馮雪蓮, 周英煥, 李留安, 焦小麗
(天津農學院動物科學與動物醫(yī)學學院,天津市農業(yè)動物繁育與健康養(yǎng)殖重點實驗室,天津 300384)
玉米赤霉烯酮(ZEN), 又稱為F-2 毒素,由Stob 等(1962) 從禾谷鐮刀感染的玉米中分離出來。 ZEN 是谷物作物中常見霉菌毒素,不僅影響作物生長, 還可通過食物鏈直接或間接傳入動物和人類體內, 嚴重危害動物和人類健康(Ropejko等,2021)。 ZEN 具有生殖毒性、免疫毒性、遺傳毒性和致癌性,此外其對心臟、腎臟、肝臟、肺臟也有毒害作用,對神經系統、血液系統也會產生影響,導致神經系統的亢奮,臟器官出血,嚴重時還會導致機體死亡(劉禹竹等,2019;劉躍芹等,2016)。
霉變飼料處理常用的方法是吸附法。吸附物質主要有活性炭、鋁硅酸鹽類(蒙脫石、沸石粉、膨潤土等)和有機物類(酵母細胞壁多糖等)。 活性炭表面積大、吸附效率高,但吸附不具有選擇性;鋁硅酸鹽類吸附劑對黃曲霉毒素吸附效率較高, 對ZEN及嘔吐毒素等吸附效果較差, 但可通過對其改性,進而提高吸附的廣譜性(王海波等,2021);有機物類吸附劑如酵母細胞壁、葡甘露聚糖等可以有效吸附多種霉菌毒素,刺激機體的免疫系統,阻止霉菌毒素對機體產生的免疫抑制作用等 (朱春紅,2020)。但不同添加量、不同作用時間以及吸附劑之間的組合對ZEN 脫毒效果尚需進一步研究。 本試驗選用蒙脫石、載鋅蒙脫石、膨潤土與黑云母復合吸附劑、腐殖酸鈉、葡甘露聚糖與腐殖酸鈉復合吸附劑作為ZEN 脫毒物質,研究不同添加量、不同處理時間對ZEN 的脫毒效果,為生產實踐提供參考。
1.1 試驗材料
1.1.1 玉米赤霉烯酮標準品 玉米赤霉烯酮標準品規(guī)格BR,98% 10 mg, 為上海源葉生物科技有限公司產品。
1.1.2 主要試劑 黑云母(黑云母,含量100%,粉末400 目); 葡甘露聚糖 (葡甘露聚糖, 含量95%);腐殖酸鈉(可溶性腐殖酸,含量70%,顆粒直徑1 ~5 mm);蒙脫石(蒙脫石粉,含量95%,粉末200 目);膨潤土(蒙脫石,含量90%,粉末200目);RIDASCREEN Zearalenon 檢測試劑盒為RBiopharm 德國拜發(fā)產品;無水甲醇購自天津永大化學試劑有限公司; 硫酸鋅購自天津市致遠化學試劑有限公司。
1.1.3 儀器和設備 CMax Plus 酶標儀 (型號為SpectraMax RAbsorbance Reader), 為MolecμLar Devices 公司產品;Eppendorf 移液槍;振蕩器(型號為EMS—18C);生化培養(yǎng)箱購自上海一恒科學儀器有限公司;電子天平(型號為AX224ZH/E)購自奧豪斯儀器有限公司;Whatman#1 濾紙、槍頭、密封袋等購自天津晟佰昊生物技術有限公司。
1.2 試驗設計 采用單因素設計,共23 個試驗處理組,1 個ZEN 純品空白組,每個處理4 個重復,分別添加蒙脫石、載鋅蒙脫石、膨潤土與黑云母復合吸附劑、腐殖酸鈉、葡甘露聚糖與腐殖酸鈉復合吸附劑于10 mL ZEN 標準品溶液中,反應均在37 ℃恒溫振蕩儀中進行, 比較添加量均為25 mg 振蕩60 min 的脫毒效果, 選擇其中3 種脫毒效果較好的吸附劑, 比較其密封振蕩30、60、90 min,用量均為25 mg 時的脫毒率及吸附劑用量為10、25、50 mg, 振蕩均為60 min 時的脫毒率。
式中:a 為空白組,表示未加吸附劑的標準品的ZEN 含量;b 為試驗組, 表示添加吸附劑的標準品的ZEN 含量。
1.4 數據統計分析 采用SPSS 20.0 軟件對數據進行統計分析,試驗數據以“平均數±標準差”表示,采用單因素ANOVO 方差分析和Duncan’s 檢驗各組間差異顯著性,P<0.05 表示差異顯著。
2.1 5 種吸附劑脫毒效果比較 由表1 可知,5種吸附劑均對ZEN 有脫毒效果,其中載鋅蒙脫石顯著高于腐殖酸鈉、膨潤土與黑云母復合吸附劑、蒙脫石、葡甘露聚糖與腐殖酸鈉復合吸附劑(P<0.05)。 膨潤土與黑云母復合吸附劑、 腐殖酸鈉2種吸附劑脫毒率差異不顯著(P>0.05)。
表1 5 種吸附劑的脫毒率比較%
2.2 3 種吸附劑不同吸附時間脫毒效果比較 選擇載鋅蒙脫石、膨潤土與黑云母復合吸附劑、腐殖酸鈉3 種吸附劑, 比較添加量均為25 mg 37 ℃密封振蕩30、60、90 min 時的脫毒率。 由表2 可知,3 種吸附劑脫毒率隨時間延長而提高,3 種吸附劑60 min 和90 min 脫毒率差異均不顯著(P>0.05),但均顯著高于30 min 時脫毒率(P<0.05)。
表2 3 種吸附劑不同時間處理的脫毒效果%
2.3 3 種吸附劑不同添加量脫毒效果比較 選擇載鋅蒙脫石、膨潤土與黑云母復合吸附劑、腐殖酸鈉3 種吸附劑, 比較37 ℃密封振蕩60 min 添加量分別為10、25、50 mg 時的脫毒率。 由表3 可知,3 種吸附劑脫毒率隨添加量增加而提高,其中載鋅蒙脫石、 膨潤土黑云母復合吸附劑25 mg 和50 mg 脫毒率差異均不顯著(P>0.05),但均顯著高于10 mg 時脫毒率(P<0.05)。 腐殖酸鈉50 mg脫毒率顯著高于25 mg 與10 mg (P<0.05),25 mg脫毒率顯著高于10 mg(P<0.05)。
表3 3 種吸附劑不同添加量處理的脫毒效果%
研究表明,蒙脫石作為一種含硅鋁酸鹽的層狀礦物,具有較強離子交換能力,能夠與霉菌毒素結合形成螯合物, 競爭性減少動物胃腸道對霉菌毒素的吸收, 達到脫毒目的 (李林儒等,2019)。 載金屬處理是常見的蒙脫石改性方法,改性處理后, 吸附材料的離子交換能力能夠加強且產生較強的抑菌殺菌作用 (王曉娟等,2020)。本研究中蒙脫石吸附劑對ZEN 脫毒率為37.46%,經載鋅改性處理后脫毒率顯著增加,表明改性處理增強了其離子交換能力, 脫毒能力增強。 研究報道,載銅蒙脫石對霉菌毒素脫毒能力隨時間、添加量變化,結果呈現遞增規(guī)律(李靜等,2016)。 本試驗與該研究結果趨勢一致,但60 min 與90 min 脫毒率差異不顯著, 推測金屬改性蒙脫石隨反應時間延長,脫毒能力增加,到60 min 后處于穩(wěn)定水平。 此外,隨添加量增加,脫毒能力顯著增加, 但25 mg 與50 mg 載鋅蒙脫石對ZEN 的脫毒率差異不顯著, 表明一定劑量載鋅蒙脫石即可吸附ZEN 毒素。
本研究中, 腐殖酸鈉吸附劑對ZEN 脫毒率顯著高于腐殖酸鈉與葡甘露聚糖復合吸附劑,推斷腐殖酸鈉與葡甘露聚糖之間對ZEN 脫毒不具有加性作用, 復合吸附劑中腐殖酸鈉添加量降低反而脫毒效果下降。 此外也可能是葡甘露聚糖對ZEN 脫毒效果較弱所致。研究表明,黑云母與膨潤土結合可以作為抗生素替代品添加于飼料中(Lee 等,2015)。 膨潤土具有黏結性、吸附性、膨潤性、催化性、懸浮性、觸變性以及陽離子交換性,常用作飼料防霉劑(王凱,2014)。 本研究結果表明膨潤土與黑云母復合吸附劑對ZEN具有較強的脫毒效果,且隨時間、添加量增加,膨潤土與黑云母復合吸附劑對ZEN 的脫毒率顯著提高。