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兴嘉生物 饲料中玉米赤霉烯酮污染状况及其 毒性的研究进展
柳永振,朱凤华,宁雪娇,朱连勤 (青岛农业大学动物科技学院,山东青岛 266109)
摘要:玉米赤霉烯酮是由多种镰刀茵产生的一种具有雌激素样作用的霉菌毒素。玉米赤霉烯酮可以污染食 品和饲料,对公共健康和农业发展造成严重的危害,文章就饲料中玉米赤霉烯酮污染状况及其毒性的研究进展作 一综述。 关键词:玉米赤霉烯酮;污染状况;毒性;研究进展 中图分类号:s513;¥816.8文献标志码:A文章编号:1001—0084(2012)09—0042—04 Research Proqress on Pollution androqress 0 IUtl0n anCl Toxicity of Zearalenone in Feed
LIU Yongzhen,ZHU Fenghua,NING Xuejiao,ZHU Lianqin (College of Animal Science and Technology,Qingdao Agricultural University,Qingdao 266109,Shandong China) Abstract:Zearalenone is an estrogenic mycotoxin produced by several fungi of Fusarium genera.As it can con— taminate food and feed.it is a risk factor for both public health and agricultural perspectives.The pollution and tox— icity of Zearalenone in feed were reviewed in this paper. Key words:Zearalenone;pollution;toxicity;research progress
玉米赤霉烯酮(ZEN)是由多种镰刀菌产生的一 种具有雌激素样生物活性的霉菌毒素。ZEN广泛分 布于受污染的谷物及农副产品中,可诱发肿瘤、引 起繁殖障碍、生长发育受阻、免疫抑制等,对人和 动物的健康构成威胁。本文对我国饲料中ZEN污 染状况及其毒性的研究进展进行综述,以期为控制 我国饲料污染状况提供理论基础。 1理化性质 ZEN是一种酚的二羟基苯酸内酯,其纯品为白 色结晶,熔点161~163 oC,不溶于水、二硫化碳、 四氯化碳,溶于碱性水溶液、乙醚、苯及甲醇、乙 醇等,微溶于石油、醚等。溶于甲醇后其溶液在紫 外光下呈明亮的绿一蓝色荧光。紫外线光谱最大吸 收236、274和316 nm;红外线光谱最大吸收为 970 nm。ZEN在储存、研磨、烹饪过程中均能稳定 存在,110℃处理1 h才能被完全破坏,耐热较 强。自然界中存在多种ZEN的衍生物,其中最常 见的有两种:OL一玉米赤霉烯酮( —Zearaleno1)和 一 玉米赤霉烯酮( 一Zearaleno1),其中 一Zearalenol的 毒性为ZEN的200%。 2玉米赤霉烯酮的污染状况 全球的谷物及农副产品中均检测到ZEN的存 在。为控制ZEN对人和动物的危害,世界粮农组 织和世界卫生组织制定了ZEN的人体每日最大耐 收稿日期:20l2-07一l2 基金项目:青岛市公共领域科技支撑计划(12—1—3—32一nsh) 作者简介:柳永振(1987一),男,山东济南人,硕士研究生,研究方向为动物营养代谢病与中毒病。 通讯作者:教授,博士生导师,E—mail:lqzhu@qau.edu n。
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受量(PMTDI)为0.5 g・kg一・d一。我国规定人食用的 小麦、小麦粉、玉米、玉米面中限量为6O g・kg~; 饲料用玉米和配合饲料中ZEN限量为500 Ixg・kg。。。 我国多数地区雨量充沛,玉米、小麦等极易 受到霉菌污染。王若军等报道,我国华南、华北 和华中等地区的玉米饲料和全价料中ZEN的检出 率高达100%,分别超标30.8%和21.4%;在蛋白质 饲料中ZEN的检出率高达92.9%,且超标严重;我 国储备粮小麦和玉米中,其阳性检出率达100% ̄ 。 李荣涛等对我国不同地区储备粮库的小麦、玉米中 ZEN的含量进行抽样检测,结果发现,小麦中ZEN 阳性率100%,浓度范围0.014~0.47 mg・kg~,玉米中 ZEN阳性率100%,浓度范围0.018~0.73 mg・kg~, 玉米污染程度高于小麦 。 敖志刚等对2006--2007年中国饲料及饲料原 料霉菌毒素污染状况进行了调查,结果表明,ZEN 是我国原料和全价饲料中超标率和检出水平最高 的霉菌毒素之一 1。张丞等对2008年上半年及 2009年我国各地的饲料和原料样品中霉菌毒素 污染状况的调查显示,饲料及饲料原料中ZEN的 污染普遍存在,其中玉米中ZEN的含量最高可达 2 662 Ixg・kg~,蛋白质原料的阳性样品的平均值为 589 I,zg・kg 。陈心仪报道,2009--2010年,我 国玉米样品中ZEN的含量最高达1 846.05 txg・kg~, 平均值为290.18 Ixg・kg一;配合饲料样品中ZEN含 量最高达812.12 txg・kg~,平均值为301.63 g・kg, 属重度污染 。王金勇等研究报道,201 1年玉米中 ZEN的阳性检出率为65%,平均值为384 Ixg・kg~, 配合饲料中ZEN的阳性检出率为74%,平均值为 289 I,zg・kg Io徐新慧等采用竞争性酶免疫分析法 对2012年郑州某粮库43个小麦样品中ZEN的含量 进行检测,结果显示,小麦样品中ZEN检出率为 11.6%,ZEN含量超标率(国家粮食卫生标准)占 7.0%,说明作为畜禽饲料原料之一的小麦,存在 引发动物ZEN中毒的潜在危险 。雷元培等对北京 地区猪场饲料及饲料原料中ZEN污染状况进行抽 样调查,结果显示,玉米、麸皮、DDGS的ZEN的 检出率均为100%,不同饲料原料所含ZEN存在差 异,猪全价料及玉米、豆粕等饲料原料中ZEN的 含量均超标,尤其是DDGS中ZEN的平均含量为 882.68 lxg・kg~,超标率可达41.18%。由此可见我 国饲料原料及配合饲料中ZEN的污染严重,应引 起人们的足够重视 】。 3毒性 3.1致癌毒性 Tomaszewski等在增生和有腺癌发生的妇女子 宫内膜中检出了ZEN,但在正常子宫内膜中未检 出,说明ZEN会增加子宫腺癌的发生率u 。郑继翠 等研究报道,ZEN可能通过调节细胞周期蛋白而影 响人神经母细胞瘤SK—N—SH细胞的周期变化,从 而促进其增殖u“。 3.2生殖毒性 ZEN能对人和动物的繁殖周期、排卵、定植和 受孕产生不利影响,而且可降低家畜繁殖力,使 产子数减少。Massart等报道,食用ZEN污染的食 品,可能是导致少女性早熟的因素之一r】 。Ayed等 研究表明,ZEN以及O/一Zearalenol和 一Zearalenol能 增加小鼠骨髓细胞和HeLa细胞的染色体畸变率”。1。 Bandera等通过对新泽西州9~1O岁的163名女孩衡 尿量中真菌雌激素含量进行检测后发现,78.5%的 女孩的尿液中检测到了真菌雌激素,与尿液中未 检测到ZEN相比,尿中含ZEN的女孩身高要矮, 乳房发育延迟u 1。Sambuu等研究表明,培养基质 中添加ZEN 1 000 Ixg・L 能显著降低猪卵母细胞成 熟率以及精子穿透力 。Jiang等发现,与饲喂基础 日粮组相比,日粮添加ZEN 1 mg・kg 可显著增加 断奶母猪生殖器官相对重量、阴户大小,显著降 低断奶公猪生殖器官指数n 1。Oliver等报道,日粮 添加ZEN 1.5 mg・kg 对母猪生长性能和骨骼肌的 信号没有产生影响,但ZEN可增加母猪生殖道的 体积以及促进腺体的发育u 。Boeira等通过研究 ZEN对瑞士白化小鼠的急性毒性作用表明,给小鼠 单次口服zEN 48 mg・kg 48 h后,精子的活力和数 量急剧下降u 。 3.3玉米赤霉烯酮的免疫毒性 ZEN影响动物的白细胞细胞数、分化细胞数、 免疫球蛋白IgG、IgM或IgA的血清浓度等免疫参 数,且高剂量的ZEN抑制淋巴细胞的增殖和白细 胞介素的产生。Lioi等利用牛淋巴细胞进行ZEN毒 性试验,发现ZEN 0.5 m0I.L 可以导致牛淋巴细 胞染色单体断裂及片段化,并使牛淋巴细胞生存 能力下降 。1。余增丽研究发现,ZEN可上调Bcl一2 mRNA和蛋白的表达并抑制Bax的表达,使Bax/ Bcl一2比值降低,从而抑制细胞凋亡的发生,向细
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胞增殖的方向发展-z 。梁梓森等研究报道,ZEN能 导致胸腺细胞和脾淋巴细胞增殖抑制,并诱导细 胞凋亡的发生,对小鼠胸腺和脾脏有明显的毒害 作用 “。姜淑贞报道,2.0 mg・kg 或更高水平ZEN 显著降低仔猪脾脏器官指数、改变脾脏组织结构 和血细胞组成、降低外周血和脾脏LPR以及外周 血淋巴细胞IL一2产量、降低血清IgG和试验末猪瘟 抗体滴度、下调脾脏IFN— 表达水平 。Marin等 报道,ZEN和其衍生物对中性粒细胞增殖,IL一8 和2-等重要的猪先天免疫参数产生影响,且ZEN 衍生物的毒性超过ZEN,当ZEN及其代谢产物在 浓度高于5 IxM时,导致IgG、IgA和IgM水平显著 下降 。ZEN和ZAN的浓度为5和10 rzM时显著 降低细胞上清中TNF—Ot含量,ZAN的浓度为10 IxM 时可减少IL一8含量,ZEN及其代谢物中毒的动物 不能引起足够的免疫反应。 3.4玉米赤霉烯酮的细胞毒性 马勇江等研究表明,ZEN对离体培养LPS活化 小鼠脾淋巴细胞增殖具有显著抑制作用,ZEN对离 体培养LPS活化小鼠脾淋巴细胞具有显著促进凋亡 的作用(P<0.05)1251。周迎芳研究证实,ZEN能使小 鼠卵巢颗粒细胞中的丙二醛(MDAl含量增加,超 氧化物歧化酶(SOD)活性降低,且对其细胞凋亡有 促进作用,这与自由基及相关的调控基因等因素 共同作用有关 。刘宁等报道,ZEN对Hela细胞有 显著的细胞毒性作用并可导致细胞超微结构损 伤 。Bandera等报道,ZEN和Ot—Zearalenol对小鼠 骨髓细胞、HeLa细胞有细胞毒性,并都超过 一Zearalenol细胞毒性 。Abid—Essefi等研究表 明,ZEN可降低细胞活性,干扰细胞周期,抑制蛋 白质及DNA合成,使MDA的浓度增加,并认为细 胞毒性和氧化损伤是ZEN发挥毒性的作用机制 1。 Kouadio等报道,ZEN能与17口一雌二醇受结合,同 时ZEN在体内还具有氧化性,导致脂质过氧化,抑 制细胞内蛋白质和DNA的合成,导致细胞死亡 。 3.5玉米赤霉烯酮对内分泌的干扰 Frizzell等研究表明,当添加ZEN 100 IxM时, 雌二醇、睾酮、皮质激素的水平显著下降,ZEN和 其代谢产物通过影响核受体信号,改变激素的产 生,是潜在的内分泌干扰物 。 4小 结 我国饲料原料及配合饲料中ZEN的污染十分
44饲料博览2012 ̄gl19m 严重,并且检出率居高不下,超标率也有上升的 趋势,引起了广泛关注;ZEN具有致癌毒性、生殖 毒性、免疫毒性、细胞毒性,对人和动物的健康 造成了严重危害。因此,饲料中ZEN的脱毒工作 显得尤为重要。
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