大蒜總提取的必要性及其總提取物替代抗生素養(yǎng)殖的優(yōu)勢

◆作者：張吉鹍

◆單位：1.江西省農(nóng)業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所；2.江西中成人藥業(yè)有限公司

大蒜（Allium sativum L.）在十大藥食同源食物中僅次于黑豆、綠豆、薏米列第四位，藥食可用部分占82%。大蒜具有與抗生素相似的殺菌功能，素有天然抗生素之稱，但無抗生素的藥物殘留，且對致病菌無耐藥性(劉超良,2008)。大蒜除可以按照中獸醫(yī)理論治療畜禽水產(chǎn)動物的疾病外，還可用作畜禽水產(chǎn)動物飼料添加劑(劉超良，2008;李龍瑞等，2019)。從大蒜中提取的大蒜油和大蒜素是一種廣譜抗菌藥物，在畜牧生產(chǎn)中的應用歷史悠久。早在晉代葛洪所著《肘后備急方》中，就有用大蒜油治療家禽疾病的記載（陳仁惇，2006）。

1 大蒜總提取的必要性

1.1 獨頭紫皮大蒜與普通白皮大蒜所含營養(yǎng)及營養(yǎng)活性物質(zhì)的巨大差異

以干物質(zhì)（DM）計，每kg 獨頭紫皮大蒜所含的（括號中的第1 個數(shù)字為普通白皮大蒜的相應值，第2 個數(shù)字為獨頭紫皮大蒜相應值，為普通白皮大蒜相應值的倍數(shù)），第3 個數(shù)字為獨頭紫皮大蒜相應值：①營養(yǎng)物質(zhì)為：能量(15.38vs 14，1.10 倍）MJ、碳水化合物(767.57vs 577.78，1.33倍）g、 粗蛋白質(zhì)（140.54vs 188.89，0.74 倍）g、膳食纖維（32.43vs 144.44，0.22 倍）g、粗脂肪（5.41vs 33.33，0.16 倍）g；②微量元素為：鉀（11.81vs 33.56，0.35倍）g、磷（3.49vs 13，0.27 倍）g、鎂（756.76vs 2333.33，0.32 倍）mg、鈣（270.27vs 4333.33，0.06 倍）mg、鈉（224.32vs 2177.78，0.10倍）mg、鐵（35.14vs 133.33，0.26倍）mg、錳（6.49vs 32.22，0.20）mg、銅（2.97vs 24.44，0.12 倍）mg、硒（149.73vs 343.33，0.44 倍）μg；③維生素為：維生素C（189.19vs 777.78，0.24 倍）mg、尼克酸（21.62vs 66.67，0.32 倍）mg、維生素E （18.38vs 118.89，0.15倍）mg、硫氨素（7.84vs 3.33，2.35倍）mg、核黃素（1.62 vs 6.67，0.24倍）mg、 胡蘿卜素（540.54vs 6666.67，0.08 倍）μg、視黃醇當量（81.08 vs 1111.11，0.07 倍）μg（陳仁惇，2006）。可見，獨頭紫皮大蒜的營養(yǎng)及營養(yǎng)活性物質(zhì)（Nutricines）的含量與普通白皮大蒜的相應值差異甚巨。

1.2 不同產(chǎn)地不同品種大蒜所含營養(yǎng)及營養(yǎng)活性物質(zhì)的巨大差異

不同產(chǎn)地不同品種大蒜所含營養(yǎng)及營養(yǎng)活性物質(zhì)的分析值（以蒜薹的分析值做參考）。不同產(chǎn)地26 個不同品種蒜薹間的營養(yǎng)及營養(yǎng)活性物質(zhì)存在著巨大差異，如：①粗蛋白變化范圍在3.78～7.20 g/kg 鮮樣，品種間的變異系數(shù)雖較小，亦達到了15.58%；②游離氨基酸的變化范圍 在386.40 ～824.10 mg/kg 鮮樣，品種間的變異系數(shù)為25.25%；③維生素C 的變化范圍為64.60～420.40 mg/kg 鮮樣，品種間的變異系數(shù)高達34.99%；④可溶性糖的變化范圍在8.34%～18.50%，品種間的變異系數(shù)為19.73%；⑤大蒜素的變化范圍在5.71～21.34 mg/kg 鮮樣，品種間的變異系數(shù)更是高達42.75%；⑥山東雜交大蒜、廣西獨頭大蒜的果聚糖含量分別為13.25%與20.96%，相差7.71 個百分點（葉迎等，2017）。

1.3 大蒜總提取物可平衡不同品種大蒜間的營養(yǎng)及營養(yǎng)活性物質(zhì)的巨大差異

為使大蒜應用于飼料端替抗，首先，必須解決大蒜所含營養(yǎng)及營養(yǎng)活性物質(zhì)尤其是營養(yǎng)活性物質(zhì)的均衡含量問題，而對大蒜進行總提?。ㄓ址Q粗提）則是解決該問題的重要手段，這也是市場上流行大蒜總提取物（Total garlic extract,TGE）的重要原因。其次，解決大蒜提取物的穩(wěn)定性問題。盡管市場上大蒜提取物的產(chǎn)品較多，但由于大蒜提取的工藝要求較高，并不是誰都能做出耐熱適于制粒且營養(yǎng)活性物質(zhì)穩(wěn)定性好的產(chǎn)品。只有那些長期致力于守成創(chuàng)新，革新工藝，才能在長期實踐中，摸索出高效提取大蒜總提取物的獨特工藝。TGE 除提取過程中新產(chǎn)生的營養(yǎng)活性物質(zhì)外，還含有破碎大蒜原料所有的營養(yǎng)成分及營養(yǎng)活性物質(zhì)，如大蒜多糖、蒜氨酸、大蒜素、微量元素等，藥食同源，料藥并用（Rivlin，2001）。

2 大蒜總提取物的營養(yǎng)活性作用不僅取決于其所含的營養(yǎng)活性物質(zhì)，還與其加工過程有關

市場各類“大蒜”產(chǎn)品品質(zhì)的好壞，在確保大蒜原料質(zhì)量的前提下，完全取決于大蒜的提取工藝及其提取過程。目前，比較明確的有如下幾種：

2.1 提取過程中所產(chǎn)生的反應中間體硫代亞磺酸酯不穩(wěn)定

提取過程中所產(chǎn)生的高度不穩(wěn)定的硫代亞磺酸酯即蒜素（或稱蒜辣素，大蒜抑菌殺菌的主要營養(yǎng)活性物質(zhì)），會迅速轉變成其他有機硫化物而降低其功效（李新霞等，2012）。所以不同的加工工藝所生產(chǎn)的大蒜提取物，其功能（如抗菌殺蟲）效果明顯不同，有時還會有天壤之別。

2.2 提取工藝能夠改性生大蒜，并增加其營養(yǎng)活性功能

提取工藝不僅可以改變或減少生大蒜的刺激性等，還能夠增加大蒜的營養(yǎng)活性功能（黃瑞華，2009）。

2.2.1 大蒜總提取過程中所產(chǎn)生的新的系列有機硫營養(yǎng)活性物質(zhì)，增加新的營養(yǎng)活性功能

（1）大蒜總提取過程中新產(chǎn)生的系列有機硫營養(yǎng)活性物質(zhì)

提取過程中會產(chǎn)生一系列新的有機硫化物（OSC），主要是硫- 烯丙半胱氨酸（SAC）、硫-烯丙巰基半胱氨酸（SAMC）等水溶性有機硫化物（WSOSC），以及少量的脂溶性有機硫化物（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。這些有機硫化物是TGE 中的主要營養(yǎng)活性物質(zhì)，其中又以SAC為主。此外，TGE 提取過程中的GPS 與氨基酸的美拉德反映亦會產(chǎn)生如鈉- （1- 脫氧-D- 果糖-1-yl）-L- 精氨酸（簡稱N-果糖精氨酸，NGA）與N- 果糖谷氨酸（NFG）等抗氧化類營養(yǎng)活性物質(zhì)（陳仁惇，2006）。

（2）大蒜總提取過程會產(chǎn)生新的營養(yǎng)活性功能及其示例分析

TGE 中的有機硫營養(yǎng)活性物質(zhì)與未經(jīng)加工的完整大蒜不同，會因提取工藝的不同而異。如：提取過程中產(chǎn)生的SAC，就具有抑制癌癥與抗氧化損傷的功能，且對肝細胞沒有毒性，并能降低血中膽固醇含量；而所產(chǎn)生的FSOSC，雖然含量較少，且具有降脂與抗氧化作用，但有些FSOSC 對肝細胞有毒性。所以水溶性與脂溶性有機硫化合物的比例會影響到TGE 的品質(zhì)。又如：TGE 是否具有降低血中膽固醇功能取決于不同的提取工藝與提取過程（陳仁惇，2006）。

2.2.2 同樣是大蒜多糖，但其單糖組成很大程度取決于提取工藝及相關參數(shù)

同樣是大蒜多糖（Garlic Polysaccharide,GPS），但其單糖的組成除取決于產(chǎn)地、大蒜品種外，還與GPS 的提取、分離與水解條件有關，亦與分析測定所用儀器的靈敏度有關，目前以氣相色譜法所測得的單糖種類最多（劉燕瓊等，2005）。特別是由于GPS 是雜多糖，用不同的材料和方法提取時，會得到不同組分與純度的產(chǎn)品，其功能亦有所不同。如在構成GPS 的組成方面，主要有：①一些學者提取的GPS其組成為半乳聚糖，同時還含有果膠酸、果聚糖以及微量的葡萄糖、阿拉伯糖與鼠李糖等；②另一些學者提取的GPS，其組成為與硒有鍵合狀態(tài)的甘露聚糖；③還有一些學者提取的GPS 由85%的果糖、14%的葡萄糖以及1%的半乳糖等3 種單糖組成（葉迎等，2017）。此外，就功能而言，蒜渣堿提取的GPS 其抑菌效果要好于蒜渣水提取的GPS（任莉等，2006）。

3 大蒜總提取物確保動物健康的替抗優(yōu)勢

3.1 大蒜糜的營養(yǎng)活性物質(zhì)雖全面，但不適應飼料生產(chǎn)工藝添加的要求

在《大蒜營養(yǎng)活性物質(zhì)不可分割的整體性及其總提取物的替抗?jié)摿Α罚ùl(fā)表）一文中，闡述了破碎大蒜中的營養(yǎng)活性物質(zhì)作為一個整體而發(fā)揮其誘食增食，廣譜抗菌，解毒去毒，止幼畜痢，抗球蟲?。槐８螐娦?，增免壯體，抑制病毒，降糖降脂，消炎調(diào)（血）壓以及寡糖營養(yǎng)，酸化腸道，抑殺病菌，平衡菌群，防病促長的營養(yǎng)活性作用。從而，不僅能夠像抗生素那樣抑殺腸道致病菌，還能減少腸道內(nèi)毒素的排放，提高益生菌的數(shù)量，保護腸道黏膜，改善腸道內(nèi)微環(huán)境，促進營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，比抗生素的促生長效果更顯著。但將大蒜搗成大蒜糜（渣），直接添加到飼料中，雖可保全其營養(yǎng)活性物質(zhì)，但操作復雜，不適應現(xiàn)代飼料生產(chǎn)工藝添加的要求。

3.2 飼用天然大蒜素及化工合成大蒜素只考慮了硫醚類化合物營養(yǎng)活性的作用

飼用天然大蒜素只是利用了破碎大蒜營養(yǎng)活性物質(zhì)中的硫醚類化合物，飼用化工合成大蒜素則僅僅仿制（化工合成）了天然大蒜素中少數(shù)幾種有機硫醚類化合物，沒有考慮破碎大蒜中其它營養(yǎng)活性物質(zhì)對其營養(yǎng)活性作用的貢獻，尤其是沒有考慮占總營養(yǎng)活性物質(zhì)70%以上的大蒜多糖（Garlic Polysaccharide, GPS）的貢獻，以致缺乏破碎大蒜所含全部營養(yǎng)活性物質(zhì)間互作所表現(xiàn)的整體協(xié)同效應。

3.3 大蒜總提取物維持動物健康的3 大屏障作用，是其替代抗生素養(yǎng)殖的優(yōu)勢所在

TGE 不僅含有破碎大蒜所含的全部營養(yǎng)活性物質(zhì)，而且在其提取過程中產(chǎn)生了新的營養(yǎng)活性物質(zhì)。TGE 是飼料端具競爭優(yōu)勢的替抗產(chǎn)品之一，其顯著優(yōu)勢在于其維持動物健康的3 大屏障作用：①微生物屏障作用。TGE 中的GPS 具有寡糖營養(yǎng)活性，因而能夠競爭性地排斥致病菌，從而在腸道內(nèi)構建以益生菌為優(yōu)勢菌群的腸道菌群平衡，確保腸道健康，在動物機體內(nèi)發(fā)揮其微生物屏障作用。②化學屏障與微生物屏障雙重作用。盡管TGE 中的有機硫化物對致病菌的抗菌譜廣，且對真菌、霉菌亦具有高效抑、殺作用，但對包括腸道在內(nèi)的動物機體內(nèi)的益生菌（如干酪乳桿菌等）則無抑、殺作用。因而能夠維持動物腸道的菌群平衡，在動物機體內(nèi)發(fā)揮其化學屏障與微生物屏障雙重作用。③免疫屏障作用。TGE 中的GPS 能夠激活免疫系統(tǒng)，增強機體的免疫力，起到免疫屏障作用。TGE 的消炎止痛、抗病毒、抗腫瘤作用明顯，TGE 是公認的增強動物免疫力的食品、飼料添加劑。

4 運用豬營養(yǎng)工程技術，發(fā)揮大蒜總提取物替代抗生素養(yǎng)殖的優(yōu)勢

從以上分析可以看出，TGE具有維持動物健康、全面替抗的營養(yǎng)活性物質(zhì)基礎。但要確保TGE 在豬飼料端全面替抗的成功，必須采用綜合的整體集成技術———豬營養(yǎng)工程技術。也就是：①管理技術：搞好豬場的生物安全，預防疾?。惶嵘B(yǎng)豬環(huán)境治理，改善飼養(yǎng)管理，防止應激。②飼料加工調(diào)制技術：采用先進的飼料加工調(diào)制技術，執(zhí)行嚴格的品控制度，生產(chǎn)出高質(zhì)量的安全飼料。③日糧配方技術：采取如抗病營養(yǎng)、凈能體系與低蛋白日糧等營養(yǎng)措施，實施精準營養(yǎng)。④營養(yǎng)調(diào)控技術：利用TGE 配伍性好，使用無禁忌的特點，運用營養(yǎng)調(diào)控技術，激發(fā)出TGE 與飼料中其它營養(yǎng)、營養(yǎng)活性物質(zhì)（如功能性脂肪、功能性膳食纖維）以及其它營養(yǎng)調(diào)控劑（如丁酸梭菌等微生態(tài)制劑或丁酸類產(chǎn)品）的組合效應。將這些技術進行集成，可以充分發(fā)揮TGE 替抗的優(yōu)勢。

參考文獻：（略）