第六节 大蒜素
大蒜素(allitridum)作为一种绿色饲料添加剂,具有广谱抗菌、无抗无耐药性、低残留、低成本、较强的诱食性和调味性等特点,能促进动物生长,提高饲料转化率,提高成活率,降低养殖成本。
一、大蒜素的来源、化学组成与性质
大蒜属百合科,为多年生宿根草本植物,世界各地均有栽培,我国有着悠久的栽培和应用历史。中医认为,大蒜辛辣、性温、能解滞气、暖脾胃、消症积、解毒杀虫。
大蒜素是大蒜的提取物或人工合成品。大蒜提取物含有大蒜油、粗蛋白、粗脂肪、糖类以及少量的钙、磷、钾、镁、铜、钠、锌、锰、铁、硼等矿物元素和硫胺素、核黄素等。大蒜素中的有效成分是大蒜油。大蒜油的颜色为淡黄色至棕红色,具有浓烈的大蒜气味,密度为1.050~1.095,折光率为1.550~1.580,可溶于大多数非挥发油中,部分溶于乙醇,不溶于水、甘油和丙二醇等。强酸、强氧化剂和紫外线可使其变质。
天然的大蒜油可采用蒸汽蒸馏法、有机溶剂提取法等方法提取,内含约16种含硫化合物,其中含量较多的是丙基二硫化丙烯(约60%)、二硫化二丙烯(23%~39%)、三硫化二丙烯(13%~19%)与甲基二硫化丙烯等。
人工合成的大蒜素主要由二丙烯基一硫醚、二硫醚、三硫醚(大蒜新素)、四硫醚等组成(图1-6)。一硫醚在心、脑血管等疾病的防治上有良好效果,二硫醚、三硫醚性质稳定、杀菌能力强。四硫醚不稳定,久置会释放出硫和其他不明物质。一硫醚为无色液体,沸点139℃;二硫醚为无色至浅黄色液体,具有特殊的大蒜味,不溶于水,溶于乙醇等有机溶剂,沸点139℃;三硫醚为无色到浅黄色液体,沸点139~140℃;四硫醚为浅棕色至棕红色,沸点140℃。现在生产上常用的是人工合成的大蒜素:以二烯丙基三硫醚为主,加上一定的载体制成的。
图1-6 大蒜素的分子结构
二、大蒜素的生物学作用
1.防治动物疾病、增强免疫力
大蒜素是很好的抗菌物质,有着和抗生素相似的作用效果,对多种致病菌有明显的抑制和杀灭作用。一般认为,大蒜素中的二硫醚和三硫醚能透过病菌的细胞膜进入细胞质,将含巯基的酶氧化为二硫键,从而抑制细胞分裂和破坏病菌与癌细胞的正常代谢。大蒜素可有效地抑制痢疾杆菌、伤寒杆菌、霍乱弧菌的生长增殖,对葡萄球菌、肺炎球菌、链球菌、黄曲霉菌、烟曲霉菌等有显著的抑制和杀灭作用,对结核杆菌、某些真菌、原虫等也有一定的抑制和杀灭作用,能防治鸡白痢、鸡瘟、胃肠炎、家兔的球虫病等。大蒜素中含有多种活性物质,能使细胞代谢增强,促进动物体大量释放溶菌酶,增强机体的非特异性免疫功能,起到抗肿瘤的作用。动物实验证明,大蒜素能促进淋巴细胞、巨噬细胞的增殖,刺激淋巴细胞分泌干扰素、肿瘤坏死因子、白细胞介素等,从而增强动物体的免疫力。
袁志柱等(1998)报道,在肉鸡饲粮中添加大蒜素,可提高成活率3% 以上。胡石亮等(2000)在牛蛙饲料中分别添加50mg/kg、100mg/kg、150mg/kg大蒜素,30天的饲养试验结果表明,试验组牛蛙成活率高于对照组。贾玉山等(2004)报道,大蒜素能提高肉牛免疫力、增强其抗病性能,并对牛肠胃炎有较理想的防治效果。井红艳等(2004)在肉鸡饲粮中添加50~100mg/kg大蒜素,可提高其成活率。在草鱼、鲤鱼饵料中添加1% 大蒜素渣,其成活率提高15%以上。试验证明,大蒜素对鱼易患的肠炎、烂鳃病有良好的防治效果,是目前防治鱼病的较好的药物之一。在饵料中添加1% 的大蒜素,可防治对虾的红肢病。饵料中添加5%大蒜,进行网箱养殖鲤鱼,其成活率提高15% 以上。试验表明,在饲粮中添加大蒜素,对鸡球虫病有良好的防治效果,在非球虫疫区可替代抗球虫药。大蒜素对猪蛲虫、蛔虫、副伤寒,鸡白痢、禽霍乱,水产动物肠炎、烂腮、赤皮和出血病等有防治作用,也可用于治疗牛伤风感冒、瘤胃鼓气,羔羊痢疾,马腹痛等,是目前广大农村发展养殖业进行疫病防治节省投资的有效途径之一。
2.增进食欲,增加动物的采食量
大蒜素具有强烈的诱食性,大蒜油是一种香味物质,大多数动物如鱼类和禽类都喜欢此气味。大蒜素能刺激动物的嗅觉和味觉,使采食量增加。大蒜素的浓郁香味,能有效地掩盖饲粮中菜籽粕、肉骨粉等一些原料的不良气味,改变饲料的天然风味,刺激采食,增加胃液的分泌,促进胃肠蠕动,可作为天然诱食剂使用。在罗非鱼饵料中加入50mg/kg的大蒜素,经45天喂养,罗非鱼表现出喜食、摄食速度快的特点。
在饲粮中添加大蒜素不宜过多,否则易引起动物采食过量而发生消化不良。
3.改善动物产品的品质,降低饲养成本
大蒜素能增加鸡体的香味成分。在鸡的饲粮中添加一定量的大蒜素,可使鸡肉的香味浓郁,鸡蛋味道鲜美。大蒜素含有各种硫醚化合物,长期投喂,可降低鱼体胆固醇含量,改善水生动物肉质。生化分析表明,大蒜中的硫醚化合物含有与水生动物肉香味相关的物质。日本学者在虹鳟、真鲷、牙鲆等鱼类饵料中添加50mg/kg的大蒜素,长期饲喂可使成鱼的肉质细腻、紧密,味道鲜美。伍莉等(2002)报道,大蒜素进入肠道,能激活肠道蛋白酶,从而使饵料中的蛋白质能更好地转化为鱼体蛋白。向枭等(2002)在淡水白鲳饵料中分别添加25mg/kg、50mg/kg、75mg/kg、100mg/kg的大蒜素,结果是试验组淡水白鲳鱼体蛋白含量分别比对照组提高3.82%、6.00%、17.67%、18.38%,粗脂肪含量则相应地较对照组降低35.74%、3.95%、2.63%、1.24%,鱼肉的营养组成得到了改善。日本学者将大蒜捣碎后挤汁100g,加入0.5%~3% 硫胺素,在50~70℃下反应1~7h,得到大蒜硫胺素溶液,然后加入0.5%黏合剂和2% 维生素E,制成饵料添加剂,用于饲喂雏鳖,一年后,鳖的增重提高2% 左右,鳖肉的风味得到了改善。
在饲料中添加大蒜简便易行,成本低,易推广,可将大蒜浸泡去皮、切片、烘干或晒干、粉碎后备用。
4.改善动物的环境
大蒜素中的挥发性含硫化合物,可驱赶对饲料和粪便叮吸的蚊、蝇、虫。大蒜素在体内酶的作用下转变成大蒜辣素,随尿排出后进入粪坑,可阻止蚊、蝇在粪、尿中的繁殖与幼虫的生长,减少蚊、蝇对动物的骚扰,减少疾病传播,改善周围环境。
5.促进动物的生长发育,提高饲料转化率
大蒜素能促进动物的胃液分泌、胃肠蠕动,刺激动物的食欲,促进消化道黏膜对营养物质的吸收,有显著的促生长作用,可提高动物的日增重和饲料的利用率。黄瑞华等(2002)在断奶仔猪饲粮中添加25%大蒜素200g/t。结果表明,与对照组相比,试验组猪日增重提高16.55%(P<0.05),料重比降低13%(P<0.05)。贾卫斌等(1997)用含量为10% 合成大蒜素和碘化改性大蒜素,按60mg/kg拌入鸡饲粮中,可分别提高鸡日增重7.54% 和11.31% 。柏松等(1997)的试验结果表明,在产蛋鸡饲粮中添加大蒜素,产蛋率提高5.3%,料蛋比减少6.91% 。高红梅等(2004)在牛蛙饲料中添加大蒜素,可促进其生长,提高成活率,从而降低养蛙成本,增加经济效益。井明艳等(2004)的试验证实,在绵羊饲料内添加大蒜素1.3~1.5g/(只·天),可提高绵羊的日增重和饲料转化率。贾卫斌等(1999)在甲鱼饵料中添加50mg/kg、100mg/kg的合成大蒜素,甲鱼增重率分别提高26.97% 和45.35%,饲料转化率提高15.8% 和17.37% 。黄玉德等(1997)在奶牛精料中添加大蒜素0.1% ,平均每头奶牛日产奶增加2.28kg,提高11.22%(P<0.05),乳脂率提高4.3%。
6.对饲料有防霉作用
饲料中添加大蒜素,具有抗霉菌作用,对黄曲霉、烟曲霉等多种霉菌有很强的抑制和杀灭作用,能有效防止饲料霉变,抑制黄曲霉素对动物的毒害。
三、大蒜素在动物中的应用效果
1.在猪中的应用效果
大蒜素可促进猪的生长发育,改善猪的生长环境,提高猪的抗病力,提高日增重和饲料利用率。
徐建荣等(2001)、黄雪泉等(2000)的试验表明,大蒜素能提高仔猪日增重,降低料肉比。刘雨田(1999),武书庚等(2001)研究后认为,大蒜素可改良饲粮中一些药物和原料的不适气味,因而改善了饲料的适口性,增进断奶仔猪的食欲。任培桃(1997)报道,在生长肥育猪饲粮中添加5%大蒜素,使猪食欲增强、增重提高。给泌乳母猪饲粮中添加3%大蒜,可使母猪的日采食量增加2kg以上;给断奶15~25d的仔猪饲粮添加2%的大蒜素,仔猪的日增重可提高6.9%以上,料肉比降低 4.8%以上。大蒜素可使仔猪胃液分泌量增加,增强胃肠蠕动和刺激仔猪食欲,产生强烈的诱食作用,促进消化道对营养物质的吸收,从而促进猪的生长发育。大蒜素还可被用于防治猪的许多疾病,如防治猪的蛲虫、蛔虫、副伤寒病,治疗猪的胃肠炎、风湿病、破伤风等。
2.在禽中的应用效果
在鸡饲粮中添加大蒜素,可增进其食欲,提高生产性能。郑诚等(1998)报道,在肉鸡饲粮中添加大蒜素,肉鸡平均增重提高了8.7%,耗料减少5%。何国瑞等(1997)的试验结果表明,在1~35日龄肉鸡饲粮中添加大蒜素,日增重、饲料报酬均有所提高,料肉比降低。黄玉德(1996)在蛋鸡饲粮中添加大蒜素,产蛋量提高11.36%,料蛋比减少6.91% 。并认为,用大蒜素、有机锗和硒配成一种添加剂饲喂蛋鸡,可使产蛋率提高,产蛋高峰期延长。刘宗政(1999)用大蒜素添加于1~42日龄肉鸭的饲粮中,结果表明,肉鸭增重提高4.36%~8.29% ,饲料消耗减少1.69%~5.93% 。饲粮中添加大蒜素,可提高机体抗病力,增强免疫力,能防治许多禽病,如雏鸡白痢、禽霍乱、鸡瘟等。
3.在草食动物中的应用效果
在饲料中添加大蒜素,可加快肉用草食动物的增重,提高饲料利用率;对奶牛可提高产奶量和乳脂率,防治许多疾病。黄玉德等(1997)在新西兰肉兔饲粮中添加1% 的大蒜素,其日增重提高21%(P<0.01),料肉比下降21.7%。
大蒜素可被用于治疗牛伤风感冒、瘤胃臌胀、羔羊痢疾、马腹痛、家兔的球虫病、肠胃炎、痢疾等疾病。
4.在水生动物中的应用效果
在水生动物饵料中添加大蒜素,可增进水生动物的食欲,提高采食量和增重,改善肉质,减少疾病的发生,提高成活率。
贾卫斌等(1997、1999)在鲫鱼饵料中添加100mg/kg大蒜素,鱼增重提高13.3%,饲料报酬和经济效益分别提高5.5% 和 15%~25%。傅同禄等(1990)试验发现,大蒜素具有强烈的诱食作用,草鱼、鲫鱼、鲤鱼的食饵率提高。曾虹等(1996)、胡世杰(1999)在罗非鱼饵料中添加大蒜素,罗非鱼日增重,成活率都提高。胡石亮等(2000)在牛蛙饲料中分别添加50mg/kg、100mg/kg、150mg/kg大蒜素。结果表明:试验组的成活率、增重率均高于对照组。饲料中添加 100mg/kg大蒜素的试验组牛蛙增重率比对照组提高19.5% ,饲料系数比对照组降低20.6% 。大蒜素可防治痢疾杆菌、霍乱杆菌、伤寒杆菌、葡萄球菌、链球菌、霉菌等引起的水生动物疾病,如肠炎、烂腮、赤皮和出血病等疾病。
四、大蒜素的特点
1.应用范围广
大蒜素广谱抗菌,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,可在牛、猪、鸡、鸭、水生动物等中使用,并可用于动物的各生长阶段,应用范围广。
2.价格低廉
大蒜素的使用剂量较少,一般为50~100mg/kg,就有较好的使用效果。另外,人工合成的大蒜素价格低廉,成本是其他的一些添加剂的几分之一到几十分之一。
3.无配伍禁忌
大蒜素可与其他添加剂配合使用,不会产生拮抗作用,不会与饲料中的其他成分产生交叉干扰,不会对人类和动物造成危害。
五、应用大蒜素时应注意的问题
大蒜素的稳定性较弱,在适宜的条件下,易分解产生多种烯丙基硫化物,产生蒜臭味。目前,开发的碘化改性大蒜素的稳定性比大蒜素有所提高。因此,应对大蒜素的稳定性进行进一步研究。
大蒜素在饲粮中的添加量并非越多越好,要选择适宜的添加量。如果长期使用高剂量的大蒜素(如50mg/kg),可能使屠宰后的肉质出现蒜酸性,使用过量还可导致动物消化不良,损伤小肠黏膜。