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预防霉菌毒素的吸附剂研究进展

2017-01-17孙晓杰王安如

中国畜牧兽医文摘 2017年10期
关键词:烯酮黄曲霉吸附剂

孙晓杰 刘 滢 王安如

(1.北京市饲料安全生物调控技术研究中心,北京100192;2.北京大北农科技集团股份有限公司饲用微生物工程国家重点实验室,北京100192)

预防霉菌毒素的吸附剂研究进展

孙晓杰1,2刘 滢1,2王安如1,2

(1.北京市饲料安全生物调控技术研究中心,北京100192;2.北京大北农科技集团股份有限公司饲用微生物工程国家重点实验室,北京100192)

霉菌毒素不仅会对细胞的RNA、DNA以及蛋白质各种物质的合成产生一定的影响,而且还对在一定程度上增加细胞内部活性氧的含量,这样便可以造成一定的氧化应激状态,进一步对细胞造成一定的氧化损伤和DNA损伤。低浓度的霉菌毒素还会对畜禽的免疫功能和生产性能造成一定的影响,高浓度的霉菌毒素还会对动物的各个脏器造成严重的损伤,甚至还会危及生命。鉴于此,本文先对霉菌毒素的危害进行了一定的分析,然后对霉菌毒素吸附剂进行了一定的阐述,以其可以为相关人士提供一定的参考。

霉菌毒素 危害 吸附剂 研究进展

霉菌毒素主要是由青霉菌、曲霉菌以及镰刀菌等各种类型的真菌所产生的有毒次生代谢产物所组成,在1960年科学家发现了黄曲霉素之后,经过研究试验表明,霉菌毒素无论对人类还是对动物都有一定的毒害作用。但是,在已发现的各种霉菌毒素当中,毒性最强的要数黄曲霉毒素B1(AFB1),其具有比较强的致癌性,被国际癌症研究中心归类为I类致癌物,如果接触到会引起慢性或者是急性中毒,对人体各个脏器都有一定的损伤,严重威胁着人们的健康。我们可以通过加入一定量的降解毒素物质来降低其毒性。为了更好地确保消费者的健康安全,世界卫生组织对赭曲霉毒素(OTA)、黄曲霉毒素(AF)以及玉米赤霉烯酮(ZEA)等多种毒素都规定了具体的安全限值。

1 霉菌毒素的危害

1.1 黄曲霉毒素

黄曲霉毒素(afatoxin,AF)主要是有寄生曲真菌和黄曲霉所产生的次生代谢产物所组成,其具有非常强的毒性。按照荧光颜色的不同可以将其分为G1、G2(绿色荧光)黄曲霉毒素和B1、B2(蓝色荧光)黄曲霉毒素,在这些毒素当中,毒性最强的要数B1黄曲霉毒素。另外不同性别和不同种类的动物对黄曲霉毒素的敏感性都有所不同,通常情况下雄性动物的敏感性会相对比较高一些。黄曲霉毒素的危害性主要体现在以下几个方面:首先其可以在一定程度上降低动物的食量和体重,还会影响其生产性能;其次,降低动物的免疫机能,研究表明巨噬细胞在浓度不同的黄曲霉毒素环境当中会表现出一定的剂量效应;再次,经大量的实验总结,黄曲霉毒素的致癌、致畸以及致突变性都比较强,当其为0.1~10000 ng/ml的时还会抑制动物淋巴细胞的合成;另外,其还会抑制核酸的合成,严重影响各种大分子物相关功能的发挥。

1.2 呕吐毒素

呕吐毒素(Emetictoxin)有时候也被人们叫作脱氧雪腐镰刀菌烯醇,其属于单端孢霉烯族化合物。目前已经证实多种该菌都会产生一定的毒素,比如拟枝镰刀菌、漆班菌属、禾谷镰刀菌、头孢菌属、梨孢镰刀菌镰刀菌株以及木霉属等等。这种毒素不仅可以引起动物食欲减退、体重下降、呕吐,甚至还会造成流产、弱仔或者是死胎,也会对动物的免疫机能造成一定的降低,另外对蛋白质的合成也会起到一定的抑制作用。

1.3 玉米赤霉烯酮

玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEA)其实并不是一种新型的毒素,而是由镰刀菌所衍生出的一种真菌毒素,其具有一定的降低免疫力功能。据相关研究表明,这种毒素具有很强的致畸作用和生殖毒性,会导致动物生殖器的变形甚至是功能的丧失,在实验当中,总是会引起母猪外阴道炎,从而大大降低了猪仔的存活率。科学家已经研究表明,玉米赤霉烯酮具有一定的基因毒性,会导致动物淋巴细胞DNA加和物的产生,而且还很容易诱发肿瘤的产生,对人类和动物的生命健康具有非常严重的威胁。

2 霉菌毒素吸附剂

2.1 霉菌毒素吸附剂的特点

霉菌毒素吸附剂具有很高的表面积,且多孔,其分子内部的表面积要比分子外面的表面积大很多,这也就为捕捉霉菌毒素提供了很大的结构空间。

在动物饲料当中一般情况下都存在大量的霉菌毒素,可是在实际生产过程中不可能在饲料当中加入多种脱毒剂,所以最好是加入一种吸附性能特别好的吸附剂,可以吸附多种毒素。另外还需要注意,由于饲料当中还存在各种各样的营养物质,所以,在吸附毒素的同时还应该保留这些营养物质。具体来说其应该具有以下几种特性:首先,应该可以吸附多种类型的霉菌毒素,特别是赭曲霉毒素、黄曲霉毒素以及单端孢菌素;其次,在结合各种毒素的同时还应该有效保留饲料当中的各种营养物质;再次,加入饲料当中之后可以迅速进行混合;另外,在确保吸附效果的前提之下,应该不断减少其使用量,而且一定要没有任何毒性。

2.2 吸附剂的种类及应用效果

活性炭:这种吸附剂主要适用于对赭曲霉毒素和棒曲霉毒素吸附,在体外实验当中显示,该类吸附剂对霉菌毒素具有很好的吸附作用,但是在饲喂试验当中却表现不是很好,这主要是因为活性炭的吸附结合能力还不够强大,在吸附过程中有时候会被饲料当中的部分物质饱和而失去对毒素的结合能力。另外,活性炭对土霉素的吸附能力非常强,而且这种吸附剂会占用比较大的饲料容积,所以实用性并不是很大。

天然铝硅酸盐类:这类吸附剂主要包括蒙脱石、沸石、高岭土以及硅藻土等,此类物质一般情况下的离子吸附能力都比较好,对霉菌毒素选择性吸附性能比较好,可是其也具有一定的使用缺陷,即其不仅吸附效率低,而且还会占用大量的饲料空间,另外也会对饲料当中的营养物质造成一定的吸附,所以也不建议进行大力推广。

水合铝硅酸盐类:在对天然的铝硅酸盐性能进行一定的改善与提升可以有效增强霉菌毒素的选择性吸附性能,比如对自沸石的水合铝硅酸钠钙(KLM#L)进行提取便可以很好地提升其对黄曲霉素的吸附能力。可是其对其他一些种类的霉菌毒素的吸附能力并不是很好,比如对赭曲霉毒素#、玉米赤霉烯酮、双乙酸基镰刀菌醇以及O1I毒素的吸附就不是很好。这主要是因为蒙脱石或者是沸石这类黏土类矿物吸附剂的表面具有一定量的亲水性负电荷,所以比较适用于对那些带有极性基团霉菌毒素的吸附。

聚乙烯吡咯烷酮(PVPP):这类吸附剂属于一种多孔且不溶的化合物,这种吸附剂不仅具有很好的降解霉菌毒素作用,而且其自身安全无毒,对人类和动物的健康没有任何伤害。另外,这种吸附剂不会被动物消化或者吸收,对各种霉菌毒素的选择性吸附能力也比较好,吸附之后便会随着排泄物排出体外,在降解毒素的同时还保障了机体的安全。

3 结语

总而言之,随着科学技术的进步和人们生活水平的不断提升,大家越来越重视对各种霉菌毒素的研究,现如今已经出现了多种微生物酶制剂可以有效降解饲料当中的各种霉菌毒素,目前应用效果最好的主要有葡聚糖酶、植酸酶以及戊聚糖酶。但是这些吸附剂在实际应用过程中多多少少会造成一定的污染,所以应该研制一种更加简便、快速、安全且可行的霉菌毒素降解方法。

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孙晓杰(1986-),女,河北丰宁人,硕士,中级畜牧师,主要从事饲料检测工作。

刘 滢(1983-),女,内蒙古赤峰人,硕士,主要从事饲料检测工作。

2016年度科技创新基地培育与发展工程子专项项目(编号:z161100005016086)。

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