大蒜素——水产养殖的绿色添加剂

时间:2023-09-14 16:44:02 来源:网友投稿

陈 杰, 赵华彪, 马荣江, 陈祎宁, 刘 涛, 李上星, 潘兴峰

(黔东南苗族侗族自治州农业科学院,贵州 凯里 556000)

大蒜素作为饲料添加剂,在增加基础饲料营养、提高动物食欲、保障动物健康、降低饲料系数、改善产品品质等方面有明显的效果。另外其安全性较高,不产生药物残留,不存在“三致”等副作用,应用广泛。本文就大蒜素的理化特性、功能及其在水产养殖中的应用情况进行概述,为其在水产养殖中的应用提供参考。

大蒜素是1种典型的天然化合物,可以直接从大蒜鳞茎内提取,根据生产加工方式分为2种类型,分别是合成型和天然型[1]。固体剂为白色至浅黄色粉末,液体剂为淡黄色至棕色挥发性油状液体,具有辛辣味和刺激性气味。研究发现,大蒜素含有大量的生物活性成分,目前通过鉴定的已有46种[2]。大蒜在外力作用下组织破碎,内部的蒜氨酸与蒜氨酸酶接触发生反应形成二烯丙基硫代亚磺酸酯即为大蒜素。大蒜素具有不稳定性,进一步被分解为硫醚化合物,部分硫醚化合物聚合生成阿霍烯、二噻烯等[3]。大蒜素遇热碱时会处于不稳定状态,在非强酸环境下则稳定性相对较高,强酸环境下形成铳盐,继而产生一定的沉淀[4]。处于强氧化环境中也存在类似的变化,易氧化成亚砜以及砜[5]。

2.1 诱食增食大蒜素能够起到诱食增食的效果,散发的蒜香味可以刺激水产动物,改善消化系统机能,增强食欲,更易于进食和消化,因此能够有效增进动物的采食量[6]。

2.2 防治疾病在水产养殖中,大蒜素对一些疾病具有较好的防治效果。其中的活性基团可以有效结合半胱氨酸分子,并对细菌繁殖过程产生抑制作用。利用大蒜素可以消杀多种类型的致病细菌,特别是对气单胞菌、荧光极毛杆菌、痢疾杆菌、大肠杆菌等消杀作用显著。大蒜素对肠道炎症具有较好的辅助治疗效果,可明显抑制或杀灭爱德华氏菌、弧菌、葡萄球菌、链球菌、鱼害粘球菌等细菌[7],对部分鱼类的肠炎病、竖鳞病等防治有重要作用[8]。因此大蒜素可改善水产动物的生存环境,减少疾病发生。

2.3 增强免疫力大蒜提取物(包括大蒜素、大蒜多糖等)有助于调节动物免疫系统机能,提高机体免疫力和对抗细菌、病毒的免疫应答效应,降低致病因素的不利影响[9]。大蒜素可以作为1种较好的免疫促进剂。刘英杰[10]研究发现,利用添加大蒜素的饲料投喂鲤鱼,鲤鱼血清的超氧化物歧化酶与谷胱甘肽过氧化物酶活性显著升高,同时可以减少血清丙二醛含量,表明大蒜素可以增强鲤鱼的抗氧化能力。康淑媛[11]将大蒜素250 mg/kg添加到基础饲料中,鲫鱼的免疫及消化功能得到改善。

2.4 无药物残留及副作用大蒜素有“生长在土里的抗生素”的美誉,具有无毒、无副作用、无污染、无药物残留、不产生耐药性等优点[12]。我国食用水产品需根据农业标准《无公害食品 水产品中渔药残留限量》(NY 5070—2002)对食用组织(皮和肌肉)进行鱼类药品残留检测[13]。潘浩等[14,15]采用气相色谱法研究大蒜素在鲫鱼、松浦镜鲤肌肉组织内的残留以及消除规律,通过测定大蒜素主要成分二烯丙基二硫化物 (DADS)和二烯丙基三硫化物 (DATS)在鱼体肌肉中的残留量发现,鲫鱼体内的DADS于第13 d开始低于10 μg/kg,DATS于第15 d 开始低于10 μg/kg;
松浦镜鲤体内的DADS和DATS均于第15 d开始低于10 μg/kg;
停止投喂大蒜素后,DADS和DATS出现明显的下降趋势。同时研究发现,鲤鱼血浆中DADS、DATS的平均回收率分别为77.05%~97.98%、73.39%~108.51%,鲫鱼血浆中的平均回收率分别为87.05%~95.68%、83.69%~102.75%,表明大蒜素的2种主要成分在健康鲤鱼和鲫鱼体内吸收较完全[16]。大量研究表明,大蒜素可作为防治动物疾病、促进动物生长、增强动物免疫力、控制药物残留、降低生产成本的绿色饲料添加剂[17]。

3.1 作为饲料添加剂相关研究表明,在饵料中添加大蒜素500 mg/kg投喂罗非鱼45 d,成活率提高2%~5%,饵料报酬与生物学综合评定值均显著提高,二者增幅分别达到11%、12%[18]。将不同含量的大蒜素(50、100、150 mg/kg)分别添加到牛蛙基础饲料中,相较于对照组质量增长率均显著提升,3组增幅分别为11.14%、19.5%、14.96%,平均提高15.2%[19]。将合成大蒜素100 mg/kg添加到鲤鱼饵料中,饲料转化率、增重率、成活率分别提高5.5%、14.3%、2.5%,饲料成本显著降低,降幅达到4.7%;
另外,将合成大蒜素50、100 mg/kg分别添加到甲鱼饵料中,增重率分别提高26.97%、45.35%,成活率分别提高2.44%、2.96%,饵料转化率分别提高 15.18%、17.37%[20]。杨丽[21]用添加大蒜素粉200 mg/kg的饲料投喂罗非鱼苗,试验组的成活率及产量明显提高,增幅分别为11%、15.3%。李会涛等[22]重点研究了大蒜素添加量对大菱鲆幼鱼生长的影响,分别添加不同含量的大蒜素(0、100、200、400、800 mg/kg),结果发现400 mg/kg添加量有助于改善抗病力及免疫力,200 mg/kg添加量可以显著促进生长。吴春昊[23]研究发现,投喂添加大蒜素40 mg/kg的饲料可明显改善鲟鱼的蛋白效率、特定生长率和饲料效率,鱼体的粗脂肪含量降低,蛋白质含量提高。

3.2 防治水产动物疾病研究表明,对患有细菌性肠炎病的草鱼采用大蒜素0.02 g加食盐0.5 g/kg鱼体的方法进行拌料投喂,鱼死亡率降低,解剖病鱼发现腹水明显减少,肠道充血得到改善,可有效控制草鱼的细菌性肠炎病[24]。治疗河蟹肠炎病时,将10%大蒜素粉以0.1%~0.15%的量添加于饲料中,或者采取颗粒饲料10 kg、新鲜大蒜1 kg、食盐0.1 kg混合拌匀进行投喂,可有效控制病情[25]。利用含大蒜素0.1~0.15 mL/L的混合溶液(或捣烂的大蒜1 kg与水100 L制成混合溶液)浸泡鲤鱼可以有效防治竖鳞病;
用10~30 mL/L的大蒜素溶液浸洗鱼体1 h可以有效消灭锚头鳋;
用5倍水量稀释的大蒜汁浸洗鱼体2 min可有效防治嗜子宫线虫病[26]。胡石亮等[27]分别将大蒜素50、100、150 mg/kg添加到饲料中用于防治牛蛙肠胃炎,结果表明添加大蒜素100 mg/kg的防治效果较好,成活率提高。另有研究发现,在养殖草鱼、青鱼时,每万尾鱼采用食盐200 g,新鲜大蒜250 g,新鲜喜旱莲子草4 kg,再加上适量豆饼磨碎混合后连续投喂4 d,2次/d,对治疗暴发性出血病具有显著效果[28]。

3.3 改善水产品品质相关研究发现,在饲料中添加大蒜素持续投喂有助于改善鱼肉的口感[29]。日本专家将大蒜素粉剂50 mg/kg添加在真鲷、牙鲆的基础饲料中,持续饲喂后改善了成鱼品质,肉香、味美、口感更佳;
经过3周停食,试验组虹鳟鱼与对照组相比肌肉强度显著提高1.2倍;
经过6周停食,肌肉强度提高1.5倍,脂肪比例从2.4%降低至0.6%,肌肉纤维粗度降低50%[30]。向枭等[31]研究发现,大蒜素硫醚化合物内含有C3H6-S(O)-基团,用蒜硫胺投喂鰤鱼可增加其血液量,肝脏状态明显改善。张耀武等[32]采用0.10%大蒜素和杜仲复合添加剂饲喂鲤鱼,鲤鱼的生长速度加快,鱼肉中蛋白质含量提高,同时改善了氨基酸含量及肌肉胶原蛋白。汪先进等[33]研究表明,添加大蒜素可降低卵形鲳鲹肌肉中的粗脂肪与水分含量并提高粗蛋白含量;
可在一定程度上提高必需氨基酸、鲜味氨基酸含量及氨基酸总量,降低肌肉的单不饱和脂肪酸含量,并显著提高 EPA(二十碳五烯酸)、DHA(二十二碳六烯酸)等多不饱和脂肪酸的含量。

综上所述,大蒜素在水产养殖中用于饲料添加剂、防治疾病、改善产品品质方面具有良好的应用效果,且安全性较高,不产生抗药性,在鱼体内无药物残留,有助于提高水产动物的食欲、免疫力和成活率,增强对致病因素的抵抗力,从而提高水产养殖效益,具有较高的应用价值。在今后的研究和应用中,应注重合理使用大蒜素作为水产动物饲料添加剂,以最大程度发挥其作用效果,节约生产成本。进一步探索其在不同水产动物饲料添加剂应用、防治疾病、改善产品品质3个方面所需的最适添加量。同时,积极探寻具有生物学功能的衍生品,促进水产行业绿色、健康、可持续发展。

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