饲料中呕吐毒素对不同阶段商品猪及种猪的影响

贺鹏伟，陈巍涛，张雄飞，杨袁龙，吴雪莹，许 啸

（动物营养与饲料科学湖北省重点实验室，武汉轻工大学动物科学与营养工程学院，湖北武汉 430023）

呕吐毒素，又名脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON），主要是由禾谷镰刀菌产生的一种化学结构和生物活性较稳定的有毒代谢产物——单端孢霉烯族化合物中的一种，其化学命名为3α，7α，15—三羟基草镰孢菌-9-烯-8-酮[1]。畜牧业生产中猪对DON 最为敏感，且危害也最大，主要毒性效应为拒食、呕吐、抵抗力下降和繁殖性能下降，这不仅影响猪的生长性能，还严重危害其免疫功能和繁殖能力，给养殖业造成巨大的经济损失[2]。由于DON 污染在饲料中广泛存在，全球主要饲料生产大国和地区都制定了关于DON 的限量标准。根据不同原料用途和加工方式，我国的《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》（GB 2761-2011）中规定了谷物及其制品中DON 的限量为1 000 μg/kg，小于欧盟规定的最大限量1 750 μg/kg[3]；2017 年10 月，国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会也发布了国家强制性标准《饲料卫生标准》（GB 13078-2017），其中规定植物性饲料原料中DON 限量为5 mg/kg，猪配合饲料中限量为1 mg/kg（低于限量标准一半示为轻度污染；高于限量一半且低于限量标准示为中度污染；高于限量标准示为重度污染）。鉴于养猪业生产对我国畜牧业的重要性和DON 对猪健康的严重影响，本文通过DON 对仔猪、生长育肥猪、母猪和种公猪的影响入手，对近几年的研究前沿进行总结分析，为畜牧业生产者更好地防治DON 污染、提高养殖收益提供系统科学参考。

1 DON 的污染概况

近年来，DON 对饲料原料及成品饲料污染的问题屡见不鲜。Wu 等[4]检测发现，2017 年我国不同省饲料原料及全价料中DON 检出率为93.9%。Wang 等[5]2015年在我国13 个省44 个市(区、县)的107 个采样点分别采集小麦粉和玉米制品样品292 和347 份，结果发现样品中DON 污染率高达100%和97.4%，其中超过国家限量标准的分别占1.7%和4.6%。2018 年饲料及原料中霉菌毒素的检测分析发现，近半数饲料受到DON 中度以上污染；玉米、DDGS、麸皮及饼粕类受DON 污染较少，超过80%的样品仅受轻微污染；小麦样品污染较严重，半数以上样品为中度以上污染，且超标率接近30%；检测样品中DON 平均含量为1 072.7 μg/kg，较2017 年增加了35%，表明污染问题更为严重[6]。

2 DON 对仔猪的影响

仔猪有着独特的生理特点：即物质代谢旺盛，沉积率较高，但其消化机能不完善；被动免疫与主动免疫机制较差，易受外源霉菌毒素的侵袭，导致患病。仔猪断奶后，需要提供高品质的日粮来满足其生理生长需求。因此，此阶段给断奶仔猪饲喂一些DON 污染超标日粮，会给仔猪的生长发育带来严重滞后影响。

2.1 DON 对断奶仔猪生长性能的影响 仔猪进食含有DON 污染日粮后会导致其采食量下降，体重增长缓慢，耗料增重比相对增高，且随着日粮中DON 水平浓度的增加，对仔猪生长性能及生长潜力的影响也越大。陈继发等[1]研究表明，低剂量（1 mg/kg ≤ DON ＜ 2 mg/kg）DON 的毒性作用主要是会降低仔猪采食量，导致其体重减轻、生长缓慢甚至代谢紊乱等；而高剂量（≥ 2 mg/kg）的DON 则可导致呕吐腹泻，诱发胃肠炎反应等不良症状。朱电锋等[7]研究结果表明，1、2 mg/kg 的 DON 污染日粮能显著降低断奶仔猪的平均日采食量，增加其耗料增重比；同时，饲喂2 mg/kg 的DON 日粮28 d 左右，仔猪出现厌食、腹泻等不良反应，而饲喂1 mg/kg的DON 日粮42 d 左右也开始出现各种毒性反应，说明短期内饲料中含1 mg/kg DON 对仔猪是相对健康的，但是长期饲喂可能会由于体内蓄积作用最终引起慢性中毒。蒋竹英等[8]用3.78 mg/kg 的DON 污染日粮饲喂仔猪，发现仔猪的生长性能降低。上述研究表明，长期食入低剂量的DON 污染日粮会抑制仔猪的生长性能。

2.2 DON 对断奶仔猪免疫机能的影响 DON 也会影响仔猪体液免疫力，机体的免疫系统对DON 极为敏感，根据所用的剂量、暴露频率、时间和功能免疫分析，证明DON 可以刺激或抑制机体免疫系统[9]。其中最明显的是血清IgA 水平显著上升，IgM 和IgG 水平下降[10]。吴苗苗等[11]研究发现，DON 可刺激机体的免疫器官，显著降低仔猪脾脏指数。朱电锋等[7]研究发现，DON能显著降低仔猪十二指肠、空肠、和回肠IgA、IgM、IgG 等免疫蛋白mRNA 的相对表达量，降低仔猪肠道免疫水平，引起机体代谢紊乱。综合来看，DON 会降低仔猪免疫器官中的脾脏指数，抑制仔猪的免疫功能。

2.3 DON 对断奶仔猪肠道发育的影响 DON 还是蛋白质生物合成的抑制剂，其主要靶细胞为肠上皮细胞[8]，无论是低剂量还是高剂量的DON 暴露均可导致不同程度的肠道损伤，影响机体的肠道屏障功能。王希春等[12]研究发现，低剂量DON 可使小肠黏膜发生部分形态改变，而高剂量DON 可使小肠组织严重受损，导致仔猪肠道吸收功能减弱。陈祥兴等[13]研究发现，镰刀菌毒素其中呕吐毒素占比17%，能够通过氧化应激积累活性氧途径对肠道造成损伤并激发肠道的炎症反应，破坏肠道屏障功能，最终影响断奶仔猪的生长性能。

3 DON 对生长育肥猪的影响

3.1 DON 对生长育肥猪肠道健康的影响 完整的肠黏膜可构成机体肠道屏障功能，但当动物肠道受到DON 刺激时，小肠绒毛的生长会受到抑制，肠壁细胞也会被溶解且发生水肿，消化道黏膜相应受到强烈刺激反射将信号传递到呕吐中枢导致呕吐，进而影响机体对日粮营养成分的吸收利用，降低机体的免疫力[14]。杨俊等[15]研究发现，在日粮中添加低剂量的DON 会显著影响肠道内上皮细胞间紧密连接蛋白的表达，尤其是occludin，同时也会上调炎症因子IL-1β、IL-10及氧化应激因子HO-1等基因的表达，对动物肠道健康及完整性产生显著影响。同时DON 还可造成动物肠道形态结构改变。Bracarense 等[16]研究发现，猪采食DON（3 mg/kg）污染试验日粮5 周后，会导致空肠绒毛萎缩、溶解、高度减小和肠道细胞增殖，破坏肠黏膜的完整性。Pinton 等[17]研究发现，猪采食含有2.29 mg/kg DON 污染的试验日粮4 周后，也会降低空肠绒毛高度。综上表明，DON 会对猪肠道绒毛上皮细胞结构形态及完整性造成损伤。

3.2 DON 对生长育肥猪肉品质的影响 猪的肉品质性状是猪的重要经济性状，同时也是一个综合性状，其表现主要包括肌内脂肪含量、pH、风味、肉色评价及剪切力等指标，以及肉中的脂肪酸组成、风味氨基酸含量等指标。陈明洪等[18]研究发现，在日粮中添加一定量的DON 污染日粮（3.4 mg/kg）可使育肥猪胴体直长、胴体斜长、皮厚、膘厚和眼肌面积分别下降0.60%、2.80%、5.80%、5.90% 和0.79%。总之，采食富含DON 污染日粮会降低育肥猪的生产经济效益。

4 DON 对母猪的影响

饲料源性DON 不仅影响商品猪，也会造成母畜不孕、产死胎或弱仔、胎儿异常等繁殖性能障碍，严重者导致母畜突发猝死，对畜牧业造成严重的经济损失[19]。

4.1 DON 对母猪生长发育的影响 母猪长期采食低剂量的DON 日粮会使其采食量下降，主要表现为后备母猪拒食比例增加，增重速度减缓、妊娠母猪胚胎发育异常等非正常生理遗传现象。妊娠期及哺乳期母猪需要足够的饲料摄取量，以促进胎儿在妊娠后期发育和泌乳期间的产奶量和身体维持需要。特别是集约化的饲养环境，使母猪对DON 更加敏感。Chavez 等[20]研究发现，给母猪饲喂3.3 mg/kg DON 污染日粮后，母猪体重损失较多，但其采食量和产仔性能则不受影响。Diaz-Llano 等[21]研究发现，饲喂5.5 mg/kg DON 污染日粮的母猪在妊娠期前3 周体重显著减少，哺乳期间体重损失更大。但Sayyari 等[22]研究发现，饲喂天然污染饲料（1.7 mg/kg DON）的母猪在哺乳期间采食量下降，但其不能影响母猪在妊娠期和哺乳期体重的变化。

4.2 DON 对母猪繁殖功能的影响 DON 能引起母猪免疫抑制并降低繁殖性能，主要是通过抑制母猪卵母细胞的成熟来影响其繁殖功能；用DON 刺激体外培养的母猪子宫内膜细胞也会导致细胞死亡，细胞数量减少，同时出现细胞凋亡的现象（如细胞膜破裂、细胞浆空泡化、线粒体肿胀等）[23]。有研究发现，雌性小鼠体内暴露DON 会导致繁殖力下降30%[24]，而母猪暴露DON后会出现卵母细胞染色体数非整倍性增加，导致胚胎发育异常[21]。Alm 等[25]给妊娠母猪饲喂DON 污染日粮后发现卵母细胞染色质形态和卵母细胞质量均显著下降。Herkelman 等[26]给妊娠母猪分别饲喂0.5、1.5、3.0 mg/kg污染日粮，发现DON 可降低母猪泌乳期的采食量与体重，降低泌乳过程中的背脂沉积，但对其繁殖性能无显著影响。另外，由于饲料中原料来源复杂与全面监测质量安全成本较高等外界因素，导致谷物原料及饲料生产中毒素污染问题较严重；污染饲粮中DON 常与玉米赤霉烯酮等单端孢霉烯族化合物常同时发挥其毒性作用，且二者具有协同与加性作用，最终导致母畜直肠和阴道脱落、不育和流产等繁殖功能障碍[27]。也有研究表明在母猪妊娠后期，DON 可有效地通过胎盘将其传递到仔猪；在母猪泌乳前期、中期，仔猪吸食初乳和常乳也可将DON 传递到哺乳仔猪[28]。

5 DON 对种公猪的影响

种公猪是猪场繁殖的决定性因素，因此必须要保证公猪使用阶段能够得到充足、均衡的营养，才能保证其精液充足且优质。一般种公猪在进食含有一定量的DON 污染日粮后，会出现采食量降低，伴随呕吐，进而导致其精液质量下降，甚至出现死精等现象，降低雄性动物的利用价值。Sprando 等[29]将不同浓度水平的DON 经胃管连续灌胃28 d 雄性小鼠，结果发现DON可使小鼠体重减轻，精液质量下降，血清中生殖激素分泌紊乱。此外，DON 还能导致睾丸中变性生殖细胞增加，使生殖细胞发育不正常[30]。总之，在种公猪饲养过程中，一定要注意日粮质量，防止食入霉变污染日粮，给猪场育种工作带来不必要的损失。

6 防控措施

饲料原料作物在生长、收割和贮藏过程中，很容易引起霉菌毒素的产生，因此，如何成功消除饲料中霉菌毒素，降低其对养猪生产带来的危害已变得至关重要。减少饲料中的DON，首先可进行原料阶段的防控，如加快收割速度、及时晾干、加强加工工艺及适当添加防霉剂等；其次可对已污染的饲料进行脱毒处理重新利用，常用的脱毒方法有物理脱毒法、化学脱毒法、生物降解法。但是此类脱毒法大都存在工艺复杂，成本较高、脱毒不彻底等严重问题，因此，现在大量的研究主要集中在通过营养学的角度来缓解DON 日粮的不良反应。陈亚等[31]研究发现，乳果糖与富氢水能够通过提高抗氧化水平有效缓解DON 对仔猪卵巢的刺激。吴苗苗等[11]研究表明，谷氨酸在一定程度上可以缓解DON 引起的应激损伤。Yang 等[32]研究发现，天然抗氧化剂白藜芦醇也可有效缓解猪肠道上皮细胞系中DON 诱导细胞毒性的损伤作用。

目前，谷物原料在猪日粮中所占比例较大，饲料霉菌中毒日益严峻。DON 是镰刀菌属中发生率最高的真菌毒素之一，其具有较强毒性，对动物健康造成严重影响，进而威胁人类健康。长期以来，人们一直在寻找可有效降解日粮中DON 的毒性作用，虽然当前对谷物加工操作和脱毒处理有较多研究，但是日粮中DON 还是具有较高的检出率。因此，今后的研究应致力于通过开发营养性调控技术来缓解DON 对畜禽的危害。