李成成,馮永兵,王文龍,安立龍,許英梅
(廣東海洋大學(xué)動(dòng)物科學(xué)系, 廣東 湛江 524088)
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黃曲霉毒素對(duì)蛋雞產(chǎn)業(yè)潛在的生態(tài)和健康風(fēng)險(xiǎn)*
李成成,馮永兵,王文龍,安立龍*,許英梅
(廣東海洋大學(xué)動(dòng)物科學(xué)系, 廣東 湛江 524088)
黃曲霉毒素在人類食品和畜牧業(yè)中廣泛存在并造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,其帶來(lái)的潛在的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和健康風(fēng)險(xiǎn)引起人們的高度重視。本文就蛋雞生產(chǎn)中黃曲霉毒素在飼料中的污染引起蛋雞生產(chǎn)性能、蛋品質(zhì)降低,并以殘留的形式隨食物鏈傳遞威脅人類食品安全等情況及其消除方法進(jìn)行簡(jiǎn)要綜述。
黃曲霉毒素;飼料;食品安全;蛋雞;蛋品質(zhì);殘留;食物鏈;中毒
黃曲霉毒素(Aflatoxin, AF)在土壤、糧油作物和飼料中廣泛存在[1-2],自上世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)以來(lái),因其有強(qiáng)烈的致癌、致畸和免疫毒性[3-4],性質(zhì)較為穩(wěn)定,污染后難以消除,并能殘留于肉、蛋、奶等畜產(chǎn)品中,隨著食物鏈的傳遞和富集進(jìn)而威脅人類健康,因此,其潛在的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和健康風(fēng)險(xiǎn)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。如何防霉和除霉成為全球糧食與食品工業(yè)、飼料工業(yè)和畜牧業(yè)亟待解決的難題,本文對(duì)黃曲霉毒素的產(chǎn)生、分布情況,在蛋雞生產(chǎn)中造成的危害及其殘留威脅人類食品安全等進(jìn)行簡(jiǎn)要的綜述,旨在為蛋雞和其他蛋禽產(chǎn)業(yè)提供一定的參考依據(jù)。
黃曲霉毒素是主要由黃曲霉(Aspergillusflavus)和寄生曲霉(Aspergillusparasiticus)產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物。由于黃曲霉對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求不高,在花生、玉米等糧油作物中廣泛存在,25~30℃是其最適的生長(zhǎng)溫度,最適相對(duì)濕度為85%~90%,而營(yíng)寄生生活的寄生曲霉在我國(guó)則較為罕見(jiàn)[5]。黃曲霉毒素是一類化學(xué)結(jié)構(gòu)類似的化合物,其基本結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)二呋喃環(huán)(基本毒性結(jié)構(gòu))和一個(gè)氧雜萘鄰?fù)?與致癌相關(guān)),具有很強(qiáng)的致癌、致畸和免疫毒性,且熱穩(wěn)定性較好[3-4],在1993年被世界衛(wèi)生組織(WHO)列為Ⅰ類致癌物[6]。高劑量的黃曲霉毒素能導(dǎo)致死亡,低劑量會(huì)引發(fā)慢性中毒,影響生長(zhǎng)繁育,造成肝壞死、降低免疫力和抗氧化能力等[7-8]。
目前,已鑒定出黃曲霉毒素B1(AFB1)、B2(AFB2)、G1(AFG1)、G2(AFG2)、M1(AFM1)、M2(AFM2)、B2a(AFB2a)、G2a(AFG2a)等20多種,黃曲霉主要合成AFB1和AFB2,寄生曲霉主要合成AFB1、AFB2、AFG1和AFG2,其中AFB1、AFB2、AFG1、AFG2為存在于自然界中主要的四種(圖1),其余的黃曲霉毒素均為中間代謝產(chǎn)物[9]。AFB1是已知毒性最強(qiáng)的生物毒素,也是目前黃曲霉毒素中研究最為廣泛的一種,加之我國(guó)寄生曲霉較為罕見(jiàn),G族黃曲霉毒素則比較少見(jiàn),所以我國(guó)黃曲霉毒素污染一般指的就是AFB1污染,我國(guó)飼料質(zhì)量監(jiān)督中以AFB1作為AF污染的檢測(cè)指標(biāo)[6]。
由于黃曲霉毒素存在的廣泛性,其帶來(lái)的污染問(wèn)題不容忽視。據(jù)世界糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計(jì),全世界25%以上的糧食作物受到過(guò)霉菌毒素不同程度的污染,其中黃曲霉毒素的污染尤為嚴(yán)重[6-10],而我國(guó)的糧油作物、飼料中霉菌毒素的污染率更是連年居高不下,并呈現(xiàn)出一定的區(qū)域差異性。王若軍等[11]在2003年采集全國(guó)109個(gè)飼料和飼料原料樣品,檢測(cè)結(jié)果顯示,配合飼料和蛋白質(zhì)飼料霉菌毒素檢出率高達(dá)100%;2009年張子強(qiáng)等[12]采用酶聯(lián)免疫(ELISA)法測(cè)定全國(guó)11個(gè)省份共計(jì)1 013份飼料和飼料原料樣品的AFB1,檢出率高達(dá)99.51%。
圖1 黃曲霉毒素B1、B2、G1和G2的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖
2012年1份中國(guó)飼料和飼料原料霉菌毒素檢測(cè)報(bào)告顯示,在來(lái)自全國(guó)各地841份飼料和飼料原料樣品中霉菌毒素陽(yáng)性檢出率仍然很高,其中奶牛料和水產(chǎn)料中陽(yáng)性檢出率高達(dá)100%[13],并且呈現(xiàn)出一定的季節(jié)性和區(qū)域性。2013年程傳民等[14]的抽樣檢測(cè)結(jié)果表明,在玉米、玉米副產(chǎn)物、小麥、小麥副產(chǎn)物、餅粕類五種飼料原料中,全年抽樣檢出率最低的為小麥25%,最高為玉米副產(chǎn)物55.6%,糧食加工副產(chǎn)物中全年抽樣AFB1檢出率最高達(dá)到了80.8%,與此同時(shí),南方地區(qū)污染情況高于北方地區(qū),以華南地區(qū)最為嚴(yán)重。霉菌毒素的高檢出率,給農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了巨大隱患,特別是在南方沿海地區(qū),一定程度上限制了農(nóng)牧產(chǎn)品進(jìn)出口貿(mào)易的發(fā)展。
黃曲霉毒素的主要作用器官是肝臟,對(duì)幾乎所有動(dòng)物都可引起肝損傷,其中禽類和哺乳類最為敏感。黃曲霉毒素進(jìn)入動(dòng)物機(jī)體后,一方面在肝臟中蓄積,引起肝臟功能紊亂,脂類代謝障礙,抑制膽固醇和磷脂的合成,造成脂肪運(yùn)轉(zhuǎn)失衡并在肝臟中堆積(嚴(yán)重的形成脂肪肝);另一方面損害機(jī)體免疫機(jī)能,抑制蛋白質(zhì)合成酶的活性,造成蛋白質(zhì)合成受阻;此外,黃曲霉毒素本身強(qiáng)烈的致癌性還能導(dǎo)致DNA損傷和誘使基因突變。在蛋雞生產(chǎn)中,黃曲霉也會(huì)通過(guò)以上三種途徑對(duì)蛋雞的生理機(jī)能造成嚴(yán)重影響,從而降低其生產(chǎn)性能和產(chǎn)品品質(zhì),并以殘留的形式通過(guò)食物鏈的傳遞最終對(duì)人體健康造成危害。
2.1 AF對(duì)蛋雞產(chǎn)蛋性能的影響
Garlich等[9]飼喂白來(lái)航母雞含黃曲霉毒素20 mg/kg的日糧一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)對(duì)其產(chǎn)蛋量沒(méi)有顯著性影響,但當(dāng)飼喂對(duì)照組日糧(無(wú)黃曲霉毒素)時(shí),產(chǎn)蛋量先下降后上升,19 d后基本上能恢復(fù)到對(duì)照組的產(chǎn)蛋水平。這種對(duì)產(chǎn)蛋量的影響的延遲效應(yīng)也恰恰顯示出霉菌毒素中毒問(wèn)題的嚴(yán)重性。Iqbal等[15]設(shè)置不同水平的黃曲霉毒素濃度梯度添加到白來(lái)航母雞日糧中,最高濃度達(dá)到5 mg/kg,結(jié)果發(fā)現(xiàn)受試雞的產(chǎn)蛋量和產(chǎn)蛋效率有不同程度的下降。Washburn等[16]在日糧中添加黃曲霉毒素5 mg/kg,3周后試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,黃曲霉毒素對(duì)蛋殼強(qiáng)度沒(méi)有顯著影響,蛋重明顯下降。Mukhopadyay[17]的研究也表明,黃曲霉毒素污染,即便是低劑量的污染500 μg/kg,也會(huì)顯著影響蛋雞的產(chǎn)蛋量。趙麗紅等[18]飼喂霉變玉米日糧(0, 20%, 40%, 60%)和黃曲霉毒素降解菌給60周齡農(nóng)大三號(hào)蛋雞,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著日糧中霉變玉米的含量的增加產(chǎn)蛋率顯著降低,添加降解菌組則不同程度上有所提高,說(shuō)明霉變飼料中添加黃曲霉素降解菌在一定程度上改善和緩解了黃曲霉毒素對(duì)蛋雞生產(chǎn)性能的不利影響。
2.2 AF污染對(duì)蛋品質(zhì)的影響
Verma等[19]的研究表明,AFB1會(huì)顯著影響蛋殼厚度,導(dǎo)致蛋形指數(shù)、蛋白指數(shù)和哈氏單位下降。Zaghini等[20]報(bào)道,日糧中的AFB1可顯著降低產(chǎn)蛋雞的蛋重,影響蛋殼質(zhì)量。Lee等[21]也證實(shí),飼喂含有黃曲霉毒素的飼料會(huì)導(dǎo)致蛋形指數(shù)、蛋重、蛋黃重等蛋品質(zhì)指標(biāo)下降。此外,黃曲霉毒素還可干擾脂質(zhì)物質(zhì)的代謝,影響色素物質(zhì)的沉積。Simon指出,黃曲霉毒素可降低脂蛋白與類胡蘿卜素的含量[22]。類胡蘿卜素是影響蛋黃顏色的最主要的色素之一,它必須以脂蛋白作為載體,由脂蛋白運(yùn)送到蛋黃,這表明黃曲霉毒素可以通過(guò)干擾脂質(zhì)代謝來(lái)影響蛋黃顏色和脂質(zhì)含量[21-22]。趙麗紅等[18]的研究表明,隨著發(fā)霉玉米添加量的增加,蛋黃重下降,蛋黃色澤、蛋殼厚度和蛋殼強(qiáng)度均顯著變差,而添加黃曲霉素降解菌則能夠在一定程度上改善和緩解了黃曲霉毒素對(duì)蛋品質(zhì)的不利影響。綜上所述,低劑量的黃曲霉毒素長(zhǎng)時(shí)間的蓄積作用也會(huì)對(duì)蛋品質(zhì)造成比較顯著的影響,由此可見(jiàn),蛋禽飼料的防霉除霉工作不容忽視。
2.3 AF在雞蛋和肌肉中的殘留
黃曲霉毒素以殘留的形式隨雞蛋進(jìn)入人類的食物鏈。Trucsksess等[23]在投喂被黃曲霉毒素污染的日糧的母雞所生的蛋中檢測(cè)到了AFB1和AFM1,換料7d后再進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)蛋中僅有痕量,18只受試驗(yàn)雞投喂含有8 μg/kg AFB1的日糧7 d后,宰殺一半,剩余9只投喂無(wú)AFB1的日糧7 d,檢測(cè)雞蛋中AFB1的含量,發(fā)現(xiàn)蛋中黃曲霉毒素的殘留量在4~5 d內(nèi)急劇上升,趨于穩(wěn)定后,再去除AFB1,殘留量則逐步下降且速度與上升速度基本一致。Oliveira等[24]研究發(fā)現(xiàn),雞蛋中黃曲霉毒素的殘留量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于飼料中黃曲霉毒素的含量。與此同時(shí),Laciakova等[25]表明,黃曲霉毒素可滲透從蛋殼通過(guò),即使是雞蛋的貯存環(huán)境不理想,雞蛋中殘存的黃曲霉毒素含量也會(huì)遠(yuǎn)低于其最大值(5 μg/kg)。Aly和Anwer[26]的研究也表明,盡管蛋品中黃曲霉毒素及其代謝產(chǎn)物殘留量很低,甚至難以辨別,但其殘留仍對(duì)人類食品安全構(gòu)成潛在威脅,而世界范圍內(nèi)到目前為止還沒(méi)有設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)對(duì)蛋或肉及其制品中黃曲霉毒素的殘留量做出確切的嚴(yán)格的限量,這從某種程度上也就增加了食品安全和健康風(fēng)險(xiǎn)。黃曲霉毒素也可通過(guò)消化系統(tǒng)轉(zhuǎn)移并殘留至動(dòng)物的肌肉和臟器中。Trucksess等[23]在機(jī)體各個(gè)組織中均監(jiān)測(cè)到了AFR0、AFB1的存在,但AFM1僅在腎臟中存在,與此同時(shí),AFR0是檢測(cè)到唯一存在于肌肉中的黃曲霉毒素,AFB1是檢測(cè)到的唯一存在于血液中的黃曲霉毒素。
黃曲霉毒素性喜濕熱,具有較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性,在適宜的條件下會(huì)迅速地大量增殖,污染后難以消除,日常生產(chǎn)實(shí)踐中要積極預(yù)防黃曲霉毒素[27]。首先要從源頭入手,選取抗霉菌農(nóng)作物品種,給予適宜的生長(zhǎng)環(huán)境,降低農(nóng)作物受霉菌毒素的感染率;在糧食的貯藏工作中,要保持通風(fēng),控制好貯藏環(huán)境的溫度和濕度,降低霉菌毒素的滋生機(jī)率。其次,在飼料的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制飼料原料質(zhì)量,盡量選擇抗霉菌作物或者霉菌毒素污染程度較輕地區(qū)的作物,嚴(yán)格控制原料的含水量,在不影響飼料的正常生產(chǎn)和使用的前提下,盡量縮短飼料原料的庫(kù)存期;在生產(chǎn)過(guò)程中要嚴(yán)格控制生產(chǎn)條件,防止飼料吸濕發(fā)潮。再次,在飼料的貯存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中,盡量縮短庫(kù)存時(shí)間,通風(fēng)除濕,可配合使用一定的防霉劑和吸附劑。
目前,消除霉菌毒素的方法主要有一般性物理和化學(xué)消除法、使用霉菌毒素吸附劑和生物脫毒法等,以上不同的消除方法各有利弊[27]。物理化學(xué)法和吸附劑法簡(jiǎn)單易操作,但效果不徹底,并對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有一定的破壞;生物降解的方法效率高、特異性強(qiáng),對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)沒(méi)有損傷,但目前相對(duì)成本較高,在規(guī)模化生產(chǎn)中實(shí)施起來(lái)有一定難度[6,28]。
黃曲霉毒素本身并不具有抗原性,任何低劑量的黃曲霉毒素都不能使畜禽產(chǎn)生抗體,所以即便是低劑量的黃曲霉毒素污染,長(zhǎng)期飼喂會(huì)在動(dòng)物體內(nèi)蓄積,可能產(chǎn)生爆發(fā)中毒現(xiàn)象[3-5,9,22]。因此,目前《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的黃曲霉毒素安全劑量其實(shí)并不安全[5-6,27]。進(jìn)一步理清黃曲霉毒素的毒性作用機(jī)制,制定更科學(xué)、規(guī)范的黃曲霉毒素限量標(biāo)準(zhǔn),探索科學(xué)有效的霉菌毒素預(yù)防和降解方法才是解決霉菌毒素污染這個(gè)世界性難題的根本思路[5-6,12-14,27]。在日常的生產(chǎn)行為規(guī)范中,棄除霉變飼料及原料,適時(shí)使用防霉和脫霉劑,筑起牢固的“防洪”堤壩,為飼料生產(chǎn)和食品安全保駕護(hù)航。
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Ecological and Health Risks of Aflatoxin in Laying Hens Industry
LI Cheng-cheng, FENG Yong-bing, WANG Wen-long, AN Li-long*,XU Ying-mei
(DepartmentofAnimalScience,GuangdongOceanUniversity,Zhanjiang,Guangdong524088,China)
Aflatoxin elicited public concerns with its widespread occurrence and great economic loss in animal feed and human food in the last decades. This paper stated the pollution of aflatoxin in feeds in laying hens industry and the induced loss in laying performance and egg quality, the remaining threats to food safety throughout food chain, and concludively the corresponding methods to eliminate the aflatoxin.
aflatoxin; feed; food safety; laying hens; egg quality; residues; food chain; poisoning
2014-08-28,
2014-10-13
廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2010B090400376);廣東省農(nóng)業(yè)廳科技攻關(guān)項(xiàng)目(1009424);國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃CXXL2014046
李成成(1989-),女,內(nèi)蒙古呼倫貝爾人,碩士,主要從事動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與環(huán)境方向研究。E-mail: wangwenlong2012@yeah.net
*[通訊作者] 安立龍(1966-),男,陜西渭南人,博士,碩士生導(dǎo)師。E-mail: anlilong@126.com
S811.6
A
1005-5228(2015)02-0087-04