大蒜（Allium satizrum）屬于百合科，為多年生宿根 草本植物。大蒜素（allicin）的有效成分為大蒜油，是大 蒜中大蒜辣素、大蒜新素及多種烯丙醛硫醚化合物等 主要成分的總稱。大蒜素作為飼料添加劑用于飼養(yǎng) 業(yè)，可增強動物抗病力、提高免疫力，改善飼料風味， 促進動物生長發(fā)育，提高動物的肉、蛋產量，提高飼料 報酬，經濟效益十分顯著。大蒜素以其作用廣泛，效果 顯著，無殘留，無抗藥性，無致變、致畸、致癌性，低成 本等優(yōu)點備受養(yǎng)殖戶和飼料廠家的青睞，成為廣受歡 迎的新型飼料添加劑。
1大蒜及合成大蒜素的理化基礎
1.1大蒜的營養(yǎng)特點
大蒜富含營養(yǎng)物質、各種微量元素和維生素。 100g鮮蒜含水70g、蛋白質4.4g、脂肪0.2g、碳水化合 物23g、粗纖維0.7g、灰分1.3g;鈣5mg、磷44mg、鐵 0.4g、VB 0.24g、煙酸0.9g、VC 3mg;大蒜油0.2g等[1].
1.2大蒜素的化學組成
天然的大蒜中含有揮發(fā)油，天然大蒜油含丙基二 硫化丙烯（約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%）等揮發(fā)性含硫化 合物，總含硫量約為35%～45%.每噸干蒜球中約含精 油l～2kg.
合成的大蒜素是多種烯丙基有機硫化物復合體， 主要成分為三硫化二丙烯（50%～80%）、二硫化二丙烯（20%～50%）以及8%雜質（如丙酮、乙醇等）.
1.3大蒜素的理化性質
大蒜素具有強烈的刺激味和蒜特有的辛辣味；不 耐熱，當溫度高于80℃時，易發(fā)生分解反應；對堿不穩(wěn) 定，但對酸較穩(wěn)定，常溫下在酸性（尤其是pH值為5～ 7）條件下穩(wěn)定性較好；長期暴露于空氣中，則紫外線 可誘發(fā)其分解；大蒜素難溶于水，但能與乙醚、乙醇等 有機溶劑互溶，而且在無水乙醚、95%乙醇中穩(wěn)定性 很好。
2大蒜素的處理方法及利用
據(jù)生物化學分析證明，新鮮的大蒜中并不含有大 蒜素，而含有它的前體---蒜氨酸，蒜氨酸以穩(wěn)定、無 臭的形式存在于大蒜中。大蒜中有一種蒜酶存在，大 蒜經切片或破碎，蒜酶活化，催化蒜氨酸形成大蒜素， 大蒜素進一步分解成具有強烈臭味的硫化物。
大蒜的脫臭是大蒜素應用的重要步驟之一，經過 脫臭處理后的大蒜素制品才具有實用價值。由于未處 理的大蒜素性質極不穩(wěn)定，大蒜的脫臭比較容易，但 既要脫臭又要盡可能多的保留超氧化物歧化酶 （SOD）、大蒜素等生物活性物質是比較困難的，目前以 下幾種方法可以借鑒。
2.1酸性溶液浸泡法
酸浸泡法是抑酶法的代表。據(jù)資料介紹，其抑酶 機理是半胱氨酸與蒜酶的活性輔基磷酸吡哆醛相結 合生成穩(wěn)定的化合物，半胱氨酸和銅離子分別對大蒜 素和SOD有保護作用[2],不會造成大蒜素損失。
2.2低溫保持法
大蒜素在0℃，pH值3～5條件下或者干燥環(huán)境中 比較穩(wěn)定。如果在處理大蒜的全過程中始終保持低溫 就能保證凍干之前大蒜素的高含量，而凍干蒜粉的低 水分能保證貯存過程中的大蒜素含量，即使食用后胃 液環(huán)境酸性很強，也能確保大蒜素不分解為有蒜臭味 的二丙烯基二硫化物、二丙烯基三硫化物，從而達到 脫臭又不失大蒜素功能的目的。
2.3化學脫臭法
將去皮的大蒜在30℃飽和碳酸溶液中浸泡8～ 10d,再在同樣溫度的醋酸溶液中浸泡10～20d;或將大 蒜在2%富馬酸溶液中浸泡20～25h,便可脫臭，再進 行破碎、榨汁，即為脫臭大蒜液。
大蒜經提取后得到大蒜精油和大蒜渣液，大蒜精 油可直接加入載體，同時輔以適合輔料，干燥粉碎后， 包裝獲得飼用大蒜素添加劑產品。大蒜渣液經分離過 濾，控溫干燥后，加入定量的載體和適合輔料，混合后 粉碎過篩，包裝獲得飼用大蒜渣添加劑。
當前飼料工業(yè)中使用的大蒜素一般是人工合成 的大蒜油為原料的預混料（大蒜油吸附在一定的載體 上形成的預混料）,呈白色流動性的細小粉末。有效成 分純度高，其藥效優(yōu)于其它方式制成的大蒜素。在飼 料中的添加量為50～100mg/kg.使用方便，價格低廉。
3大蒜素飼料添加劑的特點
3.1應用范圍廣
大蒜素的抗菌譜較廣。大蒜素中的有效成分二烯 丙基三硫醚對多種葡萄球菌、巴氏桿菌、傷寒桿菌、痢 疾桿菌、綠膿桿菌、愛德華氏菌等病原微生物都有較 強的抑制和殺滅作用，能有效地防治多種常見的傳染 病，促進動物健康生長。大蒜素可在牛、豬、肉雞、蛋 雞、鴨以及魚類和一些特種經濟養(yǎng)殖動物中使用，且 在動物的各生長階段也均可使用，應用范圍很廣。
3.2價格低廉
大蒜素的使用劑量較低，一般50～100mg/kg就有 較好的作用效果。其價格也較為低廉，是一些進口促 生長類添加劑價格的幾十分之一，適合大范圍應用。
3.3無使用禁忌
大蒜素可與其它添加劑（包括多種抗生素）配伍使 用，不會產生拮抗作用。大蒜素也沒有停藥限制，在畜 禽產品上市前也可使用。
3.4安全性高
目前研究表明，大蒜素在動物體內基本無積蓄作 用。大蒜素的殘留極低，常規(guī)在肌肉和內臟中均未檢 出大蒜素的含量，不會對人類和動物造成危害；大蒜 素也不會致中毒、致癌和致畸形，因此，是一種安全性 較高的添加劑。
3.5不產生耐藥性
使用抗生素較容易產生耐藥性，且作用效果逐漸 降低，一段時間后需換用其它藥物。大蒜素是天然的 抗菌物質，一般不會產生耐藥性。到目前為止，還沒有 在動物體內和野外菌株中發(fā)現(xiàn)對大蒜素有耐藥性的 菌株，因此，大蒜素可在較長時間內使用。
4大蒜素的作用機理
4.1誘食助消化作用
大蒜素可明顯改善家禽飼料的適口性，使之產生 食欲，避免挑食行為，從而提高采食量；另外，大蒜素 能促進胃腸蠕動，調節(jié)體內酶的分泌，從而提高增重 和飼料利用率。這種強烈的誘食效果在魚類和禽類中 十分明顯。
4.2抗菌作用
大蒜素分子中的活性基團是硫醚基（S-O-S）,其 中的氧原子與細菌生長繁殖所必需的半胱氨酸分子 中的硫基相結合，從而抑制細菌的生長和繁殖。因而 大蒜素對多種致病菌，如大腸桿菌、葡萄球菌、痢疾球 菌、肺炎球菌、炭疽桿菌、霍亂弧菌、白喉桿菌等有明 顯的抑制和殺滅作用。大蒜素還對多種真菌有抑制和 殺滅作用。
4.3提高機體免疫力
大蒜素能抑制巨噬細胞產生一氧化氮，從而對T 淋巴細胞激活有促進作用；大蒜素還能明顯提高淋巴 細胞轉化率及T淋巴細胞酸性α-醋酸萘酯（ANAE）陽 性率的作用，使中樞淋巴器官和外周淋巴器官增殖， 提高細胞免疫功能。另一方面，抗體與外毒素特異性 結合，使其不產生毒性作用，顯著增強體液免疫功能。 大蒜素還可激活單核細胞的分泌水平，促使溶菌酶大 量釋放，從而水解細胞壁中的粘多肽使細菌死亡，增 強非特異性免疫功能。
4.4改善飼養(yǎng)環(huán)境
大蒜素在酶的作用下可變成大蒜辣素，以尿的形 式排出，能夠阻止成蠅在家禽糞便中的繁殖，抑制蠅 蛆的生長，改善禽舍內外環(huán)境。
4.5改善家禽產品品質
大蒜素能增加雞肉、雞蛋中的香味成分。據(jù)報道， 雞肉、雞蛋香味成分主要是靠C、H、-S（O）-基團，而大 蒜素的硫醚化合物中含有這一結構，因而在雞飼料中 添加大蒜素能生產出鮮美的風味蛋和雞肉。另外，有 關研究表明，大蒜素還能降低禽產品中膽固醇的含 量。
5在畜牧生產中的應用
5.1在養(yǎng)雞中的應用
5.1.1在肉雞中的應用
賈衛(wèi)斌（1997）在肉雞日糧中添加100mg/kg合 成大蒜素，在雞的成活率及增重效果等方面均無顯 著差異，但有效地降低了飼料系數(shù)，平均單雞耗料比 對照組降低63%,提高飼料報酬21.72%,差異顯著 （P<0.05）.經核算，平均單雞可增收1.23元，經濟效 益顯著[3].鄭誠等（1998）試驗表明，飼料中添加大蒜 素使肉仔雞增重提高8.7%,耗料降低5%[4].何瑞國、 嚴思霓（1997）在肉雞日糧中添加大蒜素對肉雞生長 影響的試驗，進一步得出結論：日糧中添加大蒜素能 促進肉雞的生長，提高飼料轉化率和存活率，尤其以 添加100mg/kg為佳，添加50mg/kg時，不需要添加 痢特靈[5].
5.1.2在蛋雞中的應用
汪麗等（2002）試驗研究表明：①大蒜素能刺激蛋 雞的食欲，提高蛋雞的采食量，提高蛋雞的產蛋性能 和經濟效益；②大蒜素在蛋雞日糧中的添加量以 40mg/kg（大蒜素含量為40%）較為理想，可提高采食量 7.64%,提高產蛋率11.15%,降低料蛋比5.94%[6].王曉 霞（2001）報道，大蒜素可以提高產蛋雞采食量，從而 緩解了產蛋雞因為熱應激造成的采食量下降[7].傅同 祿等（1990）對11月齡蛋雞試驗表明，日糧添加2%的 大蒜渣，產蛋率提高9.8%[8].
5.2在養(yǎng)豬生產上的應用
張淑會等（2004）試驗研究表明，在杜長大斷奶仔 豬日糧中添加大蒜素可使平均日增重提高16.54%, 飼料轉化率提高13%左右[9].廣東三保養(yǎng)豬公司對15～ 24d的斷奶仔豬進行試驗時發(fā)現(xiàn)，添加100mg/kg大蒜 素日采食量提高8.8g/（d·頭）,日增重比對照組提高 6.97%,料肉比降低4.89%[10].在生長育肥豬日糧中添 加大蒜素可顯著提高其采食量和日增重[11].
5.3在養(yǎng)兔中的應用
試驗證明，肉兔食用大蒜素粉，抗病能力增加，死 亡率降低，對粗纖維的消化率明顯提高，提高了日增 重，料肉比降低，經濟效益顯著提高[12].徐華軍等在家 兔日糧中添加大蒜素的研究結果顯示，試驗組日增重 較對照組平均提高12%,料肉比平均下降10%.并 可減少發(fā)病，降低死亡率，并具有抗菌、消炎、驅蟲、解 毒、健胃等功效[13].
5.4在水產養(yǎng)殖上的應用
5.4.1在魚類養(yǎng)殖中的應用
曾虹等在羅非魚飼料中添加大蒜素50mg/kg進 行試驗，結果能提高日增重，成活率增加2%以上，試 驗組飼料轉化率提高11%,飼料生物學綜合評定值為 112,比對照組提高12%,并證實大蒜素具有強烈的誘 食作用[14].在鯉魚餌料中加11mg/kg合成大蒜素，可提 高鯉魚成活率2.5%;提高鯉魚增重率14.3%,差異顯 著（P<0.05）;提高飼料轉化率5.5%,可節(jié)約飼料費用 4.7%[3].向梟等在淡水白鯧飼料中分別添加25、50、 75、100mg/kg的大蒜素進行試驗，結果試驗組淡水白 鯧魚體的粗蛋白含量比對照組分別提高了3.82%、 6.00%、17.67%和18.38%;粗脂肪含量則較對照組分 別降低了5.74%、3.95%、2.63%和1.24%,淡水白鯧魚體 肌肉的品質發(fā)生了明顯的變化[15].日本專家在虹鱒、 真鯛、牙鲆等魚飼料中添加50mg/kg的大蒜素粉，經 長期不間斷投喂可使成魚的肉質細膩、緊密，肉味鮮美。在此條件下停食3周，魚體肌肉的強度為對照組 的1.2倍，停食6周，則肌肉的強度增加1.5倍，且試 驗魚的肌肉纖維粗度為對照組的50%,魚體的脂肪比 例大約下降1.8%[16].
5.4.2在甲魚養(yǎng)殖中的應用
賈衛(wèi)斌等在甲魚飼料中分別添加大蒜素50mg/kg 和100mg/kg進行試驗，結果試驗組的成活率分別比 對照組提高2.44%和2.96%;增重率也分別提高 26.97%和45.35%;飼料轉化率提高15.18%和17.37%, 差異極顯著（P<0.01）.而且平均單鱉收益比對照組分 別增加了12.80元和21.44元，經濟效益顯著[3].
5.4.3在對蝦養(yǎng)殖中的應用
唐雪蓉等認為大蒜素與硫胺素的化合物有抑制 硫胺素酶的作用，可明顯增強對蝦的抗病能力，大大 降低其死亡率。試驗結果表明，4個試驗組的成活率 比對照組分別提高了8.13%、2.09%、7.5%、14.59%,其 中劑量為100mg/kg效果最明顯。此外，有試驗證實， 餌料中添加1%的大蒜素可防治對蝦的紅腿病[17].
5.4.4在牛蛙養(yǎng)殖中的應用
胡石亮等（2000）在牛蛙飼料中添加大蒜素的結 果表明：試驗組平均日增重提高了15.2%,而平均飼 料系數(shù)降低了20.6%,并對防治牛蛙腸胃炎有比較理想 的效果[18].
6大蒜素的應用前景及存在的問題
抗生素在畜禽飼料中的廣泛使用，尤其是超標使 用，會引起各種病原微生物產生抗藥性，并在畜禽產 品中殘留，嚴重影響畜禽產品的質量安全性，嚴重影 響我國畜禽產品質量的提高和產品出口。大蒜素是一 種多功能綠色天然飼料添加劑，安全無殘留，不易產 生抗藥性，對人和動物不會產生致畸、致癌、致突變的 "三致現(xiàn)象".正確使用完全可以替代抗生素應用于畜 牧業(yè)。大蒜素的無污染和安全性高的優(yōu)點，在生產中 有不可替代的作用，未來的應用前景十分廣泛。但在 目前的使用中還存在以下幾個問題。
6.1穩(wěn)定性問題
大蒜素的性能極不穩(wěn)定，在外界條件的影響下大 蒜素的顏色易加深，變得粘稠、生物學功能和飼用效 果降低。影響大蒜素穩(wěn)定的因素有：①pH值的影響。 大蒜素在pH值5～7的環(huán)境中較穩(wěn)定，而堿性條件下 會加速大蒜素的水解反應，引起大蒜素分子中三硫鍵 斷裂，最后生成二烯丙基二硫化合物和二氧化硫，影 響作用效果。大蒜素應在中性或偏酸條件下保存。② 溫度的影響。在不同溫度范圍內，隨保存時間延長，大 蒜素含量均呈下降趨勢。據(jù)試驗介紹，在80℃時， l5min后，大蒜素殘存率為81.69%;當溫度高于80℃ 時，大蒜素的破壞速度大大加快[19].因此，大蒜素應低 溫密封保存。在生產中應用有限，為更好地應用大蒜 素，需對其穩(wěn)定性進行深入的研究。
6.2改善畜禽產品品質的問題
大蒜素改善畜產品品質的作用機理不十分清 楚，大多數(shù)的研究者認為，大蒜素能提高畜產品風 味。由于大蒜油對皮膚和粘膜有刺激性，長期超劑量 （如200mg/kg以上）使用很可能對小腸粘膜造成損 傷，使之充血。也有報道，長期飼喂蒜產品會引起肉、 蛋、奶帶有蒜臭味。引起香味或臭味的原因，需要進 一步探明。
