■ 肖長峰 朱明芬 潘雪男 盧永紅
(1.上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所,上海201106;2.上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院莊行綜合試驗站,上海201415)
霉菌是一類真菌,含有菌絲狀結(jié)構(gòu)(絲狀或線狀),或者形成孢子體。在水分高于12%、溫度為25~30℃、濕度達(dá)到80%、通風(fēng)有氧以及較長的儲存期等適宜環(huán)境下,霉菌就會生長繁殖,并產(chǎn)生霉菌毒素[1]。
霉菌毒素種類多達(dá)數(shù)百種,飼料中常見的霉菌毒素主要有黃曲霉毒素B1(AFB1)、玉米赤霉烯酮(ZEN)、嘔吐毒素(DON)、T-2毒素、煙曲霉毒素(FUM)、赭曲霉毒素 A(OTA)等[2-3]。
谷物等飼料原料在田間、收獲、儲藏、加工等諸多環(huán)節(jié)均可受到霉菌感染,因此飼料受霉菌毒素污染的現(xiàn)象十分普遍,導(dǎo)致畜禽死亡、生產(chǎn)力下降、繁殖機能障礙等畜禽霉菌毒素中毒事件屢有發(fā)生。同時,霉菌毒素在畜禽產(chǎn)品中殘留,給人類健康帶來極大的安全隱患。因此,防止霉菌生長,去除霉菌毒素成為國內(nèi)外研究的熱點。
美國食品和農(nóng)業(yè)組織(FAO)估測顯示,全球大約有25%的谷物受到霉菌毒素的污染。Bara(2008)[4]調(diào)查發(fā)現(xiàn),75%的谷物和53%的玉米結(jié)塊樣品檢出AFB1;雛雞、青年期和產(chǎn)蛋期雞飼料AFB1檢出率分別為60%、46%和37%。陳心儀(2011)[5]采集全國18個省(市)的飼料原料、配合飼料等共計171份,使用酶聯(lián)免疫法測定樣品中AFB1、OTA、T-2、ZEN、FUM及DON含量,發(fā)現(xiàn)6種霉菌毒素檢出率均為100%。王金勇等(2013)[6]抽取全國各地841份飼料和原料樣品檢測,結(jié)果顯示豬料、禽料中DON、FUM和ZEN污染較為嚴(yán)重,AFB1和OTA污染程度較低;奶牛精料中DON、FUM和ZEN陽性檢出率較高,OTA較低;水產(chǎn)料中DON污染比較嚴(yán)重。此外,如小麥、玉米、麩皮、餅粕等飼料原料都受霉菌毒素污染較為嚴(yán)重,而且不同原料所受霉菌毒素污染的種類也不同,不同產(chǎn)區(qū)的污染程度差異很大。王政等(2013)[7]對上海浦東地區(qū)飼料及原料的調(diào)查顯示,本地區(qū)霉菌毒素污染主要以DON、OTA和ZEN為主,同時被2~3種霉菌毒素污染的樣品達(dá)到65.02%。
飼料被霉菌污染后,在適宜條件下,霉菌大量繁殖并產(chǎn)生霉菌毒素;霉菌會消耗有價值的飼料養(yǎng)分,如維生素和氨基酸,并將能量轉(zhuǎn)化為水和CO2。霉菌可消耗飼料或谷物中的碳水化合物,導(dǎo)致飼料和谷物溫度升高[1]。飼料霉變后會降低飼料的營養(yǎng)素含量,影響適口性,導(dǎo)致動物采食量下降,嚴(yán)重者甚至完全喪失營養(yǎng)價值。
霉菌飼料對動物具有很強的毒副作用。動物一次性攝入含有大量霉菌毒素的飼料會急性中毒,且多為急性肝壞死。攝入低含量的霉菌毒素也會導(dǎo)致畜禽生長受阻,免疫機能降低,繁殖性能下降,長期少量攝入則會引發(fā)慢性中毒或癌變。Betina(1984)[3]研究表明,AFB1可引起火雞、肉雞、豬、小白鼠、豚鼠及家兔等動物發(fā)生免疫抑制,它能與DNA、RNA結(jié)合,并抑制其合成,引起胸腺發(fā)育不良和萎縮,淋巴細(xì)胞生成減少;影響肝臟和巨噬細(xì)胞的功能,抑制補體C4的產(chǎn)生,抑制T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生白細(xì)胞介素及其它淋巴因子;能通過胎盤影響胎兒組織器官的發(fā)育。Muller等(1999)[8]研究表明,免疫系統(tǒng)對OTA的敏感性遠(yuǎn)高于其他器官,是較強的免疫抑制物。Haubeck等(1981)[9]研究表明,5 ng/kg體重的OTA就會抑制小鼠的免疫反應(yīng)。Muller等(1995)[10]報道,OTA能引起B(yǎng)淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)的抑制。對于體液免疫,OTA能導(dǎo)致IgG、IgA、IgM免疫球蛋白的衰退。
Southern等(1979)[11]給育成豬飼喂含有不同水平(0.02、0.385、0.75、1.48 mg/kg)AFB1的飼糧,當(dāng)AFB1含量在0.385 mg/kg以上時,平均日增重隨濃度的升高呈線性降低。豬對DON很敏感,豬攝入0.5 mg/kg體重的DON,5~7 min后即可開始嘔吐。當(dāng)飼料中含有1 mg/kg以上的DON時可引起豬生長緩慢,采食量顯著下降,飼料攝入量降低與飼料中DON濃度升高呈線性關(guān)系[12]。Glavitis等(1995)[13]研究表明,妊娠母豬采食含ZEN的日糧會導(dǎo)致死胎、木乃伊胎、流產(chǎn)或新生仔豬死亡,以及產(chǎn)后發(fā)情不正常。Garlich等(1973)[14]研究發(fā)現(xiàn),AFB1中毒會導(dǎo)致蛋雞的產(chǎn)蛋量和蛋重的降低,且存在延遲性效應(yīng)。Iqbal等(1983)[15]飼喂白來航母雞不同水平的AFB1(3個周期,每個周期28 d),飼喂含量達(dá)到2 mg/kg時,蛋雞的飼料效率下降。Wash?burn等(1985)[16]研究報道,飼喂蛋雞含AFB15 mg/kg日糧的3周對蛋殼強度無不利影響,但蛋重顯著降低。Ogido等(2004)[17]研究報道,日本鵪鶉飼喂采食含AFB150 μg/kg的飼料140 d,飼料消耗增加,而蛋重下降。Cotter等(1997)[18]研究報道,肉種雞母雞飼喂含AFB1的日糧可使其孵化率下降。Mohan等(2008)[19]研究報道,對未成年的公雞每天每只飼喂AFB1200 μg,連續(xù)35 d,對睪丸生殖上皮造成了不良影響。
Fink(1989)[20]報道,由于AFB1和OTA代謝較慢,在肉中的檢出率較高,而單端孢霉烯很快代謝,基本沒有殘留,只有在很高的濃度時才會在肉和奶中出現(xiàn)殘留。Trucksess等(1983)[21]在飼喂污染飼料的母雞所產(chǎn)的雞蛋中檢測到AFB1,去除污染飼料7 d后僅有痕量存在于蛋中;同時發(fā)現(xiàn)AFB1在腎臟、肝臟、肌肉、血液和卵巢等機體組織中均存在。Zaghini等(2005)[22]研究報道,對產(chǎn)蛋母雞飼喂AFB1含量為2.5 mg/kg的飼料4周,蛋重和蛋殼重降低,蛋清中蛋白質(zhì)含量升高。Madsen等(1982)[23]研究發(fā)現(xiàn),存在OTA由飼料向肉中轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。
谷物在收獲、儲存、運輸、飼料配制過程和加工后的調(diào)質(zhì)中的任一階段均可引發(fā)霉菌污染。霉菌在適宜條件下即可生長繁殖,因此加強飼料的各個環(huán)節(jié)的監(jiān)管尤為重要。霉菌的生長繁殖條件主要有溫度、濕度、氧氣、水分和pH值環(huán)境等。防止霉變的主要措施應(yīng)從破壞霉菌的生長條件著手,以達(dá)到抑制霉菌生長的目的[24]。首先谷物收割要選擇合適的時間,嚴(yán)禁陰雨天氣收割,并且要減少收割過程中對谷物的損傷,保證原料的完整性。飼料的儲藏過程中,保證飼料倉庫及加工設(shè)備干凈且無污染,保持倉庫低溫、通風(fēng)干燥。另外,飼料在加工過程中(制粒等)易出現(xiàn)升溫現(xiàn)象,因此,必須先進(jìn)行冷卻處理后再包裝和儲存。要定期查看并檢測飼料,確保早發(fā)現(xiàn)并及時采取補救措施,防患于未然。
姜淼等(2013)[25]研究發(fā)現(xiàn),物理過篩可有效去除含霉菌毒素多的破碎粒和雜質(zhì),從而降低玉米原料中DON、ZEN和AFB1的含量。在實際飼料生產(chǎn)中采用物理過篩法可有效降低玉米原料中霉菌毒素的含量,減少家畜感染疾病的風(fēng)險。
物理法主要是利用霉菌毒素吸附劑吸附霉菌毒素,常用的吸附劑主要有活性炭、硅鋁酸鹽類和甘露聚糖等。飼料中添加5%的膨潤土(硅鋁酸鹽類)可消除由T-2毒素引起的動物生長抑制和拒飼現(xiàn)象[26]。在日糧中添加0.5%的水合鋁硅酸鈉鈣可顯著減輕AFB1(含量為7.5 mg/kg)對蛋雞及肉仔雞的毒害作用[27]。在AFB1含量為922 μg/kg的日糧中添加1%的黏土(鈉基膨潤土)可減輕黃曲霉毒素對斷奶仔豬及生長豬生長及礦物質(zhì)代謝的不良影響[28]。在AFB1含量分別為500 μg/kg和800 μg/kg的日糧中添加0.5%的黏土可明顯減輕黃曲霉毒素對斷奶仔豬的不良作用。但黏土類型不同,其抗毒效果也不同[29]。齊娟等(2012)[30]對不同酯化葡甘露聚糖體(EGM)外吸附霉菌毒素能力的比較研究發(fā)現(xiàn),磷酸化EGM1號對AFB1、DON、ZEN、FB1的吸附力分別為400.30、182.64、398.19、356.45 μg/g,極顯著高于其他各處理,并優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品。
活性炭對霉菌毒素的吸附能力很強,但其選擇吸附能力較差,容易被飼料中的營養(yǎng)物質(zhì)占據(jù)吸附位點而失去對霉菌毒素的吸附能力,且占用飼料容積大,實用性不強。
化學(xué)法去除霉菌毒素主要是利用氫氧化鈣、單乙胺、臭氧或氨等化學(xué)物質(zhì)對霉菌毒素的破壞作用。目前國外廣泛應(yīng)用氨的化合物去除飼料中黃曲霉毒素。但是某種化學(xué)物質(zhì)只能對某種毒素有效而對其他毒素不能降解,并且在飼料中的殘留量很高,從而影響飼料的適口性和安全性,易對動物產(chǎn)生不利影響[31-32]。
由于常規(guī)吸附法、化學(xué)法等均存在某些缺陷,因此高效、專一并對飼料和環(huán)境不造成污染的生物酶法成為近年的新熱點。暨南大學(xué)微生物技術(shù)研究所的姚冬生教授等發(fā)現(xiàn)并分離出了AFB1解毒酶(又稱AFB1分解酶),相關(guān)產(chǎn)品“飼用AFB1分解酶”獲得農(nóng)業(yè)部頒布的飼料和飼料添加劑新產(chǎn)品證書。曹紅等(2010)[33]在含有AFB1的嶺南黃肉仔雞日糧中添加AFB1解毒酶后,通過肉仔雞的生長性能和血清指標(biāo)的測定及對肝臟組織切片的觀察發(fā)現(xiàn),AFB1解毒酶能一定程度地改善肉仔雞的平均日采食量、日增重和末重以及血清學(xué)指標(biāo),并能顯著降低毒素在肝臟和血液中的殘留,減弱毒素對肝臟的損傷。
隨著研究的不斷深入,更多的霉菌毒素解毒酶將被研制并應(yīng)用到畜牧業(yè)中,而逐漸取代傳統(tǒng)的脫毒法。
飼料霉菌毒素污染不僅導(dǎo)致飼料適口性下降和營養(yǎng)物質(zhì)損失,而且導(dǎo)致動物的免疫抑制和生產(chǎn)性能下降甚至死亡,嚴(yán)重影響畜牧業(yè)的健康發(fā)展。更為嚴(yán)重的是,由于飼料霉菌毒素在畜產(chǎn)品中殘留而轉(zhuǎn)移至人體,對人類健康帶來嚴(yán)重危害。因此,飼料霉菌毒素的預(yù)防、脫毒技術(shù)和產(chǎn)品的研究十分迫切。