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霉菌毒素对畜牧业的危害及其防治措施

2014-04-05肖长峰朱明芬潘雪男卢永红

饲料工业 2014年22期
关键词:霉菌毒素饲料

■ 肖长峰 朱明芬 潘雪男 卢永红

(1.上海市农业科学院畜牧兽医研究所,上海201106;2.上海市农业科学院庄行综合试验站,上海201415)

霉菌是一类真菌,含有菌丝状结构(丝状或线状),或者形成孢子体。在水分高于12%、温度为25~30℃、湿度达到80%、通风有氧以及较长的储存期等适宜环境下,霉菌就会生长繁殖,并产生霉菌毒素[1]。

霉菌毒素种类多达数百种,饲料中常见的霉菌毒素主要有黄曲霉毒素B1(AFB1)、玉米赤霉烯酮(ZEN)、呕吐毒素(DON)、T-2毒素、烟曲霉毒素(FUM)、赭曲霉毒素 A(OTA)等[2-3]。

谷物等饲料原料在田间、收获、储藏、加工等诸多环节均可受到霉菌感染,因此饲料受霉菌毒素污染的现象十分普遍,导致畜禽死亡、生产力下降、繁殖机能障碍等畜禽霉菌毒素中毒事件屡有发生。同时,霉菌毒素在畜禽产品中残留,给人类健康带来极大的安全隐患。因此,防止霉菌生长,去除霉菌毒素成为国内外研究的热点。

1 饲料中霉菌毒素污染现状

美国食品和农业组织(FAO)估测显示,全球大约有25%的谷物受到霉菌毒素的污染。Bara(2008)[4]调查发现,75%的谷物和53%的玉米结块样品检出AFB1;雏鸡、青年期和产蛋期鸡饲料AFB1检出率分别为60%、46%和37%。陈心仪(2011)[5]采集全国18个省(市)的饲料原料、配合饲料等共计171份,使用酶联免疫法测定样品中AFB1、OTA、T-2、ZEN、FUM及DON含量,发现6种霉菌毒素检出率均为100%。王金勇等(2013)[6]抽取全国各地841份饲料和原料样品检测,结果显示猪料、禽料中DON、FUM和ZEN污染较为严重,AFB1和OTA污染程度较低;奶牛精料中DON、FUM和ZEN阳性检出率较高,OTA较低;水产料中DON污染比较严重。此外,如小麦、玉米、麸皮、饼粕等饲料原料都受霉菌毒素污染较为严重,而且不同原料所受霉菌毒素污染的种类也不同,不同产区的污染程度差异很大。王政等(2013)[7]对上海浦东地区饲料及原料的调查显示,本地区霉菌毒素污染主要以DON、OTA和ZEN为主,同时被2~3种霉菌毒素污染的样品达到65.02%。

2 霉菌毒素对畜牧业的影响

2.1 对饲料营养价值的影响

饲料被霉菌污染后,在适宜条件下,霉菌大量繁殖并产生霉菌毒素;霉菌会消耗有价值的饲料养分,如维生素和氨基酸,并将能量转化为水和CO2。霉菌可消耗饲料或谷物中的碳水化合物,导致饲料和谷物温度升高[1]。饲料霉变后会降低饲料的营养素含量,影响适口性,导致动物采食量下降,严重者甚至完全丧失营养价值。

2.2 对动物免疫机能的影响

霉菌饲料对动物具有很强的毒副作用。动物一次性摄入含有大量霉菌毒素的饲料会急性中毒,且多为急性肝坏死。摄入低含量的霉菌毒素也会导致畜禽生长受阻,免疫机能降低,繁殖性能下降,长期少量摄入则会引发慢性中毒或癌变。Betina(1984)[3]研究表明,AFB1可引起火鸡、肉鸡、猪、小白鼠、豚鼠及家兔等动物发生免疫抑制,它能与DNA、RNA结合,并抑制其合成,引起胸腺发育不良和萎缩,淋巴细胞生成减少;影响肝脏和巨噬细胞的功能,抑制补体C4的产生,抑制T淋巴细胞产生白细胞介素及其它淋巴因子;能通过胎盘影响胎儿组织器官的发育。Muller等(1999)[8]研究表明,免疫系统对OTA的敏感性远高于其他器官,是较强的免疫抑制物。Haubeck等(1981)[9]研究表明,5 ng/kg体重的OTA就会抑制小鼠的免疫反应。Muller等(1995)[10]报道,OTA能引起B淋巴细胞和T淋巴细胞介导的免疫反应的抑制。对于体液免疫,OTA能导致IgG、IgA、IgM免疫球蛋白的衰退。

2.3 对动物生产性能的影响

Southern等(1979)[11]给育成猪饲喂含有不同水平(0.02、0.385、0.75、1.48 mg/kg)AFB1的饲粮,当AFB1含量在0.385 mg/kg以上时,平均日增重随浓度的升高呈线性降低。猪对DON很敏感,猪摄入0.5 mg/kg体重的DON,5~7 min后即可开始呕吐。当饲料中含有1 mg/kg以上的DON时可引起猪生长缓慢,采食量显著下降,饲料摄入量降低与饲料中DON浓度升高呈线性关系[12]。Glavitis等(1995)[13]研究表明,妊娠母猪采食含ZEN的日粮会导致死胎、木乃伊胎、流产或新生仔猪死亡,以及产后发情不正常。Garlich等(1973)[14]研究发现,AFB1中毒会导致蛋鸡的产蛋量和蛋重的降低,且存在延迟性效应。Iqbal等(1983)[15]饲喂白来航母鸡不同水平的AFB1(3个周期,每个周期28 d),饲喂含量达到2 mg/kg时,蛋鸡的饲料效率下降。Wash⁃burn等(1985)[16]研究报道,饲喂蛋鸡含AFB15 mg/kg日粮的3周对蛋壳强度无不利影响,但蛋重显著降低。Ogido等(2004)[17]研究报道,日本鹌鹑饲喂采食含AFB150 μg/kg的饲料140 d,饲料消耗增加,而蛋重下降。Cotter等(1997)[18]研究报道,肉种鸡母鸡饲喂含AFB1的日粮可使其孵化率下降。Mohan等(2008)[19]研究报道,对未成年的公鸡每天每只饲喂AFB1200 μg,连续35 d,对睾丸生殖上皮造成了不良影响。

2.4 对畜禽肉蛋品质的影响

Fink(1989)[20]报道,由于AFB1和OTA代谢较慢,在肉中的检出率较高,而单端孢霉烯很快代谢,基本没有残留,只有在很高的浓度时才会在肉和奶中出现残留。Trucksess等(1983)[21]在饲喂污染饲料的母鸡所产的鸡蛋中检测到AFB1,去除污染饲料7 d后仅有痕量存在于蛋中;同时发现AFB1在肾脏、肝脏、肌肉、血液和卵巢等机体组织中均存在。Zaghini等(2005)[22]研究报道,对产蛋母鸡饲喂AFB1含量为2.5 mg/kg的饲料4周,蛋重和蛋壳重降低,蛋清中蛋白质含量升高。Madsen等(1982)[23]研究发现,存在OTA由饲料向肉中转移的现象。

3 霉菌毒素的防治措施

3.1 霉菌毒素的预防

谷物在收获、储存、运输、饲料配制过程和加工后的调质中的任一阶段均可引发霉菌污染。霉菌在适宜条件下即可生长繁殖,因此加强饲料的各个环节的监管尤为重要。霉菌的生长繁殖条件主要有温度、湿度、氧气、水分和pH值环境等。防止霉变的主要措施应从破坏霉菌的生长条件着手,以达到抑制霉菌生长的目的[24]。首先谷物收割要选择合适的时间,严禁阴雨天气收割,并且要减少收割过程中对谷物的损伤,保证原料的完整性。饲料的储藏过程中,保证饲料仓库及加工设备干净且无污染,保持仓库低温、通风干燥。另外,饲料在加工过程中(制粒等)易出现升温现象,因此,必须先进行冷却处理后再包装和储存。要定期查看并检测饲料,确保早发现并及时采取补救措施,防患于未然。

3.2 物理过筛法

姜淼等(2013)[25]研究发现,物理过筛可有效去除含霉菌毒素多的破碎粒和杂质,从而降低玉米原料中DON、ZEN和AFB1的含量。在实际饲料生产中采用物理过筛法可有效降低玉米原料中霉菌毒素的含量,减少家畜感染疾病的风险。

3.3 物理法

物理法主要是利用霉菌毒素吸附剂吸附霉菌毒素,常用的吸附剂主要有活性炭、硅铝酸盐类和甘露聚糖等。饲料中添加5%的膨润土(硅铝酸盐类)可消除由T-2毒素引起的动物生长抑制和拒饲现象[26]。在日粮中添加0.5%的水合铝硅酸钠钙可显著减轻AFB1(含量为7.5 mg/kg)对蛋鸡及肉仔鸡的毒害作用[27]。在AFB1含量为922 μg/kg的日粮中添加1%的黏土(钠基膨润土)可减轻黄曲霉毒素对断奶仔猪及生长猪生长及矿物质代谢的不良影响[28]。在AFB1含量分别为500 μg/kg和800 μg/kg的日粮中添加0.5%的黏土可明显减轻黄曲霉毒素对断奶仔猪的不良作用。但黏土类型不同,其抗毒效果也不同[29]。齐娟等(2012)[30]对不同酯化葡甘露聚糖体(EGM)外吸附霉菌毒素能力的比较研究发现,磷酸化EGM1号对AFB1、DON、ZEN、FB1的吸附力分别为400.30、182.64、398.19、356.45 μg/g,极显著高于其他各处理,并优于进口产品。

活性炭对霉菌毒素的吸附能力很强,但其选择吸附能力较差,容易被饲料中的营养物质占据吸附位点而失去对霉菌毒素的吸附能力,且占用饲料容积大,实用性不强。

3.4 化学法

化学法去除霉菌毒素主要是利用氢氧化钙、单乙胺、臭氧或氨等化学物质对霉菌毒素的破坏作用。目前国外广泛应用氨的化合物去除饲料中黄曲霉毒素。但是某种化学物质只能对某种毒素有效而对其他毒素不能降解,并且在饲料中的残留量很高,从而影响饲料的适口性和安全性,易对动物产生不利影响[31-32]。

3.5 生物酶法

由于常规吸附法、化学法等均存在某些缺陷,因此高效、专一并对饲料和环境不造成污染的生物酶法成为近年的新热点。暨南大学微生物技术研究所的姚冬生教授等发现并分离出了AFB1解毒酶(又称AFB1分解酶),相关产品“饲用AFB1分解酶”获得农业部颁布的饲料和饲料添加剂新产品证书。曹红等(2010)[33]在含有AFB1的岭南黄肉仔鸡日粮中添加AFB1解毒酶后,通过肉仔鸡的生长性能和血清指标的测定及对肝脏组织切片的观察发现,AFB1解毒酶能一定程度地改善肉仔鸡的平均日采食量、日增重和末重以及血清学指标,并能显著降低毒素在肝脏和血液中的残留,减弱毒素对肝脏的损伤。

随着研究的不断深入,更多的霉菌毒素解毒酶将被研制并应用到畜牧业中,而逐渐取代传统的脱毒法。

4 小结

饲料霉菌毒素污染不仅导致饲料适口性下降和营养物质损失,而且导致动物的免疫抑制和生产性能下降甚至死亡,严重影响畜牧业的健康发展。更为严重的是,由于饲料霉菌毒素在畜产品中残留而转移至人体,对人类健康带来严重危害。因此,饲料霉菌毒素的预防、脱毒技术和产品的研究十分迫切。

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