霉菌毒素(Mycotoxins)普遍存在于飼料和飼料原料中,是飼料及飼料原料中霉菌生長發(fā)育過程中產生的次生代謝產物,對畜牧業(yè)生產和人類的健康造成嚴重的危害。據報道,全世界約有25%的谷物不同程度地受到霉菌毒素的污染。霉菌毒素既可在田間生長時產生(田間毒素如鐮刀菌毒素),也可在倉儲期間產生毒素(倉儲毒素如黃曲霉毒素、棕曲霉毒素)。谷物和飼料中霉菌的生長和毒素的產生受許多因素影響,如氣候條件、作物品種、作物的易感性、霉菌的種類、昆蟲或化學物質的破壞、收獲時是否用殺蟲劑處理、貯存條件以及其他任何后續(xù)的操作過程。動物采食被霉菌毒素污染的飼料后常發(fā)生急性和慢性毒性,導致腫瘤和癌癥的發(fā)生(主要為肝癌和腎癌)、雌激素紊亂綜合征、抑制免疫功能、動物性產品品質下降,從而影響人類的健康。除急慢性毒性影響外,霉菌毒素對飼料的污染還會導致其他一系列的影響,如降低動物的采食量、引起動物拒食、營養(yǎng)物質的吸收下降、降低飼料轉化率和體增重、腹瀉、降低免疫功能而增加疾病的發(fā)生率以及降低動物的繁殖性能,從而造成巨大的經濟損失。 為了降低霉菌毒素對動物或整個養(yǎng)殖業(yè)的影響,科學家和養(yǎng)殖業(yè)人員采取了各種防霉措施,但由于飼料作物在田間、收獲、儲藏、加工等諸多環(huán)節(jié)均可受到霉菌感染。因此,霉菌毒素在飼料及飼料原料中的產生是必然的,防霉工作很難完全有效。為了降低霉菌毒素對動物生產和人類健康的影響,目前常采用生物學方法、化學方法及物理方法對收獲前后的飼料原料或飼料進行處理。 1飼料及飼料原料中常見的霉菌毒素以及對動物的危害 目前發(fā)現飼料及飼料原料中霉菌種類有一百多種,飼料和食品中霉菌毒素主要由曲霉菌屬、青霉菌屬和鐮刀菌產生(Sandrine,2005)。通常一種霉菌能產生一種或多種次生代謝產物,而同種霉菌毒素又可由不同的霉菌產生,但不是所有霉菌次生代謝產物都是有毒的。到目前為止,已分離出約三百多種霉菌毒素,其中只有幾十種被公認的對動物和人類造成危害。但在飼料中常見的且對動物健康和養(yǎng)殖業(yè)造成嚴重損害的有:黃曲霉毒素(AF)、玉米赤霉烯酮(ZEN)、赭曲霉毒素(OT)、單端孢霉烯(族)化合物(包括嘔吐毒素、雪腐鐮刀茵烯醇及T-2毒素等)以及伏馬菌素(F)等。 每種霉菌毒素的毒性變化很大這不僅取決于毒素的物理和化學性質而且還與毒素的攝八量、持續(xù)攝入的時間動物的種類、性別、年齡、品種以及生理狀態(tài)、營養(yǎng)水平、環(huán)境因素(包括環(huán)境衛(wèi)生、空氣質量、溫度、濕度飼養(yǎng)密度)和飼料中不同霉菌毒素之間的相互作用有關。大量研究表明,霉菌毒素具有致癌性、基因毒性、皮膚毒性、致畸性.。腎毒性及肝毒性等。而霉菌毒素對動物的危害主要體現在:引起動物急、慢性中毒;減少動物采食量,降低動物的生產性能和飼料轉化率和繁殖性能抑制免疫機能(器官、細胞免疫、體液免疫)i殘留在動物組織和產品中問接影響人的健康。所以,目前我們更關心的、也是對畜牧業(yè)生產帶來嚴重損害的是由其引起畜禽的生產性能下降、生殖機能紊亂、免疫抑制及其所導致的對其他疾病的易感性。 2霉菌毒素脫毒方法 最理想的脫毒方法應是盡量減少霉菌毒紊的產生,如在谷物成熟后,低水分含量時進行收獲,低溫干燥條件下儲存。但在高溫、高濕季節(jié)和地區(qū)要做到這一點是很困難的,甚至是不可能的,而且一些自然災害(如蟲害鼠害、天氣驟變等)也是無法避免的。所以霉菌毒素對谷物和飼料的污染是不可避免的,必須對污染了霉菌毒素的飼料進行脫毒處理,以降低對動物的危害。目前對霉菌毒索脫毒處理主要有:機械脫毒、生物脫毒、化學脫毒及物理脫毒等方法。 2.1機械脫毒 所謂機械脫毒是指用人工或機械的方法,將谷物和飼料中的發(fā)霉顆粒剔除或通過機械的碾軋除去毒素含量較高的外皮而降低毒素的含量。機械脫毒主要利用霉菌毒素在谷物和飼料中的分布特點而進行,所以該方法能在一定程度上除掉病蟲鼠害、破損等霉粒,但由于該方法費時費力,而且效力很低,在現代化大規(guī)模飼料生產中很少應用。 2.2生物脫毒 最近,生物學方法也被用于霉菌毒素的脫毒研究,主要有酶解法和微生物發(fā)酵法。酶解法主要是選用某些酶,利用其降解或破壞毒索。但此類方法由于霉菌毒素種類較多,要求酶系復雜完整,另外由于酶不耐熱而在飼料加工過程中容易失活,并且成本較高也難以在實際生產中推廣使用。采用微生物發(fā)酵來去除霉菌毒素有許多報道,如將黃曲霉毒素B1發(fā)酵轉化為無毒或低毒的產物,但這種轉化通常是緩慢的,而且是不完全的,能否在實際生產中發(fā)揮作用還需作進一步的研究。 2.3化學脫毒 某些毒素可被單乙胺氫氧化鈣、臭氧以及氧水降解,特別是氨化作用對黃曲霉毒素的降解作用比較顯著,但這種方法對其他霉菌毒素的作用效果較差,同時,可能因氨在飼料中的殘留而影響動物的健康。所以化學降解法的主要缺點是,各種化學物質只能對某種毒素有效而對其他毒素不能降解。另外,這些化學物質在飼料中的高殘留問題無法有效而經濟地去除,易對動物帶來不利的影響。 2.4物理脫毒 物理脫毒法主要有吸附法、水洗法、剔除法、脫胚去毒法、溶劑提取法、加熱去毒法、輻射法等。物理方法主要是通過在飼料或谷物中添加各種吸附劑,降低霉菌毒素在胃腸道的吸收,即在飼料中添加可以吸附霉菌毒素的物質,使毒素在經過動物腸道時不被動物所吸收,直接排出動物體外。這是目前飼料市場上較為成熟,且較可行的一種霉菌毒素脫毒方法。 2.5其他脫毒方法 有研究報道,在飼料中添加益生素(如芽胞桿菌、乳酸菌、雙歧桿菌等),可以保持腸道菌群平衡,增強機體的免疫力,緩解霉菌毒素對機體形成的危害,減少由于飼料霉變造成的損失。另外,采用營養(yǎng)措施,飼料添加劑的添加,如抗氧化劑、含硫氧基酸、維生素及微量元素等都能有效地降低霉菌毒素對動物的危害。 3常見的霉菌毒素吸附劑 目前,用于霉菌毒索吸附的物質主要有活性炭、鋁硅酸鹽類、有機物類(如酵母細胞壁等)及其它樹脂類(如消膽胺等)。 3.1活性炭 活性炭是一種具有比表面積高的多孔不溶性粉末狀物質,它的比表面積可達500-3500m2/g。體外試驗表明,活性炭對霉菌毒素有較好的吸附脫毒作用。然而,活性炭對霉菌毒素的體外吸附試驗在體內得不到驗證,而且活性炭屬非特異性霉菌毒素,吸附劑在吸附霉菌毒素的同時對飼料中的某些營養(yǎng)成分也有吸附作用,同時對飼料中某些藥物也有吸附作用,如活性炭對土霉素有很強的吸附能力,從而降低了營養(yǎng)物質的吸收和藥物的效價,所以在實際生產中應謹慎使用。 3.2鋁硅酸鹽類 天然鋁硅酸鹽如沸石、蒙脫石、硅藻土、高嶺土等,因為具有較大的比表面積和離子吸附能力,對霉菌毒素有一定的選擇吸附能力而引起研究者的興趣。水和硅鋁酸鈉鈣(HSCAS)是指任何相對純凈的含有一些水分和少量鈉、鈣(以可交換陽離子的形式或可溶性鹽的出現)的硅鋁酸鹽類物質。商業(yè)中使用的HSCAS大多是從沸石或硅鎂土中提煉出來的,具有多孔性,其孔徑在0.015-0.090mm(150-900埃)范圍內。它對黃曲霉毒素有較好的選擇性吸附能力。但該類物質對其他霉菌毒素(玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素、單端孢類毒素等)吸附能力較差,還可能與飼料中微量元素、維生素及藥物結合而降低其利用力,而且這類物質還可能引起二次污染(如重金屬元素二惡英等有害物質)。但對這類物質進行改性處理,可提高其吸附能力及減少負面影響。 3.3有機物類 主要是葡甘露聚糖類。酯化的葡甘露聚糖(EGM)是一種新型的霉菌毒素吸附劑,是從酵母細胞中提取出的功能性碳水化合物。EGM有很大的表面區(qū)域,1kg的EGM有相當于2.2hm2的表面區(qū)域。其表面富含不同孔徑的孔穴,用以大面積地撲捉不同種類的霉菌毒素。Swamy等在豬體內試驗研究表明,葡甘露聚糖對鐮刀菌產生的毒素有一定的脫毒作用。酯化葡配甘露聚糖還可增進肉雞的采食量,減輕拉稀癥狀。酯化葡配甘露聚糖在單胃動物和反芻動物體內均能結合霉菌毒素,而且酯化葡配甘露聚糖與霉菌毒素結合后,霉菌毒素不易被解離。所以,酯化葡配甘露聚糖對多種霉菌毒素具有較強的吸附作用,而且對飼料中其他營養(yǎng)成分無顯著的負作用,同時還可能對動物的其他生理功能有著積極的作用,是一種廣譜的具有很大潛力的霉菌毒素吸附劑。 3.4其他吸附劑 除了上述常見的幾種吸附劑以外,研究者和生產者也在不斷地探索新的霉菌毒素吸附劑,并且取得了一定的進展如消膽胺和交聯聚乙烯基吡略烷酮(PVPP)。消膽胺(Cholestyramine)是一種陰離子交換樹脂,一般用于腸道中吸附膽汁酸,降低低密度脂蛋白和膽固醇濃度。但體外研究表明,這種樹脂對赭曲霉毒素A和玉米赤霉烯酮等霉菌毒索有較強的吸附能力。Giuseppina等體外模擬健康豬胃腸道研究不同吸附劑對玉米赤霉烯酮在胃腸道吸收的影響,結果表明,消膽胺可以使小腸對玉米赤霉烯酮的吸附率從32%下降到16%。交聯聚乙烯基吡咯烷酮(PVPP)是一種不溶性高分子極性多孔性兩性化合物,體外試驗結果表明,它可以吸附0.3mg/g玉米赤霉烯酮。 4霉菌毒素素吸附劑的評價 由飼料中的霉菌引發(fā)的霉菌毒素污染困擾著全球飼料生產廠家,目前,市場上出現了各種各樣的天然或合成的霉菌毒索吸附劑。這些產品中的大多數是通過在消化或營養(yǎng)吸收的過程中清除毒素分子而保護動物免受危害。但由于吸附劑在飼料中為非營養(yǎng)成分,而且可能帶來不利的影響,所以在實際生產中應選擇合適的吸附劑,既能有效地降低霉菌毒素對動物的危害,又不至于對動物生長造成負面影響。所以理想的吸附劑應有吸附不同種類霉菌毒素的能力;使用量應低且有效;能在飼料中迅速均勻地混合;加工制粒、膨化、儲存期間有較強的穩(wěn)定性;對維生素、微量元素,藥物及其他營養(yǎng)物質無吸附作用;在寬pH范圍內具有較高的穩(wěn)定性,排出后應能被生物降解;本身應不含污染物。 5小結 谷物和飼料中霉菌毒索的污染嚴重地影響著畜牧業(yè)的發(fā)展和人類的健康,尋找合適有效的方法對其進行控制是畜牧業(yè)發(fā)展的當務之急。在飼料中添加吸附劑是一種較方便而且經濟的方法。但從現有的研究來看,因為谷物和飼料受霉菌毒素污染極其嚴重,且種類較多,而不同霉菌毒素分子的化學結構和理化性質差異較大,所以單一的吸附劑很難將所有霉菌毒素都吸附,但通過不同類型的吸附劑進行適當配比或對吸附劑進行改性,可能是一個很好的研究方向。同時,為了降低霉菌毒素對動物和人類造成危害,除了對霉菌毒素脫毒處理要進行研究外,建立一種快速、靈敏、易行的檢測方法和生物標志體系,是飼料業(yè)對霉菌毒素制定標準以及確保飼料安全的重要工具。且只有對糧食作物在生長、收獲、儲存以及飼料加工、運輸、儲存、飼喂等整個流程進行全程控制,才能真正地降低霉菌毒素對動物的危害。 |
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畜牧人養(yǎng)豬
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