新疆医科大学 硕士学位论文 大蒜辣素生物合成、稳定性研究及相关物质分析 姓名：林守峰 申请学位级别：硕士 专业：药物化学 指导教师：李新霞;陈坚 2010-04
摘 要
大蒜辣素生物合成、稳定性研究及相关物质分析
研究生：林守峰 导师：李新霞 陈坚 教授
摘
要
目的 ： 本研究以大蒜中提取的蒜氨酸和蒜酶为原料，生物合成制备大蒜辣素。 在前期建立的蒜酶活力测定方法和蒜氨酸、大蒜辣素测定方法基础上，研究蒜酶催 化裂解蒜氨酸的配比，从而为蒜氨酸/蒜酶二元制剂的研究建立基础；考察大蒜辣素 溶液的稳定性，研究和探讨影响稳定性因素。由于生物合成大蒜辣素所使用的蒜氨 酸和蒜酶原料为中试生产得到，原料中的杂质可能会对制备得到的大蒜辣素溶液的 纯度造成影响，通过液质联用方法，对于大蒜辣素溶液中的杂质和相关物质及降解 产物进行结构解析，分析杂质来源，从而提出改进和优化生物合成大蒜辣素的工艺 条件。方法：1.综合考虑所使用蒜氨酸原料的含量和经济性，通过 HPLC 对反应产物 进行测定，确定蒜酶催化蒜氨酸生物合成大蒜辣素工艺中的原料配比、反应温度、 投料方式等。2.参考欧洲药典中潜在大蒜辣素含量测定方法，HPLC 测定考察三个温 度条件下的大蒜辣素溶液的稳定性，计算半衰期作为评价稳定性的标准。3.通过液质 联用测定大蒜辣素溶液和蒜氨酸原料，建立 HPLC-MS 分析方法，进行相应物质的结 构解析和确证。结果： 1.确定大蒜辣素生物合成工艺中的蒜氨酸和蒜酶配比为 1mg 蒜氨酸需要 1.3U 蒜酶，综合蒜酶活性和大蒜辣素稳定性确定 2５℃为反应温度，由于 蒜酶为自杀式酶，生成的大蒜辣素抑制蒜酶活力，故经考察分次将蒜酶溶液滴加到 蒜氨酸中用最少的蒜酶量制备大蒜辣素，结合膜分离技术滤除蒜酶等大分子物质。 2.影响大蒜辣素稳定性的因素除了温度原因之外， 还有空气中的氧气对于亚砜基氧化 作用等，采用隔绝空气等方法提高稳定性。3.HPLC-MS 确定了大蒜辣素溶液中的杂 质为甲基丙烯基硫代亚硫酸脂；并且不同含量的蒜氨酸原料合成的大蒜辣素溶液含 有不等量的蒜氨酸和大蒜辣素的同分异构体；确定了大蒜辣素的部分降解产物。结 论： 本文进一步优化了蒜酶催化裂解蒜氨酸生物合成大蒜辣素工艺条件，考察了大 蒜辣素溶液的稳定性，对其相关物质的 HPLC-MS 研究，分析杂质来源，确定了几种 化合物结构，为蒜氨酸/蒜酶二元制剂以及大蒜辣素高效制剂的研发和新药申报提供 可靠依据和重要基础。 关键词： 蒜氨酸；蒜酶；大蒜辣素；生物合成；稳定性；HPLC-MS
—1—
新疆医科大学医学硕士学位论文
The biosynthsis and stability of allicin and the analysis of its related substances
Postgraduate: Lin Shoufeng Supervisor: Prof. Li Xinxia & Chen Jian
Abstract
Objective: The aim of this research is the biosynthesis allicin through alliin and alliinase which extracted from nature garlic. By study the ratio of alliinase catalytic pyrolysis alliin, to establish the basis of alliin/alliinase preparation. To research the stability of allicin solution by HPLC and to investigate the influencing factor. By using HPLC-MS analyze the degradation products and the impurities of the allicin solution to improve and to optimize the technology of the biosynthesis of allicin. Methods: 1. Using HPLC to determine the reaction product by considering both of the dose and the cost. 2. By consulting the method from the European Pharmacopoeia to study the stability of allicin in three temperature requirement and to calculate the half life of allicin as the standard of the evaluation of allicin stability. 3. To establish the analytical method of the allicin solution and the alliin by HPLC-MS and to resolve and identify the structures. Results: 1. Ratio of alliin/alliinase in the technology of the biosynthesis of allicin is 1mg alliin requiring 1.3U alliinase. Because alliinase is a suicide enzyme, alliinase is inhibited by the allicin which generated in the reaction system. The temperature of this reaction is 25℃ and to filter the macromolecular substance by membrane separation technique. 2. The influencing factors of allicin stability are high temperature and oxygen in atmosphere. 3. The impurity of allicin solution is methylacylthiosulfatide. The allicin solutions synthesised by different contents of alliin contained the isomeride of alliin and allicin. Conclusion: This thesis optimized the technological conditions of the biosynthesis of allicin, investigated the stability of allicin solution, analyzed the source of the impurity of allicin solution and determined the structures of compounds. The research provided reliable evidence and important foundation for the research and development of the new garlic preparations and the submission of the new drugs. Key words: alliin; alliinase; allicin; biosynthesis; stability; HPLC-MS
—2—
中英文缩略词对照表
英文缩写
Alliin
英文全名
S-allyl-L-cysteine sulfoxide
中文译名
蒜氨酸
Alliinase
S-allyl-L-cysteine sulfoxide lyase
蒜酶
Allicin
diallyl thiosulfinate
大蒜辣素
HPLC-MS
High Performance Liquid Chromatography-mass
液相色谱- 质谱联用
PLP
pyridoxal-5'-phosphate
磷酸吡哆醛
论文独创性说明
本人申明所呈交的学位论文是在我个人在导师的指导下进行的研 究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 导师签名： 签字日期：
关于论文使用授权的说明
本人完全了解学校关于保留、使用学位论文的各项规定， （选择“同意／不同意” ）以下事项： １．学校有权保留本论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文； ２．学校有权将本人的学位论文提交至清华大学“中国学术期刊（光 盘版）电子杂志社”用于出版和编入 ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》或其他 同类数据库，传播本学位论文的全部或部分内容。
学位论文作者签名： 签字日期： 导师签名： 签字日期：
前 言
前
言
大蒜，多年生百合科葱属植物蒜（Allium sativum L. ）的地下鳞茎，是历史悠久 的药食两用植物。大量近代研究表明大蒜具有很多药理活性，主要有抗癌，抗肿瘤， 抗血小板聚集作用，抗感染，抗病毒，抗细菌，抗真菌，抗寄生虫，抗氧化、清除 自由基作用，抗动脉粥样硬化，降血压，降血脂，抗血栓，排铅、肝脏保护和解毒 作用，免疫调节、提高机体免疫功能，提高正常人葡萄糖耐受量，降血糖，其它还 有促毛发生长、减肥、美容、戒烟等作用[1]。 关于大蒜的原产地， Kamenetsky 等在 Tien Shan 山脉进行的关于原始大蒜类型的 研究确认中亚地区（包括中国新疆）是大蒜的原产地，亚洲中部也被认为是大蒜进 化和多样性的最重要的中心[2]。现代分类法将世界上大蒜胚质细分为 5 种：Sativum， Ophioscorodon，Longicuspis，Subtropical 和 Pekinense，其中来自中亚的 Longicuspis 属则是最原始的大蒜，其他属的大蒜都由它分化而来[2]。 2004 年我国生产大蒜 1057.8 万吨，占全球的 75%，是全球最大的大蒜生产国、 消费国和出口国。新疆大蒜以活性前体成分蒜氨酸含量高而享誉海内外，并且作为 制药原料常年出口欧美，被国际市场称作“高蒜氨酸大蒜” （Maximum Allicin Garlic， GMA） 。 近代年来，国际上又掀起了研究大蒜的热潮。1989 年 2 月在西德召开了“大蒜 化学、药理和应用的专题讨论会” ；1990 年 8 月在美国召开了“大蒜的保健意义及成 分”的国际学术会议；1991 年 7 月在美国又举行了一次“大蒜功能研讨会” ；1995 年 10 月在德国柏林举行了题为“蒜粉及其水提物特性”的国际学术研讨会[3]；2000 年 7 月，在美国加利福尼亚州召开的有关大蒜研究的学术会议上，世界各国研究学 者纷纷报告了大蒜对于预防和治疗癌症、心血管疾病的功效；2005 年 4 月，在美国 华盛顿又一次召开了题为“大蒜及其提取物对癌症和心血管疾病的作用”国际性学 术会议[4]。 目前美国药典和欧洲药典中已明确指出大蒜的功效成分是蒜氨酸（Alliin）及经 过蒜酶（ Alliinase，EC4.4.1.4）催化裂解产生的大蒜辣素（ Allicin）和阿霍烯（ Ajoene ）
[5]
等含硫化合物（图 1） 。从而通过测定潜在大蒜辣素含量来评价大蒜制品的有效成
分含量，及药用价值。
—3—
新疆医科大学医学硕士学位论文
Ｏ Ｈ ２Ｃ Ｓ Ａｌｌｉｉｎ
ＮＨ２ ＣＯＯＨ
ＮＨ２ Ａｌｌｉｎａｓｅ Ｈ２ Ｃ ＳＯＨ
＋ Ｈ２Ｃ
ＣＯＯＨ
－ Ｈ２Ｏ
Ｏ Ｓ
＋Ｈ２Ｏ
２ＣＨ ３ ＣＯＣＯＯＨ ＋ ＮＨ３
Ｓ Ａｌｌｉｃｉｎ
图1 蒜酶催化裂解蒜氨酸
蒜氨酸 （Alliin） 化学名为 S- 烯丙基-L- 半胱氨酸亚砜 （S-allyl- L-cysteine sulfoxide） 。 白色针簇状结晶，几乎无臭；在水中比旋度[a]D20 为＋63.5° ；等电点为 4.86；分子量 为 177.22。蒜氨酸在水中极易溶解，在甲醇、乙醇、氯仿、丙酮和苯中几乎不溶； 0-4℃可长期保存；鲜蒜含蒜氨酸 0.5-2.0%，以稳定、无臭的形式存在于大蒜鳞芽中
[6]
。
[C 6 H11 NO3 S] = 177.22 蒜酶（ Alliinase；EC4.4.1.4）又称蒜氨酸裂解酶、烷基半胱氨酸亚砜酶、C-S 酶。 蒜酶在 1949 年由 Stoll 和 Seeback 首先发现[7]，是大蒜中独特的酶，存在与大蒜细胞 组织的空泡中[8]；是一种二聚体糖蛋白，两个亚基分子量均为 51.5 KDa，含有 448 个氨基酸残基，辅因子为 5'－磷酸吡哆醛（pyridoxal-5'-phosphate PLP），辅酶因子 与亚基数的比值均为 1:1[9]。它在 430nm 处有最大吸收；等电点 pI＝4.9，最佳催化 酶解温度为 37 ℃，pH：5-8[10, 11]。 蒜酶的三维结构为典型的依赖 5'－磷酸吡哆醛酶 I 的“ S” 型折叠。每个蒜酶的酶 单体由 3 个截然不同的结构域组成：即 1 个独特的 N－端结构域，中心是 5'－磷酸 吡哆醛结合的结构域和 1 个 C－端结构域。蒜酶亚基上核心糖结构是一个典型的植 物糖蛋白的糖链结构：甘露糖(? -1,4)－N－乙酰氨基葡萄糖(? -1,4)－N－乙酰氨基果 糖(a-1,3)－N－乙酰氨基葡萄糖。糖基化位点 Asn146 位于酶的二聚体之间，通过糖 链把 2 个亚基结合在一起；与之相反，糖基化位点 Asn328 面向溶剂不与任何酶蛋白 中的原子接触。蒜酶的结晶为黄色，这是由于与蛋白质结合的辅酶因子 PLP 的缘故
[11]
。（图 2）
—4—
前 言
a
b
图 2 蒜酶晶体 (a)及三维结构(b)（底物结合部位为较暗的区域， PLP结合部位为较亮的区域）
大蒜辣素（Allicin）是1944年由Cavallito和 Bailey首先发现[12]，并提出 “ Allicin” 一词的化学结构为CH2 =CH-CH2 -S(O)-S-CH2-CH=CH2 。其化学名：二丙烯基硫代亚 磺酸酯，英文名：diallyl thiosulfinate（缩写为 DADSO）。纯大蒜辣素为无色油状液 体，密度d20 ＝1.112，折光率n20 D＝1.561，无旋光性。10℃时在水中的溶解度约为2.5 ％，易溶于乙醇、苯、乙醚等有机溶剂[12]。
O S H2C S CH2
[C 6 H10 OS2 ] = 162.23
大蒜辣素的化学性质不稳定，遇光、热或者有机溶剂降解成各种含硫有机化合 物，如顺、反两种结构阿霍烯（trans 、cis-ajoen）等系列含硫有机化合物。蒜氨酸， 异蒜氨酸和甲基蒜氨酸形成中间产物次磺酸，这些中间产物又迅速自聚合，在破碎 的大蒜中形成 8 种已知的二烯丙基硫代亚磺酸酯类产物。其中，大蒜辣素占 70%， 甲基烯丙基硫代亚磺酸酯占 30%，烯丙基甲基硫代亚磺酸酯占 3%；依赖于它们所处 的化学环境，这些硫代亚磺酸酯再转化为其他的硫化物— 硫醚类，阿霍烯或噻烯类 等[13]。因其不稳定性、不易储存，应用受到一定的限制。迄今为止未见直接以大蒜 辣素为主要成分的药品或保健食品。国际上研究大蒜处于领先水平的机构有美国纽 约大学医学中心 Lawson 组、以色列魏兹曼科学研究院生物化学小组 Rabinkov 组、 德国的波恩大学 Keusgen 组等机构，均以研制高纯度的大蒜制剂用于治疗危重疾病 为目标。而大蒜辣素的制备方法主要有生物合成法[14]、化学合成法[15]、天然提取分 离纯化法[16]。其中所使用的蒜氨酸均来自化学合成。 本课题组在陈坚教授带领下，利用新疆优势大蒜资源，对于大蒜及其制剂进行 了多年研究；并且于 2001 年开始着手研究从鲜蒜中分别提取纯化蒜氨酸和蒜酶的生 产工艺和研制蒜氨酸/蒜酶复合制剂的工作，已申请多项国家级专利；而且获得多项
—5—
新疆医科大学医学硕士学位论文
国家级自治区级基金资助： “蒜氨酸、蒜酶、大蒜多糖的提取及药用研究”为国家科 技支撑计划（ No.2007BAI30B02-4） 、 “蒜氨酸、蒜酶、大蒜多糖及制剂的产业化”获 得国家中小企业创新基金（No.07C26216502091） 、 “ ‘蒜氨酸/蒜酶二元释药系统’抗 感染制剂的临床前研究”为自治区科技支疆项目（No.200891124） ，项目的先进性、 创新性均居国内外研究前列。 课题组前期人员通过大量实验研究确定了从鲜蒜中提取纯化蒜氨酸和蒜酶的方 法，并通过中试生产分别得到高含量的蒜氨酸和较高纯度的蒜酶；建立了蒜酶的活 力测定方法；探讨了膜分离技术对于分离蒜酶等大分子物质进而制备大蒜辣素溶液 的可行性，并且使用超滤离心管等装置制备得到低浓度的大蒜辣素溶液；但是上述 方法由于实验周期长，制备的大蒜辣素量较小、浓度低，且超滤离心管成本较高， 不利于大批量制备以及扩大到中试生产。 本研究在课题组前期研究的基础上利用中试生产中得到的高含量蒜氨酸和较高 活力蒜酶制备大蒜辣素溶液，重在考察大蒜辣素生物合成过程中影响蒜氨酸转化率 和大蒜辣素生成率的主要因素，并且扩大大蒜辣素溶液的制备规模，提高大蒜辣素 溶液的浓度，为中试生产开辟一条可行的技术路线。考察生物合成得到的大蒜辣素 溶液在三个温度下（-20±2 ℃、2± 2℃、25± 2℃）的稳定性，通过计算其半衰期来评 价大蒜辣素溶液稳定性，并考察影响其稳定性的相关因素。 通过 HPLC-MS 方法对制 得的大蒜辣素溶液中的主要成分和杂质及降解产物进行结构解析和确证，并且通过 使用不同含量的蒜氨酸原料来制备大蒜辣素考察溶液中杂质的来源，为进一步除去 杂质、防止大蒜辣素降解及提高大蒜辣素溶液浓度的研究打下基础，并且为大蒜辣 素对照品的制备研究提供可行的前期方法及思路。
原料、试剂与仪器
蒜氨酸（含 量 48.0% ； 72.9% ； 92.8%；95.0% ； 96.0% 批号分别为 070101； 090714 ； 070304 ； 080430） ； 蒜 氨 酸 对 照 品 （ 含 量 98.0% 批 号 AL080429、 AL080428 ） ； 蒜 酶 （ 比 活 力 515U/g； 846U/g； 1235U/g； 1080U/g 批 号 分 别 为 090302 ； 090401 ； 070305 -2 ； 070305- 1/090301 ） ，实验所使用蒜氨酸和蒜 酶均由新疆埃乐欣药业有限公司提供。 羟苯丁酯（分析纯 ABCR GmbH & Co. KG，德 国 ） ；无水甲酸（分析纯 沈 阳市新西试剂厂） ；丙酮酸（ 含 量 99% 天 津 市 光 复 精 细 化 工 研 究 所 ） ；甲醇（色 谱纯 TEDIA Company, INC. 美国） 。 分 析天平（ Sartorius BS110 ，德国） ；pH 计（ Mettler- Toledo FE20 ，美国） ； 高效液相色谱仪（ Waters 2690，2487 Dual ? Detector ，美国） ；纯水仪（ Ultra Pure UV
—6—
实 验
上海和泰仪器公司） ；超滤杯 (MSC300 上 海 摩 速 科 学 器 材 有 限 公 司 ) ； 超 滤 膜 (UF- 10K 上 海 摩 速 科 学 器 材 有 限 公 司 ) ； 低温离心机（2-16K Sigma Sartorius ，德 国） ； 低温恒温搅拌反应浴(DHJF-4005 郑州长城科工贸有限公司)； Agilent 1100 系列 高效液相色谱仪（包括真空脱气泵、高压梯度泵、自动进样器、柱温箱和 VWD 紫 外检测器，Agilent Technologies，美国） ；Agilent 1100 系列 LC/MSD 联用仪（ Agilent Technoloies，美国） 。
实
1．大蒜辣素生物合成工艺研究
验
由天然大蒜通过中试生产提取得到的高含量蒜氨酸和较高活力蒜酶合成大蒜辣 素，通过 HPLC 检测反应体系中蒜氨酸转化率（课题组自建方法[17]）和大蒜辣素生 成率（参考欧洲药典收载的“ garlic powder” 中潜在大蒜辣素含量测定方法[18]，以羟苯 丁酯作为替代对照品， 按 1mg 羟苯丁酯相当于 8.65mg 大蒜辣素计算生成的大蒜辣素 含量） 。从而考察蒜酶（活力≥1000U/g）催化裂解蒜氨酸（含量≥90%）的最佳反应 配比；考察蒜酶催化裂解蒜氨酸的适宜温度，使得大蒜辣素生成率较高；考察不同 浓度蒜氨酸原料制得的大蒜辣素的生成率；在前期考察蒜氨酸与蒜酶配比的基础上， 为了制备更高浓度的大蒜辣素，固定蒜氨酸与蒜酶的比例（1:1），考察一次全部加 入应加的蒜酶与分次加入蒜酶所生成的大蒜辣素之间的差异。为下一步开发高效大 蒜新制剂的中试工艺研究奠定基础。
1.1
1.1.1
方法
蒜氨酸 /蒜酶配比研究 使用三种不同批号不同活力的蒜酶，固定蒜氨酸的量（10mg）改变蒜酶用量，
使得蒜氨酸和蒜酶的质量比分别为 1:0.75， 1:1， 1:1.25， 1:1.5；并将蒜氨酸和蒜酶 分别定容于 10ml 容量瓶中。将配制好的蒜氨酸和蒜酶溶液转移至 25ml 比色管，置 于 35℃水浴中反应 20min。 1.1.1.1 溶液的配制 蒜氨酸对照品溶液：精密称取 10.1mg 蒜氨酸对照品定容于 100ml 容量瓶中。 内标溶液：精密称取羟苯丁酯 10.2mg，置于 50ml 的量瓶中，用 50%的甲醇水 溶液溶解并定容至刻度。 流动相溶液：按照甲醇:1%甲酸水溶液（V/V）= 60:40 来配制。 1.1.1.2 测定方法 蒜氨酸测定（色谱条件Ⅰ）：取上述反应液 1ml，置 25ml 比色 管中， 量 取 5ml 甲 醇 杀 酶 ，0.22μm 微孔滤膜过滤， 进样。 HPLC 色谱条件： Hypersil BDS C18 柱（大连依利特） ，4.6 mm×250 mm(5 μm)；流动相为甲醇 :水=55:45；流速：
—7—
新疆医科大学医学硕士学位论文
0.5ml/min；检测波长：214nm；柱温：35℃，进样量：10μl。 大蒜辣素测定（色谱条件Ⅱ） ：取上述反应液 0.5 ml，置于 10 ml 容量瓶中，用 流动相溶液（甲醇 :1%甲酸 = 60:40）定容至刻度作为储备液；吸取内标溶液 0.5 ml， 置另一 10 ml 容量瓶中，用储备液定容至刻度，摇匀， 0.22 μm 微孔滤膜过滤，进样。 HPLC 色谱条件：Hypersil BDS C18 柱（大连依利特） ，4.6 mm×250 mm(5 μm)；流动 相为甲醇:1%甲酸 = 60:40；流速：0.8 ml/min；检测波长：254 nm；柱温 35 ℃，进 样量 10 μl。 按照下述公式计算大蒜辣素溶液浓度（mg/ml）为：
C Allicin = A大 × W内 × 8.65 × 1.053 A内 × 50
式中，A 大和 A 内分别为大蒜辣素和内标的峰面积；W 内为内标的称样量，单位 为 mg；1.053 为稀释倍数。 1.1.2 蒜酶投料方式考察 蒜酶分次加入蒜氨酸中： 精密量取配制好的蒜氨酸溶液 10ml 置于 35℃搅拌水浴 中的 50ml 锥形瓶中，共 5 份；分别加入 2、4、6、8、10ml 蒜酶溶液，平行实验两 份；加入时以 2ml 为单位，分次加入，加入时间控制在 15s 以内，加入时间间隔为 5min；而总体反应时间分别为 5、10、15、20、25min。 蒜酶一次全部加入蒜氨酸中： 分别精密量取 10ml 蒜氨酸和 10ml 蒜酶， 置于 35℃ 搅拌水浴中的 50ml 锥形瓶中，反应时间为 20min。 1.1.2.1 溶液的配制 蒜氨酸溶液的配制：精密称取蒜氨酸 1505.4mg，置于 100ml 容量瓶中，加水溶 解，并定容至刻度。浓度为 15.0mg/ml。 蒜酶溶液的配制：精密称取蒜酶 1504.1mg，置于 100ml 容量瓶中，加水溶解， 涡旋，并定容至刻度。浓度为 15.0mg/ml。 内标溶液的制备：精密称取羟苯丁酯约 10.9mg，置 50ml 的量瓶中，用 50%的 甲醇溶液溶解并稀释至刻度。 流动相溶液：同 1.1.1.1 中流动相溶液配制。 1.1.2.2 测定方法 同 1.1.1.2 中测定方法。 1.1.3 不同蒜酶催化反应温度考察 国际酶学委员会规定确定酶活力的国际单位( IU)时，酶与底物的催化反应温度 为 25℃， 文献[19]报道测定蒜酶酶活性时应采用 35℃。 本实验采用课题组自建 HPLC 蒜酶活力测定方法测定 25℃和 35℃反应温度下蒜酶的活力，考察大蒜辣素制备工艺 中的温度条件。实验所使用底物蒜氨酸含量为 95.0%，浓度为 2.03mg/ml；蒜酶批号 为 070305-1。
—8—
实 验
1.1.3.1 测定方法 方法同文献[19]中方法。 1.1.4 不同温度下蒜酶催化不同浓度蒜氨酸大蒜辣素生成率考察 考察反应浓度和反应温度，在两种反应温度下（25℃和35℃）采用三个浓度梯 度考察大蒜辣素的生成率。 1.1.4.1 溶液的配制 蒜氨酸溶液的配制：精密称取一定量蒜氨酸，置于5ml容量瓶中，加水溶解，并 定容至刻度。 蒜酶溶液的配制：精密称取一定量蒜酶，置于5ml容量瓶中，加水溶解，并定容 至刻度。 内标溶液的制备：精密称取羟苯丁酯约 10.6mg，置 50ml 的量瓶中，用 50%的 甲醇溶液溶解并稀释至刻度。 流动相溶液：同 1.1.1.1 中流动相溶液配制。 1.1.4.2 1.1.5 测定方法 同 1.1.1.2 中测定方法。 生物合成制备大蒜辣素 用天然大蒜中提取的蒜氨酸（含量≥90%）和蒜酶（活力≥1000U/g）在 25℃条 件下，采用分次加入蒜酶的投料方式和膜分离技术，制备大蒜辣素溶液，将其迅速 封存入安瓿以隔绝空气；并且使用不同含量的蒜氨酸原料，考察大蒜辣素溶液中杂 质峰的来源。 98.1%蒜氨酸 33.8mg （理论生成 3.80mg/ml 大蒜辣素） 和等量蒜酶反应， 反应液总体积为 4ml；色谱条件Ⅱ分别测定蒜氨酸、蒜酶、反应混合液、丙酮酸，检 测反应溶液中的杂质。 1.1.5.1 溶液的配制 蒜氨酸溶液： 精密称取蒜氨酸735.1、 734.8、 734.2mg， 置于25ml 容量瓶中，加水溶解，并定容至刻度。浓度分别为29.40、29.39、29.37mg/ml。理论 上全部转化为大蒜辣素的浓度为6.25、6.25、6.24mg/ml。 蒜酶溶液：精密称取蒜酶734.7、735.3 、734.9mg，置于25ml容量瓶中，加水溶 解，涡旋，并定容至刻度。浓度为29.39、29.41、29.40mg/ml。 内标溶液：精密称取羟苯丁酯 10.1mg，置于 50ml 的量瓶中，用 50%的甲醇溶 液（v/v）溶解并定容至刻度。 流动相溶液：同 1.1.1.1 中流动相溶液配制。 1.1.5.2 测定方法 同1.1.1.2中测定方法。
1.2
1.2.1
结果
氨酸 /蒜酶配比研究 在色谱条件Ⅰ下，可以检测到反应体系中的丙酮酸、蒜氨酸和大蒜辣素的色谱
峰，根据反应体系中蒜氨酸减少量计算蒜氨酸的转化率，结果如下（表 1）。在此色
—9—
新疆医科大学医学硕士学位论文
谱条件下可以观察到随着蒜氨酸比例和蒜酶活力的增加，反应体系中蒜氨酸量的减 少 （图 3） 。 当蒜酶活力为 1235 U/g， 蒜氨酸 /蒜酶比例达到 1:1 时， 蒜氨酸转化 （95.7±1.2） %；当增加蒜酶比例时，蒜氨酸转化率增加有限（图 4） 。
a b
c
U/g 时蒜氨酸色谱峰（色谱条件Ⅰ）
d
图 3 蒜氨酸和蒜酶比例分别为 1:0.75 (a)， 1:1 (b)， 1:1.25 (c)， 1:1.5 (d)；蒜酶活力为 1235
—10—
实 验 表1 蒜酶活力（U/g） 蒜氨酸转化率（色谱条件Ⅰ） 比例 1:0.75 515 1:1 1:1.25 1:1.5 1:0.75 846 1:1 1:1.25 1:1.5 1:0.75 1235 1:1 1:1.25 1:1.5 转化率(%) 50.7 58.5 70.8 87.0 80.5 90.2 94.2 97.2 89.3 95.7 97.3 98.6
97.3% 94.2%
RSD(%) 1.2 1.1 1.5 1.9 0.8 0.5 0.9 0.9 0.5 1.2 0.9 0.5
98.6% 97.2% 87.0%
100% 90% 80% 89.3% 80.5%
95.7% 90.2%
蒜 氨 酸 转 化 率
70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 1:0.75 1:1 515 846 50.7% 58.5%
70.8%
1:1.25 1235
1:1.5
图4
蒜氨酸在不同蒜酶比例和酶活下的转化率（色谱条件Ⅰ）
色谱条件Ⅱ可以检测到大蒜辣素和内标色谱峰，结果见下表（表 2） 。在此色谱 条件下可以观察到随着蒜氨酸比例和蒜酶活力的增加，反应体系生成的大蒜辣素含 量的增加（图 5）。当蒜酶活力为 1235 U/g，蒜氨酸/蒜酶比例达到 1:1 时，大蒜辣素 生成（87.4±1.3）%；当增加蒜酶比例时，大蒜辣素生成率增加有限（图 6） 。
—11—
新疆医科大学医学硕士学位论文
a
b
c d
图 5 蒜氨酸和蒜酶比例分别为 1:0.75 (a)， 1:1 (b)， 1:1.25 (c) ， 1:1.5 (d)；蒜酶活力为 1235 U/g 时，大蒜辣素和内标物色谱峰（色谱条件Ⅱ）
—12—
实 验 表2 蒜酶活力（U/g） 大蒜辣素生成率（色谱条件Ⅱ） 比例 1:0.75 515 1:1 1:1.25 1:1.5 1:0.75 846 1:1 1:1.25 1:1.5 1:0.75 1235 1:1 1:1.25 1:1.5 生成率(%) 37.9 50.3 65.1 78.7 59.4 81.9 88.7 88.9 71.3 87.4 89.1 90.6 RSD(%) 2.5 1.7 1.5 2.0 1.6 1.7 1.4 1.3 2.1 1.5 1.7 1.9
100% 90% 80% 71.3% 65.1% 59.4% 50.3% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 1:0.75 1:1 1:1.25 1:1.5 37.9% 87.4% 81.9% 89.1% 88.7% 90.6% 88.9% 78.7%
大 蒜 辣 素 生 成 率
70% 60%
515
846
1235
图6
大蒜辣素在不同蒜酶比例和活力下的生成率（色谱条件Ⅱ）
1.2.2
蒜酶投料方式考察
—13—
由色谱条件Ⅰ测得蒜氨酸的转化率随着蒜酶加入量的增加，实验数据如表 ３。
新疆医科大学医学硕士学位论文 表 3 蒜氨酸实验数据（色谱条件Ⅰ） 蒜酶加入体积（ml） 峰面积（Alliin） 500457 569672 16444405 2 16403412 16543899 16216768 10169000 4 10197180 10334553 10305631 5211282 6 5247001 5683663 5684085 2735229 8 2746970 3185459 3196091 769654 10 845700 1221861 1088473 投料量（mg/ml） 7.53 7.53 12.5 12.5 12.5 12.5 10.8 10.8 10.8 10.8 9.41 9.41 9.41 9.41 8.36 8.36 8.36 8.36 7.53 7.53 7.53 7.53 剩余量 （mg/ml） 0.32 0.36 10.4 10.4 10.5 10.3 6.44 6.46 6.55 6.53 3.30 3.33 3.60 3.60 1.73 1.74 2.02 2.03 0.49 0.54 0.77 0.69 剩余百分比(%) 均值(%) 95.8 95.2 83.1 82.9 83.6 81.9 59.9 60.1 60.9 60.7 35.1 35.3 38.3 38.3 20.7 20.8 24.1 24.2 6.5 7.1 10.3 9.2 8.3 22.5 36.8 60.4 82.9
10
95.5
—14—
实 验
a
b
c
d
e
和一次加入 (f )时色谱图
f
图 ７ 色谱条件Ⅰ下蒜酶加入量分别为 2ml (a)、 4ml (b)、 6ml (c) 、 8ml (d)、 10ml (e)
测定到的大蒜辣素的生成量数据见下表 4。
—15—
新疆医科大学医学硕士学位论文 表 ４ 大蒜辣素的实验数据（色谱条件Ⅱ） 蒜酶加入 峰面积 峰面积 （内标） 552203 554031 549413 545568 543019 543045 576222 575310 555983 554579 559830 552083 551370 548151 550217 550985 539213 541140 557746 541968 551847 556760 理论量 （mg/ml） 3.45 3.45 5.75 5.75 5.75 5.75 4.92 4.92 4.92 4.92 4.31 4.31 4.31 4.31 3.83 3.83 3.83 3.83 3.45 3.45 3.45 3.45 生成量 （mg/ml） 3.28 3.32 1.75 1.82 1.81 1.81 2.92 2.91 3.03 3.02 3.48 3.54 3.50 3.54 3.60 3.60 3.67 3.67 3.39 3.42 3.34 3.31 生成率 (%) 95.2 96.2 30.5 31.6 31.5 31.4 59.2 59.1 61.5 61.4 80.7 82.2 81.3 82.2 94.0 94.1 95.9 95.9 98.4 99.1 96.8 96.1 97.6 95.0 81.6 60.3 31.3 平均生成率 (%) 95.7
体积 （ml） （Allicin） 10 912698 925717 291418 2 299413 297154 296396 592576 4 590890 593583 591293 784843 6 788606 778147 782694 898664 8 900163 897766 901449 952757 10 932456 927325 929482
—16—
实 验
a
b
c
d
e
图8 和一次加入 (f )时色谱图 表5 蒜酶加入方式 2 蒜氨酸转化率(%) 大蒜辣素生成率(%) 17.1 31.3 4 39.6 60.3
f
色谱条件Ⅱ下蒜酶加入量分别为 2ml (a)、 4ml ( b)、 6ml ( c) 、 8ml ( d)、 10ml e)
蒜酶加入方式对于蒜氨酸转化率和大蒜辣素生成率的影响 分次加入 6 63.2 81.6 8 77.5 95.0 10 91.7 97.6 一次加入 10 95.5 95.7
—17—
饲料中添加大蒜的方法及作用 方法 添加新鲜大蒜用量少时可将鲜大蒜剥皮捣烂、切碎或用绞肉机制成大蒜泥，然后加入饲料充分搅拌后饲喂；用量大时可将鲜大蒜（不需去皮）按所需量先与饲料的主要成分（一般是玉米）混合，然后进行粉碎，既不影响有效成分的粉碎效果，又能使大蒜在饲料中混合均匀。添加比例为1%～5%。 添加大蒜（渣）干粉将大蒜（渣，即用水蒸气蒸馏提油后的下脚料）制成干粉，然后按比例直接加入饲料中或加入载体制成预混剂再加入饲料。在鸡饲料中的添加比例为0.2%～1%，在猪、牛饲料中的添加比例为0.5%～1.5%。 添加大蒜水提取物或酒精提取物采用水提取物时，提取后蒸发除去水分；采用酒精提取物时，蒸发除去酒精。前者在鸡饲料中按0.02%加入，在猪、牛饲料中按0.05%加入；后者在鸡饲料中按0.03%加入，在猪、牛饲料中按0.05%～0.1%加入。载体吸附大蒜油（从大蒜中提取或人工合成）后形成的预混料，喂家禽可按饲料的0.05%～0.2%%加入，喂猪、牛可按饲料的0.1%～0.3%加入，喂鱼可按饲料的0.08%～0.2%加入。
作用 喂鸡在肉子鸡饲料中以3%～5%的比例加入去皮切碎的新鲜大蒜，不仅可增强肉子鸡的食欲，改善鸡肉品质，而且可提高肉子鸡日增重；在雏鸡饲料中添加0.2%的大蒜干粉，可使其成活率提高5.8%～15.6%；在产蛋鸡饲料中添加2%的大蒜预混料，可使其产蛋率提高9.8%；在肉用种鸡饲料中添加2%的大蒜预混料，产蛋率可提高 5.6%。用大蒜素（从大蒜中提炼加工而成）、有机锗和硒配成一种添加剂喂蛋鸡，不仅可提高产蛋率，并有使产蛋高峰期延长的作用。给种公鸡饲喂大蒜后，可使其性欲旺盛，精液品质好，提高种蛋受精率。经常给鸡喂大蒜，能提高肌体抵抗力，增强免疫力，减少疾病发生，尤其是使其不易患消化系统疾病。此外，大蒜还可用于防治鸡白痢、禽霍乱等。 喂猪在泌乳母猪饲料中添加3%的大蒜，能使其日采食量提高2公斤以上；在断奶15～25天的子猪饲料中添加2%的大蒜，可使其日增重提高 6.9%以上。大蒜素中的挥发性含硫化合物，能散发出特殊的大蒜气味，驱赶蚊虫对饲料或粪便的叮吸；大蒜素还能在猪体内转变成大蒜辣素，随尿排出后进入积粪池，阻止蚊蝇在粪尿中的繁殖及幼虫的生长，减少疾病传播，
78 猪业科学? ?SWINE?INDUSTRY?SCIENCE 2014年?第11期营养与饲料 NUTRITION?AND?FEED 大蒜素又称大蒜精油，是从百合科植物大蒜的球型鳞茎中提取的一种挥发性油状物质，是大蒜的主要活性物质之一，含有多种烯丙基有机硫化物，主要由二烯丙基二硫醚和二烯丙基三硫醚组成，有效成分是二硫醚和三硫醚。大蒜素具有多种功能，在医学上可以预防癌症、抗肿瘤溃疡、降低胆固醇、杀菌、提高机体免疫力等功能。大蒜素在鸡养殖中已经广泛应用，可提高鸡的成活率、采食量、饲料转化率及机体免疫力，减少发病率，并能改善产品品质；近几年来逐渐在养猪生产中应用，并且效果也得到了验证，添加大蒜素可以明显提高猪的生产性能、免疫能力，降低腹泻率，在一定程度上还可以改善猪场环境、代替抗生素类添加剂用于饲料生产，在养猪生产中具有十分重要的作用。 1 大蒜素的生物学功能 1.1 大蒜素的理化性质 大蒜素为无色油状物，分子式为C 6H 10S 3，化学名为三硫化二丙烯(二烯丙基三硫化物)，分子量为178.34，具有强烈的大蒜气味，其密度为1.050～1.095?g/cm 3，折光率为1.055～1.80，在水中溶解度很小，但能溶于乙醚、乙醇、苯等有机溶剂。大蒜素对热敏感，温度升高会使大蒜素中二硫键断裂，导致发生分解，因此保存时应注意温度的控制；大蒜素在酸性条件下不易分解，但若置于强酸环境下则会生成硫并析出硫而产生沉淀，对碱不稳定，在碱性条件下发生水解反应而使大蒜素中的二硫键断裂，对多种革兰氏阳性和阴性细菌及真菌具有很强的抑制作用。大蒜素中含有多种含硫化合物，黄梅丽报道：天然大蒜素中丙基二硫化丙烯含量约60?%、二硫化二丙烯23%～39?%、三 大蒜素在养猪生产中的应用 孙朋朋，宋春阳* (青岛农业大学，山东 青岛 266109) 硫化二丙烯13%～19?%，总含硫量为35%～45?%；人工合成的大蒜素中三硫化二丙烯含量为50%～80?%、二硫化二丙烯20%～50?%[1]。 1.2 大蒜素的生物学功能1. 2.1 抗菌 大蒜素最重要的生物学功能就是抗菌作用，其对象包括细菌、真菌、病毒、微生物等，作用的范围比较广，被誉为天然抗生素。在抗细菌方面，蔡芸等研究表明：多种细菌如抗甲氧西林金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、肠球菌、痢疾杆菌、福氏和宋内细菌的肠毒素菌株均对大蒜素敏感[2]。大蒜素的抗菌效果与其他药物不同，不仅体现在体外抗菌上，程桂林报道：大蒜素能够调节机体的免疫力，以达到抗病原微生物的作用[3]。在抗真菌方面，大蒜素是阻止真菌生长的主要成分，它能够通过体外杀灭真菌和抑制真菌活性来对抗真菌。在抗病毒方面，大蒜素具有较好的作用，在体内体外均有一定的抗病毒活性，能够灭活痘病毒、水疱性口炎病毒、单纯疱疹型病毒、乙型流感病毒等。在其他方面，大蒜素对于寄生虫和微生物也具有一定的抵抗作用，如30?μg/mL 的大蒜素对贾第鞭毛虫、硕大利什曼原虫、细滴虫和法氏短膜虫等各种原生动物的抑制效果非常有效。综合近年来的研究，大蒜素的抗菌作用主要是通过其硫醚基和烯丙基抑制菌体代谢酶的活性、损伤菌体细胞膜系统及影响菌体生长环境来抑制菌体的生长和增值。 1.2.2 提高动物免疫能力 大蒜素是一种较好的提高动物免疫能力的物质，含有多种有效成分，可以通过活化糖脂质组织，提高糖脂质的渗透性，加快细胞的新陈代谢，进而提高动物体内细胞的免疫功能，最终提高动 物体的免疫能力；大蒜素还能通过促进T 淋巴细胞激活作用，提高动物体的体液免疫能力，这种促进作用与大蒜素抑制巨噬细胞产生一氧化氮的能力有关；此外，饲料中添加适量的大蒜素能够提高T 淋巴细胞活性、溶菌酶的释放、脾脏抗体形成细胞的数量，增加免疫器官的重量，如脾脏、胸腺；说明大蒜素不仅可以提高动物细胞免疫和体液免疫，还能够提高非特异性免疫的能力。 1.2.3 促进消化 大蒜素本身含有特殊的气味，在饲料中添加可以消除饲料中产生的不良气味，提高饲料的适口性和采食量。在生理上，大蒜素可以促进动物胃肠的蠕动，调节消化酶的分泌，促进动物的消化。大多数家禽和鱼类喜欢大蒜素的气味，近年来发现在猪饲料中添加大蒜素，3～5天就能刺激猪的食欲，提高采食量。 2 在养猪生产中的应用 从新鲜大蒜中提取大蒜素，含量较低且比较困难，目前可以通过化学方法合成，合成效率高达85?%～90?%，这为大蒜素在养猪生产中的应用提供了丰富且价格低廉的资源。同时大蒜素具有多种生物学功能也为其在养猪的生产中的应用提供了理论依据。 2.1 降低仔猪的腹泻率 刚断奶的仔猪由于肠道发育不全、消化能力低以及容易产生应激，会出现腹泻，严重影响仔猪的生长和发育，大量研究证明添加适量的大蒜素，可以改善仔猪的生长性能，降低仔猪腹泻率。刘超良等在仔猪的基础日粮中添加100?mg/kg 大蒜素，结果表明：添加大蒜素组与对照组相比能够提高仔猪日增重14.4?%，降低料重比16.8?%，腹泻率降低45.6?%，效果显著，与抗生素组各项指标接近[4]。钟土木等在长×大仔猪基础日粮中添加0.002?%含量为 基金项目：山东省生猪产业体系创新团队项目资助。
大蒜的用途 蒜数千年来在中国、埃及、印度等国一直是一种药食两用的食品。自二十世纪70年代以来国际上越来越重视对大蒜药用价值的研究和应用，现已备受国际医学界和消费者的青睐，成为欧美等国 用于抗菌、提高免疫力、调节血脂和抗肿瘤的首选天然治疗药物。国内对大蒜和大蒜制剂的研究、应用也越来越广泛，尤其在全国人民抗"非典"过程中，大蒜及大蒜制剂可以提高免疫力、抗病毒 的功效屡屡在专业报刊、中央电视台、北京电视台专家访谈栏目以及各网站中被报道。鲜蒜的价 格和销量在北京、上海等城市也屡创新高。那麽大蒜为什么会受到如此高的重视呢？ 其实这也绝非偶然。 中国古代医学文献《新修本草》(唐)和《名医别录》(梁)就已有大蒜的记载，称为"葫"、"胡蒜"；《食物本草》(元)记载"今人谓葫为大蒜，张骞使西域始得大蒜，大蒜出胡地故有胡名"； 我国著名医典《本草纲目》详细描述了大蒜解毒、消炎、健脾等作用：大蒜"气味辛、温"，"葫蒜 入太阴、阳明，其气薰烈，能通达五脏，达诸窍，去寒湿，辟邪恶，消痈肿，化徵积肉食…，携 之旅途，则炎风瘴雨不能加，食偈腊毒不能害。著名中医名家陈藏器曰："大蒜初食不利目，多食 却明，久食令人血清，健脾胃，治肾气；" 近代研究发现大蒜有六大保健功效 （1），抑菌、杀菌、杀病毒作用 19世纪巴期德首先发现大蒜的抗菌活性。我国学者50年代开始，研究证实大蒜对多种致病细菌（葡萄球菌、链球菌、脑膜炎球菌、大肠矸菌、伤寒和副伤寒杆菌、痢疾杆菌、结核杆菌、百日 咳杆菌、霍乱弧菌等）有抑制和杀灭作用。因此，大蒜被誉为天然广谱植物抗菌药。即使现在有 了青、链、氯、金霉素等各种作用强大的抗菌素。但是大蒜不产生抗药性、与黄连素或磺胺类药 物无交叉感染，因此仍有其独特地临床应用价值。 大蒜的抗真菌作用更为突出和重要，几乎无任何毒副作用。新疆药品检验所研究证实：冻干蒜粉 片对白色念珠菌有肯定的抑制作用，对新型隐球菌的最小杀菌浓度优于制霉菌素；对新型隐球菌 感染皮肤有明显治疗作用。北京-患白血病儿童合并霉菌性肺炎。当使用其它药物均无效时，冻干 蒜片不仅治愈霉菌感染，其体质和血液病都有好转。上海-老年糖尿病人脚趾霉菌感染，使用多种 药物经年不愈，向新疆医保公司索要冻干蒜片口服痊愈。 陆军155医院采用大蒜素治疗白血病合并口腔炎取得良好的疗效。 大蒜制剂的抗病毒作用也十分重要。1：25大蒜稀释液能完全抑制巨细胞病毒（Ad 169毒株）生长，并且对正常细胞的生长无明显影响；0.015mg/ml大蒜烯可杀灭疱疹单病毒。实验显示：大蒜 成份抗病毒作用的顺序分别为大蒜?gt;大蒜辣素>烯丙基甲基硫代亚磺酸酯。冻干蒜粉片在肠内可 完全释放出这些成分。
兽药研究与应用 兽医导刊 2011年第1期 45 投稿信箱sydk2007@https://www.doczj.com/doc/685829889.html, 大蒜素，化学名为二烯丙基三硫化物，是大蒜的主要有效成分，微溶于水，溶于乙醇、苯、乙醚等有机溶剂。大蒜素具有广泛的药理活性，抗菌谱广，对革兰氏阳性菌，革兰氏阳性菌，真菌都具有较好的抑制作用。抗癌活性强，大蒜素对肝癌、胃癌、结肠癌、肺癌、前列腺癌、乳腺癌、白血病等多种肿瘤均有明显抑制作用。本文主要从大蒜素的提取方法，化学合成方法，检测方法和药理作用进行阐述。 一、大蒜素的提取方法 大蒜素的提取方法主要有以下几种：水蒸气蒸馏法、有机溶剂提取法、超临界CO 2萃取法。各个方法所得到的主要有效成分有所不同，并且都有各自的优缺点。 （一）水蒸气蒸馏法 水蒸气蒸馏法的原理是将水蒸气通入不溶于水或难溶于水但具有一定挥发性的有机物质中，利用大蒜油具有一定挥发性特点，使大蒜油在低于100o C 的温度下随水蒸气一起蒸馏出来, 再经进一步分离获得较纯物质。该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类化合物。胡秀沂等采用 水蒸气蒸馏法萃提大蒜精油，并采用精炼植物油萃取馏出液中的大蒜精油，从而使大蒜油中大蒜素含量和大蒜油质量得到提高，降低了提取成本。而孟宪锋采用减压水蒸气蒸馏法，蒸馏温度在80℃以下时，大蒜辣素含量上升。 （二）有机溶剂提取法 大蒜油微溶于水，而易溶于乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂，利用这一性质可以用有机溶剂提取出大蒜油。溶剂的选择至关重要，不仅需要对大蒜油有很好的溶解度，还需要其沸点较低，容易与大蒜油分离，同时溶剂应无毒，无不良气味，残留低等特点。乙醇提取方法的优点是浸泡和减压蒸馏的温度都不高，并且乙醇可以稳定大蒜素，大蒜素含量较高。该方法所得主要成分是大蒜辣素。曾哲灵等以乙醇为溶剂分离提取大蒜素，确定了最佳工艺参数为，大蒜素的提取率为0.24%。陈宁等采用微波辅助萃取大蒜素，做了乙酸乙酯和乙醇萃取大蒜素的对比试验，乙醇萃取率超过0.2%，而乙酸乙酯萃取率不到乙醇萃取率的一半。（三）超临界CO 2萃取 流体在临界点处温度和压力的微小变化，会引起流体的溶解能力有很大变 化，利用压力和温度变化对超临界流体溶解能力的影响，超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择地萃取其中某一组分，然后利用减压，升温的方法，使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的。由于CO 2操作条件温和，无毒，价格便宜，常用作萃取剂。该方法的优点在于其提取收率较有机溶剂提取高，不足在于所需设备投资大，生产效率低，还未实现工业化生产。金建忠采用超临界CO 2萃取技术提取大蒜精油，并与溶剂萃取法和水蒸气蒸馏法进行对比，超临界萃取分离得到了具有较高相对含量大蒜素的大蒜精油，明显高于溶剂萃取法和水蒸气蒸馏法，超临界CO 2萃取技术是一种较理想的方法萃取大蒜精油。焦静等在大蒜油的提取过程中，采用醇提和超临界CO 2萃取结合，蒜素含量达60.54%，比单独用超临界CO 2萃取要高。 二、大蒜素的化学合成 （一）大蒜素制备原理 二烯丙基三硫化物的制备经历两步亲核取代反应，首先烯丙基氯与硫代硫酸钠反应生产烯丙基硫代硫酸钠，S 2-亲核进 大蒜素的研究进展 杨俊峰 （西南大学动物科技学院，重庆 400715）
大蒜素抗肿瘤机制研究进展 摘要：大蒜素(Allicin)是大蒜中主要生物活性成分的总称，化学名为二烯丙基三硫化物（DADS），具有抗肿瘤、降胆固醇、抗血小板聚集、护肝、降血压等生理学作用。近年来大蒜素抗肿瘤作用的相关报道很多，可通过不同途径、多种机制实现抗肿瘤作用，本文对大蒜素抗肿瘤机制相关研究进展予以综述。 关键词：大蒜素；肿瘤；机制；研究进展 大蒜素又名大蒜新素,化学名为二烯丙基三硫化物，是大蒜中蒜氨在蒜酶的作用下生成不稳定的大蒜辣素分解而来。有学者通过光谱分析法对比大蒜素核酸结合特性，指出大蒜素具有抗肿瘤潜力[1]。研究发现，大蒜素对胃癌、结肠癌、肝癌、乳腺癌、白血病、胶质瘤等多种肿瘤均有明显抑制作用，作用机制与抗氧化、抑制血管生成、破坏细胞骨架、直接杀伤肿瘤细胞、抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞的转移和侵袭、对机体免疫功能的影响、增强抗癌药物的敏感性等有关。 1、大蒜素抗肿瘤作用 1.1抗氧化 在肿瘤的发生、发展中细胞内的氧化水平起重要作用，当各种致癌物导致细胞产生过多的活性氧簇时，这些氧化物质造成细胞内的 DNA 发生氧化性损伤成了癌变的始发因素[2]。已有研究表明：大蒜素的琉基和亲电子基团能清除氧自由基，可以对抗毒物对机体的氧化性损伤[3-4]。杨军领等[5]发现大蒜素可显著减轻6-羟多巴胺所致的PC12细胞损伤，这种保护作用可能是通过激活BK通道，增加内源性抗氧化酶活性，进而抑制细胞凋亡而实现的。研究肝癌证实大蒜素可以增加谷胱甘肽的合成，其作用可能是通过诱导肝癌细胞中谷胱甘肽S转移酶的表达实现的[6-7]。 1.2抑制血管生成 近来对肿瘤生长的不断深入研究，发现血管生成对肿瘤的生长起着至关重要的作用。研究证实，大蒜素提取物可以抑制人脐静脉内皮细胞的生长、转移和管腔样小管的形成[8]。大蒜素抗血管作用与抑制血管内皮生长因子的分泌及其VEGF受体蛋白的下调和丝氨酸/苏氨酸激酶的失活相关[9]。穆颖等[10]对大蒜素作用的相关机制进行研究发现，大蒜素可明显降低ＭＭＰ－９的活力，并且能有效抑制肿瘤细胞迁移过程中的调控因子ＶＥＧＦ的蛋白表达水平。 1.3破坏细胞骨架 微管是由众多微管蛋白的单体分子以非共价键结合在一起构成的蛋白多聚体，主要功能是为细胞运输营养物质和参与形成纺缍体进行有丝分裂和染色体形成。由于微管在有丝分裂及细胞分裂过程中扮演重要角色，使其成为抗肿瘤药物的作用靶点。Hosono等[11]利用脂溶性的大蒜素DATS处理人类结肠癌 HCT-15 和DLD-1细胞，发现DATS不但可以抑制微管的聚合和形成，而且可以引起微管解聚破裂。 1.4直接杀伤肿瘤细胞 解云涛等[12]透射电镜观察，大蒜素抑制小鼠S180的生长，发现肿瘤细胞膜和核膜皱缩，断裂，线粒体肿胀及空泡样改变，证实大蒜素直接杀伤肿瘤细胞。俞超芹等[13]发现高浓度大蒜素( 50~100 mg/L) 对HO8910( 卵巢癌细胞株) 细胞呈直接杀伤作用。 1.5抑制肿瘤细胞增殖细
大蒜中营养成分及其保健功能浅析 裴厚宝 （食科学院S2010140） 摘要：大蒜是一种药食同源的食物，是日常最佳保健品之一。本文简单介绍了大蒜的功能性成分及其保健作用。 关键字：大蒜；营养成分；保健功能 大蒜又名胡蒜、独蒜、葫、独头蒜，为百合科葱属植物。大蒜是一种药食同源的食物，《本草纲目》中记载，大蒜有解毒散臃肿、消毒气、除风破冷、健脾治泄等功效，《新修本草》指出大蒜可以“下气，消谷，化肉”，《滇南本草》记载大蒜有“祛寒痰，兴阳遭，泄精，解水毒”的功效[1]。蒜的鳞茎味辛辣。它原产亚洲西部，我国早在2000多年前就开始种植。大蒜的适应性强，在我国南北均有种植。据资料介绍，我国大蒜栽培总面积33.3万余公顷，总产干蒜头500万余吨，占亚洲大蒜栽培总面积的1/2，占世界的1/3（2004年数据）。大蒜是人类日常生活中不可缺少的调料，在烹调鱼、肉、禽类和蔬菜时，有去腥增味的作用；特别是在凉拌菜中加入蒜泥，既可增味又可杀菌；也可以加工成咸、甜、香、酸等各种风味的糖蒜、醋蒜等渍物。 大蒜被认为是日常最佳保健食品之一，常食之具有祛湿抗毒、健脾强身的功效。现代医学研究表明大蒜的保健和药理功能与其中所含的特殊功能成分有关，这些功能成分具有抗菌消炎、提高机体免疫力、预防和治疗心血管疾病、防治肿瘤等多方面的功能[2-3]。近年大蒜及大蒜制品风靡全球，被誉为“天然药用植物黄金”。由于大蒜功能成分的广泛保健和药理作用，国内外对其研究十分重视，已成为近年的研究热点。因而，大蒜中的功能性成分逐步被人们认识，其保健功能被大量的科学实验所证实，大蒜是一种有利于人类健康的食物，以大蒜为原料开发出的保健食品越来越受到人们的青睐，但是还存在一些问题值得探讨。 1.大蒜的营养成分 大蒜营养成分十分丰富。每100 g新鲜大蒜约含水分70 g、蛋白质4.4 g、脂肪0.2 g、碳水化合物23 g、粗纤维0.7 g、灰分1.3 g、钙5 mg、磷44 mg、铁0.4 mg、硫胺素0.24 mg、核黄素0.03 mg、尼克酸0.9 mg、抗坏血酸3 mg。大蒜中含有17种氨基酸，包括8种人体必需氨基酸，其中，精氨酸含量最高，占氨基酸总量的20.4％，其次是谷氨酸，占氨基酸总量的19.75％。 此外，大蒜还含有硫化丙烯、蒜素以及微量元素硒、锌、锗等，特别是具有显著生理活性的锗和硒含量极为丰富，其中锗的含量为754 mg/kg，远远超过了富锗食品朝鲜人参以及绿茶、红茶等[4]。 2.大蒜的功能性成分 2.1 大蒜素 大蒜素是大蒜中具有生物活性的砜和砜类化合物的总称，其分子式为C6H10S2O，化学名称为2-丙烯基硫代亚磺酸烯丙酯，具有蒜的辣味。在新鲜的大蒜中，没有游离的蒜素，只有它的前体物质——蒜氨酸，约占大蒜总重的0.25％。蒜氨酸以稳定无臭的形式存在于大蒜中，当大蒜加工或受到物理机械冲击后，蒜中的蒜酶被激活，催化分解蒜氨酸为蒜素。大蒜素有多种生物活性，被誉为天然广谱抗生素，有抗真菌、抗细菌、降血酯、降血压、防治动脉粥样硬化等心血管疾病的作用，并具有良好的抗癌、防癌的作用[5]。 另外，蒜素能和其他物质(糖类、脂类、蛋白质等)结合产生复合作用，能更有效地发
目录 一、大蒜的营养成分 (1) 二、大蒜对人体的保健作用 (4) 三、正确食用大蒜 (5) （一）大蒜宜生食不宜熟食 (5) （二）不宜与铁器接触 (5) （三）大蒜不宜多吃 (6) （四）大蒜不宜空腹食 (6) （五）肝病患者不宜吃 (6) （六）患腹泻者不宜吃 (6) 四、如何贮藏大蒜 (6) （一）气调贮藏 (7) （二）挂藏 (7) （三）窖藏 (7) （四）机械冷藏 (7) 五、大蒜的发展前景 (8) 参考文献 (9) 感谢信 (10)
大蒜 摘要：大蒜不仅是上佳调味品，还是一种天然广谱抗菌食物，具有显著的营养保健功效，本文首先对大蒜做了简单介绍及其营养成分分析、营养价值，其次对大蒜食疗保健作用、如何食用大蒜及保藏做了详细介绍，最后阐述了大蒜的发展前景。 关键词：大蒜；营养；保健；贮藏；发展 The Nutritional Value of Garlic and Food Therapy Abstract: Garlic is not only a good condiment, or a natural broad-spectrum anti-bacterial food, nutrition and health with significant effects, this paper gives a brief description of the garlic and nutritional analysis, nutritional value, followed by the garlic diet on health effects how to eat garlic and preserved a detailed description, and finally described the development prospects of garlic. Keywords: Garlic; nutrition; health; storage; development 大蒜为百合科植物蒜的鳞茎，营养丰富，风味独特，是四辣蔬菜（大葱、大蒜、生姜、辣椒）之一。 作为菜肴中不可缺少的健康材料。调味料，大蒜在全世界内得到广泛种植，并深受欢迎。除了被用来在厨房制作美味菜肴外，大蒜还在健康、美容等多个领域得到应用，如加工制成营养口服液、加工食品、大蒜酒、大蒜化妆品和沐浴用品等。 由于大蒜的独特功效，从十九世纪开始，世界各国科学家纷纷对大蒜成分及功效进行深入研究。１９３０年法国科学家率先提出申请大蒜药物制剂专利，１９４４年意大利化学家卡瓦利多从大蒜中发现了蒜素。在过去十年中，有近两千篇来自世界各地的医学临床科学报告和无数推广实验证实大蒜对人体的健康功效。在美国，大蒜制剂的销量已超过人参、银杏等传统草本植物制剂，位列保健类植物首位。 一、大蒜的营养成分
大蒜的功效与作用 大蒜是目前发现的天然植物中抗菌作用最强、抗茵谱最广的。因此，大蒜被誉为“天然广谱植物抗生素”。因其含有一种叫“硫化丙烯”的辣素，有奇强的抗茵消炎作用，对多种致病细菌（葡萄球菌、链球茵、脑膜炎球菌、大肠杆菌、伤寒和副伤寒杆菌、痢疾杆菌、结核杆菌、日咳杆菌、霍乱弧茵等）有抑制和杀灭作用。而且大蒜不产生抗药性，所以在有青霉素、链霉素、氯霉素、金霉素等各种作用强大的抗生素时代，仍有其独特的临床应用价值。所以，老话说：“四季不离蒜，不用去医院”，“只要三瓣蒜，痢疾好一半”，“大蒜不值钱，能防脑膜炎”。除了抗茵还能抗病毒，可预防感冒，减轻发烧、咳嗽、喉痛及鼻塞等感冒症状。 大蒜中的烷基二硫化物、蒜氨酸和蒜辣素，可防止心脑血管中的脂肪沉积，降低胆固醇，抑制血小板的聚集，促使血管舒张，调节血压，从而抑制血栓的形成和预防动脉硬化。每天吃2-3瓣大蒜，是降压的最好、最简易的办法。 有人用计算机多元回归处理了近20年来有关大蒜的研究资料，发现大蒜降胆固醇的功效，其下降幅度为9%，建议高胆固醇患者每天服用半头大蒜；大蒜素和微量元素硒，通过参与血液的有氧代谢，清除毒素，减轻肝脏的解毒负担，从而达到保护肝脏的目的。 大蒜能有效抑制和杀死引起肠胃疾病的幽门螺杆菌等细菌，清除肠胃有毒物质，刺激胃肠黏膜，加速消化，促进食欲。大蒜使胃内亚硝酸盐含量降低，抑制致癌物亚硝胺的合成，从而降低了胃癌的发生率。据流行病学调查发现，山东苍山县以种植大蒜著称，居民从幼童起就常年以大蒜佐餐，胃癌死亡率为3.5/10万，而无食用大蒜习惯的山东栖霞县胃癌死亡率为40/10万，两地相差非常显著。大蒜还能阻止汞、镉等有害元素被肠壁吸收，有阻断大肠杆菌还原硝酸盐为亚酸盐的作用，经常食用大蒜可减少50%患结肠癌的危险。美国国家癌症组织认为，全世界最具抗癌潜力的植物中，位居榜首的是大蒜，这就不难理解老话说：“大蒜是个宝，抗癌效果好”。研究发现，蒜氨酸和大蒜乙醇提取液的体外抗氧化活性优于人参，体内对肝脏抑制超氧化物歧化酶的作用也优于人参。大蒜能促进血液循环，能较迅速解除疲劳和提高运动成绩，提高巨噬细胞的吞噬能力，具有提高免疫力和抗衰老功能。大蒜还可有效补充肾脏所需物质，改善因肾气不足而引发的浑身无力症状，并可促进精子的生成，使精子数量大增。难怪老话说：“大蒜是个宝，常吃身体好”，“吃肉不加蒜，营养减一半”。大蒜已经成为居家或旅行必备以及长期服用的良药。老话说：“春食苗、夏食苔、常食根”。 大蒜是一种普普通通的蔬菜，却有如此众多的治病功能与保健效果，不能不令人刮目相看，这恐怕也是当今世界上出现研究大蒜热的奥妙所在吧！
大蒜的药理作用及其副作用 摘要 大蒜在日常生活中不仅是重要的烹饪食材，而且在医药方面价值也很高。本文通过对大蒜的化学特性的了解，研究并总结了大蒜在抗氧化、降血糖、抗肿瘤等方面的药理作用，以及探究了大蒜的副作用和与其他药物相互作用产生的影响的问题。 关键字大蒜化学成分药理作用副作用 引言 大蒜是百合科葱属植物植蒜Allium sative L.的地下鳞茎。味辛、性温,归脾、胃、肺经。从古至今,埃及、中国、日本等就一直用大蒜治疗多种疾病[1]。在我国的《别录》、《古今注》、《普济方》、《本草纲目》等均有记载，指出大蒜具有“通五脏、达诸窍、去寒湿、避邪恶、消臃肿、化积食”等功能。 1大蒜的化学成分 大蒜含有氨基酸、肤类、蛋白质、酶类、糖类、贰类、维生素、脂肪、无机盐及含硫化合物等多种成分。大蒜中含有人体中儿乎所有的必需氨基酸,其中半胧氨酸、组氨酸、赖氨酸的存在量较高[2]。大蒜中最重要的酶是蒜酶,它能使蒜氮酸水解成蒜辣素,保持该酶活性的适宜温度为37℃,最佳pH为5一8。1分子蒜酶约连有6个磷酸毗哆醛。此外,大蒜中还有水解酶、转化酶、聚果糖昔酶等。 2大蒜的药理作用 2.1 降血糖作用 大蒜可以影响小鼠肝中糖原的合成,降低血糖水平,增加血浆胰岛素水平。大蒜素能提高正常人葡萄糖耐量,因葡萄糖耐量可间接反映胰岛a-细胞的功能,所以大蒜素降糖机制可能是促进胰岛素的分秘,增加组织细胞对葡萄糖的吸收利用[3]。动物实验表明,蒜氨酸对糖尿病的改善程度和格列苯脲、胰岛素相当,控制脂类过氧化物则优于这两种药[4]。 2.2抗氧化作用 近年来研究发现大蒜具有抗氧化作用,Wu等[5]通过实验发现DA飞和DADs可使大鼠红细胞谷胧甘肤(CSH)含量明显增加达48%一84%,DATS比DADS的作用更显著;在鼠肝组织中,DADS、DATS明显增加GSH还原酶和GSH转硫酶(GST)的水平(分别为46%,54%和63%,103%)。免疫印迹显示,DAS、DADS和DAIS可增加GST,和GST 同工酶的表达水平。除了在红细胞和肝组织中发挥一定的抗氧化作用,DATS还可使晶状体免于氧化应激造成的损伤。Xiang等[6]在体外鼠晶状体培养液中加人1mmol过氧化氢(H2O2),24h后发现对照组晶状体出现浑浊,晶状体蛋白水平降低,