗氧化作用。Limor 等在基因芯片和实时荧光定量PCR 检测中发现，大蒜素对内皮细胞GSH 水平的影响具有剂量依赖性，最大可增加8 倍。 Izigov 等研究表明，GSH 在抗氧化方面起着至关重要的作用， 通过产生其氧化形式谷胱甘肽二硫化物(GSSG)，谷胱甘肽还原酶将其还原为GSH，以维持细胞内较高的GSH/GSSG 比值。

2 大蒜素对畜禽性能的影响

Mohamed 等研究表明， 在200 日龄肉鸡饲喂试验中， 添加25～75mg/kg 大蒜素可提高经济效益、蛋白质利用率、能量利用率、饲料转化率和生产性能指标，添加50mg/kg 大蒜素效果最好。 权根花等研究表明， 在1 日龄白羽肉鸡饲粮中添加不同比例的大蒜素，可提高肉鸡采食量、体增重、末重及饲料转化率， 添加2%大蒜素效果最显著，生长性能参数最好。 禽类肠道绒毛高度及隐窝深度影响机体对营养物质的吸收，绒毛高度增加，肠道吸收面积及对营养物质的吸收率也增加。 余洋等研究发现，在1 日龄白羽肉鸡饲料中添加2000mg/kg 大蒜粉有利于肉鸡肠道组织形态发育和成熟，有利于营养物质的消化吸收，促进肉鸡生长。大蒜精油主要以麻油做溶剂萃取大蒜素制成， 添加大蒜精油对胴体产量无负面影响，对鸡肉的多汁、风味、氧化风味和可接受性有正向影响。徐静等研究表明，在饮水中添加0.4ml/L 大蒜精油能够使鸡肉更加细嫩多汁、香味浓郁。

韩路路等在饲料中添加不同浓度的大蒜素进行饲喂试验， 结果表明，50～150mg/kg 大蒜素可提高35 日龄海兰褐蛋鸡法氏囊、 胸腺和脾脏指数，促进生长发育，提高抗病能力，150mg/kg 剂量的大蒜素效果最为明显，显著提高平均产蛋率、产蛋质量以及生长性能。 大蒜素浓度过高会对肠道造成刺激或者引发损伤，影响营养物质吸收，使产蛋量等生产指标降低。王文利等研究表明，在海蓝白蛋鸡饲料中添加浓度为0.2%大蒜素最佳，蛋鸡产蛋量、蛋重显著提高。 Yalcin 等研究表明，在蛋鸡日粮中添加5g/kg 和10g/kg 大蒜粉，蛋重增加，蛋黄胆固醇和血甘油三酯水平降低。Mottaghitalab 等添加5、10、15g/kg 大蒜粉降低了蛋黄重量。 Khan 等研究称，饲喂含高达8%大蒜粉的日粮6 周，蛋鸡产蛋量增加。 尼满和Chowdhury 等的试验结果都表明在饲粮中添加适量大蒜素能够提高鸡蛋的哈氏单位和蛋形指数。

张金枝等研究发现， 在断奶仔猪日粮中添加100mg/kg 和200mg/kg 大蒜素可使仔猪日增重较对照组分别提高5.5%和17.9%, 料重比分别下降4.3%和8.2%，血液尿素氮显著降低。 提高血液中总蛋白和球蛋白含量， 增强仔猪的抗病能力和蛋白利用率。 涂兴强选择杜长大三元杂生长育肥猪进行试验发现， 大蒜素可降低料重比， 在35kg～65kg 阶段以450mg/kg 剂量适宜， 在65kg～110kg阶段150mg/kg 与300mg/kg 剂量效果一样。300mg/kg 剂量提高血清中蛋白质含量、 降低血脂的作用最佳。 450mg/kg 剂量显著改善肉质嫩度、风味、口感。 Yan 等研究发现，在饲喂低营养密度日粮的育肥猪中， 添加2g/kg 发酵蒜粉可改善生长性能、肉质大理石纹和硬度评分。 邢成军等在饲料中添加100mg/kg、200mg/kg 大蒜素进行饲喂，生长后期的育肥猪日增重、采食量和饲料转化率显著提高，添加200mg/kg 大蒜素的效果更好。 Onyimonyi 等的一项研究显示，在饲料中添加0.5-2g/kg 的大蒜可以降低猪的血清胆固醇和甘油三酯。Omojola 等研究也证实了喂大蒜的猪降低了猪肉胆固醇含量。丁威等鉴定大蒜素对体外培养的猪卵巢颗粒细胞表达情况发现， 大蒜素在一定范围内能够提高颗粒细胞的增殖活性， 改善氧化应激状态下卵巢颗粒细胞的内分泌功能， 表明大蒜素能够调节猪卵巢发育和抗应激水平。

金萍等研究表明，在荷斯坦奶牛日粮中，添加大蒜素的最佳浓度为80mg/kg， 平均产奶量提高2.145kg/(d·头)，乳脂率提高0.151%，大蒜素刺激食欲，奶牛采食量增加，消化道内酶的活性增加，饲料在消化道内的运输时间较少。Ghosh 等，以1：6 的饲料和精料比例饲喂初生荷斯坦杂交犊牛，每天饲喂250mg/kg 大蒜提取物，日增重和平均日增重分别提高12%和44%， 饲料成本和饲料转化率分别降低30%和44%， 第二年进行了同样的实验饲喂初生荷斯坦杂交犊牛， 日增重和平均日增重分别提高8%和18%， 第二年结果与Hassan 等在雄性水牛的饲喂实验中观察到平均日增重一致， 实验中还观察到水牛的血清葡萄糖和胆固醇值降低。 Zafarian 等通过实验发现，添加大蒜粉12周增加了泌乳水牛的产奶量， 减少了31%的甲烷产生量。刘敏等研究表明，荷斯坦奶牛精料中添加0.08%的大蒜素干粉(含量25%)，牛乳中的体细胞数显著降低，30d 产奶量上升，60d 后乳蛋白率显著提高，饲喂90d 后非脂固形物率显著升高。

Tao 等添加2g/头/天的大蒜素提高了母羊对有机物和氮的表观消化率， 甲烷排放量减少了5.95%， 降低了产甲烷菌数量和每日甲烷排放量。赵健康等研究表明，在湖羊精料中添加大蒜素2g/(d·只)，腹泻率明显降低，显著提高湖羊的平均日增重和个体增重利润。

瘤胃作为发酵容器是反刍动物独特的消化器官， 可使反刍动物拥有更高的食物利用率和能量传递效率。大蒜素可调节瘤胃发酵模式，保护瘤胃蛋白质，抑制瘤胃产甲烷，降低氨氮浓度，减少产甲烷细菌数量，降低蛋白质降解率。在反刍动物体外试验中，Patra 等通过体外产气实验发现， 当大蒜素含量为20lg/ml 时，甲烷产量减少，总挥发性脂肪酸和氨氮不受影响。

3 小结

综上所述，大蒜素在畜禽生产中具有抗菌、提高畜禽免疫力、增加GSH 浓度、改善生产性能、提高屠体和肉质的潜力。 大蒜素用于商业牲畜和家禽饲养的用途尚未得到充分开发， 要进一步的研究， 以确定能显著提高不同动物品种生产性能指标的最佳添加水平。 需要进行更广泛的调查来确认大蒜素中的实际活性成分以及促生长作用和健康益处的作用， 从而为大蒜素及其动物营养方面产品创造经济空间。

参考文献(略)