朱潤芝 1,5 賴林泉1 李京敬1 張海彬2 Charles Han3 Andrew H, Davis4 俞雁1*1上海交通大學農業與生物學院 獸醫生物技術上海市重點實驗室，上海 200240 2南京農業大學動物醫學院，南京 200095 3Research Institute of Interface Protein，Naperville，IL 60563 USA 4Rembrandt Enterprises Inc，Rembrandt， IA 50576 USA 5南京美卡貿易有限公司，南京 210012 摘 要：霉菌毒素是毒性很強的霉菌次生代謝產物，農作物的霉變是重要誘因。當被動物體食入、吸入或被皮膚吸收后，霉菌毒素常常會引起機能減退、疾病乃至死亡。導致飼料霉菌毒素污染的原因包括環境因素和飼料生產環節兩個方面。高溫高濕的環境會促進霉菌毒素的生長旺盛。近十年來霉菌毒素的研究因為與人類以及動物的健康和生產密切相關而不斷得到重視。因此，飼料原料有效的、低成本的、快速的檢測手段尤為重要。當前方法有使用高效液相色譜（HPLC），薄層色譜法（TLC）。此外，酶聯免疫吸附（ELISA）也被應用到快速檢測中。熒光偏振免疫法等新方法也逐步被應用，基于紅外光譜技術的方法也不斷被報導。防治農作物霉變的方法包括提早收割，合理干燥、設備處理和儲存加工。此外可以使用化學、生物、脫霉劑等來減少霉菌毒素的危害。 關鍵詞：飼料；霉菌毒素；霉菌毒素檢測；污染；防治 霉菌毒素研究相繼開展了霉菌毒素的分子結構測定、霉菌毒素的產生條件、霉菌毒素的毒理學、霉菌毒素降解等方面的研究。霉菌毒素的結構、化學、生物和毒理性是多種多樣的，不同情況下毒性也不同，這些影響因素包括攝入量、攝入時間長短、動物種類、性別、年齡、品系、生理狀態、營養狀況、環境條件（包括衛生狀況、溫度、空氣狀況、濕度、生產密度）以及最終同時存在于飼料和食品中的霉菌毒素之間的協同作用。盡管存在著諸多變異，霉菌毒素得毒性效果仍主要表現為致癌性、遺傳毒性、致畸性，還會引起腎中毒、肝中毒、生殖異常以及抑制免疫反應。因此，消除霉菌毒素，對保證動物健康，充分發揮動物的生產潛能有重大意義[1-4]。
1霉菌毒素的生物學特性及其危害 1.1 霉菌毒素的生物學特性 霉菌毒素是毒性很強的霉菌次生代謝產物，這些霉菌主要屬于鐮刀菌屬，青霉菌屬以及鏈格孢屬（Fusarium，Aspergillus，Penicillium及Alternaria species）。據估計，至少有300種這類真菌代謝物對人類和動物具有潛在毒性，但是為大眾熟知并被廣泛研究的只有黃曲霉毒素B1（AFB1），玉米赤霉烯酮（ZON），嘔吐毒素(DON)，T-2毒素，赭曲霉毒素(OTA)以及煙曲霉毒素(FUM)[5]。全球范圍內動物飼料、飼料原料和人類食品中都廣泛存在霉菌毒素，根據世界糧農組織的調查，世界上每年有25%的糧食受到已確認的霉菌毒素的污染。這些霉菌毒素可以通過被污染的谷物、飼料和由這些飼料喂養的動物所提供的動物性食品（奶、肉、蛋）進入我們的食物鏈。 純品霉菌毒素研究的實驗室條件非?？量?，需要類似進行SARS病毒操作的負壓環境和生物安全三級的實驗室，否則會危害研究者的健康。在實驗條件達不到要求時，對霉菌毒素進行研究，無異于冒險闖雷區。 1.2 飼料中常見的霉菌毒素種類及對畜禽的危害 研究表明飼料中黃曲霉毒素濃度高低與動物疫情流行有著密切關系，美國上世紀80年代在霉菌毒素爆發導致隨后豬大腸桿菌病流行；2003～2004年，亞洲各國動物疫情大規模爆發，與天氣異常導致谷物大量霉變有直接關系。據姚龍濤等報道，2006年江西“高熱病”發病豬群所飼喂飼料幾乎全部存在霉菌毒素含量超標或嚴重超標，更換合格飼料后，疫情控制的很快，緊急接種疫苗效果好。 美國霉菌毒素委員會的研究成果顯示，霉菌毒素的核心危害作用是對免疫系統的破壞及對免疫應答的強烈抑制，從而將動物預置于被感染的環境之中，導致對疾病的易感性增強，抗病力下降，這是目前中國養豬生產普遍存在而被忽略的領域。對免疫系統功能抑制作用最強的是黃曲霉毒素；對凝血系統破壞作用最強的也是黃曲霉毒素。飼料原料和配合飼料中幾種霉菌毒素同時存在是常見的現象。霉菌毒素間的協同作用對動物健康和生產性能的作用比任何一種霉菌毒素單獨作用的危害都要大[6]。霉菌毒素間的相互作用具有可加性和協同效應。如萎焉酸本身對動物毒性不大，但是當它和嘔吐毒素同時存在時，毒性就會增強。 1.3 飼料及原料受霉菌毒素污染的現狀 根據我國有關規定，以下各種霉菌毒素的允許最高限量如下表： 中國配合飼料中霉菌毒素最高限量
國家衛生標準霉菌毒素限量標準目錄（2005） 張子儀院士(2000)分別從華南、華北、華中的飼料廠、原料倉庫采集了109個樣品，使用酶聯免疫法測定了各樣品中的黃曲霉毒素B1、赭曲霉毒素、煙曲霉毒素、T-2毒素、玉米赤霉烯酮和嘔吐毒素的含量。結果顯示為：玉米中6種霉菌毒素污染均比較普遍，其中嘔吐毒素、煙曲霉毒素和玉米赤霉烯酮的污染嚴重；配合料中6種毒素檢出率均在90%以上，其中煙曲霉毒素和嘔吐毒素污染嚴重；蛋白質飼料（豆粕、魚粉）中黃曲霉毒素檢出率100%，其中，T-2 毒素97.8%，玉米赤霉烯酮92.9%，嘔吐毒素87.0%，赭曲霉毒素41.3%，煙曲霉毒素72.7%，而且6種毒素均有不同程度超標。 飼料原料中的霉菌毒素種類和含量也會隨著天氣狀況而不斷改變的。在常用的飼料原料中，玉米、麥類、稻谷等谷實飼料原料收獲后如不能及時曬干，水分含量為17%～18%時，是霉菌生長繁殖旺盛[8]。自然界中黃曲霉的環境耐受強，有氧條件下，花生和玉米是最好的繁殖場所，溫度25～ 2 飼料中霉菌毒素的檢測及防治 2.1 霉菌毒素的檢測方法 當畜禽出現拒食，飼料和谷物發熱，有輕度異味，色澤變暗，飼料結塊等跡象時應考慮飼料可能霉變。霉菌都是從霉菌孢子或菌絲體碎片開始生長的，霉菌生長時消耗了養分，代謝中有能量釋放，故使飼料變色、變味、發熱。菌絲體可與飼料縱橫交織，形成菌絲蛛網狀物，這些結構使飼料結塊，飼料、飼料原料結塊是飼料霉變的顯著特征。 不同的霉菌菌落各有其特征，通過顯微鏡觀察可進一步檢測確認。 曲霉屬的菌落顏色多樣，表面一般呈絨毛狀，起初為白色或灰白色，長出孢子后則顯現出不同的顏色，隨菌種而異；青霉屬的菌落大多呈灰綠色。菌落有絨狀、絮狀、繩狀和束狀4種類型。有的青霉菌菌落具有放射性皺褶，有的形成同心輪紋，有的在基質表面有滲出液。顯微鏡下觀察時可見到獨特的帚狀體結構；鐮刀菌屬的菌落一般呈白色絨毛狀，常產生可溶性色素。分生孢子有大小2種類型，顯微鏡下大型分生孢子大多呈鐮刀形，多隔；小型分生孢子有卵形、梨形、圓形和柱形等[15]。 TLC法是我國測定食品及飼料中霉菌毒素的國家標準方法之一，其原理是針對不同的樣品，用適宜的提取溶劑將霉菌毒素從樣品中提取出來，經柱層析凈化,再在薄層板上層析展開、分離，利用霉菌毒素的熒光性，根據熒光斑點的強弱與標準比較測定其最低含量[9]。TLC 法由于設備簡單，易于普及，所以國內外仍在使用，但該法樣品前處理繁瑣，且提取和凈化效果不夠理想，提取液中雜質較多，在展開時影響斑點的熒光強度，而雙向展開雖避免了雜質干擾，但增加了操作步驟和時間[16]。 HPLC法是近幾年發展起來的檢測霉菌毒素的方法，主要是用熒光檢測器檢測[10]，在適宜的流動相條件下，采用反相C18柱，使霉菌毒素同時分離。該法快速而準確，但需要昂貴的儀器設備，未能廣泛使用。用HPLC法檢測，方法簡便，純化效果好，最低檢出量0.08ng，回收率為92.87%，該法制柱方便，成本相對較低。 ELISA由于快速、靈敏、準確、可定量、操作簡便、無需貴重儀器設備，且對樣品純度要求不高，特別適用于大批量樣品的檢測。該方法在檢測霉菌毒素時靈敏度與TLC或HPLC 法相當或更高，具有廣闊的應用前景[11]。 主要用于黃曲霉毒素B1的快速檢測。基本原理是利用一系列不同含量的標準黃曲霉毒素B1進行抑菌試驗，測得各不同含量抑菌圈的大小，與標準曲線進行比較，計算出樣品的含量（張華，2004）。 氣相色譜法(Gas chromatography GC)近年來也被應用到高風險的飼料霉變污染的檢測中，但是它不及液相色譜法價廉、快速[12]；毛細電泳檢測法（Capillary electrophoresis）也有相關報道，結合熒光檢測非常準確有效，被應用到黃曲霉毒素和Fumonisins毒素檢測中。當然，平時我們更多依靠多種檢測手段共同驗證，以達到準確、高效。 2.2 霉菌毒素的防治 環境潮濕是霉菌繁殖最主要因素。霉菌的生長除了要求基質（糧食、飼料）有一定的營養、水分、PH等條件外，還需要適宜的溫度、濕度和氧氣。因此如能及時有效地控制這些條件，就能達到預防減少霉菌的滋生和毒素的產生[13]。 收獲后必須迅速干燥，把水分控制在一定范圍內，一般玉米、高梁、谷物等飼料水分宜控制在14％以下，大豆、豆餅、豆粕、麥類、次粉、糠麩類飼料水分宜控制在13％以下，菜籽餅粕、棉籽餅粕、花生餅粕、魚粉、肉粉及肉骨粉含水量宜控制在12％以下。 飼料加工后如果散熱不充分就裝袋、貯存，會因溫差導致水分凝結，極易引起飼料霉變。特別是在生產顆粒飼料時，要注意保證蒸汽的質量，調整好冷卻時間與所需空氣量，使出機顆粒的含水量和溫度達到規定的要求。一般含水量在12.5％以下，溫度一般可比室溫高3～5％。 飼料產品包裝袋要求密封性能好，如有破損應停止使用。應保證有良好的貯存條件，倉庫要通風、陰涼、干燥，飼料四周要留有空隙，保持空氣流通，相對濕度不超過70％。貯存過程中還應防止蟲害、鼠咬。運輸飼料產品應防止途中受到雨淋。 經過加工的飼料原料與配合飼料極易發霉，故在加工時可應用防霉劑。常用防霉劑主要有有機酸類或其鹽類，如丙酸、山梨酸、苯甲酸、乙酸及它們的鹽類。其中丙酸、丙酸鈉和丙酸鈣應用最廣。目前多采用復合酸抑制霉菌的方法（馬玉翔等，2003；汪莉，2003）[18]。 對于霉變飼料要進行去毒處理與合理應用。霉菌毒素的脫毒是指通過物理、化學、微生物學的方法，使飼料中的霉菌毒素得到不同程度的失活或去除。 物理脫毒法主要有水洗法、剔除法、脫胚去毒法、加熱和輻射法等。水洗法的脫毒效果因霉菌毒素的種類而異，如對于易于溶于水的串珠鐮刀菌素、丁烯酸內酯、展青霉素等去毒效果好。而對難溶于水的黃曲霉毒素、雜色曲霉毒素、玉米赤霉烯酮等去毒效果差。紫外線不僅可以殺死某些霉菌的菌體，而且可使某些霉菌毒素分解破壞。通?？捎酶邏汗療糇贤饩€大劑量照射處理發霉飼料，也可以用日光晾曬法處理發霉飼料。據報道，將受黃曲霉毒素污染的飼料經陽光照射，可收到脫毒效果[17]。 化學脫毒法主要是采用堿或氧化劑進行脫毒處理，如采用氨、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈣等進行脫毒處理，采用過氧化氫、次氯酸鈉、氯氣等氧化劑處理可使霉菌毒素降解失活。但對于大批量的飼料及原料采用上述物理、化學脫毒方法是沒法進行的，且經化學脫毒處理往往會降低飼料的營養品質和適口性[14]。 微生物脫毒法是篩選某些微生物，利用其生物轉化作用，使霉菌毒素破壞或轉變為低毒物質的方法。據報道，用無根根霉、米根霉、橙色黃桿菌等進行發酵處理，對去除糧食和飼料中黃曲霉毒素有較好效果。在含有黃曲霉毒素的肉雞日糧中添加啤酒酵母可降低黃曲霉毒素對肉雞的危害。體外試驗結果表明，添加一定量的酵母培養物可使88％的黃曲霉毒素被降解（Devegowda，1994）；酶解法主要是選用某些酶，利用其降解霉菌毒素，破壞或降低毒性。很多研究表明，酵母的細胞壁提取出葡甘露糖可以結合飼料谷物中大部分的黃曲霉毒素及玉米赤霉烯酮。研究（Devegowda，2000）發現，葡甘露糖具有降低多種霉菌毒素相互協同作用[20]。 吸附劑的吸附原理是使霉菌毒素在動物胃腸道內被緊密結合，使其不遷移，從而使霉菌毒素的生物轉化率降到最低。礦物吸附劑如活性炭、澎潤土、沸石、硅酸鹽及鋁硅酸鹽等，具有很強的吸附作用，添加到飼料產品后，可以吸附飼料中的霉菌毒素，減少動物消化道對霉菌毒素的吸收。吸附劑對霉菌毒素的吸附效果與其分子結構的吸附能力以及霉菌毒素的特性有關。理想的霉菌毒素吸附劑應具有：能廣譜吸附多種霉菌毒素，在飼料中使用量低，且有效；能在飼料中迅速均勻地混合；在制備顆粒、膨化料和飼料儲存期間具有較強的穩定性；盡可能少吸附飼料中的維生素、微量元素或其他營養物質；具有高穩定性，排出后可被生物降解（Declan O，Sullivan, 2003）[21]。 添加蛋氨酸可以減輕霉菌毒素特別是黃曲霉毒素對動物的有害作用。在飼料中添加硒也同樣具有保護肝細胞不受損害和保護肝臟的生物轉化功能的作用，從而減輕黃曲霉毒素的危害。歐洲在人類保肝藥物中添加水飛薊黃酮提取物已經有幾百年的歷史，有研究者把類似提取物添加在飼料中，效果明顯[19, 22]。 世界衛生組織長期以來一直倡導解決飼料中霉菌毒素的污染問題，在全球范圍內加強對原料的監督是勢在必行的。植物源性和動物源性的飼料原料要保證采購、生產、存儲、運輸過程中的絕對安全，科研工作者要及時為飼料工業提供最新相關資訊和研究進展，以加強人們對霉菌毒素的認知。 參考文獻略 |
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