◆作者:侯楠楠 謝全喜 王 梅 王 倩 谷 巍
◆單位:山東寶來(lái)利來(lái)生物工程股份有限公司,山東省動(dòng)物微生態(tài)制劑省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
霉菌毒素又叫真菌毒素,是由曲霉菌、青霉菌以及鐮刀菌等不同類型真菌產(chǎn)生的一種能夠污染谷物及飼料的有毒次生代謝產(chǎn)物,目前已發(fā)現(xiàn)大約有300~400 種霉菌毒素。不同霉菌生長(zhǎng)所需的環(huán)境不同,北方地區(qū)寒冷干燥,適合青霉菌、禾谷鐮刀菌等的生長(zhǎng);南方高溫高濕,通常容易滋生黃曲霉菌、煙曲霉菌等(張治成,2019)。采食霉菌毒素可能導(dǎo)致動(dòng)物生長(zhǎng)受阻、繁殖機(jī)能下降、組織壞死、免疫抑制、致癌及基因突變等。其中黃曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1)被歸為國(guó)際一級(jí)致癌物;玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)是一種類雌激素,主要損害畜禽生殖系統(tǒng);嘔吐毒素(vomitoxin,DON)主要引起嘔吐綜合癥(黃鑫,2018)。Danicke 等研究發(fā)現(xiàn),玉米赤霉烯酮及代謝產(chǎn)物的攝入會(huì)造成奶牛瘤胃發(fā)酵性能的改變并影響膽汁的形成;張立泰研究發(fā)現(xiàn),日糧中黃曲霉毒素B1含量達(dá)到100 μg/kg 以上時(shí),肥育豬生長(zhǎng)性能下降,血液肝臟功能受到損害(張立泰,2018;DANICKE S,2014)
谷物飼料中霉菌毒素污染是國(guó)內(nèi)外畜牧產(chǎn)業(yè)鏈中的重大危害。霉菌毒素超標(biāo)會(huì)造成重大經(jīng)濟(jì)損失,威脅動(dòng)物及人類健康。國(guó)際糧農(nóng)組織預(yù)測(cè),全球25%的糧食作物,包括許多基本食物,會(huì)受到霉菌產(chǎn)生的霉菌毒素的影響,每年由此造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)千億美元(FINK-GRERNMELS J,1999)。霉菌毒素的污染對(duì)畜禽業(yè)和飼料工業(yè)發(fā)展的危害已是不容忽視的問題。本文分析了2019 年從市場(chǎng)上收集的飼料及原料霉菌毒素污染情況及變化趨勢(shì),為同仁提供參考。
2019 年1-11 月,寶來(lái)利來(lái)公司收檢的405 份樣品,樣品主要來(lái)自山東、河南、江蘇、東北等地區(qū)。
FW-100 型高速萬(wàn)能粉碎機(jī):北京永光明醫(yī)療器械有限公司;FA1004 電子分析天平:精密科學(xué)儀器有限公司;XK80-A 型漩渦混勻儀:江蘇新康;LD5-2A低速離心機(jī):北京京立離心機(jī)有限公司;F50 酶標(biāo)儀:上海肯帝;甲醇(分析純):北京化工廠;氯化鈉(分析純):天津博迪化工股份有限公司;黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素檢測(cè)試劑盒:河北伊萊莎生物技術(shù)有限公司。
結(jié)合飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)并參照畜禽養(yǎng)殖業(yè)實(shí)際應(yīng)用情況,本試驗(yàn)采用酶聯(lián)免疫法。將樣品粉碎后,稱取適量質(zhì)量樣品,加入提取液(甲醇水或去離子水)提取,震蕩10 min,4000 r/min 離心5 min,過濾,收集濾液備用,具體操作步驟參照霉菌毒素檢測(cè)試劑盒說明書進(jìn)行。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 軟件進(jìn)行初步處理后。以檢測(cè)試劑盒的檢出限為參照,黃曲霉毒素B1檢測(cè)限2.0 μg/kg,玉米赤霉烯酮20.0 μg/kg,嘔吐毒素100.0 μg/kg,以樣品毒素濃度超過檢測(cè)限判定為陽(yáng)性;超標(biāo)限參照GB 13078-2017《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求,黃曲霉毒素B120.0 μg/kg;玉米赤霉烯酮500.0 μg/kg;原料中嘔吐毒素標(biāo)準(zhǔn)為3000.0 μg/kg,配合飼料中嘔吐毒素標(biāo)準(zhǔn)為1000.0 μg/kg。
由表1 可以看出,2019 收檢飼料及原料樣品黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素三種毒素檢出率分別是 89.00% 、90.71%、93.22%,表明飼料及原料受這3 種毒素污染的現(xiàn)象非常普遍,以嘔吐毒素檢出最為突出。被檢樣品毒素超標(biāo)率是16.20%,其中黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素三種毒素超標(biāo)率分別是9.11%、13.62%、27.42%,同樣嘔吐毒素超標(biāo)率最高。同時(shí)收檢樣品嘔吐毒素的均值為1025.20 μg/kg 高于GB 13078-2017《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(豬配合飼料≤1000 μg/kg)。
由表2 可以看出,玉米嘔吐毒素的檢出率為94.23%,超標(biāo)率為23.08%,最高值2066.90 μg/kg。其次是黃曲霉毒素B1檢出率78.79%,超標(biāo)率10.61%。但收檢玉米黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素三種毒素檢測(cè)均值分別為7.91、91.78、551.70 μg/kg,均在GB 13078-2017《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》范圍內(nèi)。
表1 2019 年(1-11 月)收檢飼料及原料霉菌毒素檢測(cè)結(jié)果
表2 2019 年(1-11 月)收檢玉米霉菌毒素檢測(cè)結(jié)果
從表3 的檢測(cè)結(jié)果可知,玉米副產(chǎn)物中黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素三種毒素檢出率均≥95.00%,黃曲霉毒素B1最高。三種毒素超標(biāo)率分別是33.33%、39.53%、57.14%,嘔吐毒素最高。同時(shí)三種毒素的均值22.23、516.63、3203.55 μg/kg 均高于GB 13078-2017《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求,嘔吐毒素最高是限量標(biāo)準(zhǔn)的3.2 倍。
由表4 可知,配合飼料中嘔吐毒素檢出率是98.62%,超標(biāo)率23.45%,最高值7993.6 μg/kg。玉米赤霉烯酮檢出率較高96.84%,超 標(biāo) 率9.49% , 均 值218.18 μg/kg符合GB 13078-2017《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求(配合飼料≤500 μg/kg)。但個(gè)別樣品玉米赤霉烯酮超標(biāo)嚴(yán)重,最高檢出結(jié)果3340.30 μg/kg,是 GB 13078-2017《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(配合飼料≤500 μg/kg)的6.68 倍。
由表5 可知,2019 年收檢發(fā)酵飼料霉菌毒素檢出率為91.11%,超標(biāo)率14.67%。其中嘔吐毒素檢出率86.76%低于平均值,但超標(biāo)率26.47%遠(yuǎn)高于平均值,與配合飼料的檢測(cè)結(jié)果相類似。玉米赤霉烯酮檢出率91.04%,超標(biāo)率14.93%,樣品均值255.96 μg/kg,參照GB 13078-2017 《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求作為豬用飼料使用時(shí)需謹(jǐn)慎。
表3 2019 年(1-11 月)收檢玉米副產(chǎn)物霉菌毒素檢測(cè)結(jié)果
表4 2019 年(1-11 月)收檢配合飼料霉菌毒素檢測(cè)結(jié)果
表5 2019 年(1-11 月)發(fā)酵飼料中三種毒素污染情況
本研究共收檢了全國(guó)部分地區(qū)飼料及原料樣品405 份,毒素檢出率在90.85%左右,表明飼料及原料中霉菌毒素污染非常普遍,且存在多種霉菌毒素共存現(xiàn)象。嘔吐毒素檢出率為93.22%最高,表明2019 年飼料及原料中嘔吐毒素整體呈現(xiàn)污染面廣、污染程度高的現(xiàn)象,建議廣大飼料行業(yè)同仁警惕該毒素的污染情況,這也與周建川(2018)研究報(bào)道較一致。分析原因,飼料及原料在收獲前、儲(chǔ)存期間或飼喂期間都可能受到幾種真菌代謝物的污染。受污染的飼料會(huì)對(duì)家畜的生產(chǎn)性能和健康產(chǎn)生不利影響,并可能危害人體健康。因此做好霉菌毒素的消除工作,是目前學(xué)者迫切要解決的重要問題(黃鑫,2018)。
玉米含豐富的氨基酸、糖類、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分,在日糧中添加比例在50%~70%。分析發(fā)現(xiàn),2019 年收檢玉米毒素檢出率為78.49%,低于2019 年飼料及原料平均檢出率。黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素三種毒素超標(biāo)率均高于2018 年山東省玉米霉菌毒素的調(diào)查結(jié)果(朱鳳華,2019)。這可能與收檢樣品的產(chǎn)地有關(guān),例如東北玉米一般水分偏高,東北玉米種植帶后期持續(xù)潮濕,這就導(dǎo)致在田間、在存儲(chǔ)過程中霉菌都有可能生長(zhǎng)。梁?。?017)也有報(bào)道玉米中嘔吐毒素的含量從山西北部到山西南部呈降低趨勢(shì)。
收檢玉米副產(chǎn)物主要有玉米蛋白粉、玉米皮、玉米胚芽粕、DDGS 等,毒素超標(biāo)率是44.07%,遠(yuǎn)高于其它樣品,表明玉米副產(chǎn)物霉菌毒素污染面積廣且污染嚴(yán)重,這與之前學(xué)者的研究結(jié)果也是比較一致的(李維,2018)。玉米DDGS 含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸等,它經(jīng)過發(fā)酵濃縮了3 倍的玉米營(yíng)養(yǎng)成分的同時(shí)霉菌毒素也得到了濃縮,因此玉米副產(chǎn)物霉菌毒素的污染不但普遍而且檢出水平更高。為了保護(hù)動(dòng)物的健康及動(dòng)物性食品的安全,我們必須對(duì)其予以特別關(guān)注及嚴(yán)格監(jiān)控。
配合飼料中嘔吐毒素檢出率是98.62%,超標(biāo)率23.45%,最高 值 7993.6 μg/kg 是 GB 13078-2017《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(豬配合飼料≤1000 μg/kg)的7.99倍。這一檢測(cè)結(jié)果與2018 年相比,污染加重,建議廣大飼料行業(yè)同仁應(yīng)重點(diǎn)把控嘔吐毒素污染(朱風(fēng)華,2019)。
發(fā)酵飼料黃曲霉毒素B1檢出率92.22%,超標(biāo)率5.56%,這與劉鳳芝2017 年研究結(jié)果相似。研究發(fā)現(xiàn),飼料經(jīng)過發(fā)酵不僅不會(huì)產(chǎn)生毒素,利用生物法反而會(huì)對(duì)原料中的毒素起到一定的降解作用(劉金海,2012)。李加友(2016)研究發(fā)現(xiàn)被黃曲霉毒素污染的玉米添加少量麩皮、尿素使用產(chǎn)朊假絲酵母菌發(fā)酵后,黃曲霉毒素由230 μg/kg 下降至8.7 μg/kg。但從檢測(cè)結(jié)果中發(fā)現(xiàn),發(fā)酵料的毒素超標(biāo)率反而高于配合飼料,可能與發(fā)酵料選擇的發(fā)酵原料有關(guān)。對(duì)發(fā)酵料的原料進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)以玉米副產(chǎn)物作為原料的發(fā)酵料,毒素更容易超標(biāo),因此推斷發(fā)酵料毒素更大可能是來(lái)自飼料原料本身。
生物降解法降解霉菌毒素,是可以通過微生物產(chǎn)生的胞內(nèi)、胞外酶降解毒素分子,將毒素分子降解成為無(wú)毒產(chǎn)物的過程(LAHTINEN S J,2004)。周露等發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的P.ostreatus P1 對(duì)黃曲霉毒素B1的降解高達(dá)82.43%(周露,2014);如Das 等將P.ostreatus GHBBF10 和P.ostreatus MTCC142 與黃曲霉在稻草中共培養(yǎng),這兩種糙皮側(cè)耳均能抑制黃曲霉的生長(zhǎng),并能有效地降解黃曲霉毒素B1,最高降解率可達(dá)89.41 %(DAS A,2014)。生物降解霉菌毒素還可以依靠自身的吸附能力如細(xì)胞壁糖、酸等作用使菌體- 毒素復(fù)合物達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),起到降低毒素生物利用度的作用,使其不易被機(jī)體吸收,進(jìn)而排出體外。據(jù)報(bào)道,很多乳酸菌、酵母菌的菌體都能夠結(jié)合黃曲霉,降低黃曲霉在體能的活性(黃巍,2019);Lahtinen 等的研究也表明,微生物細(xì)胞壁的肽聚糖對(duì)毒素的脫毒起到關(guān)鍵作用(LAHTINEN S J,2004);劉暢研究發(fā)現(xiàn):酸處理后能夠增加細(xì)胞壁的凹凸程度,凹凸程度的增加一方面增加了細(xì)胞壁的通透性,細(xì)胞表面一些新的吸附位點(diǎn)暴露出來(lái),另一方面增加了細(xì)胞與毒素的接觸面積,提高了吸附能力(劉暢,2010)。
2019 年收檢霉菌毒素的檢測(cè)結(jié)果表明,飼料及原料普遍存在霉菌毒素污染的現(xiàn)象,毒素檢出 率 為90.85% , 超 標(biāo) 率 為16.20%,其中嘔吐毒素超標(biāo)率最高,其次是玉米赤霉烯酮、黃曲霉毒素B1。嘔吐毒素是近年來(lái)飼料行業(yè)超標(biāo)率最嚴(yán)重的一種毒素,廣大飼料行業(yè)同仁需高度重視。收檢玉米副產(chǎn)物,三種毒素的均值均高于《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》,使用時(shí)需嚴(yán)格把控添加量;發(fā)酵飼料中玉米赤霉烯酮含量較高,在用作豬配合飼料時(shí)需注意。
參考文獻(xiàn):(略)