王錄軍，王韋華，黨小利

（渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西渭南 714026）

在高等生物中極低量的霉菌次生代謝產(chǎn)物就會(huì)引起中毒，這些毒素被稱為霉菌毒素，產(chǎn)生真菌毒素的真菌主要為曲霉屬、青霉屬、鐮刀菌屬（史瑩華等，2006）。從動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)的角度來看，一些霉菌毒素具有嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗鼈兛赡馨l(fā)生在飼料中，導(dǎo)致農(nóng)場(chǎng)動(dòng)物中毒。如黃曲霉毒素B1是由黃曲霉形成的，被認(rèn)定為對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)非常不利，對(duì)暴露在黃曲霉毒素污染的動(dòng)物生產(chǎn)的食品具有很大風(fēng)險(xiǎn)。與黃曲霉毒素B1相比，嘔吐毒素（deoxynivalenol，DON）和玉米赤霉烯酮（zearalenone，ZEN）的毒素對(duì)健康的影響必須加以考慮，因?yàn)檫@些毒素的風(fēng)險(xiǎn)通常被認(rèn)為是微不足道的。

在鐮刀菌毒素中，DON和ZEN具有特殊的重要性，因?yàn)樗鼈兪窃诠任锸斋@前在田間形成的，主要受天氣條件的影響。與其他谷類相比，特別是小麥、黑麥和玉米籽粒更容易受到鐮刀菌病的侵染，DON和ZEN的侵染率也較高。在動(dòng)物中，特別是豬，對(duì)濃度較高的鐮刀菌毒素反應(yīng)相當(dāng)敏感，DON會(huì)使豬的采食量減少，而ZEN會(huì)導(dǎo)致雌激素過多和生育障礙，但反芻動(dòng)物和家禽對(duì)鐮刀菌毒素不那么敏感（周永紅，2005）。在鐮刀菌毒素形成菌種中，禾谷鐮刀菌和被大刀鐮刀霉是最常見的真菌，感染這些霉菌可能導(dǎo)致植物病害，如所謂的鐮刀菌頭枯萎病，也稱為“痂病”或“足腐病”。此外，在植物感染過程中可能形成的霉菌毒素也是植物病害的致病因素。如DON被認(rèn)為是高度植物毒性，導(dǎo)致生長(zhǎng)遲緩，抑制幼苗和綠色植物再生（Rocha等，2005）。燕麥鐮刀菌和亞谷鐮刀菌能合成念珠菌素，而念珠菌和增殖念珠菌會(huì)產(chǎn)生伏馬毒素。

1 DON和其他毒素的理化特性

單端孢霉烯族毒素類是由一組約150個(gè)結(jié)構(gòu)相關(guān)的化合物構(gòu)成，其特征是一個(gè)四環(huán)。化學(xué)性質(zhì)上它們是倍半萜化合物，由3個(gè)分子的甲戊酸合成。單端孢霉烯族毒素根據(jù)其真菌的產(chǎn)生和化學(xué)特性可以分為4類，T-2毒素A型，雪腐鐮刀菌素B型，扁蟲毒素C型，大環(huán)毒素D型。其中，B型單端孢霉烯族毒素在C8位置有一個(gè)羧基基團(tuán)，而A型在該位點(diǎn)既未氧化、羥基化或酯化（Ueno，1984）。B型單端孢霉烯族毒素由于其頻繁發(fā)生水平高到足以造成不利影響，相比之下，C型和D型單端孢霉烯族毒素似乎沒有那么嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)。DON毒素在120℃下很穩(wěn)定，180℃下中等穩(wěn)定，在一些極性溶液（甲醇，乙腈和乙酸乙酯）中易溶，該毒素呈白色、晶體結(jié)構(gòu)，熔點(diǎn)164～165℃，不溶于水，但溶于堿和各種有機(jī)溶劑。ZEN在儲(chǔ)存、洗滌、加工和烹飪過程中都是穩(wěn)定的，具有熱穩(wěn)定性。

2 DON和ZEN的毒理學(xué)和毒性作用

在評(píng)價(jià)DON和ZEN的毒性作用時(shí)必須特別注意這兩種毒素的同時(shí)發(fā)生及其不同的作用方式。DON會(huì)抑制蛋白質(zhì)合成，而ZEN具有雌激素性質(zhì)，會(huì)干擾內(nèi)分泌活動(dòng)。根據(jù)DON或ZEN的作用模式，他們可能會(huì)產(chǎn)生某些效應(yīng)，但觀察到的效應(yīng)強(qiáng)度可能既取決于毒素濃度，也取決于毒素之間的比例（Lusky等，2001）。考慮到毒素影響的復(fù)雜性，確定這種影響程度不僅取決于毒素劑量和比例，還取決于檢測(cè)方法。DON和ZEN在同一靶細(xì)胞上的增殖抑制可能是代謝作用的結(jié)果，DON和ZEN均為豬ZEN的中間代謝物，均表現(xiàn)劑量依賴性的抑制豬子宮內(nèi)膜細(xì)胞增殖，而進(jìn)一步的研究表明，其翻譯受不同毒素依賴性分子水平的影響（Tiemann等，2003）。此外，體外試驗(yàn)結(jié)果往往并不能準(zhǔn)確反應(yīng)其在活體動(dòng)物體內(nèi)的表現(xiàn)，同時(shí)在使用純毒素實(shí)驗(yàn)中觀察到的效果可能與使用自然污染谷物實(shí)驗(yàn)中觀察到的效果不同，即使是使用相似的濃度（Danicke等，2004）。

由于DON和ZEN交互作用特點(diǎn)，當(dāng)動(dòng)物采食后并不能確定到底是哪種毒素影響占主導(dǎo)作用。雖然單端孢霉烯族毒素類被認(rèn)為會(huì)抑制蛋白質(zhì)合成，但有研究表明，這些毒素綁定大量核糖體亞基不僅抑制肽基轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的翻譯過程，還會(huì)引發(fā)所謂的核糖毒性應(yīng)激反應(yīng)，由有絲分裂原激活蛋白激酶的激活（MAPKs）（Pestka，2007）。由于MAPK的激活，DON能通過誘導(dǎo)細(xì)胞因子轉(zhuǎn)錄和環(huán)氧化酶-2表達(dá)及前列腺素合成引發(fā)促炎反應(yīng)。然而，在體內(nèi)和體外對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，母豬日糧受自然污染的毒素主要是DON和ZEN，所有這些發(fā)現(xiàn)對(duì)豬的相關(guān)性仍有待進(jìn)一步研究。雖然可以建立豬子宮內(nèi)膜細(xì)胞DON暴露與MAPKs表達(dá)和磷酸化之間的體外劑量響應(yīng)關(guān)系，但從暴露于DON濃度高達(dá)9.6 mg/kg的日糧中的母豬中分離出的同一細(xì)胞類型沒有檢測(cè)到任何影響（Wollenhaupt等，2006）。同樣，IgA是小鼠體內(nèi)的一種重要的DNA毒性生物標(biāo)志物。IgA是由COX-2誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞中IL-6上調(diào)表達(dá)的，COX-2是由MAPKs細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶1和2以及p38 MAPK磷酸化誘導(dǎo)的，血清濃度可增加多達(dá)10～15倍（Accensi等，2006）。然而，對(duì)豬和其他動(dòng)物的大量研究或體外對(duì)人細(xì)胞的研究只能檢測(cè)到少量、不一致、不顯著或不存在DON對(duì)IgA的影響。除品種差異外，實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法（如毒素濃度、暴露時(shí)間和性別）也可能對(duì)觀察到的效應(yīng)變化有影響。

雖然DON可能在分子水平上抑制蛋白質(zhì)合成，誘導(dǎo)核毒性應(yīng)激反應(yīng)，但其抑制采食量的作用在豬臨床表現(xiàn)最為明顯。動(dòng)物采食行為是由中樞神經(jīng)系統(tǒng)控制的，而免疫系統(tǒng)通過細(xì)胞因子IL-1、IL-6和TNF-α與中樞神經(jīng)系統(tǒng)相互作用，導(dǎo)致在疾病狀態(tài)下采食量減少。此外，IL-1還與下丘腦中高濃度的血清素有關(guān)，這已在接觸多巴胺的動(dòng)物身上得到證實(shí)（Plata-Salaman，2001）。一項(xiàng)關(guān)于豬采食量抑制效應(yīng)的文獻(xiàn)綜述表明，與對(duì)照組相比，飼料中每1 mg/kg DON污染會(huì)使采食量下降5.4%。這些結(jié)果考慮了不同暴露時(shí)間，飼料中DON的不同分析方法，不同年齡和不同品種的因素，顯示了DON較強(qiáng)的采食抑制效應(yīng)（Guijarro等，2006）。歐盟要求豬飼料中DON水平應(yīng)低于0.9 mg/kg，在此范圍內(nèi)采食量的偏差從-15%～+5%不等，采食量抑制效應(yīng)的濃度獨(dú)立變化可以提示其他影響因素，從而降低或增加飼料中DON的臨界濃度。這些因素可能特別包括污染飼料中未分析的鐮刀菌毒素。此外，豬的健康狀況不佳容易受到DON的影響。因此，0.9 mg/kg的臨界濃度必須解釋為最優(yōu)生產(chǎn)條件下的限量水平。

必須考慮到，與DON相關(guān)的飼料采食量下降不僅減少了毒素本身的攝入量，而且還減少了代謝過程所必需的營(yíng)養(yǎng)和能量的攝入量。在許多情況下，由DON引起的采食量下降導(dǎo)致的能量和營(yíng)養(yǎng)攝入量減少比毒性作用本身更為明顯。為育肥豬提供含碳水化合物和無碳水化合物的日糧，無論是自由采食還是限飼，可以表明日增重降低和料重比增加完全可以歸因于采食量減少。在相應(yīng)的平衡實(shí)驗(yàn)中可以證明，DON日糧的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率顯著提高，這導(dǎo)致活體重增加，至少限飼組應(yīng)該有這樣的結(jié)果。在限飼組中，凈槽時(shí)間上看，平均而言，用DON污染的日糧喂養(yǎng)的豬需要更多的時(shí)間來完成這次采食行為（Doll等，2003）。因此，較高的養(yǎng)分消化率可以通過較高的維持要求得到補(bǔ)償。綜上所述，上述實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)了在評(píng)價(jià)DON的一級(jí)或二級(jí)代謝作用時(shí)，DON對(duì)采食量影響的重要性。

ZEN及其代謝產(chǎn)物具有雌激素樣結(jié)構(gòu)，但與類固醇不同的是，它們并非來源于甾體結(jié)構(gòu)，ZEN毒素本身及其代謝物與體內(nèi)雌激素競(jìng)爭(zhēng)雌激素受體的結(jié)合位點(diǎn)，影響RNA和蛋白質(zhì)合成，導(dǎo)致雌激素作用的解除（Doll等，2003）。在臨床上，這會(huì)導(dǎo)致雌激素過多和生殖障礙。青春期前的母豬最敏感，隨著日糧中ZEN濃度的增加，高雌激素的跡象變得更加明顯，值得注意的是，在0.06和0.15 mg/kg飼料濃度較低的情況下，發(fā)病率已有所上升，飼料中ZEN的含量應(yīng)小于0.1 mg/kg?？梢酝茢?，青春期前母豬較高的易感性是與這些母豬血液中相對(duì)較低的固有雌激素水平有關(guān)。

3 飼料中DON和ZEN與動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)管理

就動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中的霉菌毒素而言，適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)管理不僅依賴于對(duì)潛在威脅動(dòng)物健康危險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)，而且還依賴于對(duì)動(dòng)物實(shí)際接觸的信息。小麥、玉米和燕麥在DON和ZEN污染的研究方面具有特別重要的意義，而其他谷物受影響較小。燕麥似乎特別容易受到T-2毒素的污染，而T-2毒素的污染似乎取決于鐮刀菌屬對(duì)燕麥的侵害，鐮刀菌屬優(yōu)先形成T-2毒素，并在有利于感染的地理區(qū)域和T-2合成（Doll等，2003）。伏馬菌素幾乎只在玉米上發(fā)現(xiàn)，小麥的鐮刀菌毒素污染風(fēng)險(xiǎn)較大。谷物樣品較高的毒素成陽性反應(yīng)可能反映了谷物對(duì)真菌感染和霉菌毒素形成的特異性、易感性，但也可能由于特定毒素檢測(cè)限的分析相關(guān)差異而產(chǎn)生偏差（Bimczok等，2007）。

個(gè)別飼料原料中較高的霉菌毒素濃度對(duì)于直接尋找致病源是必要的，但了解配合飼料的污染水平可以評(píng)估動(dòng)物實(shí)際接觸霉菌毒素的情況，我國(guó)飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)包括了原料和全價(jià)料毒素水平的限制。從德國(guó)官方監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來看，玉米的特殊作用也很明顯，因?yàn)槌^60%的分析樣本被DON和ZEN污染，而其他谷物和豬飼料的污染頻率較低，為20%～40%。同時(shí)，與限量值相比，玉米中DON和ZEN的絕對(duì)水平相對(duì)較低，限量值不僅適用于中位數(shù)，而且適用于最大值（Wollenhaupt等，2006）。然而，這種比較有一定的偏差，這種差異是無法推導(dǎo)出DON和ZEN污染的豬飼料的最大值或超過限量值的水平。必須對(duì)單獨(dú)的飼料原料和全價(jià)料或部分飼料（精料補(bǔ)充料）的限量值進(jìn)行區(qū)分，符合全價(jià)飼料的限量值，保證正常生產(chǎn)條件下動(dòng)物健康不受影響。外界應(yīng)激因素、飼養(yǎng)密度過高、營(yíng)養(yǎng)不足等會(huì)提高動(dòng)物對(duì)毒素風(fēng)險(xiǎn)的易感性。考慮到飼料在大多數(shù)情況下都有一定程度的霉菌毒素污染，必須采取相應(yīng)措施處理這種污染。首先必須分析霉菌毒素含量超過上限時(shí)的臨界濃度，因?yàn)檫@可能影響動(dòng)物的健康和生產(chǎn)性能。將受污染的飼料與未受污染的飼料混合，目的是稀釋毒素濃度，使最終的全價(jià)飼料不再超過限量。

4 毒素的凈化與挑戰(zhàn)

李培武等（2010）認(rèn)為，飼料毒素的脫毒程序需要滿足以下幾個(gè)條件：（1）霉菌毒素必須被滅活或清除；（2）不得產(chǎn)生新的毒素或有毒降解產(chǎn)物；（3）飼料的營(yíng)養(yǎng)成分不應(yīng)受到影響，加工工藝不受影響；（4）殺滅孢子或菌絲以避免隨后形成霉菌毒素；（5）易于處理，成本效益和環(huán)境友好。體內(nèi)解毒是指將在受污染的飼料中加入添加劑，達(dá)到霉菌毒素在通過消化道時(shí)失活，從而避免霉菌毒素的吸收和不良影響。相關(guān)飼料添加劑主要通過兩種不同的機(jī)制發(fā)揮作用，即礦物黏土吸附作用和酶或微生物降解作用（劉艷麗等，2012）。堿性處理已被證明可以成功降解幾種霉菌毒素，但這些程序的開展成本較高，或者只是實(shí)驗(yàn)室的小試或中試，不適用于農(nóng)場(chǎng)（Lusky等，2001）。然而，在歐洲一些國(guó)家，47%的谷物從農(nóng)田收獲后并沒有通過商業(yè)飼料廠的加工而是直接用于動(dòng)物飼養(yǎng)，在農(nóng)場(chǎng)使用一些具有成本效益的霉菌毒素脫毒方法是有益的（路遙等，2012）。使用焦亞硫酸鈉處理DON污染的谷物原料具有顯著脫毒效果，但需要對(duì)這種方法的安全性和有效性進(jìn)行評(píng)估和研究（Danicke等，2010）。

5 結(jié)論

鐮刀菌毒素DON和ZEN對(duì)豬的健康和生產(chǎn)性能會(huì)產(chǎn)生較大危害，但這些毒素對(duì)動(dòng)物健康影響的機(jī)制仍未完全明確。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，飼料原料中DON和ZEN的同時(shí)存在，甚至在受污染的谷物中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了其他霉菌毒素都加劇了毒素風(fēng)險(xiǎn)控制的管理。原料中毒素的影響可能是相加的、協(xié)同的，也取決于毒素彼此之間的比例及單一毒素的污染程度。由于小麥、玉米等谷物易受鐮刀菌毒素的污染，而農(nóng)業(yè)工藝措施不能完全避免這種風(fēng)險(xiǎn)，需要有效的管理和戒毒戰(zhàn)略。