赭曲霉毒素A的危害与防治

重庆市兽药饲料检测所 丁 平 侯亚莉＊ 王永红 朱英才

赭曲霉毒素A（OA）是曲霉属和青霉属菌产生的一类毒性化合物，常常污染食品和饲料（Frisvad 和 Samson，1991）。OA 在世界范围造成经济损失仅次于黄曲霉毒素（Hesseltine，1986）。赭曲霉毒素常有A、B、C和α四种，化学结构非常相似，OA与赭曲霉毒素C的毒性相近，赭曲霉毒素B的毒性是OA的1/10，赭曲霉毒素α被认为没有毒性或毒性很小（Chu，1974）。OA能引起动物的急性和慢性毒性，是强致癌物质，可对肾脏造成不可逆的致死毒害，引起肾脏萎缩，还可使胎儿畸形、流产甚至死亡，严重影响动物的机能和生长状况，其对人类的潜在危害备受关注。

1 OA的理化性质

OA是苯丙氨酸与异香豆素结合体的衍生物，分子式为C20H18O6ClN，相对分子质量为403.8。OA纯品为白色针状晶体，在荧光灯下呈明亮绿色荧光，较易溶于极性有机溶剂，微溶于水，在苯溶液中OA最大吸收波长为333 nm，在纯乙醇溶液中最大发射波长为467 nm。OA具有耐热性，焙烤只能使其毒性减少20%，蒸煮对其毒性不具有破坏作用。OA的苯丙氨酸基团可被其他氨基酸取代形成OA的类似物，它被酪氨酸、缬氨酸、丝氨酸取代形成的类似物毒性强于被蛋氨酸、色氨酸取代形成的类似物，被谷氨酸、脯氨酸取代形成的类似物毒性较低（Hadidane等，1991）。OA有两个羧基和羟基电离基团，在生理条件下以电离和非电离的形式存在，羟基基团以电离形式存在是赭曲霉毒素具有毒性所必需的。

2 OA的污染状况

2.1 植物产品 OA常常污染多种农作物和食品，包括谷类、豆类及豆制品、干果、咖啡、葡萄及葡萄酒、香科、油料作物、啤酒、茶叶和动物饲料等。OA在谷物中自然产生，特别在大麦中广泛存在。1983年美国、加拿大等13个国家饲料的OA污染为1%～30%，1979年美国、加拿大OA污染的平均浓度是1.035 μg/kg，83%的污染物浓度小于200 μg/kg，大约3%的污染物的浓度值是20000～30000 μg/kg。一般情况下，饲料污染比食物污染严重 （Krogh，1987）。 敖志刚和陈代文（2008）从黑龙江、辽宁、北京、内蒙、天津、福建、广东、江西、四川、云南等省市采集44份玉米、49份全价饲料、3份小麦、21份豆粕、21份杂粕、37份副产品、18份DDGS、7份青贮饲料、8份奶牛混合饲料和17份奶牛粗饲料样品，经测定样品中赫曲霉毒素检出率为95.1%。

2.2 动物产品 动物摄食含OA的饲料后会导致体内OA蓄积，因此在动物性食品中，尤其是猪的肾脏、肝脏、肌肉、血液以及奶和奶制品等中常可检出OA。Holmberg等（1990）报道了6年调查结果，表明猪血清的OA污染与不同季节收获的大麦湿度呈正相关关系，如1984年大麦的湿度为18%时，猪血清OA检出率约为12%，1987年平均湿度为25%时，OA检出率约为35%。OA在猪的肾脏、肝脏、脂肪、血液中的残留与饲料中的OA浓度也呈正相关关系，OA在猪血液中的浓度比其他组织中高。因此，在血液中的浓度可以预知整个猪群 OA的摄入量（Signatovich等，1989），从而调整饲喂方法，减少OA在整个猪群组织中的浓度。由于反刍动物瘤胃中细菌产生一些酶可将OA转化为赫曲霉毒素α（Hult等，1976），所以到目前为止，尚未见反刍动物组织中检出OA的报道。

3 OA的毒性及对动物危害

3.1 急性毒性 OA对实验动物半数致死量（LD50mg/kg BW）因给药途径、实验动物的食物、年龄、性别的不同而不同。经口急性毒性试验，猪的LD50值为1.0～6.0、小鸡的LD50值为3.3、狗的LD50值为 0.2、幼鼠的 LD50值为3.9、成熟小鼠的LD50值为20～30，反刍动物没有LD50值（Marquardt等，1990）。以上LD50数字表明，猪、狗对OA特别敏感，成熟小鼠和反刍动物不敏感。OA也能引起家禽血清的总蛋白质、清蛋白、球蛋白、尿素、胆固醇、甘油三酸酯和钾降低，尿素、肌氨酸、磷酸酯酶和胆碱酯酶增加（Huff等，1988）。急性中毒的临床表现主要为最初食欲减退、体重减轻、恶心、呕吐，紧接着里急后重、直肠温度升高、结膜炎发脓、扁桃腺炎、口渴、多尿、脱水、俯卧，最后死亡。

3.2 慢性毒性 Madsen等（1982）用含OA浓度为0～2300 μg/kg的日粮饲喂20 kg和90 kg的猪，猪的健康状况良好，但饲料消耗减少、体重增加缓慢，饮水和排尿量增加。当OA的浓度为0～200 μg/kg时，对饲料利用率和采食量几乎没有影响，当OA浓度大于1400 μg/kg时，对饲料利用率和采食量有明显的影响，用正常饲料代替OA污染的饲料喂猪，几周后猪的生产性能又恢复正常。用含OA 2000 mg/kg的日粮饲喂小火鸡1周后，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶和γ-谷氨酰转移酶降低了40%，酶活性的降低伴随肾脏损害的加重，这表明酶特别是烯醇式丙酮酸磷酸羧激酶是OA导致猪肾病的灵敏指示物，故前期肾脏中酶活力的测量对OA导致猪肾病起着临床诊断作用（Krogh 等，1988）。Prior和 Sisodia（1978）报道了产蛋母鸡用含OA 5 mg/kg的日粮饲喂6周，产蛋率和饲料消耗明显降低。

3.3 免疫学毒性 Hong等 （1988）研究报道了OA能引起免疫抑制，不同种属的动物在摄入OA后淋巴细胞特别是胸腺、脾脏、法氏囊的淋巴细胞减少，胸腺淋巴细胞的减少通常伴随着一个延时的超过敏反应，这表明了细胞介导的免疫受到OA的抑制。Muller（1999）试验证实，OA的浓度为20～50 mg/kg时，可减少猪的白细胞和淋巴细胞数量，且升高嗜中性粒细胞总数，减弱嗜中性粒细胞吞噬作用，在研究中同时观察到OA增加噬菌细胞凋亡，这可认为是巨噬细胞吞噬能力减弱的原因。

3.4 致畸和致癌 OA对老鼠是一种强的致畸物质，对猪无效。OA对动物的致畸效果部分因胎盘转移OA的不同而不同，雌性动物吃了含OA的食物，其后代的神经中枢、眼睛、轴骨受到影响。怀孕老鼠口服OA 1.0 mg/kg BW产下畸形后代，猪摄食含OA 700～1400 μg/kg的饲料，母猪和新生仔猪临床状况正常（Kuiper等，1989）。用含OA 2.5 mg/kg的饲料喂母鸡后，蛋中仅少量或无OA检出，而当用低剂量OA注射到孵化蛋气囊里时，胚胎产生了畸形 （Juszkiewicz等，1982）。OA对老鼠也是一种致癌物质。Boorman（1989）对Fischer 344V/N大鼠致癌进行了广泛的研究，每天OA灌剂量分别为0、21、70 μg/kg和210 μg/kg BW，每周 5 d，共试验 24 个月，雄鼠和雌鼠肾脏的管状细胞的腺瘤加癌变的发生率分别为 2∶1、2∶0、39∶4、72∶16，显然，雄鼠比雌鼠的发病率高。

4 OA的脱毒方法

4.1 预防真菌的生长 影响霉菌毒素生长的因素有：湿度、温度、时间、谷种的损害、氧气和二氧化碳浓度、基质的成分、真菌的多少、产毒菌株和孢荷的流行、微生物的交叉反应、脊椎动物带菌者，其中最主要因素是温度和湿度。在高温高湿条件下由曲霉属和青霉属菌产生OA霉菌，而在低环境温度时仅由青霉属菌产生OA霉菌。Abrmson等（1990）证明，贮存了60周的小麦在湿度为16%时仅产生微量的OA，当湿度为19%时OA被检出。在湿度为21%时贮存56周的谷物，OA含量为3.6 mg/kg，以上结果表明，当湿度小于15%时，不会有 OA产生。Frohlich等（1991）报道，高湿度地窖贮存的大麦产生OA，是由于空气泄露到地窖中，由地窖里的真菌产生。γ和电子束辐射能有效毁坏产生OA的真菌。Leitao等（1990）报道，用磷化氢能有效阻止真菌和柄曲霉菌的生长。Tong和Dranghon（1985）研究了几种食品杀菌剂对曲霉属和青霉属菌产生的OA的影响，当食物如谷物、高粱的pH值在5～6时，很小浓度苯甲酸甲脂防腐剂和山梨酸钾抗菌剂就能抑制OA的产生；当青贮料的pH值为4.5时，真菌生长，而毒素生长被0.02%的苯甲酸甲脂防腐剂和0.2%丙酸钠完全抑制。总之，控制贮存谷物湿度小于15%，保证高湿度时厌氧条件，加入霉菌毒素抑制剂，接种竞争的非毒性微生物群落均能有效控制OA的产生。

4.2 化学脱毒和青贮法 酸、碱、乙醛、硫酸氢盐、氧化剂、各种气体和青贮法等都可用来降低或灭活菌酶毒素。Chekowski等（1982）报道了用氨处理被OA污染的大麦，使OA的浓度降低到不可检测，小鸡饲喂含OA的谷物增重明显下降，而饲喂被氨处理了含OA的谷物增重没有降低，他们推断谷物的氨化不仅使霉菌毒素 （包括OA）脱毒，而且阻止了霉菌的生长。Rotter等（1980）报道了在大麦中接种乳酸菌，通过青贮法降低了约50%OA的浓度，但这种方法对OA的脱毒无效，可能是毒素和有机体形成了复合物或转化为不能检测或不能确定的衍生物。

4.3 吸附剂脱毒 铝硅酸钙氢钠、班脱土、木炭、硝胆氨常常被用来降低OA的毒性。1%铝硅酸钙氢钠和10%班脱土添加到含OA的日粮中，对猪的血清、组织、胆汁中的OA无效果，而添加1%的木炭能降低猪血清中OA，当添加浓度10%的木炭时，OA在猪血清、肝脏、肾脏、脾脏和心脏组织中的浓度降低50%～80%，Bauer（1987）认为，10%的活性炭作为饲料添加剂有治疗价值，但在预防方面是不切实际的。硝胆氨是一种阴离子交换树脂，它能有效吸附胆汁盐类，降低非反刍动物胃肠道的OA。在老鼠含1 mg/kg OA的饮食中，加入0.5%的硝胆氨，血液中OA的浓度降低了50%，尿中OA的富集大大降低，粪便中OA的浓度增加，OA的生物利用度缩短，毒性降低（Madhyastha等，1992）。由于硝胆氨的价格比较贵，价廉的阴离子交换树脂作为OA的吸附剂有待进一步研究。目前，用于物理吸附的物质主要是硅铝酸盐类等复合物。天然硅铝酸盐矿物质吸附力小，效率低，占饲料容量大且对某些营养物质有一定的吸附，因而不能直接添加于饲料中。对天然硅铝酸盐表面基团或电荷分布进行适当改性，可使新形成的物质获得新的理化特征，从而可改善对霉菌毒素的选择性吸附，提高其吸收能力。

4.4 苯丙氨酸和蛋白质脱毒 OA分子结构中的苯丙氨酸基团至少能完全抑制两种酶：丙氨酰-tRNA合成酶和苯丙氨酸羟化酶，减少蛋白质的合成，使苯丙氨酸转化成酪氨酸。苯丙氨酸添加到含有OA的细胞培养物中，能减少或阻止OA对蛋白质合成的抑制，苯丙氨酸的注射液也能阻止老鼠中OA诱导的免疫抑制，尤其能降低老鼠的畸形。苯丙氨酸添加到被OA污染的小鸡日粮中，提供了对抗OA导致毒性的蛋白质保护，同时也打破了氨基酸平衡，该平衡降低了增重和饲料转化率（Gibson等，1990）。因此，在含有OA的日粮中添加苯丙氨酸没有明显效果。蛋白质抵抗OA的负面影响，大概是因为苯丙氨酸在日粮中的浓度提高。然而，这些治疗是不符合实际的，因为这使得蛋白质在日粮中的浓度需要大量提高，导致成本增加，利润减少。

4.5 微生物脱毒 胃肠道微生物对OA的脱毒非常有效，因为它能将OA水解为无毒性的赫曲霉毒素α形式，特别在反刍动物中非常重要，在非反刍动物中也占重要地位。Madhyastha等（1992）研究报道，非反刍动物肠道内的微生物也影响OA的生物利用率，他们推测在盲肠和大肠微生物的多少影响OA的脱毒。酵母发酵过程能降解OA，一部分非产毒曲霉如Aspergillus niger可降解OA，Varga等（1996）共对70株曲霉进行了研究，发现有一株A.japonicus和两株A.niger可以降解或部分降解OA。

4.6 维生素C逆转OA的毒性 Haazele（1992）报道，在含OA产蛋母鸡日粮中添加维生素C 300 mg/kg，降低了OA的毒性，缓解了其对产蛋量、卵群量和血浆中的Ca2+、Na+、Cl-的负面影响，含OA的日粮减少卵群量、血液中的Na+以及血液中的Ca2+分别增加35%、3%、32%，而添加了维生素C相应的改变分别为16%、1%、6%，此结果表明，日粮中添加维生素C很大程度抑制了OA的毒性。但作用机制尚不明确，可能是影响了OA过氧化卵块脂类的生成。

[1]敖志刚，陈代文.2006～2007年中国饲料及饲料原料霉菌毒素污染调查报告[J].中国畜牧兽医，2008，35（1）：152 ～ 156.

[2]Abramson D，Sinha R N，Mills J T.Mycotoxin formation in HY-320 wheat during granary storage at 15% and 19% moisture content[J].Mycopathologia，1990，111：181.

[3]Bauer J，Gareis M.Ochratoxin A im der Nahrung Smittelkette[J].Vet Med Ser B，1987，34：61.

[4]Boorman G A.NTP technical report on the toxicology and carcinogenic studies of ochratoxin A （CAS No.303-47-9）in F344/n rats （gavage studies）[M].NIH PublicationNo.89-2813.DepartmentofHealthandHuman Services，National Institute of Health，Research Triangle Park，NC.1989.

[5]CAST.Mycotoxins，Economic and Health Risks[R].Task Force Report No.116，Council for Agricultural Science and Technology，Ames，IA.1989.

[6]Chelkowski J，Szebiotko K，Golinski P，et al.Mycotoxins in cereal grains.Part V.Changes of cereal grain biological value after ammoniation and mycotoxins（ochratoxins）inactivation[J].Nahrung，1982，26：1.

[7]Chu F S.Studies in ochratoxin[J].CRC Crit Rev Toxicol，1974，2：499.

[8]Frisvad J C，Samson R A.Mycotoxins produced in species of Penicillium and Aspergillus occurring in cereals [A].J Chelkowski.CerealGrain Mycotoxins，Fungiand Quality in Drying and Storage [C].Elsevier，Amsterdam.1991.441～476.

[9]Frohlich A A，Marquardt R R，Ominski K H.Ochratoxin A as a contaminantin the human food chain：A Canadian perspective[A].Mycotoxins，Endemic Nephropathy and Urinary TractTumours[C].International Agency for Research on Cancer，Lyon，France，1991.

[10]Gibson R M，Bailey C A，Kubena L F，et all.Impact of L-phenylalanine supplementation on the performance of three-week-old broilers fed diets containing ochratoxin A.1.Effects on body weight，feed conversion，relative organ weight，and mortality[J].Poult Sci，1990，69：414.

[11]Hadidane R H，Bacha M，Hammami F，et al.Identification of three natural analogues of ochratoxin A：Serine-OTA，hydroxyproline OTA and lysine OTA，produced by Aspergillus ochruceus NRRL3174.Mycotoxins，Nephropathy and Urinary Tract Tumours[A].International Agency for Research on Cancer[C].Lyon，France（Abstr.），1991.

[12]Hesseltine C X.Global significance of mycotoxins[A].Mycotoxins and Phycotoxins[C].1986.

[13]Holmberg T，Breitholtz A，Bengtsson A，et al.Ochratoxin A in swine blood in relation to moisture contentin feeding barley at harvest[J].Acta Agric Scand，1990，40：201.

[14]Hong H H L，Jameson C W，Boorman G A.Residual hematopoietic effect in mice exposed to ochratoxin A prior to irradiation[J].Toxicology，1988，53：57.

[15]Huff W E，Kubena L F，Harvey R B.Progression of ochratoxicosis in broiler chickens[J].Poult Sci，1988，57：1139.

[16]Hult K，Teiling A，Gatenbeck S.Degradation of ochratoxin by a ruminant[J].Appl Environ Microbiol，1976，32：443.

[17]Juszkiewicz T，Piskorska-Pliszczynska J，Wisniewska H.Ochratoxin A in laying hens：Tissue deposition and passage into eggs[A].International Symp.Mycotoxins and Phycotoxins，September 1 ～ 3.1982，Vienna.p 122.Austria Chem[C].SOC.V，ienn，1982.

[18]Krogh P，Gyrd-Hansen N，Hald B，et al.Renal enzyme activities in experimental ochratoxin A-induced porcinenephropathy：Diagnostic potential of phosphoenolpyruvate carboxykinase and gamma-glutamyl transpeptidase activity[J].J Toxicol Environ Health，1988，23：1.

[19]Krogh P.Ochratoxin in foods A.IMycotoxins in Food[M].Academic Press，Harcourt Brace Jovanovich，London.1987.

[20]Kuiper-Goodman T，Scott P M.Risk assessment of the mycotoxin ochratoxin A[J].Biomed Environ Sci，1989，2：179.

[21]Leitao J，Bailly J R，Saint Blanquant G de.Action of phosphine PH3 on production of sterimatocystin by various fungal strains isolated from foodstuffs[J].Food Addit Contam，1990，7：S26.

[22]Madhyastha M S，Marquardt R R，Frohlich A A.Effect of dietary cholestyramine in the elimination of ochratoxin in rats[A].Food Chem Toxicol（In press）[C]，1992.

[23]Madsen A，Mortensen H P，Hald B.Feeding experiments with ochratoxin contaminated barley for bacon pigs.1.Influence on pig performance and residues[J].Acta Agric Scand，1982，32：225.

[24]Marquardt R R，Frohlich A，Abramson D.Ochratoxin A：An important western Canadian storage mycotoxin[J].Can J Physiol Pharmacol，1990，68：991.

[25]MullerG.Kielstein P，RosnerH，etal.Studiesofthe influence of ochratoxing A on im une and defence reactions in weaners[J].Mycoses，l999，42（7 ～ 8）495.

[26]Prior M G，Sisodia C S.Ochratoxicosis in White Leghorn hens[J].Poult Sci，1978，57：619.

[27]Rotter R G，Marquardt R R，Frohlich A A，et al.Ensiling as a means of reducing ochratoxin A concentrations in contaminated barley[J].J Sci Food Agric，1980，50：155.

[28]Signatovich K H，Frohlich A A，Marquardt R R，et al.The effect of different dietary levels of ochratoxin A on its concentration in swine blood and tissue[J].Can J Anim Sci，1989，69：117（Abstr.）.

[29]TheJointFAO/WHO ExpertCommitteeOLLFoodAdditives.Evaluation of certain mycotoxins in foods LJJ.WHO Technical Report Series[J].International Journal of Food Microbiology，2003，85（1 ～ 21：203 ～ 217）.

[30]Tong C H，Draughon F A.Inhibition by antimicrobial food additives of ochratoxin A production by Aspergillus sulphureus and Penicillium viridicatum[J].Appl Environ Microbiol，1985，49：1407.

[31]Varga J，Kevei E，Rinyu E，et al.Ochratoxin production by Aspergillus species[J].Appl Environ Microbiol，1996，62：4461 ～ 4464.

[32]Xiao H，Marquardt R R，Frohlich A A，et al.Effect of a hay and a grain diet on the rate of hydrolysis of ochratoxin A in the rumen of sheep[J].J Anim Sci，199l，89：3708.