-
大蒜素
鎖定
大蒜素(Allicin)是從葱科葱屬植物大蒜的鱗莖(大蒜頭)中提取的一種有機硫化合物,也存在於洋葱和其他葱科植物中,學名為二烯丙基硫代亞磺酸酯
[1]
,化學式為C6H10OS2
[2]
。固體劑為白色至淺黃色流動性粉末,液體劑為淡黃色到棕色揮發性油狀液體,具有濃烈的大蒜氣味,蒸餾時分解,水溶液放置形成油狀沉澱。不溶於甘油、丙二醇等,可與乙醇、氯仿、醚、苯混合。對鹼不穩定,對酸穩定。溶液遇熱時很快失效。大蒜素有較強的抗菌作用,在極低濃度時即可抑制多種革蘭氏陽性球菌和革蘭氏陰性桿菌,對黴菌、病毒、原蟲、蟯蟲等也有抑制作用。對大腸桿菌、痢疾桿菌抑制效果明顯。
[3]
農業上用作殺蟲、殺菌劑,也用於飼料、食品、醫藥上。
大蒜素基本信息
大蒜素,化學名稱為二烯丙基硫代亞磺酸酯,也稱蒜素,化學式為C6H10S2O。大蒜素不穩定,遇熱或鹼即失去抗菌活性,但不受稀酸影響。新鮮大蒜中並沒有大蒜素,只含有蒜氨酸 (alliin)。當大蒜被切開或粉碎後,大蒜中的內源酶即蒜氨酸酶被激活,催化蒜氨酸分解合成為大蒜素。
大蒜素理化性質
大蒜素,為淡黃色粉末或淡黃色油狀液體,一般有較濃的氣味。熔點25℃,沸點248.6,密度1.148g/cm3,折光率1.561。溶於乙醇、氯仿或乙醚。水中溶解度2.5%(10℃),其水溶液pH值為6.5,靜置時有油狀物沉澱物形成。與乙醇,乙醚及苯可互溶。對熱鹼不穩定,對酸穩定。由大蒜氨酸在大蒜酶作用下轉化產生。存在於百合科植物大蒜的鱗莖中,也存在於葱的鱗莖中,具有強烈的大蒜臭,味辣。
[5]
大蒜素製備方法
生物化學分析證明,新鮮大蒜中並不含有大蒜素,而含有它的前體-蒜氨酸。蒜氨酸以不穩定無臭的形式存在於大蒜中。試驗證明,鮮大蒜中存在的蒜氨酸受衝擊(切片或破碎)後蒜酶活化,催化蒜氨酸形成大蒜素,大蒜素進一步分解後形成具有強烈臭味的硫化物。大蒜採用不同溶劑,控制不同條件會得到不同的產物。據此機制可選擇適當的溶劑,控制反應條件,實現既脱臭又保存其有效成分的大蒜原液,進而加工成大蒜系列產品。
[6]
大蒜素提取方法
大蒜素的提取方法主要有以下幾種:水蒸氣蒸餾法、有機溶劑提取法、超臨界CO2萃取法。各個方法所得到的主要有效成分有所不同,並且都有各自的優缺點。
[6]
提取方法 | 方法介紹 |
---|---|
蒸氣蒸餾法 | 水蒸氣蒸餾法的原理是將水蒸氣通入不溶於水或難溶於水但具有一定揮發性的有機物質中,利用大蒜油具有一定揮發性特點,使大蒜油在低於100℃的温度下隨水蒸氣一起蒸餾出來,再經進一步分離獲得較純物質。該方法得到的大蒜油主要成分是烯丙基三硫化物、烯丙基二硫化物等小分子硫醚類化合物。採用水蒸氣蒸餾法萃提大蒜精油,並採用精煉植物油萃取餾出液中的大蒜精油,從而使大蒜油中蒜素含量和大蒜油質量得到提高,降低了提取成本。採用減壓水蒸氣蒸餾法,蒸餾温度在80℃以下時,大蒜辣素含量上升。
[6]
|
有機溶劑提取法 | 大蒜油微溶於水,而易溶於乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有機溶劑,利用這一性質可以用有機溶劑提取出大蒜油。溶劑的選擇至關重要,不僅需要對大蒜油有很好的溶解度,還需要其沸點較低,容易與大蒜油分離,同時溶劑應無毒,無不良氣味,殘留低等特點。乙醇提取方法的優點是浸泡和減壓蒸餾的温度都不高,並且乙醇可以穩定大蒜素,大蒜素含量較高。該方法所得主要成分是大蒜辣素。以乙醇為溶劑分離提取大蒜素,確定了最佳工藝參數為,大蒜素的提取率為0.24%。採用微波輔助萃取大蒜素,做了乙酸乙酯和乙醇萃取大蒜素的對比試驗,乙醇萃取率超過0.2%,而乙酸乙酯萃取率不到乙醇萃取率的一半。
[6]
|
超臨界CO2萃取 | 流體在臨界點處温度和壓力的微小變化,會引起流體的溶解能力有很大變化,利用壓力和温度變化對超臨界流體溶解能力的影響,超臨界流體與待分離的物質接觸,使其有選擇地萃取其中某一組分,然後利用減壓,升温的方法,使超臨界流體變成普通氣體,被萃取物質則完全或基本析出,從而達到分離提純的目的。由於CO2操作條件温和,無毒,價格便宜,常用作萃取劑。該方法的優點在於其提取收率較有機溶劑提取高,不足在於所需設備投資大,生產效率低,還未實現工業化生產。採用超臨界CO2萃取技術提取大蒜精油,並與溶劑萃取法和水蒸氣蒸餾法進行對比,超臨界萃取分離得到了具有較高相對含量大蒜素的大蒜精油,明顯高於溶劑萃取法和水蒸氣蒸餾法,超臨界CO2萃取技術是一種較理想的方法萃取大蒜精油。在大蒜油的提取過程中,採用醇提和超臨界CO2萃取結合,蒜素含量達60.54%,比單獨用超臨界CO2萃取要高。
[6]
|
大蒜素合成方法
加入規定量的水和硫代硫酸鈉,升温至40℃,攪拌30min,使溶解,然後滴加氯丙烯,控制反應温度在40~50℃,約1h滴完,再維持內液在50~60℃,保温5h,保温結束,冷卻至室温。然後滴加硫化鈉溶液,維持反應温度24~30℃約1h滴完,繼續攪拌30min。反應結束後,石油醚萃取上層淡黃色油狀物。
[6]
大蒜素應用領域
大蒜素的使用方法和添加劑量:添加鮮大蒜,多采用搗爛、切碎或用絞肉機制成蒜泥,然後加入飼料中。或將新鮮大蒜與飼料原料混合,然後粉碎新鮮大蒜在飼料中的添加比例為1%-10%,按畜禽的大小分別添加,一般分小、中、大三種類型(即小1%-2%,中2%-6%,大8%-10%)。
[7]
1、在畜牧生產中的應用效果:實驗表明,在每千克蛋雞日糧中分別添加50毫克、67毫克、84毫克、100毫克的大蒜素與飼餵未添加大蒜素飼料的蛋雞相比,產蛋率分別提高2.73%、5.95%、11.10%、7.83%,差異顯著。對奶牛的試驗表明,大蒜素能使奶牛精料產生濃郁的自然香味,對奶牛有強烈的誘食作用.統計表明,每頭奶牛的日產奶量可提高2.28千克,粗飼料採食量可減少0.08千克/天,每天多增加收入6元-8元。在泌乳母豬的試驗中發現,大蒜素能使豬的採食量提高。對斷奶15天-28天的仔豬試驗表明,飼餵添加大蒜素100毫克/千克的飼料,仔豬的日增重提高,料肉比降低,與飼餵不添加大蒜素飼料的仔豬相比,差異顯著。
[7]
2、大蒜素在魚生產中的效果:實驗表明,大蒜素具有強烈的誘食作用,用添加大蒜素500毫克/千克的飼料飼餵羅非魚45天,飼料報酬提高11%,飼料生物學綜合評定值提高12%,成活率提高2%-5%,增重率也有所提高。利用大蒜素對鯽魚、草魚、鯉魚等有很好的誘食作用。採用晾乾帶根大蒜頭,用絞肉機絞碎成粉,加熱蒸餾,得到油和水的混合液,進行分離後,獲得的大蒜油按餌料重量的0.008%添加後喂草魚,成活率提高15%以上,飼餵羅非魚增重提高10%-15%。
[8]
大蒜素適用範圍
人食用的大蒜素
大蒜素粉:
適用人羣:
1、免疫力低下的人羣
2、有高血壓、高血脂、冠心病的中老年人羣
3、需抵抗病毒、清除血液及腸道毒素的人羣
藥量內服:生品5~9克;汁10~20毫升;糖漿10%,45~90毫升;浸液20%,8~16毫升或5%,20~80毫升。注射劑:蒜素10~30毫克(總量可用至3000毫克),蒸餾液100%,10~50毫升;穴位5~10毫升。外用:適量。
大蒜素主要功能
農業上用作殺蟲、殺菌劑,也用於飼料、食品、醫藥上。作為飼料添加劑具有如下功能:
[10]
(3)增加食慾。大蒜素有增加胃液分泌和胃腸蠕動,刺激食慾及促進消化的作用,在飼料中添加0.1%的大蒜素製劑,可增強飼料的適口性。誘食增食。散發獨特的大蒜香味,使動物產生食慾感,使之迅速攝食;同時攝取後可增強胃液分泌和胃腸蠕動,促進消化,從而促進動物生長,顯著提高飼料報酬。
[10]
(4)改善飼料的適口性 許多養殖户為了降低飼料成本,在配合飼料中經常使用一些適口性較差的飼料或添加一些促生長劑類藥物,而引起養殖動物採食量下降或拒食,造成動物生長緩慢、瘦弱。通過添加大蒜素可明顯改善飼料的適口性,提高採食量。大蒜素通過大蒜的氣味吸引動物,使之產生食慾,從而提高採食量。絕大多數動物、特別是魚類非常喜歡大蒜素的氣味。
[10]
(5)提高生產性能 大蒜素不僅能增加動物的採食量,而且能防治多種疾病,提高免疫機能,改善動物體內各系統組織功能,促進胃腸的蠕動和各種消化酶的分泌,提高畜牧魚類對飼料的消化利用,從而使生產性能提高,降低飼料成本。大蒜素在酶的作用下可變成大蒜瓣素,以糞尿的形式排出,能夠阻止養殖中的害蟲繁殖和生長,改善圈舍和池塘環境。
[10]
(6)抗菌作用:大蒜素可抑制痢疾桿菌、傷寒桿菌繁殖,對葡萄球菌、肺炎球菌等有明顯的抑制滅殺作用。臨牀上口服大蒜素可治療動物腸炎、下痢、食慾不振等。對大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、痢疾桿菌、傷寒桿菌、肺炎球菌,鏈球菌等有害菌有明顯抑制和殺滅作用,對有益菌如乾酪乳桿菌則無抑制作用。
[10]
(7)解毒保健。可顯著降低汞、氰化物、亞硝酸鹽等有害物的毒性。動物攝取後,皮毛光亮,體質健壯,增強抗病力,提高成活率,具有理想的保健功能。
[10]
大蒜素生物功能
影響 | 生物功能 |
---|---|
對病原微生物的影響 | 大蒜素具有較強的抗菌消炎作用,對多種球菌、桿菌、真菌、病毒等均有抑制或殺滅作用。大蒜素對多種致病菌如葡萄球菌、腦膜炎、肺炎雙球菌、鏈球菌及白喉、痢疾、大腸桿菌、傷寒、副傷寒、百日咳、結核桿菌和霍亂弧菌等都有明顯的抑制或殺滅作用。可治療急性菌痢、百日咳、嬰兒腹瀉、大葉性肺炎、肺結核、傷口化膿、沙眼等。大蒜素抗菌的原理是由於大蒜素分子中的氧原子與細菌生長繁殖所必需的半胱氨酸分子中的巰基相結合而抑制了細菌的生長和繁殖。
[5]
|
對消化道系統的影響 | 慢性胃病:大蒜素具有降低胃內亞硝酸鹽含量和抑制硝酸鹽還原菌的作用。用大蒜素治療萎縮性胃炎患者,服藥1個月後胃液pH值降低,酸度增加,且降低胃液內亞硝酸鹽含量。大蒜素用於治療慢性胃病,對胃區不適、飽脹、隱痛、返酸、噯氣、燒灼及食慾不振等症狀者有明顯改善,提示大蒜素對慢性胃病有一定治療作用。
[5]
|
對心腦血管及血液系統的影響 | 大蒜素對心血管的作用是通過降低血漿總膽固醇、降血壓、抑制血小板活性、降低紅細胞壓積、降低血液粘度等作用來實現的。將大蒜素用於心肌缺血再灌注損傷的防治。發現腦梗塞急性期外周血白細胞濾過指數明顯升高,經大蒜素治療後,在症狀改善的同時白細胞濾過指數明顯降低,全血流變學指標也有改善。研究表明大蒜素具有活血化瘀、散寒通絡之功效,應用大蒜素治療冠心病心絞痛、周圍血管病取得了良好的療效。利用大蒜素片可以降低機體血漿內皮素(ET)的水平,這對預防和緩解冠脈痙攣、減小外周血管張力有重要意義。大蒜素片對血漿一氧化氮(NO)濃度有升高作用,這有利於防止冠脈痙攣,而使機體保持冠脈舒張狀態。同時大蒜素對體內膽固醇值和纖維蛋白原量的增加具有抑制作用,可提高纖維蛋白溶解活性,表明大蒜素片能有效地減輕或消除冠心病心絞痛患者動脈粥樣硬化的發生和血栓的形成。觀察大蒜素對不穩定型心絞痛高血壓的影響,發現大蒜素對收縮壓和舒張壓均有明顯降低作用,且降壓速度比葛根素快。大蒜素降壓的機制可能是通過鈣拮抗,擴張外周血管起作用,也可能通過協同降壓作用。
[5]
[11]
大蒜素抗心律失常的作用亦引起一些學者的關注。有報道稱大蒜素有減慢竇性心率、抑制心肌收縮、抗心律失常的作用。國內有關專家指出,大蒜素通過延長心肌細胞的有效不應期、降低自律性,起到抗心律失常的作用,因而可用於以快速心率為基礎的心律失常,如早搏、心動過速等,可作為輔助療法。
[5]
[11]
|
對腫瘤的影響 | 有實驗證實大蒜素具有預防胃癌發生的作用,其對胃液分離出的硝酸鹽還原菌的生長,及其產生亞硝酸鹽的能力均有明顯的抑制作用,可降低人體胃液中亞硝酸鹽含量,從而降低患胃癌的風險。用大蒜素治療患者的免疫指標也表明,在接受治療後,多數患者巨噬細胞的吞噬率及淋巴細胞轉化率都明顯升高。cAMP是腫瘤細胞生長的陰性信號,任何途徑提高細胞內cAMP水平均可抑制腫瘤組織的生長,促使其分化。大蒜素可提高腫瘤組織內cAMP水平,可抑制腫瘤組織的過度生長增殖”。在大蒜素抑制小鼠S180生長的研究中,從透射電鏡中觀察到腫瘤細胞膜和核膜皺縮斷裂,線粒體出現腫脹和空袍樣改變,表明大蒜素對腫瘤細胞有直接殺傷作用。研究了大蒜素對巨噬細胞殺滅和抑制小鼠S180肉瘤細胞、艾氏腹水癌細胞及肝癌細胞活性的影響,研究表明,大蒜素單獨或與其它激活劑協同作用時,具有增強巨噬細胞的抗腫瘤活性作用,同時可增強某些瘤細胞對巨噬細胞介導的細胞毒作用的敏感性。研究結果顯示:大蒜素能誘導腫瘤細胞凋亡,其原因可能和端粒酶活性下降有關。端粒酶活性下降後,端粒縮短,細胞有絲分裂受阻,導致細胞凋亡。有人用流式細胞法(FCM)分析癌細胞週期時,發現大蒜素可以阻滯腫瘤細胞從G1期進入S期,使G1期細胞堆積,進而抑制細胞的增殖。有實驗證明人腫瘤組織中存在表皮生長因子(EGF),EGF存在於癌細胞的細胞質中,在癌細胞核及無癌部分均未發現EGF,並提示癌組織中的EGF是由人肝癌細胞產生的。證明大蒜素能顯著抑制人肝癌細胞表皮生長因子受體(EGFR)的表達,明顯降低EGF刺激人肝癌細胞造成的EGFR的上調,從而實現抑制癌細胞生長的作用。大蒜素還能抑制皮膚癌,結腸癌,食道癌,鼻咽癌,肝癌的增長。原因之一是因為大蒜能防止自由基的形成從而減小了損害DNA、細胞膜和細胞蛋白的機會。
[5]
[11]
|
對糖代謝的影響 | 糖尿病是以血糖增高和尿糖為特點,進而導致多臟器損的綜合徵。如何逆轉糖尿病的高血糖狀態一直是國內外學者研究的焦點。胰島素在調節機體血糖水平時起着非常重要的作用。動物實驗表明,不同劑量的大蒜素均可降低血糖值,其降血糖的作用主要是通過升高血清胰島素水平來實現的。同時病理學證實,大蒜素主要是通過促進胰腺泡心細胞轉化、胰島細胞增殖,使胰島素分泌增加,而發揮降血糖作用。而且大蒜素在體內同脂肪、糖、蛋白質結合後生成脂質蒜素、糖質蒜素、複合蛋白質,這些結合物發揮作用得到一種與維生素E相同的效果。維生素E除具有抗氧化作用外,還具有改善胰島素的效應,關鍵是維持胰島內分泌細胞內質網結構的完整性,保證胰島素的合成與分泌。
[5]
|
對機體免疫機能的影響 | |
解毒保健、抗氧化、延緩衰老 |
- 參考資料
-
- 1. 吳金鴻,王正武主編;李瑜副主編;王正武,李瑜,吳豔等編.食療智慧養生堂叢書 這樣吃不生病 全民提升免疫力.北京:中國醫藥科技出版社,2012.10:71
- 2. 熊方武,餘傳隆,白秋江,修成娟主編.中國臨牀藥物大辭典 化學藥卷 上.北京:中國醫藥科技出版社,2018.08:273
- 3. 王國良,毛勇,蘇永全等編著.大黃魚主要病害臨牀診斷和防治手冊.廈門:廈門大學出版社,2013.04:37-38
- 4. 大蒜素的合成及其藥理作用研究進展 .萬方.2009-03-12[引用日期2019-10-15]
- 5. 大蒜素的研究進展及其在臨牀中的應用 .萬方.2013-10-29[引用日期2019-10-15]
- 6. 大蒜素研究進展 .中國知網.2011[引用日期2019-10-15]
- 7. 淺議全價顆粒飼料在農村的應用誤區 .中國知網.2006[引用日期2019-10-15]
- 8. 中國科學院海洋研究所科技情報研究室.《生物餌料增養殖技術與人工配合餌料》:中國科學院海洋研究所科技情報研究室,2010:219-210
- 9. 大蒜素降血脂作用及其機理研究 .萬方.2007[引用日期2019-10-15]
- 10. 大蒜素的用途與功效 .中國知網.2013[引用日期2019-10-15]
- 11. 大蒜素的藥理學研究進展 .維普.1997[引用日期2019-10-15]
- 12. 大蒜素 .化源網[引用日期2022-10-31]
- 收起