楊新崗,和玉丹,王根虎,鄭云林,2*
(1.美國(guó)艾格菲實(shí)業(yè)有限公司,南昌 330003;2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,南昌 330006)
霉菌屬真菌的一部分,具有細(xì)胞壁,無(wú)根、莖和葉的分化,不含葉綠素,寄生或腐生生活。霉菌毒素(Mycotoxins)專指由植物易感真菌產(chǎn)生的對(duì)人或家畜產(chǎn)生毒害作用的次生代謝產(chǎn)物。霉菌毒素具有很強(qiáng)的毒害作用,主要表現(xiàn)在其致畸變性、致癌性(特別是肝臟和腎臟的癌變)、雌化和免疫抑制作用。除此之外,霉菌繁衍會(huì)消耗飼料中的營(yíng)養(yǎng)成分,降低飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,產(chǎn)生的霉菌毒素和其他代謝產(chǎn)物引起動(dòng)物拒食、飼料轉(zhuǎn)化率下降、體質(zhì)下降、患病率上升,生殖能力下降等,對(duì)畜牧業(yè)生產(chǎn)和人類食品安全造成重大危害。
飼料作物易感染的產(chǎn)毒真菌主要有曲霉菌(Aspergillus spp.)、青霉菌(Penicillium spp.)、鐮刀霉菌(Fusarium spp.)和麥角菌(Claviceps spp.)等。根據(jù)感染源可將這些真菌分為“田間/植物病源真菌”和“貯存/腐敗真菌”兩大類。前者是指植物在生長(zhǎng)期內(nèi)感染的能引起某種病變的致病菌,如麥角菌、鐮孢菌和交鏈孢霉菌等,后者主要包括如曲霉菌和青霉菌等。由于飼料作物在田間和貯藏階段都可能感染霉菌,故植物性飼料不可避免地?cái)y帶一些霉菌,霉菌在環(huán)境適宜的情況下會(huì)快速繁衍,產(chǎn)生毒素。
環(huán)境溫度和基質(zhì)的水分活力是真菌定植和產(chǎn)毒的重要條件,當(dāng)水分活力在0.80~0.85,溫度合適,霉菌將大量繁殖。各種真菌的適宜生長(zhǎng)條件和地域分布有明顯聯(lián)系。曲霉菌喜溫暖、潮濕的環(huán)境,常見(jiàn)于熱帶和亞熱帶;青霉菌主要出現(xiàn)在溫帶;鐮刀菌的分布則非常廣泛。
現(xiàn)已報(bào)道約有200種真菌產(chǎn)生300多種毒素,在食物和飼料中常見(jiàn)的、對(duì)人和動(dòng)物健康造成潛在危害的毒素約20種,主要有黃曲霉毒素(Aflatoxins)、赭曲霉毒素(Ochratoxins)、玉米赤霉烯酮(Zearalenone)、單端孢霉烯(Trichothecenes)和麥角毒素(Ergots)等。
許多資料已證明,食物和飼料中的各種霉菌毒素直接或間接對(duì)人和動(dòng)物具有毒害作用,并且霉菌毒素所產(chǎn)生毒害作用的特征是不明顯的。準(zhǔn)確的確定病理?xiàng)l件和疾病,首先要確定飼料、食物、組織或液體樣品中毒素的種類和準(zhǔn)確含量。由于霉菌毒素產(chǎn)生的基質(zhì)不同,并且毒素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)各不同,給霉菌毒素的準(zhǔn)確檢測(cè)帶來(lái)很大的困難。目前霉菌毒素測(cè)定方法主要包括薄層色譜法(TLC)、高效液相色譜法(HPLC)、酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)、高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(HPLC-MS)、氣相色譜-質(zhì)譜分析聯(lián)用法(GCMS)、毛細(xì)管電泳法等。
霉菌毒素的毒性表現(xiàn)多樣,黃曲霉毒素B1(AFB1)、赭曲霉毒素A(OTA)和煙曲霉毒素B1(FB1)具有強(qiáng)烈的致癌作用;赭曲霉毒素、橘青霉毒素(Citrinin)和卵孢霉毒素(Oosporeine)對(duì)腎臟產(chǎn)生明顯的毒害;FB1、OTA和T-2毒素產(chǎn)生免疫抑制作用;FB1毒害動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng);玉米赤霉烯酮(ZEN)具有雌激素樣作用,與雌激素受體不可逆結(jié)合,引起動(dòng)物繁殖機(jī)能障礙。AFB1、OTA和FB1還有致畸性和免疫抑制作用。黃曲霉毒素M1(AFM1)、AFB1和OTA不僅危害動(dòng)物,還在畜產(chǎn)品及動(dòng)物內(nèi)臟器官中大量沉積,直接危害人類健康。
控制飼料中霉菌的繁殖,首先要嚴(yán)把原料采購(gòu)關(guān),杜絕霉變?cè)先霂?kù);控制倉(cāng)庫(kù)的溫度、濕度,注意通風(fēng),做好對(duì)倉(cāng)庫(kù)邊角清理工作,防止原料在儲(chǔ)存過(guò)程中變質(zhì);控制飼料加工、配制、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié),控制飼料的儲(chǔ)存環(huán)境,盡量縮短儲(chǔ)存時(shí)間,防止飼料在禽舍中發(fā)霉變質(zhì)。
合理使用飼料防霉劑,飼料防霉劑應(yīng)具備抑制霉菌生長(zhǎng),但對(duì)動(dòng)物無(wú)毒的特點(diǎn)。目前,常用的防霉劑主要有機(jī)酸,如丙酸、山梨酸、苯甲酸、乙酸、脫氫醋酸和富馬酸等;有機(jī)酸鹽及其酯,如丙酸鹽、山梨酸鈉(鉀)、苯甲酸鈉和富馬酸二甲酯等;復(fù)合防霉劑。有機(jī)酸防霉效果較好、但腐蝕性較大;有機(jī)酸鹽防霉效果較有機(jī)酸差,且必須在有一定的水分和pH的條件下才能進(jìn)行,但腐蝕性??;復(fù)合防霉劑防霉效果作用強(qiáng)、腐蝕性小。
預(yù)防霉菌污染,在高溫高濕季節(jié)和熱帶地區(qū)是很困難的,而且一些自然災(zāi)害(如蟲(chóng)害、鼠害、天氣驟變等)也是無(wú)法避免的。所以,霉菌毒素對(duì)谷物和飼料的污染是不可避免的。據(jù)報(bào)道,全世界約有25%的谷物不同程度地受到霉菌毒素污染。調(diào)查結(jié)果顯示,我國(guó)飼料和原料污染霉菌毒素超標(biāo)的比例高達(dá)60%~70%以上[1]。因此,必須對(duì)已污染的飼料進(jìn)行脫毒處理,降低其對(duì)人和動(dòng)物的危害。
目前對(duì)霉菌毒素脫毒處理方法主要有機(jī)械脫毒、生物脫毒、化學(xué)脫毒和物理脫毒等。機(jī)械脫毒主要采用篩選的辦法將霉變飼料從中剔除掉,費(fèi)時(shí)、費(fèi)力,且效率低下。生物脫毒法主要包括酶解法和微生物發(fā)酵。酶解法是選用某些酶來(lái)對(duì)霉菌毒素進(jìn)行降解破壞,由于酶大多不耐熱容易失活,而且成本高,很難達(dá)到理想效果。有報(bào)道顯示,采用微生物降解法可將霉菌毒素降解為無(wú)毒或低毒產(chǎn)物,但該方法比較緩慢,對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)破壞比較嚴(yán)重[2]。
化學(xué)脫毒法是采用化學(xué)試劑將霉菌毒素分解,常用的化學(xué)品有酸、堿(氨、氫氧化鈉)、氧化劑(過(guò)氧化氫、臭氧)、還原劑(硫代硫酸、糖)、氯、鹽和甲醛等,該方法常與物理脫毒法同時(shí)使用。氨水或氨氣能使玉米、花生餅、棉籽及其餅粕中黃曲霉毒素降低99%,且是不可逆的脫毒過(guò)程[3]。在美國(guó)一些地方允許用氨處理被黃曲霉毒素污染的棉籽產(chǎn)品和玉米,該法能夠降低被污染的玉米中黃曲霉毒素濃度。但處理后的飼料中殘留的AFLB1仍高于歐洲的最大容許劑量(5 μg·kg-1),且仍有致畸作用[4]。
物理吸附脫毒法是在飼料中添加霉菌毒素吸附劑,通過(guò)在胃腸道內(nèi)將毒素吸附在吸附劑上隨糞便排出體外,從而減少霉菌毒素對(duì)動(dòng)物的毒害作用。Phillips從38種主要的硅鋁酸鹽中篩選出與AFLB1親和力高的水和硅鋁酸鹽(HSCAS),其能夠有效減輕黃曲霉毒素中毒癥,但對(duì)ZEA、OTA、T-2毒素和嘔吐毒素(DON)效果不明顯[5-7]。活性炭對(duì)T-2毒素有一定的吸附性,能降低牛奶中的AFM1,體外能吸附水中的FB1和OTA,但不能緩減其體內(nèi)毒性[8-10]。
吸附劑在體外或體內(nèi)結(jié)合霉菌毒素的能力與本身物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。理想的吸附劑應(yīng)具備吸附不同種類霉菌毒素的能力;使用量低且有效;能在飼料中迅速均勻地混合;加工制粒、膨化、儲(chǔ)存期間有較強(qiáng)的穩(wěn)定性;對(duì)維生素、微量元素,藥物及其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)無(wú)吸附作用;在寬pH范圍內(nèi)具有較高的穩(wěn)定性,排出后應(yīng)能被生物降解;本身應(yīng)不含污染物。研究證實(shí),一些霉菌毒素吸附劑對(duì)黃曲霉毒素有很好的吸附作用,但是目前對(duì)可吸附其他霉菌毒素的吸附劑的需求與日俱增。
目前大家對(duì)霉菌毒素的危害已達(dá)成共識(shí),然而霉菌毒素種類多樣,并且毒素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)各不同,對(duì)霉菌毒素的準(zhǔn)確檢測(cè)帶來(lái)很大困難。目前的檢測(cè)方法大部分都不能被普通養(yǎng)殖戶或飼料廠廣泛采用,因此還要不斷改進(jìn)和研究更加簡(jiǎn)便快捷的檢測(cè)方法。另外,應(yīng)該把好原料采購(gòu)關(guān),采取有效的控制霉菌及其毒素產(chǎn)生的措施來(lái)防止霉菌的滋生,對(duì)已經(jīng)發(fā)霉的原料選用合適的霉菌吸附劑,盡量減少霉菌毒素對(duì)畜牧業(yè)生產(chǎn)和人類健康造成威脅。
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