◆作者:王倩 謝全喜 侯楠楠 王梅 谷巍
◆單位:山東寶來利來生物工程股份有限公司,山東省動物微生態(tài)制劑重點實驗室
全球每年約25%的糧食作物受到霉菌毒素的污染,造成嚴重的經(jīng)濟損失(許玲涵,2020),霉菌毒素污染是飼料及飼料原料一直存在的問題,對動物和人類造成嚴重影響。霉菌毒素是真菌(霉菌)在生長與繁殖期間產(chǎn)生的對動物、人類以及作物等有毒害作用的次級代謝產(chǎn)物,具有毒性、致癌性。據(jù)研究發(fā)現(xiàn),已有近300 多種霉菌代謝產(chǎn)物,其中最為常見的有黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素、赭曲霉毒素、煙曲霉毒素和T-2 毒素等,這些也是毒害作用較大的幾種(王國強,2019)。霉菌毒素容易引發(fā)動物急性或慢性中毒,對動物機體的免疫、消化、呼吸以及生殖系統(tǒng)等造成損傷(會丹等,2020),引發(fā)采食抑制、免疫抑制、生長抑制等,引發(fā)疾病,增加死亡率(朱春紅,2020)。
嘔吐毒素(vomitoxin,DON)是兩種鐮刀菌(禾谷鐮刀菌、串珠鐮刀菌)的代謝產(chǎn)物(許玲涵,2020),是一種B 型單端孢霉烯族毒素,分布于小麥、大麥、黑麥、玉米等谷物中。一定劑量的DON 是一種免疫抑制劑,亦或是免疫促進劑,通過誘發(fā)白細胞的凋亡進而調(diào)控病原體的免疫應(yīng)答機制產(chǎn)生抑制作用,激發(fā)巨噬細胞、T 細胞等炎癥細胞因子活性,在動物體內(nèi)具有富集作用,長期積累易造成黏膜炎及免疫抑制等,影響畜禽生產(chǎn)性能(黃珂,2019)。黃曲霉毒素由二氫呋喃香豆素衍生來的,由一類結(jié)構(gòu)類似的化合物組成,具有致突變、致癌和致畸的毒性作用。特別是黃曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1) 具有最強的致癌性和毒性,廣泛分布于玉米、豆類、花生等糧食作物,毒素不僅會對動物造成危害,還可通過食物鏈進入人體,進而危害人體健康(張俊楠等,2019)。玉米赤霉烯酮是鐮刀菌和赤霉菌產(chǎn)生的一種強效類雌激素代謝產(chǎn)物,影響內(nèi)分泌和免疫系統(tǒng),對動物的生殖系統(tǒng)產(chǎn)生損害(王娟等,2020)。
我國的糧食作物正遭受嚴重的霉菌毒素污染,其中谷物飼料中霉菌毒素污染對畜牧業(yè)產(chǎn)生重大危害(侯楠楠等,2020),以糧食作物為原料的飼料中霉菌毒素污染的概率較高,對動物以及人體的健康產(chǎn)生嚴重的危害,所以霉菌毒素污染是畜牧及飼料行業(yè)不容輕視的問題。本文分析了2020 年從市場收集的飼料及原料霉菌毒素污染情況及變化趨勢,以期為飼料原料采購和應(yīng)用提供參考依據(jù)。
表1 2020 全年收檢樣品匯總表
本實驗分析檢測的樣品是2020 年1-12 月,山東寶來利來生物工程股份有限公司研究院收檢的488 份樣品,主要來自山東、河南、江蘇、湖南、四川等地。
FA1004 電子分析天平、XK80-A 型漩渦混勻儀、FW-100型高速萬能粉碎機、LD5-2A 低速離心機、F50 酶標儀、微量移液槍、甲醇(分析純)、氯化鈉(分析純)、黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素ELISA 檢測試劑盒。
參照GB/T 14699.1-2005《飼料采樣》制備樣品并備用,采用酶聯(lián)免疫法進行毒素含量測定。
稱取粉碎并過20 目篩的樣品適量置于容器,加入提取液(甲醇水溶液或去離子水)提取,振蕩10 min 混勻,4000 r/min 離心5min,收集上清液備用,具體操作步驟參照霉菌毒素ELISA檢測試劑盒說明書進行。
試驗數(shù)據(jù)采用Excel 軟件進行統(tǒng)計整理,根據(jù)毒素試劑盒檢出限為參考,通過毒素分析軟件進行數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計,黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮和嘔吐毒素檢測限分別為2.0μg/kg、20.0μg/kg、100.0μg/kg,以樣品毒素濃度超過檢測限判定為陽性; 參照GB13078-2017《飼料衛(wèi)生標準》黃曲霉毒素B1允許量≤20.0μg/kg;玉米赤霉烯酮的允許量≤500.0μg/kg;原料中嘔吐毒素標準為≤3000.0μg/kg,配合飼料中嘔吐毒素標準為≤1000.0μg/kg。
由表2 可知,2020 全年收檢的飼料及飼料原料3 種霉菌毒素的檢出率均在85% 以上,AFB1、ZEN、DON 的檢出率分別為87.69%、92.49%、94.59%,可見,飼料及飼料原料霉菌污染較為普遍。AFB1、ZEN、DON 超標率分別為6.58%、14.55%、23.87%,其中DON 超標率最高,陽性樣品檢測均值為1014.67 μg/kg,高于GB13078-2017 《飼料衛(wèi)生標準》上限1000 μg/kg;AFB1 和ZEN 的陽性樣品檢測均值為7.75 μg/kg 和233.73 μg/kg,均在GB 13078-2017《飼料衛(wèi)生標準》限量范圍內(nèi),說明DON 是當前飼料及飼料原料中污染最為嚴重的毒素。
表2 2020 全年收檢飼料及飼料原料霉菌毒素檢測結(jié)果
由表3 可知, 玉米樣品AFB1、ZEN、DON 的檢出率、超標率 分 別 為80.49% 、67.44% 、95.12%和4.88%、2.33%、17.07%,其中DON 的檢出率和超標率均最高。陽性樣品中AFB1、ZEN 和DON 的均值分別為2.42μg/kg、99.17μg/kg、551.12μg/kg,均在GB 13078-2017《飼料衛(wèi)生標準》限量范圍內(nèi)。
表3 2020 全年收檢玉米樣品霉菌毒素檢測結(jié)果
由表4 可知,玉米副產(chǎn)物中DON 在所有樣品中超標率最高,為53.57% ,最高檢出值為5922.50μg/kg,是國家飼料衛(wèi)生標準規(guī)定限量的5.9 倍,其中檢測的陽性樣品平均值為1694.17 μg/kg,是國家飼料衛(wèi)生標準規(guī)定限量的1.7 倍;ZEN 超標率為28.57%,最高值為4013μg/kg,是國家飼料衛(wèi)生標準規(guī)定限量的8 倍, 檢測的樣品均值為280.45μg/kg,在國家飼料衛(wèi)生標準規(guī)定限量范圍內(nèi);AFB1超標率為16.67%, 最高檢出值為107.27μg/kg,是國家飼料衛(wèi)生標準規(guī)定限量的5.4 倍,檢測的樣品均值為16.60μg/kg,在國家飼料衛(wèi)生標準規(guī)定限量范圍內(nèi)。玉米副產(chǎn)物中3 種霉菌毒素的檢出率都在89%以上,其中DON 毒素100%檢出,說明玉米副產(chǎn)物霉菌毒素污染嚴重。
表4 2020 全年收檢玉米副產(chǎn)物霉菌毒素檢測結(jié)果
由表5 可知,麩皮和粕類霉菌毒素檢測結(jié)果中DON 的超標率為41.46%,檢測最高值為9420μg/kg,是國家飼料衛(wèi)生標準規(guī)定限量的9.4 倍。其次是ZEN 超標率為18.42%,最高檢出值為1183.40μg/kg,是國家飼料衛(wèi)生標準規(guī)定限量的2.4 倍。AFB1的超標率僅為2.13%,樣品最高檢出值為25.70μg/kg,陽性樣品均值為3.64μg/kg,均未超國家飼料衛(wèi)生標準規(guī)定限量范圍。
表5 2020 全年收檢麩皮和粕類霉菌毒素檢測結(jié)果
由表6 可知,AFB1的檢出率為79.31%,超標率為6.21%,陽性樣品均值為6.75 μg/kg,未超出國家飼料衛(wèi)生標準規(guī)定限量。ZEN 和DON 的超標率分別為13.04%和12.32%,兩種毒素的檢出率均為95%以上,其中ZEN的最高檢出值為 1356.20μg/kg,DON 的最高檢出值為6225μg/kg,均超出國家飼料衛(wèi)生標準規(guī)定限量。
表6 2020 全年收檢配合飼料霉菌毒素檢測結(jié)果
由表7 可知,發(fā)酵料中3 種毒素的檢出率均較高,AFB1、ZEN 和DON 超標率分別為10.20%、13.64%和22.77%。ZEN超標率為13.64%,最高檢出值為2834μg/kg,是國家飼料衛(wèi)生標準規(guī)定限量的5.7 倍,是配合飼料中ZEN 最高值的2 倍;DON的最高值為6297.30 μg/kg,陽性樣品均值為1341.19 μg/kg,分別是國家飼料衛(wèi)生標準規(guī)定限量的6.3 倍和1.3 倍。
表7 2020 全年收檢發(fā)酵料霉菌毒素檢測結(jié)果
樣品毒素檢測均值反映出霉菌毒素污染程度及其造成的危害大?。▌ⅧP芝等,2017)。2020 全年共收檢毒素類檢測樣品488 份,90%以上的樣品3 種毒素均能檢出,AFB1、ZEN 和DON 超標率分別為6.58% 、14.55%和23.87%,以DON 污染最為嚴重。DON,玉米副產(chǎn)物超標率最高為53.57%,其次是麩皮和粕類超標率為41.56%,污染較輕的是配合飼料;ZEN 玉米副產(chǎn)物中污染較為嚴重,玉米樣品中污染較輕,配合飼料、麩皮和粕類以及發(fā)酵料中污染程度近乎相同;AFB1,在玉米副產(chǎn)物中污染較嚴重,在玉米、麩皮和粕類樣品中污染最輕。小麥、玉米等常見谷物原料不僅在作物收割前易受單端孢霉烯族毒素污染,而且作物品種、播種時間、天氣條件、原料的加工方式以及儲存環(huán)境也會對毒素產(chǎn)生造成影響(閆昭明等,2020)。飼料及飼料原料易受霉菌污染,且存在多種霉菌毒素污染的現(xiàn)象,沒有絕對安全的飼料及原料。
玉米是單胃動物及反芻動物飼養(yǎng)用量最大的能量飼料(史海濤等,2019),也是霉菌生長繁殖的重要基質(zhì),在玉米的貯存過程中,控制飼料的水分含量是保證飼料安全儲存的重要指標,大多數(shù)霉菌生長相對濕度為75%左右(姜柏翠,2020),當濕度過高時,霉菌會大肆繁殖。收檢的玉米樣品主要來自于飼料廠和養(yǎng)殖場等,AFB1、ZEN 和DON 檢出率分別為80.49%、67.44%、95.12%,在玉米中存在2 種或3種毒素同時檢出的情況,這與史海濤等的研究結(jié)論一致。2020 全年收檢玉米中AFB1、ZEN 和DON 檢出率相比2019 年(侯楠楠等,2020)都有所升高,這與丁燕玲的統(tǒng)計分析結(jié)果一致(丁燕玲等,2021)。
玉米副產(chǎn)物的營養(yǎng)素比玉米好,隨著營養(yǎng)素的富集,霉菌毒素也富集到玉米的各類副產(chǎn)物中。玉米副產(chǎn)物包括DDGS、玉米胚芽餅粕、玉米蛋白粉和噴漿玉米皮等,這些副產(chǎn)物中存在霉菌毒素污染現(xiàn)象(王慶偉等,2020)。在收檢的玉米副產(chǎn)物樣品中AFB1、ZEN 和DON 的檢出率分別為96.67% 、89.29% 和100%,檢出率非常高,引起畜禽中毒風(fēng)險較大。因此飼料企業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)要高度關(guān)注玉米和玉米副產(chǎn)物中霉菌毒素含量。
收檢配合飼料AFB1、ZEN和DON 檢出率分別為79.31%、97.10%和95.65%,其中ZEN 和DON 超標率較高,均在12%以上,今后需進一步控制飼料品質(zhì),及時阻斷霉菌污染源頭,做到有效防控(程傳民等,2019)。
飼料通過生物發(fā)酵可以鈍化抗營養(yǎng)因子、降解霉菌毒素、調(diào)高消化率,調(diào)節(jié)腸道平衡,提高免疫力(谷子林等,2020),但是發(fā)酵飼料也會受到多種霉菌毒素的污染,動物食用后易造成消化系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的損傷(畢重朋等,2017)。收檢發(fā)酵料AFB1、ZEN 和DON 檢出率均較高,分別為94.90%、96.59%和91.09%,AFB1、ZEN 和DON 超標率分別為10.20% 、13.64% 、22.77%,總體來看發(fā)酵飼料3 種毒素污染較為嚴重,企業(yè)養(yǎng)殖業(yè)應(yīng)加強對發(fā)酵飼料霉菌毒素的監(jiān)控。
2020 全年收檢的飼料及原料霉菌毒素檢出率均在90%以上,污染程度較為嚴重,對動物和人類造成不同程度的危害。目前解決霉菌毒素污染的方法主要有兩種:一是控制霉菌毒素產(chǎn)生,二是對受毒素污染的商品解毒或脫毒。解毒脫毒措施有物理方法、化學(xué)方法以及微生物降解等(馮利等,2020)。
2020 全年收檢的飼料及飼料原料霉菌毒素檢測結(jié)果可以看出,霉菌毒素污染狀況仍然嚴重,并且多種霉菌毒素污染共存的現(xiàn)象較為普遍,DON 檢出率和超標率均最高,污染范圍廣且污染嚴重,其次是ZEN 和AFB1。因此,飼料和養(yǎng)殖業(yè)要做好飼料及飼料原料霉菌毒素的檢測和防控。
參考文獻:(略)