TWI615147B - 黑蒜頭改善雄性動物精液品質之用途及性功能障礙的保健食品 - Google Patents

Abstract

本發明係關於黑蒜頭改善雄性動物精液品質之用途及性功能障礙的保健食品黑蒜頭改善精液品質之新用途及性功能障礙的保健食品。進而，關於改善精液品質及性功能障礙的保健食品，其特徵在於包含黑蒜頭或及其萃取物，與醫藥或食品上可接受之載體、賦形劑、稀釋劑或基料。

Description

黑蒜頭改善雄性動物精液品質之用途及性功能障礙的保健食品

本發明係關於黑蒜頭改善精液品質之新用途。進而，關於改善精液品質之醫藥組成物與保健食品，其特徵在於包含黑蒜頭或及其萃取物，與醫藥或食品上可接受之載體、賦形劑、稀釋劑或基料。

生蒜頭及黑蒜頭相關研究整理

中國明朝李時珍『本草綱目』則提到大蒜可促進消化，溫熱腸胃使胃的情況好轉。此外，由於有消腫利尿之效，故對腎臟病有效。1858年巴斯德發現大蒜具有殺菌的功效。2005年德國公佈一項最新的醫學研究，男性如果常吃大蒜，其實效果跟威而剛一樣，具有壯陽的功用；研究顯示，大蒜可以促進體內血液循環，明顯改善中老年男性不舉的問題，甚至可以更持久。大蒜雖然具有很多保健的功效，但多食亦會產生副作用，尤以食用生蒜最為嚴重，因此每天被推薦最好不要食用超過10公克的生蒜。食用過量由於蒜素具有破壞紅血球的溶血作用，易造成貧血，因此貧血的人不宜食用。食用過量的生蒜，亦會造成胃及腸黏膜的負擔，使胃壁及腸子疼痛。懷孕及哺乳中的婦女不宜食用生大蒜，因為它會經由母乳傳遞給嬰兒，而引起嬰兒腹痛。本草綱目指出大蒜久食易傷肝損目，不過現 今由於飲食營養充足，可互補其缺點，所以吃後不適的反應較少發生。

黑蒜頭是以蒜頭經過特殊製程發酵而成。黑蒜頭使造成刺激的蒜素轉化成無蒜臭、低刺激性的S-烯丙基半胱氨酸成分，食用黑蒜頭不會產生難聞的口氣及刺激腸胃的感覺，同時，S-烯丙基半胱氨酸成分還具有預防心肌梗塞、腦梗塞和動脈硬化的功效。黑蒜頭比生蒜的多酚類物質含量多10倍以上，抗氧化能力大大增強；SOD活性達到普通大蒜的10倍；游離氨基酸含量是生蒜的1.5倍，更易於為人體吸收；且味道酸甜似果脯，食後不會產生難聞的口氣，是無任何添加劑、營養成分豐富、美味可口的純綠色食品。日本弘前大學醫學部教授佐佐木甚-通過白老鼠試驗證明，黑蒜頭的有效成分可提高免疫力。在具有抗氧化功能的300多種食品對比中，黑蒜的抗氧化能力名列前茅，它有效的抗癌的成份或其他一些有功效的含硫化合物大概會增強三到五倍，抗氧化力提升十倍以上。根據日本文獻報導經生物轉換(bioconversion)之黑大蒜中抗氧化活性較一般大蒜高出10倍；血流速度也提升，對肩膀酸痛等有良好的改善效果；另抗腫瘤動物試驗結果發現黑大蒜可提高免疫作用及抗腫瘤作用，亦具有相當的抑菌效果。黑蒜頭為生鮮蒜頭經生物轉換後的產品，經生物轉換之蒜頭其總酚、類黃酮及SOD-like含量皆高於生蒜頭，且主要成份為Allicin，並且對於蒜頭中之硫化物，包括DAS、DADS、DATS含量均具有提升效應(蕭，2008)。

有研究比較生蒜頭和黑蒜頭在體內外實驗的抗氧化活性試驗中發現黑蒜頭效果明顯高過生蒜頭；並且在第二型糖尿病老鼠動物餵食實驗中，發現餵食黑蒜頭組之老鼠肝臟的相 關抗氧化酵素活性及活性物質明顯高過生蒜頭組，因此推測黑蒜頭比生蒜頭具有較高的抗氧化能力，並能避免糖尿病的併發症產生(Lee et al.,2009)。另有學者將黑蒜頭氯仿萃取物用在治療或抑制動脈粥狀血管的相關疾病或抑制發炎前驅物(5-Hydroxymethylfurfural；5-HMF)反應(Kim et al.,2011)。

將人類胃癌細胞培養於濃度1.0mg/mL的黑大蒜水萃液(BGWE)中，可達到抑制AGS細胞生長50%；透過細胞計數法，相同濃度可造成1.5×105個AGS細胞死亡。利用Western blot分析BGWE對於AGS細胞凋亡相關蛋白的表現，發現當BGWE濃度為1.0mg/mL時，細胞內凋亡因子AIF、cytochrome c、caspase-3蛋白表現有增加的趨勢，此外Bcl-2家族中的促進細胞凋亡因子Bax、Bid以及Bid上游調控因子FasL等蛋白質在細胞內也都有增加的表現(周，2009)。黑蒜甲醇萃取物具有最佳的抑制脂肪細胞數目、胞內三酸甘油酯含量與甘油-3-磷酸去氫酶活性；黑蒜甲醇萃取物亦具有抑制脂肪細胞分化(PPARγ，SREBP-1c,C/EBPα,and C/EBPβ)、脂質生合成(FAS,aP2,LPL,ACC,and CD36)與脂肪細胞激素(leptin,PAI-1,resistin,CRP,and MCP-1)之基因表現，以及提升脂質分解(PGC-1α)與脂聯素之基因表現，顯示黑蒜在動物模式與細胞模式中，具有抑制脂質合成之效應，且此效應是與減低脂肪細胞分化、減低脂質生合成、減少脂肪細胞激素與增加脂質分解作用之調控有關(張，2011)。另有研究指出在罹患胃癌腫瘤老鼠實驗中發現，餵食黑蒜頭具有抑制胃癌腫瘤效果且有明 顯的劑量效應；進一步研究指出對於血清中SOD(superoxide dismutases)、GPx(glutathione peroxidase)、interleukin-2之活性有增強效果，推測原因黑蒜頭具有抗氧化能力和免疫調節能力之關係(Wang et al.,2012)。

有學者在不同萃取條件下操作，發現以70%酒精在70℃下萃取12小時之萃取之黑蒜頭具有最強的抗氧化和抗癌的活性。以該黑蒜頭萃取物與生蒜頭萃取物應用在細胞株或人體免疫活性實驗中發現，前者比後者有較佳的抗氧化及抗癌的效果，因此黑蒜頭具有發展成免疫活性食品的潛力(Kim et al.,2011)。另有研究指出以黑蒜頭餵食酒精性肝氧化損傷之老鼠4星期後，發現實驗組(酒精+黑蒜頭)可有效降低脂肪在肝臟的堆積；且因酒精性肝損傷所誘導之天門冬胺酸胺基轉移酶(aspartate aminotransferase)、丙胺酸胺基轉移酶(alanine aminotransferase)、鹼性磷酸酶(alkaline phosphatase)、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase)與對照組(酒精)相比較下活性明顯降低，細胞色素P450 2E1活性減少了55%，GST(glutathione S-transferase)和quinine reductase活性比對照組增加1.5倍和4倍，GSH(Glutathione)含量和GPx(glutathione peroxidase)、Gsr(glutathione reductase)和觸酶(catalase)在肝臟的活性明顯提高；進一步推測黑蒜頭之抗氧化能力具有保護慢性酒精肝損傷的效果(Kim et al.,2012)。研究指出在正常鼠和UVB(ultraviolet B)控制鼠之脂質過氧化實驗中發現，發現攝食含有黑蒜頭配方的老鼠具有高的DPPH及 ABTS的抗氧化能力；另外，也證實該含有黑蒜頭配方的飲食可有效保護老鼠皮膚不受紫外光的傷害(Kim et al.,2011)。

學者於2011年以麵包酵母(Saccharomyces cerevisiae)發酵黑蒜頭添加在高脂肪飲食飲食中，探討其體外之生物活性。研究結果顯示以酵母發酵過的黑蒜頭其抗氧化能力高過黑蒜頭；並可以當作添加在糖尿病患者的飲食營養添加劑，藉以改善老年人氧化壓力的傷害及增強抗氧化能力(Jung et al.,2011)。

同發明人之一申請黑蒜頭相關申請案如；「一種可提高已受酒精性肝損傷之酵素活性的黑蒜頭食品之新用途」、「一種抵抗疲勞之黑蒜頭保健品」、「一種以黑蒜頭及高粱酒糟製備預防動脈粥狀硬化之萃取物之方法及用途」皆是以黑蒜頭抗氧化能力之衍生之技術商品。CN 100506078 C揭示一種大蒜的生物加工方法，利用動物實驗證實黑大蒜具有抗疲勞之效果。CN 101731606 A亦揭示一種黑大蒜保健品揭示攝食黑大蒜可達到抗衰老之效果。

性功能相關研究整理

雄性生殖系統可分為三部份：第一部份為精子的發生(spermatogenesis)，也就是精子的生成；第二部份為雄性性行為的執行；第三部份為各種荷爾蒙對雄性性機能的調節。精液(semen)是由輸精管、儲精囊、前列腺及黏膜腺及尿道球腺所分泌的液體所組成，它是男性在性行為時射出的物質。儲精囊液是精液中的主要成分，約佔60%。儲精囊液是最後射出以將精子沖出射精管及尿道的液體。

正常人射出的精液量通常為3.5ml，而每ml精液平均含 一億二千萬個精子，不過即使是正常人，此數量也可由三千五百萬~二億不等。因此每次射精，正常平均量約有四億個精子存在(Guyton,1992)。惟依世界衛生組織1999年公佈之實驗室手冊(WHO,1999)，精液品質分述如下：(1)正常人射出的精液量(volume)為1-6ml，臨床診斷上有三種不正常類型：(a)aspermic：在性興奮之後仍無精液產生。(b)hypospermic：射出的精液量小於0.5ml。(c)hyperspermic：射出的精液量大於6ml。(2)正常人射出的精子濃度(sperm concentration)大於或等於20×10⁶spermatozoa/ml，臨床診斷上有三種不正常類型(a)azoospermic：射出的精液中，無精子存在。(b)oligozoospermic：精子濃度小於10×10⁶spermatozoa/ml。(c)polyzoospermic：精子濃度大於250×10⁶spermatozoa/ml。(3)正常的精子型態率(normal sperm morphology)為大於或等於40%，一般文獻顯示當射出的精液中不正常的精子型態率大於70%，稱為teratozoospermic，若依臨床診斷，射出精液中不正常的精子型態率大於60%，就稱為teratozoospermic。(4)精子於射精後60分鐘內，其向前的活動率(forward progression)，若小於50%，則稱為asthenozoospermic。(5)正常的精子於射精後60分鐘內，其泳動力(overall sperm motility)大於或等於40%，若小於40%，則稱為asthenozoospermic。若所有的精子都不泳動(immotile)，則稱為necrozoospermic。

活性氧物種(縮寫為ROS)是指含氧之化學活性分子，其中包括過氧化氫(H₂O₂)、次氯酸(HClO)、羥基自由基(HO)、單線態氧(¹O₂)等。ROS是在正常新陳代謝後，由氧形成的天然副產品，在細胞訊息傳遞及體內平衡方面扮演重要的角色。然而在外界環境屬於逆境 時(如暴露在紫外線及高溫下)，ROS的濃度會急劇升高。這種現象會對細胞結構造成明顯損害，長期累積下來，就形成氧化損傷(oxidative stress)。

絕大多數細胞都會產生反應性氧化物質，但體內過多反應性氧化物質會危害雄性生殖系統。反應性氧化物質是損害精子的重要物質之一(Aitken et al.,1995)，體外試驗發現，添加高濃度的過氧化氫將對精子產生毒性和DNA傷害，最後導致精子細胞凋亡(Namik et al.,2000；Aitken and Fisher,1994)，文獻指出不孕症男性精子中反應性氧化物質含量有明顯增加趨勢(Agarwal et al.,1994)。而且精子細胞暴露於反應性氧化物質會造成凋亡及DNA片段化(Barroso et al.,2000；Buttke et al.,1994)。另外研究發現體內過多反應性氧化物質容易造成人類精子異常(Aitken et al.,1995)。精子產生過多的反應性氧化物質已被認為與精子活動力減少，異常精子型態和降低精子對卵子透明帶穿透力有關(Aitken et al.,1994；Mann et al.,1980)。2014年7月流行病學指出壓力和男性不孕之間的關連性，數據顯示，生活壓力越大者，精液品質越糟糕，例如精液中的精子濃度偏低、精蟲出現畸形或活動力較差等。

多酚類(polyphenols)相關研究

多酚類(林，2002)是指分子內含有數個酚性氫氧基，此氫氧基與體內抗氧化有關，含有此種植物的總稱。多酚類為植物廣泛存在的成分，其種類超過8000種，從單純的酚酸(phenolic acid,C₆H₅COOH)、類黃酮(flavonoid,C₆-C₃-C₆)到單寧，依酚的聚合度而有各種不同的化合物，大多數以配醣體的形式存在。類黃酮的結構屬多元酚類，因此具有供氫能力而可螯合諸如氫氧基及超氧陰離子等活性氧自由基。

多酚類的生理作用最顯著的是抗氧化作用，身體內過剩的活性氧等自由基，會造成細胞膜磷脂質及血液中脂質之氧化，引起動脈硬化、虛血性心臟疾病及腦中風等。而植物多酚類中抗氧化作用最強的為類黃酮，藉由捕捉自由基、螯合過氧化反應之金屬離子觸媒，以抑制體內脂質之過氧化作用。

本發明之學理基礎，係以黑蒜頭之抗氧化能力及免疫調節能力對抗生物體產生自由基對生殖細胞的傷害，達到改善精液品質的效果。本發明以生活作息正常且健康之成年男子為模式，研究黑蒜頭之抗氧化能力應用在提高男性精液品質之功效，發現其確實可增加精子的數量與品質，遂而完成本發明。

本發明目的及優點將部分描述於下，或可由描述中顯而易見。

本發明目的為，提供一種黑蒜頭改善雄性動物精液品質之用途及性功能障礙的保健食品。於一項具體態樣中，黑蒜頭係用於增加男性所產生精子總數與活力。於另一項具體態樣中，黑蒜頭係用於減低男性精液中活性氧物種之量。

本發明另一目的為，提供一種黑蒜頭用於改善雄性性功能障礙的保健食品，其特徵在於包含黑蒜頭與醫藥上可接受之載體、賦形劑或稀釋劑。

本發明的目的提供一種具有提高精液品質及降低精液中活性氧物種(ROS)含量之黑蒜頭保健產品，其特徵在於包黑蒜頭、黑蒜頭萃取物與醫藥或食品上上可接受之載體、賦形劑、稀釋劑或基料。

本發明的有益效果在於：藉由將黑蒜頭搭配一般日常食用的基料成分所製成的保健產品，使該萃取物能以較適當的濃度與較方便的包裝型式被獲得與攝食，進而能彌補現代人飲食不均衡所引發的文明病，及提供作為日常保養以改善雄性性功能障礙的保健食品。本發明具有提高精液品質及降低精液中活性氧物種(ROS)的保健產品，該較佳實施例則是包含黑蒜頭本身、或黑蒜頭萃取物及一基料成份。其中，該基料成分可為一選自於下列群組中的物質：澱粉類、豆類、五穀類，及動物飼料，其中動物飼料包含水生及陸生動物飼料。且該萃取物與該基料成份可經進一步混合與加工處理而製成錠劑、塊狀及粉狀型式。此外，該基料成分也可以為一液體，並與液體載劑相配合該萃取物製成含有酒精或不含有酒精之液劑型式的保健產品。

本發明一種具有提高精液品質及降低精液中活性氧物種(ROS)含量之黑蒜頭保健產品，主要改良文獻中提及攝食生蒜頭之缺點，利用黑蒜頭之抗氧化能力應用在生殖保健領域。為了驗證本發明的效果，可經由動物實驗或間接的人體實驗作進一步的確認。本發明提供一最佳的黑蒜頭攝食方式用以改善生物體之精液品質，本領域的技術人員應當理解，任何對本發明的技術方案進行黑蒜頭濃縮萃取、額外添加物、以不同型態產品(如：凝膠狀、酒精或不含有酒精飲料)方式修改，都可能會導致落入本發明的保護範圍。

本發明將詳細描述特殊的具體實施例。這些具體實施例經由發明解釋提供，並非意欲用以限制本發明。在發明的範圍及精神內，本發明存在傾向於包括這些及其他變更及變動。

本發明黑蒜頭之多酚類和類黃酮之成份分析，以Folin-Ciocalteau試劑測其為總酚(total phenolics)，結果為235~298mg/g；以(2-aminoetheyl)diphenylborate分析法進行類黃酮(favonoids)分析，結果為35~55mg/g。

本發明係由18-65歲生活作息正常且健康之7名成年男子為實驗樣本，每日三餐攝食約50克黑蒜頭(每日約為150克黑蒜頭)連續攝食7天；之後，第8天進行精子採樣，採樣前須禁慾3天，以顯微鏡觀察精子的濃度及活動率並紀錄，隨後加入等量抗凍劑，分裝至冷凍小管，以液態氮逐步冷凍，保持於零下70℃，完成冷凍程序之精液置入液態氮桶中，攜回實驗室，進行精子反應性氧化物質含量分析。

精子細胞內、粒腺體及細胞內之H₂O₂含量分析

利用用2’7’-dichlorofluorescein diacetate(DCFH-DA)對細胞進行染色，於特定波長雷射光激發下，發散出綠色螢光，並反映出細胞內H₂O₂的含量。精子粒線體內H₂O₂含量可使用dihydrorhodamine 123(DHR123)檢測R123，在特定波長雷射光激發下呈現綠色螢光，藉由儀器偵測精子細胞內R123螢光，以計算粒線體內H₂O₂含量。超氧自由基之特異性染料為Dihydroethidine，它可以自由通透細胞。如遇超氧自由基則會被氧化成ethidium，並結合鑲崁在DNA雙股分子上發散橙紅色螢光，所以可藉由儀器偵測精子細胞內O^2-螢光，以推斷精子細胞內O^2-含量(Satoh et al.,1998)。

實驗數據以SPSS/PC統計分析軟體作變異數分析(Analysis of variance,ANOVA)，測式各實驗組是否有差異，若有差異再以鄧肯氏多變試驗(Duncan’s multiple range test)作進一步分析。此外，也以Student t-test比較各實驗組是否有差異。

實驗結果

將精液品質分析結果依前述方法整理為表1。由表1結果可發現，攝食黑蒜頭男子之精液體積、精子濃度、總精子數有增加之趨勢，且具有提高精子活動力之效果。表1、精液品質分析結果

將精液品質分析結果依前述方法整理為表2。由表2結果可發現，攝食黑蒜頭組之精液中細胞內H₂O₂、粒線體H₂O₂、細胞內O_2-明顯下降之趨勢，相對的三者相加之總ROS量亦是明顯下降。

結論證實，餵食黑蒜頭具有增加男子精液體積、精子濃度、總精子數及提高精子活動力之功效；並且減少精液中細胞內H₂O₂、粒線體H₂O₂、細胞內O_2-含量功效，進一步的降低總ROS量。因此，本發明揭示黑蒜頭可利用於製造供治療或預防雄性不孕之醫藥組成物，以及可用於製造供提升雄性改善性功能障礙的保健食品之新用途。

本發明黑蒜頭以一般習知技術所用的賦型劑之添加而製備成醫藥組合物，其中該賦型劑包括有利用此黑蒜頭本身、黑蒜頭萃取物等與習知的口服劑型之賦型劑包括：黏合劑、崩散劑及潤滑劑。適用於藥學組合物及劑型的黏合劑：玉米澱粉、馬鈴薯澱粉或其他澱粉、藻酸鈉、天然及合成膠類、粉末黃蓍膠、瓜爾膠、纖維素及其衍生物，乙基纖維素、乙酸纖維素、羧甲基纖維素鈣、羧甲基纖維素鈉、微晶纖維素、以及彼等之混合物賦型劑，膜衣層所用之成分包括：甲基纖維素(Methyl cellulose)、羥丙基甲基纖維素(Hydroxymethyl propyl cellulose)、羥丙基纖維素(Hydroxymethyl propyl cellulose)、聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol)、聚乙烯吡咯酮(Polyvinyl pyrrolidone)、鄰苯二甲酸醋酸纖維素(Cellulose acetate phthalate) 或其它適用於本發明的材料，甲基纖維素以製備一種醫藥組合物。本發明所述之黑蒜頭或其萃取物之醫藥組合物，可以添加含有藥物學上可接受之添加劑。

歸納上述，本發明揭示黑蒜頭可利用於製造供治療或預防雄性精液體積過少、精子濃度過低、總精子數不足及精子活動力不夠之醫藥組成物，以及可用於製造供提升雄性改善性功能障礙的保健食品的功效及優點，故確實能達到本發明的目的：生物體藉由攝食黑蒜頭中之多酚化合物及類黃酮來清除體內自由基、增強抗氧化力與預防生殖細胞受自由基的傷害等功用。因此，整體能呈現出精液中細胞內H₂O₂、粒線體H₂O₂、細胞內O_2-明顯下降之趨勢，相對的總ROS量亦是下降。

將黑蒜頭與特定的基料成分相調配製成日常食用的型式，以提升生物體之抗氧化能力達到保健生殖細胞的功效。本發明黑蒜頭以萃取濃縮等方式製成的保健產品具有能方便取得與使用，而能有效發揮日常保健的效果。

惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作改變與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (10)

1. 一種黑蒜頭用於提升雄性動物精蟲品質之用途，其係用以製備提高雄性動物精液體積、精子濃度、總精子數且具有提高精子活動力之藥劑。
2. 根據申請專利範圍第1項之用途，其中該提升雄性動物精子活動力係指降低雄性動物精液中細胞內H₂O₂、粒線體H₂O₂、細胞內O₂ ^-含量及總活性氧物種(ROS)量。
3. 根據申請專利範圍第1項之用途，其係用以製備提高雄性動物精液體積、精子濃度、總精子數且具有提高精子活動力之藥劑，其中該藥劑在於包含黑蒜頭、黑蒜頭萃取物與醫藥上可接受之載體、賦形劑、稀釋劑或基料。
4. 根據申請專利範圍第3項之用途，其基料成分為一選自於下列群組中的物質：澱粉類、豆類、五穀類及動物飼料及動物飼料，其中動物飼料包含水生及陸生動物飼料。
5. 根據申請專利範圍第3項之用途，其載體可為黑蒜頭、黑蒜頭萃取物相配合製成含有酒精或不含有酒精之液劑型式的藥劑。
6. 一種黑蒜頭用以改善雄性性功能障礙之用途，其特徵在於包含黑蒜頭或及其萃取物與食品上可接受之載體、賦形劑、稀釋劑或基料。
7. 根據申請專利範圍第6項所述一種黑蒜頭用以改善雄性性功能障礙之用途，其係用以增加雄性動物所產生增加精液體積、精子濃度、總精子數及提高精子活動力。
8. 根據申請專利範圍第6項所述一種黑蒜頭用以改善雄性性功能障礙之用途，其係用於降低雄性動物精液中細胞內H₂O₂、粒線體H₂O₂、細胞內O₂ ^-含量及總活性氧物種(ROS)量。
9. 根據申請專利範圍第6項所述一種黑蒜頭用以改善雄性性功能障礙之用 途，其基料成分為一選自於下列群組中的物質：澱粉類、豆類、五穀類及動物飼料及動物飼料，其中動物飼料包含水生及陸生動物飼料。
10. 根據申請專利範圍第6項所述一種黑蒜頭用以改善雄性性功能障礙之用途，其載體可為黑蒜頭、黑蒜頭萃取物相配合製成含有酒精或不含有酒精之液劑型式的保健食品。