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摘要:目前,世界各国对抗生素及化学合成药物的使用进行了严格限制,于是各种天然的中草药便成为人们关注的焦点。近几年来,大蒜及其各种产品在饲料行业应用越来越广,其原因在于大蒜中含有许多活性成分,这些活性成分具有抗菌、抗病毒和提高动物免疫力的作用,而这些特点恰恰是替代饲料中抗生素的原因。关键词:大蒜素 活性成分 生物学活性 应用 由于现在畜牧业中广泛的添加各种抗微生物和促生长添加剂,对社会和环境造成的危害越来越突出,所以生产无污染,安全优质的畜牧类产品成为一项亟待解决的关键性问题。目前,在生产实践中应用最多且最广的是大蒜素,主要原因是它具有抗菌、抗病毒、提高动物免疫力、无污染和安全性高的特点,对动物有很好的保健作用,在很大程度上代替抗微生物类添加剂用于饲料生产中,从而生产出绿色优质的畜牧类产品。 1 大蒜素的性质 1.1 大蒜素的无力性质大蒜素是大蒜中多种含硫化合物的总称,主要为各种烯丙基有机硫复合体。在生产中采用蒸气蒸馏和有机溶剂提取等多种方法从大蒜中提取获得的有效成分是大蒜油。大蒜油成淡黄色至棕红色液体,具有浓烈的大蒜气味煤气密度为1.050~10.95g/cm2,折光率为1.055~1.80,能溶于大多数非挥发性油,部分溶于乙醇,不溶于水、甘油和丙二醇。大蒜油化学性质较稳定,在非强酸环境中可耐超过120℃高温而不易分解,但若长期暴露与紫外线下则可诱发分解,在强酸环境下将生成铳盐并析出硫,产生沉淀,在强氧化环境下则氧化成亚砜,有时也可氧化成砜。 1.2大蒜素的化学性质天然大蒜油中有16种含硫化合物,其中含量较高的是丙基二硫化烯(约60%)、二硫化二丙烯(23%~39%)、三硫化二丙烯(13%~19%)、二硫化二丙烷(4%~5%)及甲基二硫化丙烯等。人工合成大蒜油主要成分为三硫化二丙烯(50%~80%)、二硫化二丙烯(20%~50%)、少量大硫化二丙烯和四硫化二丙烯,其中四硫化二丙烯含量很少并易分解。这4种成分的总含量一般超过92%,其余不到8%的成分为低沸点的丙酮、乙醇、丙基烯丙基硫醚和二丙基硫醚等杂质。 2 大蒜素的生物学活性 2.1 大蒜素的抗氧化作用活性氧(ROS)不仅包括氧中心自由基(如超氧阴离子自由基(O2-)和羟基自由基(• OH)),也包括某些氧的自由基衍生物(如H2O2 、单线态氧和次氯酸等)。目前认为,在氧化应激状态下,集体内活性氧会造成DNA-蛋白质交联物形成、DNA链断裂、蛋白石凝集与交联、蛋白质降解与断裂、生物膜损伤及产生脂质过氧化物,最终导致集体患病。 2.1.1 调整多种抗氧化酶的活性大蒜素中的许多成分如二烯丙基二硫化物(DADS)和S-烯丙基半胱氨酸(SAC)等成分可通过不同利用途径提高细胞中相关抗氧化酶类的活性,如利用谷胱甘肽-S-转移酶(GST)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性来清除自由基,从而防治对细胞的损伤。A Singh等研究发现,二乙基亚硝胺(DEN)和2-乙酰氨基芴(2-AAF)能显著引起雄性Wistar大树肝脏的GST活性升高,而二烯丙基二硫化物(DAS)能有效阻断它们的氧化作用。GST催化还原型谷胱甘肽与活性亲电子物质反应而但与解毒过程,特别是通过其GSH-Px的活性,有效地清除脂质过氧化物。大蒜素中的S-烯丙基半胱氨酸(SAC)和二烯丙基二硫化物(DADS)则是通过调整机体内超氧化物歧化酶(SOD)的活性来达到抗氧化的作用。P D Maldonado等研究发现,大蒜提取物及其有效组分SAC能明显颉颃庆大霉素引起的雄性Wister大树肾脏的总SOD和Mn-SOD水平减低,而对Cu,Zn-SOD影响不大。J Pedraza Chaberri在新鲜大蒜及其重要成分DADS研究中同样发现了这些成分可提高Mn-SOD的水平。 2.1.2 对机体脂质的保护集体脂质受活性氧攻击后的最后总代谢产物是丙二醛(MDA),而MDA是一种强交联剂,能与含游离氨基的磷脂酰乙醇胺和蛋白质等交联形成Schiff氏碱,使生物分子间发生交联而致蛋白质变性,影响或丧失其功能,一些酶亦引交联而失活;此外,它还能与LDL上载脂蛋白B(apoB)上的赖氨酸残基-ε-氨基发生共价交联而形成氧化型LDL,氧化型LDL对细胞具有高度毒性,血浆中LDL水平的上升及动脉壁内LDL的氧化修饰是导致脂质条纹病变发生的主要原因,最终演变为动脉粥样硬化。因此,机体内MDA的水平可直接显示机体脂质受活性氧/自由基攻击的损害程度。许多研究表明,大蒜的各种提取物能明显降低机体中MDA水平,有效抑制LDL的氧化,颉颃氧化型LDL的细胞毒性。 2.2 大蒜素的免疫增强作用免疫水平的高低可反映畜禽的健康状态,大蒜素对动物免疫力的提高主要有以下几个途径。 2.2.1 大蒜素对淋巴细胞的影响血液中淋巴细胞按其发生和功能的差异,又可分为T细胞和B细胞2类。细胞免疫主要是有T细胞来实现的。T细胞受抗原刺激变成致敏细胞后,直接接触并攻击具有特异抗原性的异物分泌多种淋巴因子,破坏含有病原体的细胞或抑制病毒繁殖,并铜B细胞协同杀灭病原微生物。体液免疫主要通过B细胞来实现。当B细胞收到抗原刺激变成具有免疫活性的浆细胞后,产生并分泌多种抗体,抗体通过相应抗原发生免疫反应,中和、沉淀、凝集或溶解抗原,消除其对抗体的有害作用。在细胞免疫方面适当浓度的大蒜能促进T淋巴细胞的激活;大蒜素还能明显提高淋巴细胞转化率及T淋巴细胞酸性α-醋酸萘酯(ANAE)阳性率的作用,使中枢淋巴器官和外周淋巴器官增殖,增强细胞免疫功能。在体液免疫方面,大蒜素可增加小鼠脾脏抗体形成细胞的数量。抗体可与病原体结合,干扰病原体重要酶的功能或阻断某些代谢途径,一只病原体致病作用那个;另外,抗体与外毒素特异性的结合,封闭外毒素生物活性部位,阻断其对易感细胞的吸附,也是增强动物体液免疫功能的一条途径。 2.2.2 大蒜素单核-巨噬细胞系统和自然杀伤细胞(NK细胞)的影响单核和巨噬细胞来源于骨髓干细胞,参与非特异性免疫反应和特异性免疫反应,这些细胞能非特异地润如破坏多种病原体和其他异物及分泌多种细胞因子,参与特异性免疫反应。自然杀伤细胞是另一种具有非特异性免疫功能的细胞,活化的NK细胞不仅具有杀伤病毒感染细胞及肿瘤细胞的作用,还能分泌多种细胞因子参与免疫应答的调节。大蒜素可激活单核细胞的分泌水平,促使溶菌酶大良释放,溶菌酶能水解细菌细胞壁中黏多肽,使致病菌细胞破裂死亡。大蒜素海可对MNNG诱发大鼠胃癌抗癌作用,提高大鼠外周血NK细胞活性,从而提高集体自身免疫功能,这已被张晓利的试验证明。 2.2.3 大蒜素对红细胞免疫的影响近年来国内外学者发现,红细胞和血小板与白细胞一样具有免疫功能,参与机体的多种免疫作用,其中最重要的一种是通过C3d受体黏附循环中免疫复合物来达到免疫作用。张志勉等用碱性磷酸酶-抗碱性磷酸(APAAP)免疫组化法检测了30例肿瘤患者和30例健康志愿者对照组服用大蒜素1、2和3月后的免疫功能。结果发现,肿瘤患者服用大蒜素前,红细胞C3d受体花环率及红细胞免疫黏附肿瘤细胞花环率显著低于对照组,而红细胞免疫复合物花环率显著显著高于对照组,淋巴细胞免疫功能显著低于对照组;服用大蒜素后,红细胞C3d受体花环率显著高于对照组,淋巴细胞免疫功能接近或高于对照组,这表明,大蒜素能提高肿瘤患者的细胞免疫功能。 2.3 大蒜素的抗微生物作用大蒜素对多种球菌、杆菌、真菌和病毒均有较强的一只和杀灭作用。临床上应用大蒜制剂一只病原菌证明了,大蒜素对某些已产生耐药性的细菌,如金黄色葡萄球菌、肺炎双球菌和大肠杆菌等多种微生物均有杀灭或抑制作用。试验表明,二烯丙基一硫化物(DAS)、二烯丙基二硫化物(DADS)和二烯丙基三硫化物(DATS)对肺炎克雷白菌有明显的抑制作用,其MIC分别为96、72和20ma/L,均与头孢他啶、庆大霉素、亚胺培南和美罗培南有协同或相加作用。蒜烯(5~160mg/L)对G+菌(如蜡样芽孢杆菌)和G-(如大肠埃希菌)均有较强的抑菌或杀菌作用。有研究表明,用BALB/C小鼠腹腔接种巨细胞病毒(MCMV),在24h后用大蒜新素一般剂量(25mg/kg)腹腔注射,每天1次,共14d,MCMV感染小鼠心肌组织病理损害明显减轻,其治疗效应与更昔洛韦相比无显著性差异,从而证实,大蒜素其抗感染的机制是,由于大蒜素中多种活性物质可通过细胞膜进入细胞质中并与半胱氨酸发生反应,使细菌不能进行生物氧化作用,导致细菌死亡;大蒜素也可通过抑制细菌的巯基酶活性来达到杀灭细菌的目的。通过电镜观察,大蒜素在37℃作用15min后导致核酸杆菌和脆弱类杆菌胞壁破裂,变薄甚至消失,胞浆内容物溶解变形,核糖体凝集沉淀等一系列杀菌效果。 2.4 大蒜素的抗肿瘤作用正常情况下,细胞的增殖和调往是相互协调的,维持一定的动态平衡,但由于某些原因使细胞程序性死亡的机制被打破,从而造成骨肿瘤的发生。国内外研究表明,大蒜素可通过多途径多靶点促使肿瘤细胞凋亡,而对正产干细胞的生活周期无影响。大蒜素对肿瘤细胞的抑制作用是相当广泛的,并不受特定器官和组织的影响,其抗癌效果与不同成分中的硫原子含量和烯丙基含量相关。大蒜素可从以下几个途径作用与癌细胞从而导致其死亡。首先,在于大蒜素对癌细胞的细胞毒作用。大蒜进入肿瘤细胞后,一方面作用与细胞核,使处于分裂期的核破裂和染色体崩解,使代谢功能活跃的肿瘤细胞染色质凝缩,乃至核膜破裂,核质溢出。另一方面对于细胞浆中细胞器的功能和结合产生毒性抑制或破坏作用,肿瘤细胞出现障碍,发生退行性改变,以致最终导致肿瘤细胞的死亡。其次,大蒜素影响了细胞凋亡始动基因fas及凋亡促进基因bax表达。环磷酸腺苷是ATP经腺苷酸环化酶催化的产物,是体内很多激素的第二信使。cAMP浓度升高时,均可有效地诱导细胞凋亡。cAMP还是一种有效的诱导分化剂,稀薄啊内cAMP水平的降低是引起细胞恶变的直接原因,恢复细胞内cAMP的水平则是导致肿瘤逆转的直接机制。而蛋白激酶(PKC)的生理活性正好于此相反,活化的PKC可抑制cAMP、糖皮质激素或激素TCR所诱导的细胞凋亡的发生。大蒜素可通过第二信号系统cAMP和PKC途径,引起细胞凋亡始动基因fas及凋亡促进基因bax表达增加,凋亡抑制基因bcl-2的表达减少,提高细胞凋亡率。其三,大蒜素对癌细胞周期的影响。细胞周期的调控受细胞周期蛋白(cyclin)和周期依赖性蛋白激酶(CDK)的影响。细胞通过2个限制点(G1-S期和G2-M期)保证细胞的复制。细胞周期调控机制的失控,特别是这2个限制点的突变在细胞癌变过程中起着至关重要的作用。已有试验证明,大蒜素能使胃癌BGC-823细胞阻滞在G1期。兰泓等进一步研究发现,大蒜素能有效抑制BGC-823细胞cyclinD1蛋白的表达和增加p27kiip1(细胞周期抑制因子)蛋白的表达,两者共同作用将细胞阻滞于G1期。另一方面,大蒜素海可将细胞阻滞于G2期,期原因可能是多方面的。国内外研究表明,大蒜素同时也可作用于G2-M期的胃癌细胞,抑制效应和大蒜素的作用时间及剂量相关,提示大蒜素能降低端粒酶的活性,于是导致细胞有丝分裂受阻,细胞发生死亡。大蒜素使细胞处于G2-M期的另一个原因是使细胞外信号调节激酶(EPK)发生磷酸化导致细胞阻滞于G2-M期。 3 大蒜素自傲畜牧生产中的应用 3.1 大蒜素在养猪生产中的应用在饲料中添加一定量的大蒜素可提高住的抗病力、日增质量和饲料转化率,从而提高经济效益。李焕友等报道,住才是大蒜素后,肠道中的有害菌减少,从而可提高猪的健康水平。用三元杂交仔猪做试验,饲料中添加大蒜素后,日增质量提高2.2%,饲料利用率提高11.7%,仔猪腹泻率降低到0.34%;在生长肥育猪中添加5%的大蒜素,猪的日增重量提高超过5%。黄瑞华等在断奶仔猪日粮中添加25%的大蒜素200g/t,结果与对照组相比,试验组日增质量提高16.5%(P﹤0.05),料重比降低13%(P﹤0.05)。武书庚等研究认为,大蒜素可改良饲料中一些药物和原料的不适气味,改善饲料的适口性;使猪的胃液分泌增加,增强胃肠蠕动,促进消化道对营养物质的吸收,从而促进猪的生长发育。 3.2 在养鸡业中的应用汪丽等(2002)试验研究表明,大蒜素在蛋鸡日粮中的添加量以40mg/kg(大蒜素含量为40%)较为理想,可提高采食量7.64%,提高产蛋率11.15%,降低料蛋比5.94%。王晓霞(2001)报道,大蒜素可提高产蛋鸡采食量,从而缓解产蛋引热应激造成的采食量下降。郑诚等(1998)试验表明,饲料中添加大蒜素使肉仔鸡增质量提高8.7%,耗料降低5%。何瑞国等(1997)在肉鸡日粮中添加大蒜素对肉鸡生长影响的试验,进一步得出结论,日粮中添加大蒜素能促进肉鸡生长,提高饲料转化率和存活率,尤其以添加100mg/kg为佳,添加50mg/kg市,不需添加其他抗菌药物。 3.3 大蒜素在水产中的应用向枭等在淡水白鲳饲料中分别添加25、50、75和100mg/kg的大蒜素进行试验,结果试验组淡水白鲳鱼体的粗蛋白含量比对照组分别提高3.82%、6.00%、17.67%和18.38%;粗脂肪含量则较为对照组分别降低5.74%、3.95%、2.63%和1.24%,淡水白鲳鱼体鸡肉的品质发生了明显的变化。曾虹等在罗非鱼饲料中添加大蒜素50mg/kg进行试验,结果嫩个提高日增质量,试验组饲料转化率提高11%,饲料生物学综合评定值为112,比对照组提高12%,并证实大蒜素具有强烈的诱食作用。 4 大蒜素的开发利用鱼展望由于大蒜素有很强的抗菌活性功能,并有在动物体内无残留和不易产生耐药性等有点,因此,大蒜素可一定程度上代替抗生素和防霉剂等饲料添加剂,这将促使其在畜牧也上得到广泛的应用。同时,大蒜素对动物体和微生物的作用机制比较独特,这将导致今后对期机制更多的研究,并开发出更有效的产品,从而保障动物的生产性能,生产出绿色无公害的畜牧产品,这也将带动畜牧业健康发展。
摘要: 摘要:目前,世界各国对抗生素及化学合成药物的使用进行了严格限制,于是各种天然的中草药便成为人们关注的焦点。近几年来,大蒜及其各种产品在饲料行业应用越来越广,其原因在于大蒜中含有许多活性成分,这些活性成分具有抗菌、抗病毒和提高动物免疫力的作用,而这些特点恰恰是替代饲料中抗生素的原因。
关键词:大蒜素  活性成分  生物学活性  应用
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有些爱一直没机会爱,等有机会了,已经不爱了。
有些人很多机会相见的,却总找借口推脱,想见的时候已经没机会了。
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陆陆续续从别人口中整理出了许三多的那些经典...
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阿里创建号:ALI-00147897
创建日期:
2005-12-12 07:58:28
修改日期:
2008-08-22 10:11:07
版权所有,未经作者许可,不得抄袭或转载,如有需要,可以与本人联系。