饲料霉菌毒素对养殖业的危害及防控措施
2011-04-13戴德渊
戴德渊
(重庆市畜牧科学院,重庆 400015)
粮食作物和饲料的霉菌污染是世界性问题,在我国也普遍存在,特别在南方地区尤为突出。张丞等收集2009年1~12月来自全国各地的饲料和原料样品共244份进行了霉菌毒素污染情况普查,共2 023项次检测,其中779项次呈阳性,阳性率为38.5%,样品中多种霉菌毒素共同存在的现象很普遍,含有两种或者两种以上霉菌毒素的样品约占80%,特别是检测到4种及以上霉菌毒素的样品达到55.3%[1]。受到霉菌污染的饲料不仅严重危害畜禽的生理机能,同时也危及动物性食品安全。饲料霉菌毒素的危害应当引起高度关注,因此,使之得到有效控制。
1 饲料霉菌毒素的主要种类
霉菌的生长繁殖,不仅破坏饲料原料的营养成分,而且还能产生对动物和人类都具有较大毒性的次级代谢产物霉菌毒素。目前已知可产生毒素的霉菌有150余种,霉菌毒素约有200种[2]。
霉菌毒素主要由4种霉菌属产生,曲霉菌属主要分泌黄曲霉毒素(AF)、赭曲霉毒素(OT)和杂色曲霉毒素等;镰刀菌属主要分泌T-2毒素(T-2 Toxin)、蛇形毒素(DAS)、呕吐毒素(DON)、玉米赤霉烯酮(ZEN)和伏马镰刀毒素(又称烟曲霉毒素)等;青霉菌属主要分泌赭曲霉毒素和多种青霉毒素;麦角菌属主要分泌麦角毒素等[3-5]。
2 饲料霉菌毒素对养殖业的危害
2.1 黄曲霉毒素
黄曲霉毒素(AF)是最为人们所知的霉菌毒素,主要有AFB1、AFB2、AFG1、AFG2,都对动物有很强的细胞毒性、致癌性和致畸性。可引起肝脏、胃肠和免疫系统出现病变,引发动物的肝癌、肾癌、胃癌等。其中AFB1的毒性最强、危害最大,其毒性是氰化钾的10倍、砒霜的68倍。
AF的中毒程度与饲喂量、动物种类、动物年龄及营养状况等有关。有研究表明,泌乳母猪的日粮含AF>0.5mg·kg-1,则会造成乳汁中的毒素残留量升高,进而引起乳猪生长缓慢。对于生长猪,日粮中 AF>0.2mg·kg-1,其生长速度降低;即使AF<0.1mg·kg-1,也会在肝脏中残留。AF也可使家禽生长受阻,饲料转化率下降,死亡率增加,产蛋下降,腿病增加,胴体受污染。幼龄动物、快速生长的动物对AF最敏感,胎儿也易受低浓度AF的影响致畸和死胎。AF对动物的影响顺序为兔>小鸭>火鸡>小鸡>猪>其他单胃动物>反刍动物。
2.2 赭曲霉毒素
赭曲霉毒素(OT)主要包括A、B、C、D 4种毒素,最常见的是赭曲霉毒素A。赭曲霉毒素A是一种很强的肾毒素,主要对机体肾脏泌尿系统的损伤,表现为肾实质变性、间质纤维化、肾小管萎缩等特征[6]。猪对赭曲霉素A十分敏感,其在饲料中含量>1.4mg·kg-1时中毒症状非常严重,在连续几周饲喂0.2mg·kg-1低量的赭曲霉毒素后,即可诱发肾脏病变。而家禽严重中毒则表现为关节和腹腔尿酸盐沉积,同时多尿引起大量稀粪。产蛋鸡会出现产蛋下降,并且蛋壳上出现黄色斑点,蛋壳质量变差,种鸡的受精率和胚胎成活率也会下降。
2.3 玉米赤霉烯酮
玉米赤霉烯酮(ZEN)具有类似雌激素的作用。猪对ZEN敏感,其他动物对ZEN的耐受性较强。主要可引起母猪“雌激素综合征”、公猪“雌性化综合征”及小猪后腿外张和腹泻等。饲料中含有ZEN 1~5mg·kg-1,可使小母猪出现假发情或提前发情,外阴部红肿,乳腺肿大;后备母猪和断奶母猪黄体滞留,不发情,假妊娠;增加妊娠母猪发生流产和死胎的可能;种公猪睾丸缩小,性欲降低。
2.4 伏马镰刀菌毒素
伏马镰刀菌毒素又称烟曲霉毒素,可使脑白质液化性坏死,引起猪肺水肿病等。其在热环境下极为稳定,目前尚无有效的去毒方法。家禽的伏马镰刀菌毒素中毒会引起尖峰死亡综合征,症状为瘫痪、颈部和四肢外展、步态不稳、呼吸急促和体重下降。
2.5 呕吐毒素
呕吐毒素(DON)中毒的临床表现为厌食、呕吐、脱毛及组织出血,免疫机能下降。猪最初表现为拒食,随后采食减少;如果猪只饥饿时给料会采食,接着就会呕吐,故称之为呕吐毒素。
2.6 T-2毒素
T-2毒素是脂溶性霉菌毒素,能溶入细胞膜,从而引起细胞膜的结构和功能改变、白细胞介素-2和T淋巴细胞等淋巴因子数量减少,机能降低,破坏皮肤黏膜的完整性,抑制白细胞和补体C3的生成,降低机体免疫应答能力。T-2毒素引起口腔溃疡及生产性能下降是家禽生产中常见的难题。
2.7 麦角毒素
麦角毒素是由于黑麦、燕麦和多年生黑麦草等麦类受到麦角菌属污染而产生。这种毒素主要侵害神经系统,刺激胃黏膜,使猪精神沉郁,采食减少,增重下降,后肢跛行,严重者尾巴、耳和蹄部坏死。
3 饲料霉菌毒素的控制措施
3.1 控制各种饲料原料的霉变和水分
玉米、小麦及稻谷等作物要在田间种植过程中降低霉菌的形成。通过改进植物遗传选育方法,选育抗真菌的优良作物品种,翻耕作物收获的残留物以及适时收获等措施,可首先减少霉菌的污染。晾晒干燥和收储阶段的控制也很主要,控制各种原料水分,使霉菌处于无代谢活性状态,霉菌毒素形成即可大大降低。应注意饲料原料水分尽可能低于12%,仓储相对湿度低于60%,储藏温度低于20℃,筛选谷粒饱满无杂质无破损,控制鼠害和虫害及紫外线照射灭菌等。
国家粮食标准规定玉米、高粱、稻谷等原料的含水量不应超过14%;大豆及其饼粕、麦类、糠麸类、甘薯干、木薯干、草粉类的含水量不应超过13%;棉籽、饼粕类、鱼粉、骨粉及肉骨粉等的含水量不应超过12%。并且原料应坚持先进先出的原则,尽量缩短库存时间[7]。
3.2 饲料加工、仓储及饲料运输中的防霉控制
配合颗粒饲料的加工由于需要蒸汽调质,其水分控制至关重要。在锅炉和调质器之间应安装分气缸分离冷凝水,并保持锅炉的安全气压,保证进入调质器的蒸汽为饱和气体。控制调质器的进气量和物料调制时间,保持物料进入制粒环膜的水分在16%~17%[8]。颗粒饲料在冷却器中充分冷却,冷却后温度以略高于室温3~5℃为宜,最后使饲料水分降到12.5%以下。同时,应注意包装袋内膜质量,保持仓储条件干燥防潮,缩短仓储期,避免运输过程中淋水受潮,防暴晒[9]。
3.3 添加防霉剂
饲料防霉剂的作用机理主要是以未电离分子的形式破坏微生物细胞及细胞膜或细胞内的酶,使霉菌中的酶蛋白失去活性而不能参与催化,从而抑制霉菌的增殖和毒素的产生。常用的饲料防霉剂有有机酸,如乙酸、丙酸、山梨酸、脱氧醋酸和富马酸;有机酸盐及其酯,如丙酸钙、山梨酸钠(钾)、苯甲酸钠和富马酸二甲酯;有机酸防霉效果好,但腐蚀性强;有机酸盐防霉效果稍差,且需要一定的水分和pH条件下才能进行,但腐蚀小;复合防霉剂防霉作用效果强,腐蚀性小,是饲料防霉剂的发展趋势。此外,饲料的发霉过程也伴随着饲料中营养成分的氧化过程,防霉剂还应与抗氧化剂一起使用,构筑一个防霉抗氧化的完整体系,才能更有效地保护饲料和延长储存期。
4 饲料霉菌毒素的去除方法
4.1 营养调控
大多数霉菌毒素可抑制动物机体的蛋白质合成,降低养分的吸收,通过营养调控措施可以减轻毒素对畜禽的毒性反应。提高饲料蛋白质可部分抵消毒素对生长的影响。蛋氨酸在体内可转化为胱氨酸和半胱氨酸,而半胱氨酸是肝脏起解毒作用的谷胱甘肽的组成部分,故添加蛋氨酸可增强肝脏对毒素的解毒功能。添加脂肪也能干扰毒素的吸收,不同的油脂对毒素的抑制作用有所不同[10]。有学者研究认为,所有油脂都可以降低肉鸡的死亡率,红花油和橄榄油可促进肉鸡的日增重。增加复合多维和维生素C的添加也可增强动物对毒素的解毒和抵抗力[11]。
4.2 物理脱毒
无机吸附剂通常是天然的铝硅酸盐类,如沸石粉、蒙脱石、膨润土、漂白黏土、硅藻土、高岭土等。这类物质的显微结构为多孔性的四面体和八面体,有较大的吸附面积和离子吸附能力,对毒素有一定的选择性和吸附力,在饲料中添加1%~2%,吸附作用才明显。硅藻土对各种毒素的吸附力排序为黄曲霉毒素B1>柄曲霉毒素>黄曲霉毒素M1>T-2毒素>玉米赤霉烯酮及赭曲霉毒素。水合铝硅酸盐类是对天然铝硅酸盐进行了改性,可改善对霉菌毒素的选择性吸收,但不能将所有的霉菌毒素都吸收。无机吸附剂的缺点是对饲料中的维生素和矿物盐也具有一定的吸附能力,造成部分营养素从粪便排出流失[12]。
有机类吸附剂主要是纤维性植物来源的产品,如燕麦皮、麦麸、苜蓿纤维、纤维素、半纤维素、果胶及酵母细胞壁提取物等。其中酵母细胞壁提取物甘露寡糖作为益生元调节胃肠微生物菌群和免疫刺激剂的作用已为众多试验证实,其还是高度分支的多聚体,这种特殊结构可通过物理吸附结合霉菌毒素,以达到消除和缓解霉菌毒素的影响[13-14]。有机类的吸附剂还有聚乙烯吡咯烷酮和活性碳等。
4.3 化学脱毒
霉菌毒素遇碱性物质和氧化剂能分解而失活。可采用小苏打、氨水、氢氧化钠、次氯酸钠、过氧化氢、高锰酸钾、5%的生石灰等浸泡处理降低毒性;但经过这些物质处理后,饲料的营养物质和适口性也会降低[15]。
4.4 其他方法
当霉菌毒素的污染非常严重时,可使用过筛的方法处理。高污染的玉米过筛后,能够将玉米霉菌毒素的含量降低15%~20%,然后再配合使用有效的霉菌毒素吸附剂,可有效降低高污染的玉米霉菌毒素含量,保护和减轻霉菌毒素的危害。
将一定霉变的原料和饲料置于阳光下曝晒是普遍采用的方法。可破坏霉菌赖以生存的潮湿环境,同时紫外线可破坏和抑制霉菌的孢子体繁殖生长,减少产生毒素。但也会破坏饲料中的维生素等营养物质,并且不能完全消除霉变气味和毒素。
热加工处理法是针对于饼粕类原料使用的,用150℃的温度焙烤30min,可使黄曲霉毒素B1 48%~61%和黄曲霉毒素G1 32%~40%被破坏。水洗法适用于籽实和块根类饲料的清洗,减少霉菌。经过处理后需要立即晒干,防止二次霉变[16]。
生物脱毒法是利用某些微生物的生物转化作用,能破坏霉菌毒素的化学结构和降低霉菌毒素的毒性。试验证实微生物酶、米根酶、黑曲酶、枯草杆菌等对去除黄曲霉毒素有较好的效果。利用乳酸杆菌发酵的方法处理饲料也具有相似的效果,不仅可降低饲料中霉菌毒素的毒性,还可增加饲料的菌体蛋白,改善适口性[17-18]。
5 小结
霉菌毒素中毒在畜禽养殖生产中广泛存在,且霉菌毒素中毒没有特效药物治疗,饲料发霉产生的霉菌毒素是造成饲料浪费和动物疾病的主要原因之一。变质的饲料不仅影响动物的健康,最终也影响人体的健康,因此发展饲料防霉技术、开展霉菌毒素的控制研究十分必要。防治霉菌毒素中毒要以预防为主,不应等到畜禽出现了中毒症状再去应对。
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