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霉菌毒素的危害及其降解方法简述

饲料中霉菌毒素的污染及其所造成的危害仍是养殖者易于忽略的问题,且容易与其他疾病产生混淆。

目前全世界饲料谷物中出现霉菌毒素的比例高达25%以上,除了对畜牧产业造成显著的经济损失外,部分霉菌毒素还具有致癌性或致畸胎性,可经由食用肉或乳汁传至人类。

在中国,对饲料及饲料原料进行了采样调查霉菌毒素的污染情况,结果发现检测的6种霉菌毒素(黄曲霉毒素、T-2毒素、呕吐毒素、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素、烟曲霉毒素)在被检饲料和饲料原料中均普遍存在。

全价料中霉菌毒素的检出率明显高于单一能量饲料和蛋白饲料,检出率均在90%以上,黄曲霉毒素、T-2毒素、呕吐毒素和玉米赤霉烯酮的检出率高达100%,其中呕吐毒素、玉米赤霉烯酮、烟曲霉毒素、赭曲霉毒素均有不同程度的超标,而蛋白饲料中霉菌毒素的污染也不容忽视。

在被检饲料和原料中,黄曲霉毒素并非主要的霉菌毒素,呕吐毒素、烟曲霉毒素和玉米赤霉烯酮的污染最为严重,而由多种饲料原料配制的全价料将会大大增加全价料受多种霉菌毒素污染的危险。

养殖者应采取合理的措施来预防霉菌毒素的污染,以保护动物正常的健康、生产及食品安全。

目前饲料工业和养殖业的着重点是抑霉、杀霉,饲料及其饲料原料无肉眼可见的霉变即可,然而霉菌毒素是肉眼看不见的,它的产生至今仍是全世界畜禽及谷类饲料安全无时不存在的自然威胁,它的来源、生成及其特性导致了一系列的困扰,比如,饲料配方不变,饲料品质却出现时好时差的情况;免疫程序不变,疫苗按时接种,可是畜禽抗体水平上不去;畜禽的生产性能下降、易感性提高、疾病频频发生等等一系列的问题。

以上介绍了几种常见的霉菌毒素对畜禽造成的危害,然而通常情况下,饲料中几种霉菌毒素同时存在,霉菌毒素间的协同作用对动物健康和生产性能的作用比任何一种霉菌毒素单独作用的危害都要大,而且霉菌毒素不仅仅存在于饲料,或只破坏动物的生产性能。

实际上,许多饲料中的霉菌毒素还能转移到动物的肉、蛋和奶产品中,直接威胁到人类的健康。

本文从霉菌毒素的来源、危害、防治方法等方面进行阐述,以供饲料行业,乃至畜牧行业同仁参考。

1霉菌的产生和毒素的来源霉菌是一种多细胞微生物,其繁衍下一代是以种子或孢子的形式。

霉菌孢子普遍存在于土壤和一些腐烂植物。

土壤中的霉菌孢子经由空气、水及昆虫传播到植物上,一旦孢子接触到破裂的种子,迅速萌发,便可明显看见发霉的现象。

这些霉菌繁衍起来会产生更多的孢子去感染其他种子。

在田间,植物受霉菌感染的因素很多,包括土壤的水分、播种期、收割期、轮作期、施肥、植物的品种、植病的发生、杂草、鸟类及害虫等。

当作物收割后,通常会带有某些霉菌,在干燥的过程中,霉菌会受到破坏,所以不易察觉,然而许多霉菌孢子会存活下来,并且在贮存期间、制作饲料的过程中开始萌发生长。

一般把霉菌按其生活习性分为仓贮性霉菌和田间霉菌两种。

仓贮性霉菌主要是指贮存的饲料或原料,在适宜的温度、湿度等条件下产生的霉菌,以霉菌毒素的危害及其降解方法简述翁晓辉王敏杜红方(广东省饲料添加剂生物工程技术研究开发中心)QUALITY AND SAFETY质量与安全31饲料广角·曲霉菌属为主,该类霉菌最适生长温度为25~30℃左右,相对湿度为80%~90%,赭曲霉例外,可在田间感染,低温下亦可繁殖。

田间霉菌则是指青霉菌属、麦角菌属和梭霉菌属(镰刀菌属),此类霉菌属野外菌株,通常谷物在未采收前就已感染,最适生长温度为5~25℃,该类霉菌在低温环境中也会繁殖,也就是说,在冬季此类霉菌仍会生长,阴冷潮湿的天气更易于这些霉菌生长。

霉菌毒素是某些霉菌在谷物或饲料上生长繁殖过程中产生的有毒二次代谢产物,毒素在谷物的生产过程、饲料的制造、贮存及运输过程皆可产生。

对畜禽造成很大危害的便是由霉菌产生的霉菌毒素。

一般而言,霉菌毒素主要是由四种霉菌属所产生:曲霉菌属(主要分泌黄曲霉毒素、赭曲霉毒素等)、青霉菌属(主要分泌桔霉素等)、麦角菌属(主要分泌麦角毒素)、梭菌属(主要分泌呕吐毒素、玉米赤霉烯酮、T-2毒素、Fumonisin毒素等)。

迄今为止已经有超过300种霉菌毒素被分离和鉴定出来,上述的几种毒素即为现今普遍认识的8种主要毒素。

所有的霉菌毒素生物及化学特性皆不同,不同的地理位置以及不同的原料将产生不同的霉菌毒素。

2霉菌毒素对畜禽的危害2.1霉菌毒素对饲料和畜禽生产性能的危害饲料如果长有明显的霉菌,其饲用价值至少降低10%;饲料的霉味越大,变色越明显,营养损失就越多。

研究结果表明,未用抑霉菌处理的饲料在贮存40d后可引起脂肪和胡萝卜素含量下降;受霉菌污染的玉米,其营养价值将下降5%~25%。

同时,霉菌在饲料中的大量生长繁殖,在霉变过程中由霉菌产生酶、饲料自身所含的酶和其他因素的共同作用所产生的代谢产物可使饲料的感官性质恶化,常常散发出一种特殊的霉臭气味,口感变差,还会出现异常颜色,粘稠污秽感、结块等,导致饲料适口性降低。

当畜禽食用了发霉的饲料,会对畜禽产生很大的危害。

玉米赤霉烯酮的结构与雌激素很相近,在体内能够与雌激素竞争结合位点,导致雌激素过度。

猪对玉米赤霉烯酮比家禽敏感,而影响最大的部位是其生殖系统,导致新母猪和经产母猪阴户红肿、脱肛、脱肠以及死胎流产等损失。

烟曲霉菌毒素能破坏肠道上皮细胞的完整性,导致病原菌易在肠道定植,造成疾病。

有报道,用烟曲霉毒素B1给仔猪口服17d,可观察到仔猪小肠和大肠内病原性大肠杆菌菌株定植数量明显增加,表示烟曲霉菌毒素破坏肠道健康及增加二次感染。

有人进行了猪试验,发现折合全价饲料2mg/kg呕吐毒素组和无呕吐毒素对照组相比采食量显著降低了7.6%。

在一些报道中指出试验中出现母猪日粮中含有800~1000mg/kg 含量的呕吐毒素时对其生产性能没有显著影响。

饲料中含有高浓度的黄曲霉毒素,能降低肉仔鸡增重,增加肝脏和肾脏的重量。

黄曲霉毒素同时是血液中尿素氮水平升高,蛋白含量、甘油三酯和血清磷水平降低。

Huff等(1988)发现给猪饲喂含有黄曲霉毒素(2mg/kg饲料)、赫曲霉毒素(2mg/kg)或者同时含有2种毒素的饲料,体重分别降低26%、24%、52%。

2.2霉菌毒素对畜禽免疫力的影响霉菌毒素的危害作用是对免疫系统的破坏及对免疫应答的强烈抑制,降低T淋巴细胞和B淋巴细胞的活性,抑制免疫球蛋白和抗体的产生,降低补体和干扰素的活性,损害巨噬细胞的功能。

霉菌毒素对免疫系统的影响是全方位的。

霉菌毒素会影响体液免疫及细胞免疫,导致打疫苗后抗体力价的产生受到影响,最后造成疫苗效果不明显,动物疾病感染率大幅提高。

最后,对猪的研究表明:仔猪喂食烟曲霉菌毒素污染的饲料,会显著降低支原体疫苗的效果。

仔猪喂食低剂量的呕吐毒素及F-2毒素污染的饲料,也会降低典型猪瘟疫苗的效果。

呕吐毒素一旦被摄食到体内,通常能很快被吸收并输送到全身许多组织或器官。

由于呕吐毒素能抑制肝脏的蛋白合成并且引起氨基酸血症,因此,细胞分化速度特别快的组织或器官(如骨髓、淋巴结)受到呕吐毒素的毒害最大。

许多动物试验已经证实了呕吐毒素会引发细胞和体液免疫反应,改变细胞因子的合成,降低淋巴细胞增殖率,增加IgA的合成分泌。

Bergsjo等、Danicke等报道猪摄入折合全价饲料2~QUALITY AND SAFETY 质量与安全325mg/kg的呕吐毒素会上调血清中IgA含量、这与Drochner等使用600mg/kg呕吐毒素日粮饲喂56d 的结果基本一致。

2.3霉菌毒素降低药物对畜禽的治疗效果Varga等(1992)研究霉菌毒素对药物疗效影响,结果发现,饲料中含有不同质量浓度的T-2毒素,会降低肉鸡使用拉沙利菌素抗球虫药的效果。

研究表明:经由接种疫苗而获得免疫能力的效果可遭到霉菌毒素破坏。

Santin等(2002)发现,肉鸡才是赫曲霉菌毒素污染的饲料,赫曲霉菌毒素不仅严重降低肉鸡的日增重,而且也显著降低肉鸡对新城鸡瘟疫苗抗体的产生。

Girish等(2006)也发现,当肉鸡喂食含有黄曲霉毒素、T-2毒素饲料时,他们观察到这些霉菌毒素不但严重影响肉鸡的生长性能,同时新城鸡瘟及IBD疫苗效果严重受到黄曲霉毒素的影响而降低。

3降低霉菌毒素的危害途径霉菌毒素的危害引起了科研工作者的重视,对此他们进行了大量工作,其中关键之一是做好饲料的防霉和脱毒2个环节。

3.1饲料的防霉严格控制好容易滋生霉菌原料的水分,特别在南方夏季高温高湿地带,做到不定期不同批次的原料抽检呕吐毒素,保持原料储存仓内通风、干燥。

3.2饲料的脱霉霉菌毒素一旦产生后很难被破坏。

一般饲料的加工温度(制粒或膨化)对霉菌毒素没有影响,提高了处理霉菌毒素的难度。

要解决饲料中霉菌毒素的问题,可采取以下对策进行脱毒。

3.2.1物理降解法应用加热的方法,或者结合应用加热和加压,尤其是在潮湿的条件下,可破坏大多数霉菌毒素。

然而霉菌毒素对热的敏感程度取决于霉菌毒素的类型、加热时间长短和温度高低,以及饲料含水量。

目前市场上有很多霉菌毒素吸附剂,如膨润土、蒙脱石等,另一类是有机的吸附剂,如酵母细胞壁提取物等。

选取的原则是必须具备高吸附能力的同时还得具备选择性吸附,即应具备只吸附毒素、不吸附营养物质的特点。

经试验验证蒙脱石对呕吐毒素的吸附力高达86%,是一种有效的吸附产品。

3.2.2化学方法在饲料中添加丙酸类的防霉剂杀除霉菌及霉菌孢子,可防止霉菌产生更多的霉菌毒素。

有些霉菌毒素可被一乙胺氢氧化钙、臭氧或氨水所降解,称为化学降解法。

其缺点是各种化学物质只能对某种毒素有效而对其他毒素不能降解;另外,这些化学品在饲料中的高残留问题无法有效而经济地解决,影响饲料的适口性和安全性,易对动物产生不利影响。

当霉菌毒素的污染非常严重时,我们也必须考虑使用过筛的方法处理像玉米这样的原料。

高污染的玉米经过过筛后,能够将玉米霉菌毒素的含量降低15%~20%,然后再配合使用有效的霉菌毒素吸附剂,能有效降低高污染的玉米霉菌毒素含量,保护禽畜不受霉菌毒素的危害。

3.2.3生物方法生物学去毒法是筛选某些微生物,利用其生物转化作用,使霉菌毒素破坏或转变为低毒物质的方法,可以使用一些酶将毒素进行降解。

有报道称,有一种菌可以分泌羧肽酶将赫曲霉素A分解成赫曲毒素α和苯丙氨酸,然后赫曲毒素α再被进一步降解成无毒的化合物。

相较其他方法用生物方法解毒比较温和。

4结语近年来,由于全世界许多国家使用玉米、小麦及大豆等生产生物质能源,因而造成全世界谷物及大豆供应紧张。

再加上全球气候改变,极端异常气候的发生率增加,都促使霉菌毒素污染的问题愈加严重,霉菌毒素给畜牧业生产带来了巨大危害。

随着消费者对食品卫生和安全性的普遍关注,霉菌毒素污染问题日益引起人们的关注,因此各种各样的防霉措施、脱毒方法不断出现,但到目前为止,各种方法均有其使用的局限性,所以,新方法的研究仍是一个重要的研究内容,这个问题的解决,将可以提高畜禽的生产性能,改善人类的饮食安全。

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