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?/h1>
2020-12-16 13:02:21張吉鹍
養(yǎng)豬 2020年4期
張吉鹍
（1.江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，江西 南昌 330200；2.江西中成人藥業(yè)有限公司，南昌 331700）
1 禁抗、減抗時代的到來
隨著農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2019年第194號與第246號2個公告的實施，表明飼料端全面禁抗時代的到來。為應(yīng)對飼料端全面禁抗的挑戰(zhàn)，要實施包括提升硬件設(shè)施，搞好生物安全與環(huán)境衛(wèi)生在內(nèi)的豬營養(yǎng)工程技術(shù)，以實施精準(zhǔn)營養(yǎng)，并充分運用飼料中營養(yǎng)活性物質(zhì)的調(diào)控作用，實現(xiàn)豬只的健康生長[1]，否則就極有可能出現(xiàn)當(dāng)初歐盟飼料端禁抗初期情形：畜禽水產(chǎn)動物的發(fā)病率與死亡率以及養(yǎng)殖端治療用藥量大幅提升，養(yǎng)殖水平在短期內(nèi)將會下降，生產(chǎn)成本增加，養(yǎng)殖行業(yè)將出現(xiàn)難以避免的短期陣痛。較之挑戰(zhàn)，禁抗給替抗產(chǎn)品帶來了巨大的發(fā)展機(jī)遇。大蒜總提取物（Total garlic extract,TGE）必將成為最富競爭力的替抗產(chǎn)品之一。
2 藥食同源物質(zhì)大蒜中的營養(yǎng)活性物質(zhì)及其互作的整體協(xié)同效應(yīng)
2.1 大蒜所含的營養(yǎng)與營養(yǎng)活性物質(zhì)
藥食同源物質(zhì)大蒜（Allium sativum L.），自古以來既是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫氖澄镎{(diào)味品、香辛蔬菜，又是祛寒除濕、消腫散毒、開胃健脾、防病治病、增強(qiáng)體質(zhì)的保健用中藥材[2]，具有廣泛且有效的防治疾病作用，用作人、畜禽、水產(chǎn)動物的疾病防治歷史悠久[2]。破碎的大蒜作為藥食兼用蔬菜，既富含蛋白質(zhì)、碳水化含物、脂肪、礦物質(zhì)、維生素以及氨基酸等多種營養(yǎng)物質(zhì)，又富含多種營養(yǎng)活性物質(zhì)（Nutrinicines）。其中的揮發(fā)性營養(yǎng)活性物質(zhì)為稱作大蒜油的硫醚類化合物；非揮發(fā)性營養(yǎng)活性物質(zhì)包括如多糖、皂苷（包括甾類糖苷）、腺苷、甲烷、百余種酯類、硒等多種微量元素，超氧化物歧化酶，蒜氨酸酶（Alliilase）等酶類，前列腺素，外源性凝集素，蒜氨酸（Alitin）及其在蒜氨酸酶作用下的分解產(chǎn)物大蒜辣素（Allitridum）以及其它有機(jī)硫化物等[3]。任何藥食同源中草藥中的營養(yǎng)與營養(yǎng)活性物質(zhì)，尤其是營養(yǎng)活性物質(zhì)都是作為一個不可分割的整體發(fā)揮其營養(yǎng)活性作用的[4]。大蒜中的營養(yǎng)與營養(yǎng)活性物質(zhì)是其發(fā)揮營養(yǎng)保健與各種藥用性能的物質(zhì)基礎(chǔ)。
2.2 大蒜多糖（GPS）占大蒜營養(yǎng)活性物質(zhì)總量的70%以上
在大蒜所含營養(yǎng)物質(zhì)中，碳水化合物（主要為菊糖類多糖）的含量要占其總干物質(zhì)含量的80%以上，可見大蒜的菊糖含量較高，為優(yōu)質(zhì)菊糖源植物[5]。在大蒜所含營養(yǎng)活性物質(zhì)中，大蒜多糖（GPS）的含量最高，占其營養(yǎng)活性物質(zhì)總量的70%以上[5]。
2.3 破碎大蒜中營養(yǎng)活性物質(zhì)互作的整體協(xié)同效應(yīng)—營養(yǎng)保健與藥用性能
大蒜中的營養(yǎng)物質(zhì)與營養(yǎng)活性物質(zhì)及營養(yǎng)活性物質(zhì)間的互作，在動物機(jī)體內(nèi)所產(chǎn)生的組合效應(yīng)，表現(xiàn)為大蒜的營養(yǎng)保健（抗衰老、抗腫瘤、降血脂、降血糖、降血壓、預(yù)防動脈硬化、防治冠心病等）與諸多藥用（廣譜抗菌、抑制病毒等）性能上[2]。
2.4 大蒜油、大蒜素、化工合成大蒜素所含大蒜營養(yǎng)活性物質(zhì)的不完整性
2.4.1 大蒜油所含的營養(yǎng)活性物質(zhì)為揮發(fā)性含硫化合物，多達(dá)百余種 大蒜油為大蒜中的揮發(fā)性營養(yǎng)活性物質(zhì)，含量少，僅占大蒜干物質(zhì)的0.1%～0.2%。大蒜油的主要成分為硫醚類化合物，含有約60%的丙基二硫化丙烯（PPT），23%～39%的二烯丙基二硫化物（別名二硫化二丙烯、二烯丙基二硫醚，DADS），13%～19%的二烯丙基三硫化物（別名三硫化二丙烯、二烯丙基三硫醚，DATS），4%～5%的二硫化二丙烷（DPD）以及少量的甲基二硫化丙烯（PMD）等百余種揮發(fā)性含硫化合物[6]。DADS、DATS為大蒜的主要單個抗菌、影響蒜泥風(fēng)味的營養(yǎng)活性物質(zhì)，分別稱為大蒜辣素（Allitridum）與大蒜新素（Allitride）[6]。
2.4.2 大蒜素的營養(yǎng)活性物質(zhì)不含大蒜多糖或者僅含多種烯丙醛硫醚化合物 廣義的大蒜素（Allicin）指的是大蒜中除GPS外，包括大蒜油在內(nèi)的所有營養(yǎng)活性物質(zhì)的總稱。狹義的大蒜素（Allicin）指的是大蒜鱗莖（即大蒜頭）中的蒜氨酸經(jīng)激活的蒜酶（蒜氨酸裂解酶，Allinase）催化分解成的一種揮發(fā)性無色油狀液體，主要由稱作蒜素（Allicin）的二烯丙基硫代亞磺酸酯（DTS）等多種硫代亞磺酸酯（Thiosulfonate）組成，其中DTS占破碎大蒜所形成的總硫代亞磺酸酯的70%[6-7]。DTS不穩(wěn)定，會很快分解為由約66%的DADS、約9%的DATS及約14%的二烯丙基硫化物（別名烯丙基硫醚，DS）等多種烯丙醛硫醚化合物組成的混合物[8-9]。可見，大蒜油是大蒜素的有效成分。
2.4.3 天然飼用大蒜素的營養(yǎng)活性物質(zhì)為硫代亞磺酸酯及其分解產(chǎn)物 天然飼用大蒜素（Allicin）指的是自大蒜鱗莖中提取的揮發(fā)性油狀物中所得到的一種有機(jī)硫化合物，學(xué)名為DTS，別名蒜素（Allicin）、蒜辣素（Allistatin）。由于DTS不穩(wěn)定，易分解成DADS、DATS、甲基烯丙基三硫化物（別名甲基烯丙基三硫醚，MAT）、甲基烯丙基二硫化物（別名甲基烯丙基二硫醚，MAD）以及甲基乙烯丙基三硫化物（別名甲基乙烯丙基三硫醚，MVPT）等有機(jī)硫化物?？梢姡烊伙曈么笏馑鼐褪沁@些有機(jī)硫化物與少量未分解的DTS等多種烯丙醛硫醚化合物組成的復(fù)合物，亦即這些有機(jī)硫醚化合物的統(tǒng)稱。據(jù)試驗，就單個營養(yǎng)活性物質(zhì)的單一營養(yǎng)活性作用（如抗菌）而言，其中的三硫化物對病原菌的抑殺作用比二硫化物強(qiáng)。DATS、DADS與DTS的抗菌譜廣，抑菌效果好，其中又以DATS的效果最好。
2.4.4 化工合成大蒜素
（1）化工合成大蒜油得率是天然大蒜油得率的450～850倍。
由于天然飼用大蒜素是自大蒜鱗莖中提取的大蒜油中獲得，而天然大蒜油的得率僅為0.1%～0.2%[6]?；ず铣纱笏馑貏t是自化工合成的大蒜油中獲得。飼用商品大蒜素就是以化工合成的大蒜油為原料制成的預(yù)混料，即將化工合成的大蒜油吸附到特定的載體上稀釋制成的大蒜素粉劑，呈白色粉末狀。由于化工合成大蒜油的得率為85%～90%[6]，是天然大蒜油得率的450～850倍。可見，天然大蒜轉(zhuǎn)化為大蒜油的轉(zhuǎn)化率極低（不到1%）[6]，因而成本極高，故化工合成大蒜素較天然飼用大蒜素要便宜得多，單就化工合成大蒜素中的某幾種特定的化合物及其功能而言，其純度要高，個別單一藥效更顯著（如大蒜氣味濃至刺鼻）。
（2）化工合成大蒜素僅含少數(shù)幾種有機(jī)硫醚化合物，并含有雜質(zhì)。
合成大蒜素僅含有約50%～80%DATS、約20%～50%DADS以及少量的單硫化二丙烯（別名二烯丙基硫醚，DAS）與四硫化二丙烯（別名二烯丙基四硫醚，DTTS），這4種成分占總相對含量的92%以上，抗菌效果最好的為DATS[6]。例如，針對某化工合成大蒜素與某天然大蒜油所做的氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）的對比分析發(fā)現(xiàn)，某化工合成大蒜素中的DATS、DADS、DAS與DTTS分別占總相對含量的57.54%、29.02%、5.56%與1.82%，該4種組分占總相對含量的93.94%，另含有0.24%的氯丙烯雜質(zhì)，是用氯丙烯合成大蒜素反應(yīng)過程中的原料殘留[6]。其它雜質(zhì)如1-氯丙烷、2-氯丙烷等則是合成反應(yīng)過程中的副產(chǎn)物，而天然飼用大蒜油在其提取過程中就不會出現(xiàn)氯丙烯等雜質(zhì)[6]。
2.4.5 天然飼用大蒜油的營養(yǎng)活性物質(zhì)較天然飼用大蒜素的多 由于天然飼用大蒜素來自于天然大蒜油，因而天然飼用大蒜油的營養(yǎng)活性物質(zhì)較天然飼用大蒜素的多。例如，針對某化工合成大蒜素與天然大蒜油所做的GC-MS對比分析發(fā)現(xiàn)，某天然大蒜油中的DATS、DADS、DAS與DTTS分別占總相對含量的40.05%、17.49%、9.01%與7.19%，這4種組分在天然大蒜油中的總相對含量為73.74%[6]。此外，還有甲基烯丙基單硫醚（AMS）、甲基烯丙基二硫醚（MAD）、二甲基三硫醚（DMTS）以及甲基烯丙基三硫醚（MATS）等有機(jī)硫化合物，其含量分別為0.80%、1.63%、0.41%與7.68%，這些組分在天然大蒜油中的總相對含量為10.52%[6]。
2.4.6 大蒜中的營養(yǎng)活性物質(zhì)作為一個不可分割的整體在動物機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生各種營養(yǎng)活性作用
（1）大蒜中營養(yǎng)活性物質(zhì)不可分割的整體性。
破碎大蒜中包括硫醚類化合物、GPS等在內(nèi)的所有營養(yǎng)活性物質(zhì)作為一個整體進(jìn)入動物機(jī)體內(nèi)互作產(chǎn)生的整體協(xié)同效應(yīng)（用中醫(yī)術(shù)語表述就是大蒜同機(jī)體發(fā)生的合象所表現(xiàn)出的大蒜藥性），而表現(xiàn)出大蒜的各種營養(yǎng)保健與藥理作用（用中醫(yī)術(shù)語表述就是大蒜在活的動物機(jī)體內(nèi)，形成合象后，所表現(xiàn)出的性、氣功能）。
（2）天然大蒜素（油）、化工合成大蒜素、大蒜糜的飼用替抗缺點。
若僅選擇將大蒜中的某些營養(yǎng)活性物質(zhì)（如硫醚類化合物）提取（而非對大蒜進(jìn)行總提?。┏鰜砩a(chǎn)出天然飼用大蒜素（油），或模仿其中幾個主要營養(yǎng)活性物質(zhì)進(jìn)行人工化學(xué)合成，生產(chǎn)出化工合成大蒜素，制成包括豬飼料在內(nèi)的飼料添加劑，用于飼料工業(yè)，除了兩者均不含有大蒜的全部營養(yǎng)活性物質(zhì)外，天然飼用大蒜素（油）不僅整體互作效應(yīng)不明顯，且價格昂貴，經(jīng)濟(jì)上不合算；而化工合成大蒜素價格雖低廉，由于營養(yǎng)活性物質(zhì)過于簡單，因而缺乏整體互作效應(yīng)，只能表現(xiàn)出簡單幾種功能。特別是化工合成大蒜素蒜味超濃[6]，以致：①在合成大蒜素的過程中，超濃的酸臭味污染環(huán)境，投訴不斷，在現(xiàn)行合成工藝未取得新的突破前，生產(chǎn)不具有可持續(xù)性；②長期飼喂合成大蒜素可引起肉、蛋、奶等畜禽水產(chǎn)品帶有蒜臭味，在改善畜禽水產(chǎn)品品質(zhì)問題上缺乏持久性[6]。
若將新鮮大蒜搗成大蒜糜、大蒜渣，直接添加到飼料中，雖可保全其營養(yǎng)活性物質(zhì)，但不僅操作繁雜，而且不適應(yīng)飼料生產(chǎn)工藝要求及市場需求。于是，人們研究出大蒜總提取物[6]。
（3）大蒜總提取物（TGE）的全營養(yǎng)活性物質(zhì)及其在動物機(jī)體內(nèi)互作所表現(xiàn)出的整體營養(yǎng)活性作用。
TGE含有包括GPS與揮發(fā)油在內(nèi)的同破碎大蒜完全相同的營養(yǎng)活性物質(zhì)[3]。這些營養(yǎng)活性物質(zhì)在動物體內(nèi)、外互作所表現(xiàn)出的整體營養(yǎng)活性作用：①廣譜抗菌、抑蠅殺蛆、阻疾傳播、防病促長[3，6]；②寡糖營養(yǎng)、益生作用、酸化腸道、菌群平衡[3]；③抑殺霉菌、防霉保鮮、掩蓋異味、調(diào)味提質(zhì)；④增免抑瘤、抑制病毒、抗球蟲病[10]、止幼畜??；⑤誘食增食、去腥除臭、肉嫩味鮮、改善肉質(zhì)；⑥清瘟解毒、活血祛瘀、消炎止痛、緩解應(yīng)激；⑦汞鉛金屬、亞硝酸鹽、氰化合物顯著降低；⑧霉菌毒素、細(xì)菌毒素、化學(xué)毒性一并除之；⑨保肝護(hù)心、皮光毛亮、強(qiáng)壯體質(zhì)、病死率低等營養(yǎng)活性作用以及抗凝血、防腦血栓、防冠心病，防動脈硬化、降血壓，抗氧化、抗病毒、降血脂、恢復(fù)體力等保健作用[3，6]。
天然飼用大蒜素（油）由于僅含有硫醚類化合物這類營養(yǎng)活性物質(zhì)，因而就沒有TGE的寡糖營養(yǎng)作用，由于缺乏與大蒜多糖的協(xié)同作用，無論其抗菌殺蟲作用還是調(diào)節(jié)腸道益生菌平衡功能，都不及TGE。
3 大蒜總提取物中各種營養(yǎng)活性物質(zhì)在動物機(jī)體內(nèi)互作所產(chǎn)生的營養(yǎng)活性作用的示例分析
TGE的營養(yǎng)活性物質(zhì)作為一個整體發(fā)揮其營養(yǎng)活性作用，具有不可分割性?，F(xiàn)就TGE中各種營養(yǎng)物質(zhì)及營養(yǎng)活性物質(zhì)在動物機(jī)體內(nèi)互作所產(chǎn)生的營養(yǎng)活性作用進(jìn)行如下示例性分析。
3.1 大蒜總提取物中相關(guān)營養(yǎng)活性物質(zhì)及其互作所產(chǎn)生的協(xié)同抗氧化作用效果分析
TGE的抗氧化作用，則是由于TGE在其提取過程中，所產(chǎn)生的 SAC、SAMC、DAPS、NGA、NFG 等抗氧化物質(zhì)與TGE所含的酚類化合物如蒜氨酸（其所含的酚氫氧根具有抗氧化作用）、硒以及黃酮類化合物等抗氧化物質(zhì)單一組分的抗氧化作用及其互作所產(chǎn)生的協(xié)同抗氧化作用的整體效應(yīng)，從而能夠比任何單一營養(yǎng)活性物質(zhì)能更加有效地清除活性氧自由基，并增強(qiáng)超氧化物歧化酶、過氧化氫酶及谷胱甘肽過氧化物酶等細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶（清除自由基的酶）的活力，進(jìn)一步增加細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽的含量，進(jìn)而能更加有效地保護(hù)生物膜結(jié)構(gòu)的完整，防止細(xì)胞與組織的癌變。需要指出的是，提取過程中形成的有機(jī)硫化物，其清除自由基的作用與硫化合物中所含硫分子的數(shù)目有關(guān)，硫分子的數(shù)目越多，其抗氧化作用越強(qiáng)。此外，TGE還能夠阻斷真菌對亞硝胺合成的促進(jìn)作用，從而減少因亞硝胺誘發(fā)癌癥的可能性[6]。
3.2 大蒜總提取物中相關(guān)營養(yǎng)活性物質(zhì)與營養(yǎng)物質(zhì)互作所產(chǎn)生的協(xié)同整體效應(yīng)
TGE中的營養(yǎng)活性物質(zhì)與其中的蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、膳食纖維以及微量元素等營養(yǎng)物質(zhì)互作所產(chǎn)生的多種協(xié)同整體效應(yīng)，示例分析如下。
3.2.1 蒜素與維生素B1的互作效應(yīng) TGE的特有營養(yǎng)活性物質(zhì)蒜氨酸經(jīng)動物采食后可轉(zhuǎn)化為黃酮類成分—蒜素，再與TGE中的維生素B1結(jié)合生成蒜硫氨素。蒜硫氨素具有類似于硫氨素（維生素B1）的營養(yǎng)活性，但不被硫氨素酶分解。因此，蒜硫氨素不僅能穩(wěn)定地發(fā)揮其消除疲勞作用，而且還能發(fā)揮其促使動物將從飼料中攝取的葡萄糖分解供能，增強(qiáng)體質(zhì)，促進(jìn)生長的營養(yǎng)活性作用。單個蒜素具有防止低密度脂蛋白膽固醇（LDL）的氧化改變與腫瘤形成[11]的營養(yǎng)活性。此外，由于蒜素中含有細(xì)胞色素CP450，因而能夠抑制黃曲霉毒素所致的脫氧核糖核酸損傷及畸變[6]。
3.2.2 TGE中多種營養(yǎng)活性物質(zhì)互作所產(chǎn)生的抗腫瘤營養(yǎng)活性 TGE抑制腫瘤生長的營養(yǎng)活性是通過提取過程中的產(chǎn)物如水溶性與脂溶性的有機(jī)硫化合物、以蒜素為代表的酚化合物、皂素以及硒等營養(yǎng)活性物質(zhì)互作所產(chǎn)生的整體協(xié)作效應(yīng)而實現(xiàn)的。
3.2.3 TGE中的硫化物與其中的硒互作所產(chǎn)生的改善雄性動物繁殖性能的組合效應(yīng) TGE中的硫化物與其中的硒產(chǎn)生的互作效應(yīng)可顯著促進(jìn)睪丸激素的分泌、精子的生成、提高性功能，從而改善雄性動物的繁殖性能。
總之，TGE多種營養(yǎng)活性作用[3，5-6]是其所含各種營養(yǎng)活性物質(zhì)之間及其與所含的營養(yǎng)物質(zhì)之間在動物體內(nèi)、外不同層次互作的整體反映，這是一種正的協(xié)同組合效應(yīng)[12-13]。
4 應(yīng)用前景
有關(guān)大蒜產(chǎn)品在畜牧水產(chǎn)養(yǎng)殖中應(yīng)用已有較多報道，從本文的分析比較可以看出，TGE更具替抗應(yīng)用潛力。我們在乳豬及種豬上的應(yīng)用效果已證明了該點。
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2 藥食同源物質(zhì)大蒜中的營養(yǎng)活性物質(zhì)及其互作的整體協(xié)同效應(yīng)
2.1 大蒜所含的營養(yǎng)與營養(yǎng)活性物質(zhì)
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2.2 大蒜多糖（GPS）占大蒜營養(yǎng)活性物質(zhì)總量的70%以上
在大蒜所含營養(yǎng)物質(zhì)中，碳水化合物（主要為菊糖類多糖）的含量要占其總干物質(zhì)含量的80%以上，可見大蒜的菊糖含量較高，為優(yōu)質(zhì)菊糖源植物[5]。在大蒜所含營養(yǎng)活性物質(zhì)中，大蒜多糖（GPS）的含量最高，占其營養(yǎng)活性物質(zhì)總量的70%以上[5]。
2.3 破碎大蒜中營養(yǎng)活性物質(zhì)互作的整體協(xié)同效應(yīng)—營養(yǎng)保健與藥用性能
大蒜中的營養(yǎng)物質(zhì)與營養(yǎng)活性物質(zhì)及營養(yǎng)活性物質(zhì)間的互作，在動物機(jī)體內(nèi)所產(chǎn)生的組合效應(yīng)，表現(xiàn)為大蒜的營養(yǎng)保健（抗衰老、抗腫瘤、降血脂、降血糖、降血壓、預(yù)防動脈硬化、防治冠心病等）與諸多藥用（廣譜抗菌、抑制病毒等）性能上[2]。
2.4 大蒜油、大蒜素、化工合成大蒜素所含大蒜營養(yǎng)活性物質(zhì)的不完整性
2.4.1 大蒜油所含的營養(yǎng)活性物質(zhì)為揮發(fā)性含硫化合物，多達(dá)百余種 大蒜油為大蒜中的揮發(fā)性營養(yǎng)活性物質(zhì)，含量少，僅占大蒜干物質(zhì)的0.1%～0.2%。大蒜油的主要成分為硫醚類化合物，含有約60%的丙基二硫化丙烯（PPT），23%～39%的二烯丙基二硫化物（別名二硫化二丙烯、二烯丙基二硫醚，DADS），13%～19%的二烯丙基三硫化物（別名三硫化二丙烯、二烯丙基三硫醚，DATS），4%～5%的二硫化二丙烷（DPD）以及少量的甲基二硫化丙烯（PMD）等百余種揮發(fā)性含硫化合物[6]。DADS、DATS為大蒜的主要單個抗菌、影響蒜泥風(fēng)味的營養(yǎng)活性物質(zhì)，分別稱為大蒜辣素（Allitridum）與大蒜新素（Allitride）[6]。
2.4.2 大蒜素的營養(yǎng)活性物質(zhì)不含大蒜多糖或者僅含多種烯丙醛硫醚化合物 廣義的大蒜素（Allicin）指的是大蒜中除GPS外，包括大蒜油在內(nèi)的所有營養(yǎng)活性物質(zhì)的總稱。狹義的大蒜素（Allicin）指的是大蒜鱗莖（即大蒜頭）中的蒜氨酸經(jīng)激活的蒜酶（蒜氨酸裂解酶，Allinase）催化分解成的一種揮發(fā)性無色油狀液體，主要由稱作蒜素（Allicin）的二烯丙基硫代亞磺酸酯（DTS）等多種硫代亞磺酸酯（Thiosulfonate）組成，其中DTS占破碎大蒜所形成的總硫代亞磺酸酯的70%[6-7]。DTS不穩(wěn)定，會很快分解為由約66%的DADS、約9%的DATS及約14%的二烯丙基硫化物（別名烯丙基硫醚，DS）等多種烯丙醛硫醚化合物組成的混合物[8-9]。可見，大蒜油是大蒜素的有效成分。
2.4.3 天然飼用大蒜素的營養(yǎng)活性物質(zhì)為硫代亞磺酸酯及其分解產(chǎn)物 天然飼用大蒜素（Allicin）指的是自大蒜鱗莖中提取的揮發(fā)性油狀物中所得到的一種有機(jī)硫化合物，學(xué)名為DTS，別名蒜素（Allicin）、蒜辣素（Allistatin）。由于DTS不穩(wěn)定，易分解成DADS、DATS、甲基烯丙基三硫化物（別名甲基烯丙基三硫醚，MAT）、甲基烯丙基二硫化物（別名甲基烯丙基二硫醚，MAD）以及甲基乙烯丙基三硫化物（別名甲基乙烯丙基三硫醚，MVPT）等有機(jī)硫化物?？梢姡烊伙曈么笏馑鼐褪沁@些有機(jī)硫化物與少量未分解的DTS等多種烯丙醛硫醚化合物組成的復(fù)合物，亦即這些有機(jī)硫醚化合物的統(tǒng)稱。據(jù)試驗，就單個營養(yǎng)活性物質(zhì)的單一營養(yǎng)活性作用（如抗菌）而言，其中的三硫化物對病原菌的抑殺作用比二硫化物強(qiáng)。DATS、DADS與DTS的抗菌譜廣，抑菌效果好，其中又以DATS的效果最好。
2.4.4 化工合成大蒜素
（1）化工合成大蒜油得率是天然大蒜油得率的450～850倍。
由于天然飼用大蒜素是自大蒜鱗莖中提取的大蒜油中獲得，而天然大蒜油的得率僅為0.1%～0.2%[6]?；ず铣纱笏馑貏t是自化工合成的大蒜油中獲得。飼用商品大蒜素就是以化工合成的大蒜油為原料制成的預(yù)混料，即將化工合成的大蒜油吸附到特定的載體上稀釋制成的大蒜素粉劑，呈白色粉末狀。由于化工合成大蒜油的得率為85%～90%[6]，是天然大蒜油得率的450～850倍。可見，天然大蒜轉(zhuǎn)化為大蒜油的轉(zhuǎn)化率極低（不到1%）[6]，因而成本極高，故化工合成大蒜素較天然飼用大蒜素要便宜得多，單就化工合成大蒜素中的某幾種特定的化合物及其功能而言，其純度要高，個別單一藥效更顯著（如大蒜氣味濃至刺鼻）。
（2）化工合成大蒜素僅含少數(shù)幾種有機(jī)硫醚化合物，并含有雜質(zhì)。
合成大蒜素僅含有約50%～80%DATS、約20%～50%DADS以及少量的單硫化二丙烯（別名二烯丙基硫醚，DAS）與四硫化二丙烯（別名二烯丙基四硫醚，DTTS），這4種成分占總相對含量的92%以上，抗菌效果最好的為DATS[6]。例如，針對某化工合成大蒜素與某天然大蒜油所做的氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）的對比分析發(fā)現(xiàn)，某化工合成大蒜素中的DATS、DADS、DAS與DTTS分別占總相對含量的57.54%、29.02%、5.56%與1.82%，該4種組分占總相對含量的93.94%，另含有0.24%的氯丙烯雜質(zhì)，是用氯丙烯合成大蒜素反應(yīng)過程中的原料殘留[6]。其它雜質(zhì)如1-氯丙烷、2-氯丙烷等則是合成反應(yīng)過程中的副產(chǎn)物，而天然飼用大蒜油在其提取過程中就不會出現(xiàn)氯丙烯等雜質(zhì)[6]。
2.4.5 天然飼用大蒜油的營養(yǎng)活性物質(zhì)較天然飼用大蒜素的多 由于天然飼用大蒜素來自于天然大蒜油，因而天然飼用大蒜油的營養(yǎng)活性物質(zhì)較天然飼用大蒜素的多。例如，針對某化工合成大蒜素與天然大蒜油所做的GC-MS對比分析發(fā)現(xiàn)，某天然大蒜油中的DATS、DADS、DAS與DTTS分別占總相對含量的40.05%、17.49%、9.01%與7.19%，這4種組分在天然大蒜油中的總相對含量為73.74%[6]。此外，還有甲基烯丙基單硫醚（AMS）、甲基烯丙基二硫醚（MAD）、二甲基三硫醚（DMTS）以及甲基烯丙基三硫醚（MATS）等有機(jī)硫化合物，其含量分別為0.80%、1.63%、0.41%與7.68%，這些組分在天然大蒜油中的總相對含量為10.52%[6]。
2.4.6 大蒜中的營養(yǎng)活性物質(zhì)作為一個不可分割的整體在動物機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生各種營養(yǎng)活性作用
（1）大蒜中營養(yǎng)活性物質(zhì)不可分割的整體性。
破碎大蒜中包括硫醚類化合物、GPS等在內(nèi)的所有營養(yǎng)活性物質(zhì)作為一個整體進(jìn)入動物機(jī)體內(nèi)互作產(chǎn)生的整體協(xié)同效應(yīng)（用中醫(yī)術(shù)語表述就是大蒜同機(jī)體發(fā)生的合象所表現(xiàn)出的大蒜藥性），而表現(xiàn)出大蒜的各種營養(yǎng)保健與藥理作用（用中醫(yī)術(shù)語表述就是大蒜在活的動物機(jī)體內(nèi)，形成合象后，所表現(xiàn)出的性、氣功能）。
（2）天然大蒜素（油）、化工合成大蒜素、大蒜糜的飼用替抗缺點。
若僅選擇將大蒜中的某些營養(yǎng)活性物質(zhì)（如硫醚類化合物）提取（而非對大蒜進(jìn)行總提?。┏鰜砩a(chǎn)出天然飼用大蒜素（油），或模仿其中幾個主要營養(yǎng)活性物質(zhì)進(jìn)行人工化學(xué)合成，生產(chǎn)出化工合成大蒜素，制成包括豬飼料在內(nèi)的飼料添加劑，用于飼料工業(yè)，除了兩者均不含有大蒜的全部營養(yǎng)活性物質(zhì)外，天然飼用大蒜素（油）不僅整體互作效應(yīng)不明顯，且價格昂貴，經(jīng)濟(jì)上不合算；而化工合成大蒜素價格雖低廉，由于營養(yǎng)活性物質(zhì)過于簡單，因而缺乏整體互作效應(yīng)，只能表現(xiàn)出簡單幾種功能。特別是化工合成大蒜素蒜味超濃[6]，以致：①在合成大蒜素的過程中，超濃的酸臭味污染環(huán)境，投訴不斷，在現(xiàn)行合成工藝未取得新的突破前，生產(chǎn)不具有可持續(xù)性；②長期飼喂合成大蒜素可引起肉、蛋、奶等畜禽水產(chǎn)品帶有蒜臭味，在改善畜禽水產(chǎn)品品質(zhì)問題上缺乏持久性[6]。
若將新鮮大蒜搗成大蒜糜、大蒜渣，直接添加到飼料中，雖可保全其營養(yǎng)活性物質(zhì)，但不僅操作繁雜，而且不適應(yīng)飼料生產(chǎn)工藝要求及市場需求。于是，人們研究出大蒜總提取物[6]。
（3）大蒜總提取物（TGE）的全營養(yǎng)活性物質(zhì)及其在動物機(jī)體內(nèi)互作所表現(xiàn)出的整體營養(yǎng)活性作用。
TGE含有包括GPS與揮發(fā)油在內(nèi)的同破碎大蒜完全相同的營養(yǎng)活性物質(zhì)[3]。這些營養(yǎng)活性物質(zhì)在動物體內(nèi)、外互作所表現(xiàn)出的整體營養(yǎng)活性作用：①廣譜抗菌、抑蠅殺蛆、阻疾傳播、防病促長[3，6]；②寡糖營養(yǎng)、益生作用、酸化腸道、菌群平衡[3]；③抑殺霉菌、防霉保鮮、掩蓋異味、調(diào)味提質(zhì)；④增免抑瘤、抑制病毒、抗球蟲病[10]、止幼畜??；⑤誘食增食、去腥除臭、肉嫩味鮮、改善肉質(zhì)；⑥清瘟解毒、活血祛瘀、消炎止痛、緩解應(yīng)激；⑦汞鉛金屬、亞硝酸鹽、氰化合物顯著降低；⑧霉菌毒素、細(xì)菌毒素、化學(xué)毒性一并除之；⑨保肝護(hù)心、皮光毛亮、強(qiáng)壯體質(zhì)、病死率低等營養(yǎng)活性作用以及抗凝血、防腦血栓、防冠心病，防動脈硬化、降血壓，抗氧化、抗病毒、降血脂、恢復(fù)體力等保健作用[3，6]。
天然飼用大蒜素（油）由于僅含有硫醚類化合物這類營養(yǎng)活性物質(zhì)，因而就沒有TGE的寡糖營養(yǎng)作用，由于缺乏與大蒜多糖的協(xié)同作用，無論其抗菌殺蟲作用還是調(diào)節(jié)腸道益生菌平衡功能，都不及TGE。
3 大蒜總提取物中各種營養(yǎng)活性物質(zhì)在動物機(jī)體內(nèi)互作所產(chǎn)生的營養(yǎng)活性作用的示例分析
TGE的營養(yǎng)活性物質(zhì)作為一個整體發(fā)揮其營養(yǎng)活性作用，具有不可分割性?，F(xiàn)就TGE中各種營養(yǎng)物質(zhì)及營養(yǎng)活性物質(zhì)在動物機(jī)體內(nèi)互作所產(chǎn)生的營養(yǎng)活性作用進(jìn)行如下示例性分析。
3.1 大蒜總提取物中相關(guān)營養(yǎng)活性物質(zhì)及其互作所產(chǎn)生的協(xié)同抗氧化作用效果分析
TGE的抗氧化作用，則是由于TGE在其提取過程中，所產(chǎn)生的 SAC、SAMC、DAPS、NGA、NFG 等抗氧化物質(zhì)與TGE所含的酚類化合物如蒜氨酸（其所含的酚氫氧根具有抗氧化作用）、硒以及黃酮類化合物等抗氧化物質(zhì)單一組分的抗氧化作用及其互作所產(chǎn)生的協(xié)同抗氧化作用的整體效應(yīng)，從而能夠比任何單一營養(yǎng)活性物質(zhì)能更加有效地清除活性氧自由基，并增強(qiáng)超氧化物歧化酶、過氧化氫酶及谷胱甘肽過氧化物酶等細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶（清除自由基的酶）的活力，進(jìn)一步增加細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽的含量，進(jìn)而能更加有效地保護(hù)生物膜結(jié)構(gòu)的完整，防止細(xì)胞與組織的癌變。需要指出的是，提取過程中形成的有機(jī)硫化物，其清除自由基的作用與硫化合物中所含硫分子的數(shù)目有關(guān)，硫分子的數(shù)目越多，其抗氧化作用越強(qiáng)。此外，TGE還能夠阻斷真菌對亞硝胺合成的促進(jìn)作用，從而減少因亞硝胺誘發(fā)癌癥的可能性[6]。
3.2 大蒜總提取物中相關(guān)營養(yǎng)活性物質(zhì)與營養(yǎng)物質(zhì)互作所產(chǎn)生的協(xié)同整體效應(yīng)
TGE中的營養(yǎng)活性物質(zhì)與其中的蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、膳食纖維以及微量元素等營養(yǎng)物質(zhì)互作所產(chǎn)生的多種協(xié)同整體效應(yīng)，示例分析如下。
3.2.1 蒜素與維生素B1的互作效應(yīng) TGE的特有營養(yǎng)活性物質(zhì)蒜氨酸經(jīng)動物采食后可轉(zhuǎn)化為黃酮類成分—蒜素，再與TGE中的維生素B1結(jié)合生成蒜硫氨素。蒜硫氨素具有類似于硫氨素（維生素B1）的營養(yǎng)活性，但不被硫氨素酶分解。因此，蒜硫氨素不僅能穩(wěn)定地發(fā)揮其消除疲勞作用，而且還能發(fā)揮其促使動物將從飼料中攝取的葡萄糖分解供能，增強(qiáng)體質(zhì)，促進(jìn)生長的營養(yǎng)活性作用。單個蒜素具有防止低密度脂蛋白膽固醇（LDL）的氧化改變與腫瘤形成[11]的營養(yǎng)活性。此外，由于蒜素中含有細(xì)胞色素CP450，因而能夠抑制黃曲霉毒素所致的脫氧核糖核酸損傷及畸變[6]。
3.2.2 TGE中多種營養(yǎng)活性物質(zhì)互作所產(chǎn)生的抗腫瘤營養(yǎng)活性 TGE抑制腫瘤生長的營養(yǎng)活性是通過提取過程中的產(chǎn)物如水溶性與脂溶性的有機(jī)硫化合物、以蒜素為代表的酚化合物、皂素以及硒等營養(yǎng)活性物質(zhì)互作所產(chǎn)生的整體協(xié)作效應(yīng)而實現(xiàn)的。
3.2.3 TGE中的硫化物與其中的硒互作所產(chǎn)生的改善雄性動物繁殖性能的組合效應(yīng) TGE中的硫化物與其中的硒產(chǎn)生的互作效應(yīng)可顯著促進(jìn)睪丸激素的分泌、精子的生成、提高性功能，從而改善雄性動物的繁殖性能。
總之，TGE多種營養(yǎng)活性作用[3，5-6]是其所含各種營養(yǎng)活性物質(zhì)之間及其與所含的營養(yǎng)物質(zhì)之間在動物體內(nèi)、外不同層次互作的整體反映，這是一種正的協(xié)同組合效應(yīng)[12-13]。
4 應(yīng)用前景
有關(guān)大蒜產(chǎn)品在畜牧水產(chǎn)養(yǎng)殖中應(yīng)用已有較多報道，從本文的分析比較可以看出，TGE更具替抗應(yīng)用潛力。我們在乳豬及種豬上的應(yīng)用效果已證明了該點。
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