李宏貴

湖北省枝江市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督局，湖北枝江443200

玉米赤霉烯酮對(duì)豬生產(chǎn)的影響

李宏貴

湖北省枝江市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督局，湖北枝江443200

摘要玉米赤霉烯酮（Zeoralenone，ZEN）為一類主要由鐮刀菌屬霉菌產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物，具有強(qiáng)烈的生殖毒性、細(xì)胞毒性、免疫毒性等。玉米赤霉烯酮的污染現(xiàn)象在世界上普遍存在，在中國這一問題更加突出，它不僅對(duì)玉米生產(chǎn)、貯存和加工造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，并且危及人和畜禽的生命健康。本文簡(jiǎn)要概述了玉米赤霉烯酮對(duì)養(yǎng)豬生產(chǎn)的毒害作用，對(duì)其污染現(xiàn)狀、防控和檢測(cè)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單歸納，為豬生產(chǎn)中玉米赤霉烯酮的調(diào)控研究提供參考。

關(guān)鍵詞玉米赤霉烯酮；豬；毒性；污染；防控；檢測(cè)方法

李宏貴，男，1960年生，中級(jí)畜牧師。

玉米赤霉烯酮（Zeoralenone，ZEN）是一種廣泛存在的，由鐮刀菌屬（Fusarium）菌株，如禾谷鐮刀菌（F.graminearum）和三線鐮刀菌（F.tricinctum）產(chǎn)生的具有強(qiáng)烈的生理活性的霉菌次級(jí)代謝產(chǎn)物。ZEN首先由赤霉病玉米中分離得出，又稱為F-2毒素，本身無毒，然而由于結(jié)構(gòu)與哺乳動(dòng)物雌二酮高度相似，可以與雌激素受體鏈接進(jìn)而對(duì)動(dòng)物和人產(chǎn)生影響[1]。ZEN是一種非甾類雌激素，其主要的代謝器官是肝和腸黏膜，代謝產(chǎn)生的α-和β-玉米赤霉烯醇（α-和β-Zeoralenol，α-ZOL和β-ZOL）可以競(jìng)爭(zhēng)性抑制糖脂化過程[2]。ZEN對(duì)谷物和飼料的污染在世界范圍內(nèi)均普遍存在，在中國，由于收獲、儲(chǔ)存及加工工藝的影響，這一污染現(xiàn)象顯得更加嚴(yán)重。本文對(duì)ZEN的毒性、污染現(xiàn)狀及檢測(cè)方案進(jìn)行簡(jiǎn)單綜述。

1　玉米赤霉烯酮的危害

1.1玉米赤霉烯酮的生殖毒性

ZEN具有較強(qiáng)的生殖毒性和致畸作用，可引起動(dòng)物發(fā)生雌激素亢進(jìn)癥，導(dǎo)致動(dòng)物不孕或流產(chǎn)，對(duì)家禽、豬、牛和羊的影響較大，給畜牧業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。ZEN及其代謝產(chǎn)物主要對(duì)動(dòng)物繁殖狀態(tài)（發(fā)育、生殖周期及妊娠等）造成影響[3]。豬，特別是初次發(fā)情的母豬，對(duì)高劑量（高于50～100 mg/kg）的ZEN特別敏感，易誘發(fā)外陰水腫和損傷，影響排卵、受孕、著床、胎兒發(fā)育和新生兒的活力[4-5]。豬發(fā)生赤霉烯酮毒素中毒主要是由于采食了含玉米赤霉烯酮的玉米、大麥、高梁等。主要的臨床表現(xiàn)為：病豬精神沉郁，食欲減少或拒食，中小母豬和閹割的母豬出現(xiàn)發(fā)情樣征候，即陰唇腫大、鮮紅，陰道黏膜潮紅，有的子宮或肛門脫出；妊娠母豬發(fā)生早產(chǎn)、流產(chǎn)；斷奶母豬發(fā)情延遲或發(fā)情異常；分娩母豬產(chǎn)程延長，弱仔、死胎增多[6]。

玉米赤霉烯酮主要侵害3～5月齡的仔豬，研究顯示斷奶仔豬采食含1～3 mg/kg ZEN的飼糧導(dǎo)致陰戶明顯紅腫，并且伴隨卵巢的組織病理學(xué)變化，出現(xiàn)雌激素綜合癥和雌激素亢進(jìn)癥[7]；公豬和去勢(shì)公豬睪丸萎縮，包皮和乳頭腫大，乳房隆起，精子活力降低，性欲減退。小公豬有睪丸炎、包皮水腫，發(fā)情周期紊亂等。

1.2玉米赤霉烯酮的細(xì)胞毒性

ZEN的細(xì)胞毒性主要表現(xiàn)為其代謝產(chǎn)物α-ZOL和β-ZOL對(duì)細(xì)胞的殺傷作用。其中α-ZOL表現(xiàn)出3～4倍于ZEN的雌激素樣作用，它是ZEN羥基化衍生物，具有更高的極性作用，具有一定的生長促進(jìn)作用[8]。在劑量很低的情況下，α-ZOL也表現(xiàn)出顯著的抑制細(xì)胞增殖作用。Othmen等[9]報(bào)道α-ZOL能抑制細(xì)胞活性，降低蛋白質(zhì)和DNA的合成效率，顯著性誘導(dǎo)細(xì)胞氧化損傷等發(fā)生；MTT法評(píng)定細(xì)胞的活力證實(shí)，α-ZOL在卵母細(xì)胞減數(shù)分裂過程中表現(xiàn)出負(fù)面作用，而β-ZOL只有在高濃度時(shí)對(duì)卵母細(xì)胞減數(shù)分裂才表現(xiàn)出負(fù)面作用[10]。此外，ZEN造成DOK、Vero、Caco-2和HepG2細(xì)胞周期紊亂、抑制細(xì)胞增殖和其總蛋白質(zhì)和DNA的合成，降低細(xì)胞發(fā)育和生存能力，誘發(fā)小鼠骨髓細(xì)胞染色體異常等[11-13]。ZEN表現(xiàn)出了高度的細(xì)胞毒性，通過實(shí)現(xiàn)染色質(zhì)的形態(tài)、細(xì)胞內(nèi)氧化狀態(tài)以及蛋白與DNA合成狀態(tài)的改變，對(duì)細(xì)胞造成毒害。

1.3玉米赤霉烯酮的免疫毒性

高劑量（40 mg/kg）ZEN顯著降低小鼠脾臟淋巴細(xì)胞數(shù)，導(dǎo)致脾細(xì)胞腫脹、脾臟壞死灶、白髓萎縮紅髓腫脹，誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)損傷，顯著降低小鼠抗體和免疫因子生成，影響體液免疫反應(yīng)，誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)損傷[14]。10-5mol/L ZEN及其代謝物就可以導(dǎo)致牛淋巴細(xì)胞染色單體斷裂及片段化，抑制牛的嗜中性白細(xì)胞、絲裂原誘導(dǎo)的B、T淋巴細(xì)胞的增殖[15]。此外，ZEN能顯著提高胸腺瘤細(xì)胞系EL-4的白細(xì)胞介素-2（IL-2）和白細(xì)胞介素-5（IL-5）水平。但Berek等[16]研究表明，ZEN和α-ZOL對(duì)T和B淋巴細(xì)胞活性及自然殺傷細(xì)胞活性無顯著抑制作用。由于對(duì)ZEN的免疫毒性研究報(bào)道相對(duì)較少，ZEN對(duì)免疫細(xì)胞及免疫器官造成毒害的作用機(jī)理還需進(jìn)一步研究。

2　國內(nèi)玉米赤霉烯酮污染現(xiàn)狀與防控

玉米赤霉烯酮毒素與其他霉菌毒素是食品污染的重要影響因素，毒素通過污染飼料或其原料，進(jìn)而污染相應(yīng)的植物性產(chǎn)品和動(dòng)物性產(chǎn)品。依據(jù)國家GB 13078.2-2006衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求，飼料中玉米赤霉烯酮的允許量為≤500 μg/kg。雷元培等[17]對(duì)北京市5個(gè)區(qū)縣15個(gè)豬場(chǎng)131份飼料樣（55份玉米、豆粕、麩皮、干酒糟及其可溶物（DDGS）原料，76份豬全價(jià)飼料）進(jìn)行ZEN含量的測(cè)定，結(jié)果表明玉米、麩皮、DDGS中ZEN的檢出率為100%，而豆粕、全價(jià)飼料中ZEN的檢出率超過50%。李榮濤等[18]通過對(duì)48份小麥樣本、33份玉米樣本的檢測(cè)顯示ZEN的陽性率為100%。國內(nèi)飼料及飼料原料玉米赤霉烯酮的污染問題廣泛存在，含量相對(duì)偏高，但不排除ZEN的原料疊加對(duì)飼料的影響。

與其他霉菌毒素相似，玉米赤霉烯酮毒素污染過程通?？梢苑譃?步：第1步是環(huán)境中霉菌進(jìn)入植物；第2步是植株收獲和收獲后真菌毒素污染；第3步是帶菌植株或原料進(jìn)入生產(chǎn)。這其中前兩步更具有研究價(jià)值，而第3步則更多強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)管理的規(guī)范[19]。預(yù)防霉菌產(chǎn)生的最有效的方法包括輪作、耕地、種植時(shí)間、育種和轉(zhuǎn)基因技術(shù)、生物化學(xué)技術(shù)以及作物種類和品種等。通過這些方面的調(diào)節(jié)可以破壞霉菌生長環(huán)境或直接抑制霉菌生長，從而減少霉菌及毒素污染。

收獲和收獲后真菌毒素的控制取決于天氣和氣候、植物生理階段和儲(chǔ)存條件。一般而言，在降雨量多、潮濕氣候條件下，鐮孢菌屬真菌污染嚴(yán)重的樣品ZEN產(chǎn)生量高，尤其是高濕、寒冷的氣候條件。在溫度接近冰點(diǎn)的長時(shí)間內(nèi)或溫度冷暖交替的條件下有利于玉米和其他谷物中ZEN含量的增加。ZEN不僅在玉米生長的大田里產(chǎn)生，儲(chǔ)存過程也能產(chǎn)生ZEN，尤其是收獲時(shí)降雨量太多造成儲(chǔ)存前干燥不徹底[20]。不適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)方法也是ZEN污染產(chǎn)生的重要原因，因此，存儲(chǔ)過程中就要注意對(duì)溫度、濕度和環(huán)境因素的控制。ZEN產(chǎn)生的最適條件是：溫度為24～32℃，水分含量在22%～25%，空氣中含氧量大于3%。因此，要避免在這些環(huán)境條件下保存飼料及飼料原料。儲(chǔ)存時(shí)，水分含量應(yīng)盡量控制在14%以下，含氧量小于0.5%。另外，在存儲(chǔ)過程中添加防霉劑也是有效預(yù)防玉米赤霉烯酮產(chǎn)生的方式之一，常用的防霉劑有丙酸、乙酸等[21]。

3　玉米赤霉烯酮的檢測(cè)方法

玉米赤霉烯酮的定性檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，ZEN的測(cè)定方法主要有薄層色譜法、高效液相色譜法（HPLC）、氣相色譜法-質(zhì)譜、酶聯(lián)免疫吸附法等。其中，薄層色譜法操作繁瑣、污染大、定量差、耗時(shí)長；酶聯(lián)免疫法雖操作簡(jiǎn)單、靈敏度高，但特異性差。因此，一般都采取液相和氣相色譜的方法進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定的方法相對(duì)簡(jiǎn)便，對(duì)儀器有一定的要求，但結(jié)果很準(zhǔn)確。同時(shí)，HPLC法也是國際上公認(rèn)的檢測(cè)糧谷類食品和飼料中ZEN的定量方法。

4　小結(jié)與展望

玉米赤霉烯酮是廣泛存在的霉菌毒素之一，其對(duì)生殖、遺傳、細(xì)胞和免疫的毒性效應(yīng)嚴(yán)重影響了動(dòng)物和人類的身體健康。同時(shí)，由于攝入ZEN導(dǎo)致豬精神沉郁，食欲減少或拒食，降低了飼料的利用率，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。雖然目前已經(jīng)對(duì)ZEN毒效及其作用機(jī)制做出了大量的研究，但是對(duì)其細(xì)胞毒性和免疫毒性作用分子機(jī)理仍缺乏深入的認(rèn)識(shí)。ZEN污染的防控需要從種植、儲(chǔ)存和生產(chǎn)等多個(gè)方面同時(shí)開展，單一層次的工作已經(jīng)有了一定的收獲，但整體行業(yè)類污染問題仍舊突出。新的分子學(xué)技術(shù)與靈敏的檢測(cè)手段，也會(huì)有助于霉菌毒素中毒的正確識(shí)別，而新型脫毒劑的開發(fā)使用及其工藝流程的生產(chǎn)簡(jiǎn)化將有助于防控ZEN對(duì)人類健康可能產(chǎn)生的危害。

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收稿日期：2015-06-18