戴德淵
(重慶市畜牧科學(xué)院,重慶 400015)
糧食作物和飼料的霉菌污染是世界性問題,在我國也普遍存在,特別在南方地區(qū)尤為突出。張丞等收集2009年1~12月來自全國各地的飼料和原料樣品共244份進(jìn)行了霉菌毒素污染情況普查,共2 023項(xiàng)次檢測(cè),其中779項(xiàng)次呈陽性,陽性率為38.5%,樣品中多種霉菌毒素共同存在的現(xiàn)象很普遍,含有兩種或者兩種以上霉菌毒素的樣品約占80%,特別是檢測(cè)到4種及以上霉菌毒素的樣品達(dá)到55.3%[1]。受到霉菌污染的飼料不僅嚴(yán)重危害畜禽的生理機(jī)能,同時(shí)也危及動(dòng)物性食品安全。飼料霉菌毒素的危害應(yīng)當(dāng)引起高度關(guān)注,因此,使之得到有效控制。
霉菌的生長(zhǎng)繁殖,不僅破壞飼料原料的營(yíng)養(yǎng)成分,而且還能產(chǎn)生對(duì)動(dòng)物和人類都具有較大毒性的次級(jí)代謝產(chǎn)物霉菌毒素。目前已知可產(chǎn)生毒素的霉菌有150余種,霉菌毒素約有200種[2]。
霉菌毒素主要由4種霉菌屬產(chǎn)生,曲霉菌屬主要分泌黃曲霉毒素(AF)、赭曲霉毒素(OT)和雜色曲霉毒素等;鐮刀菌屬主要分泌T-2毒素(T-2 Toxin)、蛇形毒素(DAS)、嘔吐毒素(DON)、玉米赤霉烯酮(ZEN)和伏馬鐮刀毒素(又稱煙曲霉毒素)等;青霉菌屬主要分泌赭曲霉毒素和多種青霉毒素;麥角菌屬主要分泌麥角毒素等[3-5]。
黃曲霉毒素(AF)是最為人們所知的霉菌毒素,主要有AFB1、AFB2、AFG1、AFG2,都對(duì)動(dòng)物有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性、致癌性和致畸性??梢鸶闻K、胃腸和免疫系統(tǒng)出現(xiàn)病變,引發(fā)動(dòng)物的肝癌、腎癌、胃癌等。其中AFB1的毒性最強(qiáng)、危害最大,其毒性是氰化鉀的10倍、砒霜的68倍。
AF的中毒程度與飼喂量、動(dòng)物種類、動(dòng)物年齡及營(yíng)養(yǎng)狀況等有關(guān)。有研究表明,泌乳母豬的日糧含AF>0.5mg·kg-1,則會(huì)造成乳汁中的毒素殘留量升高,進(jìn)而引起乳豬生長(zhǎng)緩慢。對(duì)于生長(zhǎng)豬,日糧中 AF>0.2mg·kg-1,其生長(zhǎng)速度降低;即使AF<0.1mg·kg-1,也會(huì)在肝臟中殘留。AF也可使家禽生長(zhǎng)受阻,飼料轉(zhuǎn)化率下降,死亡率增加,產(chǎn)蛋下降,腿病增加,胴體受污染。幼齡動(dòng)物、快速生長(zhǎng)的動(dòng)物對(duì)AF最敏感,胎兒也易受低濃度AF的影響致畸和死胎。AF對(duì)動(dòng)物的影響順序?yàn)橥茫拘▲啠净痣u>小雞>豬>其他單胃動(dòng)物>反芻動(dòng)物。
赭曲霉毒素(OT)主要包括A、B、C、D 4種毒素,最常見的是赭曲霉毒素A。赭曲霉毒素A是一種很強(qiáng)的腎毒素,主要對(duì)機(jī)體腎臟泌尿系統(tǒng)的損傷,表現(xiàn)為腎實(shí)質(zhì)變性、間質(zhì)纖維化、腎小管萎縮等特征[6]。豬對(duì)赭曲霉素A十分敏感,其在飼料中含量>1.4mg·kg-1時(shí)中毒癥狀非常嚴(yán)重,在連續(xù)幾周飼喂0.2mg·kg-1低量的赭曲霉毒素后,即可誘發(fā)腎臟病變。而家禽嚴(yán)重中毒則表現(xiàn)為關(guān)節(jié)和腹腔尿酸鹽沉積,同時(shí)多尿引起大量稀糞。產(chǎn)蛋雞會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)蛋下降,并且蛋殼上出現(xiàn)黃色斑點(diǎn),蛋殼質(zhì)量變差,種雞的受精率和胚胎成活率也會(huì)下降。
玉米赤霉烯酮(ZEN)具有類似雌激素的作用。豬對(duì)ZEN敏感,其他動(dòng)物對(duì)ZEN的耐受性較強(qiáng)。主要可引起母豬“雌激素綜合征”、公豬“雌性化綜合征”及小豬后腿外張和腹瀉等。飼料中含有ZEN 1~5mg·kg-1,可使小母豬出現(xiàn)假發(fā)情或提前發(fā)情,外陰部紅腫,乳腺腫大;后備母豬和斷奶母豬黃體滯留,不發(fā)情,假妊娠;增加妊娠母豬發(fā)生流產(chǎn)和死胎的可能;種公豬睪丸縮小,性欲降低。
伏馬鐮刀菌毒素又稱煙曲霉毒素,可使腦白質(zhì)液化性壞死,引起豬肺水腫病等。其在熱環(huán)境下極為穩(wěn)定,目前尚無有效的去毒方法。家禽的伏馬鐮刀菌毒素中毒會(huì)引起尖峰死亡綜合征,癥狀為癱瘓、頸部和四肢外展、步態(tài)不穩(wěn)、呼吸急促和體重下降。
嘔吐毒素(DON)中毒的臨床表現(xiàn)為厭食、嘔吐、脫毛及組織出血,免疫機(jī)能下降。豬最初表現(xiàn)為拒食,隨后采食減少;如果豬只饑餓時(shí)給料會(huì)采食,接著就會(huì)嘔吐,故稱之為嘔吐毒素。
T-2毒素是脂溶性霉菌毒素,能溶入細(xì)胞膜,從而引起細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能改變、白細(xì)胞介素-2和T淋巴細(xì)胞等淋巴因子數(shù)量減少,機(jī)能降低,破壞皮膚黏膜的完整性,抑制白細(xì)胞和補(bǔ)體C3的生成,降低機(jī)體免疫應(yīng)答能力。T-2毒素引起口腔潰瘍及生產(chǎn)性能下降是家禽生產(chǎn)中常見的難題。
麥角毒素是由于黑麥、燕麥和多年生黑麥草等麥類受到麥角菌屬污染而產(chǎn)生。這種毒素主要侵害神經(jīng)系統(tǒng),刺激胃黏膜,使豬精神沉郁,采食減少,增重下降,后肢跛行,嚴(yán)重者尾巴、耳和蹄部壞死。
玉米、小麥及稻谷等作物要在田間種植過程中降低霉菌的形成。通過改進(jìn)植物遺傳選育方法,選育抗真菌的優(yōu)良作物品種,翻耕作物收獲的殘留物以及適時(shí)收獲等措施,可首先減少霉菌的污染。晾曬干燥和收儲(chǔ)階段的控制也很主要,控制各種原料水分,使霉菌處于無代謝活性狀態(tài),霉菌毒素形成即可大大降低。應(yīng)注意飼料原料水分盡可能低于12%,倉儲(chǔ)相對(duì)濕度低于60%,儲(chǔ)藏溫度低于20℃,篩選谷粒飽滿無雜質(zhì)無破損,控制鼠害和蟲害及紫外線照射滅菌等。
國家糧食標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定玉米、高粱、稻谷等原料的含水量不應(yīng)超過14%;大豆及其餅粕、麥類、糠麩類、甘薯干、木薯干、草粉類的含水量不應(yīng)超過13%;棉籽、餅粕類、魚粉、骨粉及肉骨粉等的含水量不應(yīng)超過12%。并且原料應(yīng)堅(jiān)持先進(jìn)先出的原則,盡量縮短庫存時(shí)間[7]。
配合顆粒飼料的加工由于需要蒸汽調(diào)質(zhì),其水分控制至關(guān)重要。在鍋爐和調(diào)質(zhì)器之間應(yīng)安裝分氣缸分離冷凝水,并保持鍋爐的安全氣壓,保證進(jìn)入調(diào)質(zhì)器的蒸汽為飽和氣體。控制調(diào)質(zhì)器的進(jìn)氣量和物料調(diào)制時(shí)間,保持物料進(jìn)入制粒環(huán)膜的水分在16%~17%[8]。顆粒飼料在冷卻器中充分冷卻,冷卻后溫度以略高于室溫3~5℃為宜,最后使飼料水分降到12.5%以下。同時(shí),應(yīng)注意包裝袋內(nèi)膜質(zhì)量,保持倉儲(chǔ)條件干燥防潮,縮短倉儲(chǔ)期,避免運(yùn)輸過程中淋水受潮,防暴曬[9]。
飼料防霉劑的作用機(jī)理主要是以未電離分子的形式破壞微生物細(xì)胞及細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)的酶,使霉菌中的酶蛋白失去活性而不能參與催化,從而抑制霉菌的增殖和毒素的產(chǎn)生。常用的飼料防霉劑有有機(jī)酸,如乙酸、丙酸、山梨酸、脫氧醋酸和富馬酸;有機(jī)酸鹽及其酯,如丙酸鈣、山梨酸鈉(鉀)、苯甲酸鈉和富馬酸二甲酯;有機(jī)酸防霉效果好,但腐蝕性強(qiáng);有機(jī)酸鹽防霉效果稍差,且需要一定的水分和pH條件下才能進(jìn)行,但腐蝕??;復(fù)合防霉劑防霉作用效果強(qiáng),腐蝕性小,是飼料防霉劑的發(fā)展趨勢(shì)。此外,飼料的發(fā)霉過程也伴隨著飼料中營(yíng)養(yǎng)成分的氧化過程,防霉劑還應(yīng)與抗氧化劑一起使用,構(gòu)筑一個(gè)防霉抗氧化的完整體系,才能更有效地保護(hù)飼料和延長(zhǎng)儲(chǔ)存期。
大多數(shù)霉菌毒素可抑制動(dòng)物機(jī)體的蛋白質(zhì)合成,降低養(yǎng)分的吸收,通過營(yíng)養(yǎng)調(diào)控措施可以減輕毒素對(duì)畜禽的毒性反應(yīng)。提高飼料蛋白質(zhì)可部分抵消毒素對(duì)生長(zhǎng)的影響。蛋氨酸在體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為胱氨酸和半胱氨酸,而半胱氨酸是肝臟起解毒作用的谷胱甘肽的組成部分,故添加蛋氨酸可增強(qiáng)肝臟對(duì)毒素的解毒功能。添加脂肪也能干擾毒素的吸收,不同的油脂對(duì)毒素的抑制作用有所不同[10]。有學(xué)者研究認(rèn)為,所有油脂都可以降低肉雞的死亡率,紅花油和橄欖油可促進(jìn)肉雞的日增重。增加復(fù)合多維和維生素C的添加也可增強(qiáng)動(dòng)物對(duì)毒素的解毒和抵抗力[11]。
無機(jī)吸附劑通常是天然的鋁硅酸鹽類,如沸石粉、蒙脫石、膨潤(rùn)土、漂白黏土、硅藻土、高嶺土等。這類物質(zhì)的顯微結(jié)構(gòu)為多孔性的四面體和八面體,有較大的吸附面積和離子吸附能力,對(duì)毒素有一定的選擇性和吸附力,在飼料中添加1%~2%,吸附作用才明顯。硅藻土對(duì)各種毒素的吸附力排序?yàn)辄S曲霉毒素B1>柄曲霉毒素>黃曲霉毒素M1>T-2毒素>玉米赤霉烯酮及赭曲霉毒素。水合鋁硅酸鹽類是對(duì)天然鋁硅酸鹽進(jìn)行了改性,可改善對(duì)霉菌毒素的選擇性吸收,但不能將所有的霉菌毒素都吸收。無機(jī)吸附劑的缺點(diǎn)是對(duì)飼料中的維生素和礦物鹽也具有一定的吸附能力,造成部分營(yíng)養(yǎng)素從糞便排出流失[12]。
有機(jī)類吸附劑主要是纖維性植物來源的產(chǎn)品,如燕麥皮、麥麩、苜蓿纖維、纖維素、半纖維素、果膠及酵母細(xì)胞壁提取物等。其中酵母細(xì)胞壁提取物甘露寡糖作為益生元調(diào)節(jié)胃腸微生物菌群和免疫刺激劑的作用已為眾多試驗(yàn)證實(shí),其還是高度分支的多聚體,這種特殊結(jié)構(gòu)可通過物理吸附結(jié)合霉菌毒素,以達(dá)到消除和緩解霉菌毒素的影響[13-14]。有機(jī)類的吸附劑還有聚乙烯吡咯烷酮和活性碳等。
霉菌毒素遇堿性物質(zhì)和氧化劑能分解而失活??刹捎眯√K打、氨水、氫氧化鈉、次氯酸鈉、過氧化氫、高錳酸鉀、5%的生石灰等浸泡處理降低毒性;但經(jīng)過這些物質(zhì)處理后,飼料的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和適口性也會(huì)降低[15]。
當(dāng)霉菌毒素的污染非常嚴(yán)重時(shí),可使用過篩的方法處理。高污染的玉米過篩后,能夠?qū)⒂衩酌咕舅氐暮拷档?5%~20%,然后再配合使用有效的霉菌毒素吸附劑,可有效降低高污染的玉米霉菌毒素含量,保護(hù)和減輕霉菌毒素的危害。
將一定霉變的原料和飼料置于陽光下曝曬是普遍采用的方法??善茐拿咕囈陨娴某睗癍h(huán)境,同時(shí)紫外線可破壞和抑制霉菌的孢子體繁殖生長(zhǎng),減少產(chǎn)生毒素。但也會(huì)破壞飼料中的維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),并且不能完全消除霉變氣味和毒素。
熱加工處理法是針對(duì)于餅粕類原料使用的,用150℃的溫度焙烤30min,可使黃曲霉毒素B1 48%~61%和黃曲霉毒素G1 32%~40%被破壞。水洗法適用于籽實(shí)和塊根類飼料的清洗,減少霉菌。經(jīng)過處理后需要立即曬干,防止二次霉變[16]。
生物脫毒法是利用某些微生物的生物轉(zhuǎn)化作用,能破壞霉菌毒素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和降低霉菌毒素的毒性。試驗(yàn)證實(shí)微生物酶、米根酶、黑曲酶、枯草桿菌等對(duì)去除黃曲霉毒素有較好的效果。利用乳酸桿菌發(fā)酵的方法處理飼料也具有相似的效果,不僅可降低飼料中霉菌毒素的毒性,還可增加飼料的菌體蛋白,改善適口性[17-18]。
霉菌毒素中毒在畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)中廣泛存在,且霉菌毒素中毒沒有特效藥物治療,飼料發(fā)霉產(chǎn)生的霉菌毒素是造成飼料浪費(fèi)和動(dòng)物疾病的主要原因之一。變質(zhì)的飼料不僅影響動(dòng)物的健康,最終也影響人體的健康,因此發(fā)展飼料防霉技術(shù)、開展霉菌毒素的控制研究十分必要。防治霉菌毒素中毒要以預(yù)防為主,不應(yīng)等到畜禽出現(xiàn)了中毒癥狀再去應(yīng)對(duì)。
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