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中国饲料霉菌毒素污染现状及研究进展

2019-11-13史海涛曹志军郭春华李胜利

关键词:麦角霉菌毒素

史海涛 ,曹志军,李 键,郭春华,王 永,李胜利

(1.西南民族大学生命科学与技术学院,四川 成都 610041;2.中国农业大学动物科学技术学院,动物营养学国家重点实验室,北京 100193)

霉菌毒素是一类由真菌产生的有毒代谢产物或次生代谢产物,能够广泛污染多种农作物、饲料及食品原料,并通过食物链进入人或动物体内引起多种中毒症状甚至死亡[1].粮食作物的发现和谷物存贮技术的建立使人类祖先从狩猎时代跨入农耕社会,此后谷物便成为人类和家畜主要的霉菌毒素来源[2].霉菌毒素可以出现在作物种植、收获、加工和存贮的各个过程,对人类和动物的健康造成严重威胁.受社会生产力和科技水平限制,霉菌毒素的检测技术直到近现代才逐步得以发展和完善.长期以来,人们对霉菌毒素在食品和饲料中的污染现状缺乏足够的认识,导致其在人类健康和动物生产中的危害也被严重低估.

我国是家畜养殖大国,畜牧业也是我国农业的重要支柱产业.当前,我国生猪存栏约4.35 亿头,羊存栏量约3.01 亿只,牛存栏量约1.07 亿头,其中奶牛约1 425.3 万头[3].畜牧业的健康发展对改善我国人民生活水平、优化人们的膳食结构、提高农牧民收入有着至关重要的作用.然而饲料中潜在的有毒、有害物质却对畜牧业的可持续发展和人类的食品安全构成了重要挑战.

本文在广泛查阅近年来我国学者在国内外专业学术期刊上所发表的论文的基础上,从中筛选出部分比较具有代表性、测定信息比较完整的研究,总结了我国不同饲料中霉菌毒素的污染现状和主要的检测技术,并分析了其中所存在的问题,希望为该领域的科研工作者和生产者提供参考.

1 霉菌毒素的主要种类

目前的研究认为,能产生霉菌毒素的真菌主要来自曲霉菌属(Aspergillus),镰刀菌属(Fusarium),麦角菌属(Claviceps),链格孢属(Alternaria),以及青霉菌属(Penicillium)[4].目前已发现的霉菌毒素超过400种,但只有其中一部分危害较大的毒素引起了人们的广泛重视,如黄曲霉毒素(Aflatoxins,AFs)、镰刀菌素(Fusarium toxins)、赭曲霉毒素(Ochratoxin)、链格孢毒素(Alternaria toxins,ALT)和麦角毒素(Ergot alkaloids,EAs)等[4-5].

1.1 黄曲霉毒素

黄曲霉毒素是一类化学结构类似的二氢呋喃香豆素衍生物,主要由黄曲霉或寄生曲霉通过多聚乙酰途径产生[6].该类真菌可以在土壤、腐烂植被、干草、谷物等多种基质中生长繁殖,尤其喜欢感染油脂含量较高的农作物,如玉米、花生、棉籽、稻谷、小麦等粮油产品[4].目前已分离出来的黄曲霉毒素至少有14 种,较为常见的主要有黄曲霉毒素B1(AFB1)、B2(AFB2)、G1(AFG1)、G2(AFG2)四种.该类毒素毒性极大,化学结构稳定,是目前已知的最强致癌物之一,自1993 年起便被世界卫生组织国际癌症研究机构列为一类致癌物[7].AFB1 是该类毒素中毒性最大(砒霜的68 倍,氰化钾的10 倍)、致癌性最强(诱发肝癌的能力比二甲基亚硝胺高75 倍)的成员,已在多个国家和地区引起多起中毒事件[8].

1.2 镰刀菌毒素

镰刀菌毒素是对镰刀菌属所产生的多种毒素的总称.该类毒素常见的类型主要包括伏马菌素(Fumonisins)、玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)和单端孢霉烯族毒素(Trichothecenes).伏马菌素主要由串珠镰刀菌(Fusarium verticillioides)和层出镰刀菌(Fusarium proliferatum)产生.常见的伏马菌素有12 种,可分为多个类别,其中B 类(Fumonisins B,FBs)是最常见的一类,主要包含B1(FB1),B2(FB2)和B3(FB3)[9].FB1 被国际癌症研究机构(IARC)列为2B 类致癌物,主要靶器官为肝脏和肾脏.除致癌性外,FB1 还具有细胞毒性、神经毒性、肝毒性、免疫毒性等多种毒性作用[10].

ZEN 主要由禾谷镰刀菌(F. graminearum)、轮生镰孢菌(F. verticillioides)、黄色镰孢(Fusarium culmorum)和木贼镰孢菌(F. equiseti)等镰孢菌产生[11].ZEN 具有较强的雌激素效应和合成代谢活性,还具有遗传毒性、肝毒性、免疫毒性,主要靶器官为生殖系统,可扰乱人和动物的性腺及内分泌系统,摄入ZEN可导致雌激素亢奋、神经系统亢奋、流产、死胎、畸形胎等中毒症状[12].ZEN 的常见衍生物主要有α-ZOL、β-ZOL、ZAN、α-ZAL、和β-ZAL.

单端孢霉烯类毒素是一类化学结构和生物活性类似的有毒代谢产物,其基本的化学结构是倍半萜烯.该类毒素分子量较低,不易挥发,非常稳定,通过常规的高温高压处理无法使之降解.基于其所含有的特征官能团,通常可将它们分为A、B、C、D 四个类型,其中A 型和B 型较为常见.A 型主要包括T-2 毒素、HT-2 毒素和蛇形毒素(diacetoxyscirpenol,DAS),B型常见的有雪腐镰刀菌烯醇(Nivalenol,NIV)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)及其衍生物(3-ADON 和15-ADON)[4,9].通常认为T-2 是A 型单端孢霉烯类毒素中毒性最强的,可作用于氧化磷酸化的多个部位引起线粒体呼吸抑制和机体免疫抑制,还具有细胞毒性等其他毒性作用[13].猪、羊、牛、家禽均易受到T-2 的危害,且猪最为敏感[14].

近年来,一些新兴的镰刀菌素也逐渐受到了研究人员的关注,比如恩镰孢菌素(Enniatins,EN)、串珠镰刀菌毒素(Moniliformin)、白僵菌素(Beauvericin,BEA)和 层出镰刀菌素(Fusaproliferin).但相关的研究数据依然比较少.

1.3 赭曲霉毒素

赭曲霉毒素主要是一些曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium)真菌的代谢产物[9].是继黄曲霉毒素后又一个受到人们广泛关注的霉菌毒素.该组毒素主要包括7 种结构类似的化合物,通常被划分为A、B、C 三种类型,其中A 类(Ochratoxin A,OTA)毒性最大、污染最广,广泛存在于多种粮食、咖啡干果、红酒和畜产品中.OTA 是由二氢异香豆素以酰胺键结合1个苯丙氨酸形成的苯丙氨酰衍生物,主要由纯绿青霉(Penicillium verrucosum)和赭曲霉(Aspergillus ochraceus)等真菌产生.OTA 被国际癌症研究机构(IARC)列为2B 类致癌物,同时也是一种肾毒素,主要靶器官是肾脏[15].OTA 主要引起肾脏损伤,大量摄入也会导致肠粘膜炎症及坏死.

1.4 链格孢毒素

除了曲霉、青霉和镰刀菌之外,链格孢霉也是一种重要的产毒菌.该类霉菌在自然界分布很广,其孢子能够污然多种植物、农产品,甚至在土壤和大气中也能检测到[16].它们能够产生多种有毒代谢物,较为常见的主要有6 种,分别是细交链孢菌酮酸(Tenuazonic acid,TeA),细格菌毒素I 和II(Altertoxin I、II,ATX-I、ATX-II)),链格孢霉素(Altenuene,ALT),链格孢酚甲基乙醚(Alternariol methyl ether,AME),以及链格孢酚(Alternariol,AOH)[4,9].目前,国内关于链格孢毒素的研究还比较少,其在农副产品中的污染情况尚不明确.国际上关于链格孢毒素的毒理研究也很有限.目前的研究认为,TeA 可引起狗、鸡、鼠等动物出现急性中毒反应,还会对体外培养细胞系展现出细胞毒性,降低总蛋白浓度并抑制体外培养哺乳动物细胞系的增值[17].

1.5 麦角毒素和棒曲霉毒素

麦角是农作物或牧草在开花期被麦角菌(Claviceps)感染后形成的黑色菌核[18].麦角菌的孢子通常在植物开花时进入子房与柱头接触(感染的过程类似于植物花粉在繁殖期进入子房),然后通过菌丝体增殖损坏植物子房并与原本用于为种子提供营养的维管束结合,最终在花内形成干硬的菌核.麦角内通常含有高浓度的麦角毒素,主要是麦角环肽(Ergocryptine),麦角克碱(Ergocristine),麦角胺(Ergotamine),麦角生碱(Ergosine),麦角新碱(Ergometrine),麦角柯宁碱(Ergocornine)及它们的差向异构体(-inine epimers)[9,19].麦角毒素也叫麦角碱,因他们能使子宫强烈收缩、促进分娩,在我国长期作为药用.在世界上,麦角中毒也是最早记录的霉菌毒素中毒案例.公元前600 年,麦角被描述为“谷穗上有毒的脓包”[20].西方所熟知的“圣东安尼之火”病,其实就是现在所说的麦角毒素中毒.欧洲和北美的多个国家和地区都在饲料和农产品中检测到了麦角毒素,包括加拿大在内的多个国家都对麦角及麦角毒素的污染情况进行了长期监测[19-20].但麦角毒素在我国饲料中的污染情况并不明确.

棒曲霉毒素(Patulin)可由多种霉菌产生,其中最主要的是曲霉菌和青霉菌[9].腐烂的苹果中经常能够检测到它.此外,包括梨、桃子、葡萄、杏甚至一些谷物和以它们为原料生产的商品里都出现过棒曲霉毒素污染.当水果的副产品被用作畜禽饲料时,应对其开展棒曲霉毒素含量监测.Patulin 可引起动物出现急性或慢性中毒反应,急性中毒症状通常包括肠道炎症、肠道出血、肺淤血、呼吸困难、抽搐等,慢性中毒效应主要表现为致癌性、致畸性、遗传毒性、免疫抑制、神经毒性等[21].

2 霉菌毒素的主要检测技术

要开展有效的霉菌毒素防控,首先需要对一些传统观点重新进行思考.比如,霉菌毒素的产生离不开霉菌,但存在霉菌并不意味着一定会有毒素.因为霉菌不一定都能产生毒素,而且能产生毒素的霉菌通常只在特定条件下才会合成毒素[22-23].肉眼检查无霉变的饲料,也经常会含有霉菌毒素.因此,通过肉眼或实验室检测霉菌来评估饲料霉菌毒素污染程度并不准确,通过已验证的检测技术直接测定各种毒素的含量才是衡量污染程度的可靠依据.

我国已经建立了多种方法用于霉菌毒素的定量分析,比如高效液相色谱法(HPLC)、液质联用技术(LC-MS/MS)、气相色谱法(GC)、气质联用技术(GC-MS)、薄层层析法(TLC)等.此外,还有一些快速检测技术,可用于霉菌毒素的现场定性或半定量初检,包括酶联免疫吸附(ELISA)、胶体金免疫层析、免疫亲和柱-荧光检测等技术.目前,国内科研和生产中应用较为广泛的是HPLC、LC-MS/MS 和ELISA这三种技术.

2.1 HPLC

HPLC 是色谱法的一个重要分支,也是目前在科研、疾病诊断和生产中应用最广泛的色谱技术[24].它采用高压输液系统,将具有不同极性的溶剂以及缓冲液组成的流动相泵入装有固定相的色谱柱,使溶剂内的成分在色谱柱内分离,然后进入荧光或紫外检测器检测,实现对样品成分的分析.HPLC 在霉菌毒素检测领域也取得了广泛的应用.例如,Zhao 等(2018)采用HPLC 测定了中国西北地区小麦DON 的污染率[25].Xing 等(2017)采用HPLC 测定了玉米中四种霉菌毒素的含量[26].

2.2 LC-MS/MS

大量研究表明,饲料和食品可以同时被多种霉菌毒素污染,而且多种毒素共存的概率非常高[27-28].这给霉菌毒素的快速、准确检测带来了巨大挑战.LCMS/MS 系统以HPLC 作为分离系统,以质谱仪为检测系统,实现了色谱和质谱技术的优势互补,将HPLC对复杂样品的优秀分离能力和质谱技术在检测上的高选择性、高灵敏度相结合[29].LC-MS/MS 可以分析GC-MS 所不能分析的强极性、难挥发、热不稳定化合物,具有分析范围广、分离能力强、定性分析可靠、检测限低等众多优点.通过LC-MS/MS 平台可以实现多种霉菌毒素的同时分离和准确检测.例如,Qian 等(2017)基于液质联用平台建立了可以同时检测饲料中AFB1、AFB2、AFG1、AFG2、橘霉素(Citrinin,CIT)、T-2、HT-2、FB1、FB2、OTA、DON、ZEN、ZAN的方法[30].Shao 等(2018)通过该技术分析了宠物饲料中9 种霉菌毒素的污染情况[31].张养东等(2016)通过LC-MS/MS 测定了全株玉米青贮中10 种霉菌毒素的含量[32].

然而,LC-MS/MS 系统价格昂贵,技术难度较高,这在一定程度上限制了该技术在生产领域的广泛应用.

2.3 ELISA

ELISA 的基本原理是:(1)将已知的抗原(抗体)吸附在固相载体表面并保持其免疫活性;(2)将抗体(抗原)与特定的酶连接形成酶标抗体或抗原;(3)把受检抗体(抗原)和酶标抗原(抗体)按不同的顺序与固相载体表面的抗原(抗体)反应;(4)通过洗涤除去未结合的酶标抗原(抗体),最终结合在固相载体上的酶量与待测样品中受检物质的量成一定的比例;(5)加入酶反应的底物后,底物被酶催化变为有色物质,根据颜色的深浅来确定受检物质的含量[33].ELISA把抗原与抗体的免疫反应和酶的高效催化作用相结合,比胶体金免疫层析等其他快速检测技术灵敏度更高,但是前处理和操作过程依旧很繁琐.国内市场上已经存在多款商品化的ELISA 霉菌毒素检测试剂盒,广泛应用在食品和饲料安全防控领域.李卫娟等(2017)通过ELISA 检测了牧草、秸秆、青贮饲料、果树叶等反刍动物饲料中AFB1、DON、ZEA、FBs 的含量[34].李思齐等(2018)通过ELISA 测定了青贮饲料中DON、T-2、AFB1、ZEN、OTA 的含量[35].

需要注意的是,ELISA 等快速检测方法灵敏度相对较低,重复性差,通常只能进行定性或半定量检测.在生产中,ELISA 获取的结果通常需要经过HPLC 或者LC-MS/MS 等精度更高的检测方法进行确认.

霉菌毒素测定结果的可靠性和准确性直接受检测方法的制约.样品采集、保存、粉碎、提取、过滤、净化和检测的各个步骤都会影响到最终结果的正确性和准确性.例如,霉菌毒素在饲料中的分布具有不均衡性,哪怕样品中多一粒污染严重的籽实,都会直接改变检测结果,因此采样方法是否合理直接影响结果的准确性;由于基质效应的存在,所建立的每一种检测方法在应用前,都应该对比、分析该方法在检测不同饲料时的基质效应,以便进一步优化仪器参数或者前处理方法.

3 中国饲料原料霉菌毒素污染现状

3.1 玉米

玉米通常是用量最大的能量饲料,无论单胃动物还是反刍动物,玉米都在其日粮中扮演着不可或缺的角色.玉米也是多种霉菌生长繁殖的理想基质,我国围绕玉米中的霉菌毒素已开展了很多工作,其中最受关注的就是AFB1、DON 和ZEN.表1 列出了我国玉米中常见的霉菌毒素及污染状况.

Xing 等(2017)从河南、山东、河北采集了44 个玉米样品,研究了AFB1、ZEN、DON 和FB1 在这些样品中的污染情况[26].结果表明DON 和FB1 的污染率最高,其次是ZEN 和AFB1.所有的样品均检出FB1(16.5 ~315.9 μg/kg),所有自然晾晒后的玉米样品均含有DON(5.8 ~9 843.3 μg/kg).DON 在晾晒前的玉米里的污染率明显低于晾晒后,说明DON 在收获、和晾晒过程中也会产生.还研究显示,2016 年从国内多个地区采集的玉米样品中,AFB1、ZEN、DON的阳性检出率分别是94.9%、93.4%和98.4%,其中有92.4%的样品同时检出了这三种毒素[36].该研究表明多霉菌毒素共存情况在玉米中非常普遍.

在另一个研究中,Han 等(2017)研究了ZEN 及其四种衍生物在50 个玉米样品中的污染情况.ZEN、α-ZOL、β-ZOL、ZAN、α-ZAL、和β-ZAL 的阳性率分别为94%、38%、44%、20%、2%和2%,含量为0.10 ~3 613.03 μg/kg,有5 个样品中的ZEN 含量超过了60 μg/kg[37].白僵菌毒素(Beauvericin,BEA)和恩镰孢菌素(Enniatin,EN)等新兴霉菌毒素在玉米中的污染状况也逐渐引起了国内学者的重视.Han 等(2019)调查了BEA 和四种EN(ENA、ENA1、ENB、ENB1)在玉米中的污染率,发现BEA 在玉米粒和玉米粉中的检出率分别为85.9%和95.6%,EN 的检出率相对较低[38].

综上所述,玉米中的AFB1、ZEN、DON、FB1 和BEA 污染非常普遍,多种霉菌毒素共存的比例也很高.而T-2、HT-2、链格孢毒素等其他多种毒素的研究资料还比较少,有待进一步研究.及时收获、快速干燥和科学存贮是减轻玉米霉菌毒素污染的关键措施.

表1 玉米中常见霉菌毒素及污染状况Table 1 Occurrence of major mycotoxins in maize

3.2 小麦和大麦

小麦是世界上总产量仅次于玉米的粮食作物,也是我国的主要农作物.大麦在我国用作饲料的比例相对较低,但是在北美和欧洲被大量用作家畜的饲料.表2 列出了我国小麦中常见的霉菌毒素及污染状况.

Ma 等(2018)研究了小麦和大麦中AFB1、ZEN和DON 的污染情况.所采集的小麦和大麦样品中均检测到了ZEN(10 ~393.8 μg/kg)和DON(100 ~11 028.9 μg/kg).AFB1 在所有小麦样品中均为阳性,在大麦中的污染率为83.3%[36].虽然该研究所采集的样本量较小,但反映出了我国大麦和小麦样品中霉菌毒素共存的普遍情况.Liu 等(2015)从河北省采集了348 个小麦样品,分析了11 种霉菌毒素的污染情况[39].DON 在小麦中的阳性率最高,为91.4%;NIV、ZEN 和AFB1 的阳性率分别为16.4%、13.2%和0.28%;没有样品被镰刀菌烯酮X(Fusarenon-X,FX)、AFG1 或AFG2 所污染.

Xu 等(2016)从安徽采集了370 个刚收获的小麦样品,研究了四种链格孢毒素的污染情况[40].结果表明TeA 在所有样品中均为阳性,含量介于6.0 ~3 330.7 μg/kg;AME、AOH 和TEN 的污染率分别为15%,47%和77%.小麦授粉季节,安徽省湿热多雨的气候可能是造成链格孢毒素高发的主要原因.在另一篇论文中,他们研究了这些样品中7 种镰刀菌素的污染情况,发现DON、脱氧雪腐镰刀菌烯醇-3-葡萄糖苷(Deoxynivalenol-3-glucoside,D-3-G)、NIV、3-ADON、ZEN、15-ADON、FX 的阳性率分别为100%、99.5%、87.8%、80.0%、68.7%、67.3%、35.2%[41].有368 个样品同时检测出2 种以上的镰刀菌素,且DON 和其它6 种毒素的浓度呈正相关关系.从陕西、宁夏、甘肃和新疆四省采集的181 个小麦样品中,DON 的检出率为82.9%,平均含量为500 μg/kg,有10%的阳性样品超过我国限量标准(1 000 μg/kg)[25].从山东省采集的小麦样品中,BEA、ENA、ENA1、ENB、ENB1 的检出率分别为48.0%、12.0%、12.0%、16.0%、13.3%[38].

基于已发表的数据,DON 是小麦中污染最严重的霉菌毒素.而链格孢毒素、D-3-G、NIV、ZEN、3-ADON、15-ADON、BEA 等毒素在小麦中的污染也非常普遍.多种霉菌毒素的高共存率增加了小麦霉菌毒素的毒害作用.关于T-2、HT-2 和其他常见霉菌毒素在小麦中的调查资料非常有限.

3.3 粗饲料

国内关于粗饲料霉菌毒素污染状况的研究相对较少,且已有研究主要通过ELISA 方法进行检测.表3 列出了国内常用粗饲料中的霉菌毒素及污染状况.

范占炼(2012)从上海地区的奶牛场采集了1 098个样品,通过ELISA 方法检测了AFB1 的含量[42].结果表明,AFB1 在全棉籽、鲜啤酒糟、麦糟、苜蓿干草、银杏叶渣、花生秧、青贮玉米、青贮稻草中的检出率分别为33.0%、50%、66.7%、93.1%、66.7%、87.5%、81.8%、25%.所采集到的橙皮、燕麦干草、羊草、野干草、苔草、红薯秧、象草、麦秆、针茅、青贮大麦、青贮小麦样品数量较少,但AFB1 检测结果均为阳性.郑会超等(2014)从浙江省采集了22 份青粗饲料,检测了AFs、OTA、ZEN、DON 和FB1 的含量,发现鄱阳湖草、野生谷壳、青贮玉米、压块玉米秸、青饲玉米、青贮笋壳、羊草、稻草、苜蓿草、发酵大叶构、毛豆杆、啤酒糟、稻草样品均检出ZEN、DON 和FB1.此外,鄱阳湖草、野生谷壳、青贮笋壳、啤酒糟中还检测出OTA[43].

李卫娟等(2017)从云南省收集了72 个反刍动物饲草料样品,发现所有的牧草和树叶样品均检出FBs(>500 μg/kg),秸秆和青贮饲料中FBs 的检出率分别为77.8%和85.7%[34].

李思齐等(2018)采集了鲁北地区18 家养殖场的青贮样品,通过ELISA 方法检测发现,所有样品均检出2 种以上的霉菌毒素,DON、T-2 的检出率为100%,AFB1、ZEN、OTA 的检出率分别为55.6%、27.8%、5.56%,其中5.6%的样品AFB1 超标[35].张养东等(2016)检测了从河北、山东、河南、黑龙江四省采集的14 个全株玉米青贮样品,DON 和ZEN 的检出率为100%,AFB2 检出率为93%,麦角醇的检出率为28.6%,未检测到AFB1、AFG1、AFG2、T-2、HT-2等毒素[32].

综合已有结果,DON、ZEN、AFB1、AFB2、FBs、T-2 在粗饲料中的污染较为普遍,多种毒素共存率高,而采用HPLC、LC-MS/MS 等准确定量手段的研究还很少.OTA 和麦角醇等其他霉菌毒素的污染情况有待进一步研究.

表2 小麦中常见霉菌毒素及污染状况Table 2 Occurrence of major mycotoxins in wheat

3.4 农副产品及其他饲料原料

从国内外已发表的资料来看,农业、工业副产品、边角料通常是霉菌毒素污染的重灾区.表4 列出了常用农副产品类饲料中的霉菌毒素及污染状况.

在Ma 等(2018)的研究中,AFB1 在所有的DDGS、玉米皮、玉米胚芽粕、玉米蛋白粉、麦麸、米糠中均被检出[36],小麦次粉、碎米和豆粕中AFB1 检出率分别超过86.4%、76.9%和87.5%;ZEN 在DDGS、玉米皮、玉米胚芽粕、碎米和玉米蛋白粉中的阳性率为100%,小麦次粉和豆粕中ZEA 的检出率分别在96.9%和96.3%以上.

表3 粗饲料中常见霉菌毒素及污染状况Table 3 Occurrence of major mycotoxins in forages

张瑞星(2016)调查了山东省饲料原料霉菌毒素污染情况,发现AFB1 在花生粕、棉粕和豆粕中的检出率为100%,超标率分别为35%、25%和10%,中位数分别为22.9、9.2 和8.0 μg/kg;ZEN 在花生粕、棉粕、豆粕中的检出率分别为90%、100%、90%,超标率分别为11.1%、8.3%、8.3%;DON 在花生粕、棉粕中的超标率分别为15.4%、11.1%;FB1 虽然有检出,但浓度均未超标[44].上海地区采集的膨化大豆、棉籽、白酒糟、大麦麸、大豆皮、甜菜粕、复合糖蜜中的AFB1的检出率分别为53.9%、59.1%、100%、100%、75%、76.2%、100%

各类农副产品中ZEN、AFB1、DON 的检出率和超标率比较高,需要格外关注.T-2 等其他常见霉菌毒素的研究资料还很少.

3.5 商品饲料

配合饲料中的霉菌毒素,一部分来源于被污染的饲料原料,另一部分是在加工或贮存过程中产生的.表5 列出了一些商品饲料中的霉菌毒素及污染状况

Wang 等(2013)从山东省采集了300 个精料混合料、60 个浓缩料和60 个预混料样品,研究了T-2、ZEN 和FB1 的污染情况[45].结果显示FB1 在这些饲料中的污染率最高,FB1、ZEN 和T-2 的阳性检出率分别为96.1%、85.2%和79.5%.Li 等(2014)研究了AFB1、DON、ZEN 和OTA 在76 种混合料中的污染率,发现97%的饲料样品被DON 污染,AFB1、DON 和OTA 的超标率分别为7%、14%和3%[46].Han 等(2013)从国内10 个省份采集了200 份奶牛精饲料,研究黄曲霉毒素的污染情况[47].结果显示AFB1 和AFB2 在这些饲料中的检出率分别为42%和36%,含量介于0.01 ~3.53 μg/kg 和0.01 ~0.84 μg/kg.

表4 农副产品类饲料常见霉菌毒素及污染状况Table 4 Occurrence of major mycotoxins in agricultural by-products

表5 商品饲料中常见霉菌毒素及污染状况Table 5 Occurrence of major mycotoxins in commercial feed products

2016 年从国内多个地区所采集的猪全价配合饲料样品中,AFB1、ZEN 和DON 的阳性率分别高达100%、99.5%和100%,有96.4%以上的全价饲料样品同时检出三种毒素[36].根据最新版的《饲料卫生标准》(GB 13078-2017),DON、ZEN 和AFB1 在全价饲料中的超标率分别为38.2%、10.8%和0.6%.

张瑞星(2016)从山东省采集了76 份肉鸡配合饲料,AFB1、ZEN、FB1、DON 的检出率分别为98.7%、96.1%、85.5%和63.2%[44].FB1 和DON 在所采集样品中均未超标,AFB1 和ZEN 的超标率分别为2.6%和11.0%.

宠物饲料霉菌毒素污染情况也非常严峻.Shao 等(2018)研究了江苏地区市场所售宠物饲料中霉菌毒素污染情况[31].研究显示,宠物饲料中DON、ZEN、AFB1、FB1、CIT、BEA 的污染情况较为严重,检出率分别为78.1%、62.5%、87.5%、93.8%、68.8%、96.9%.所有的AFB1 阳性样品中的AFB1 含量均超过了我国的限量标准(20 μg/kg).

因此,DON、FB1、AFB1、AFB2、ZEN、T-2、CIT、BEA 在商品化饲料中的污染较为普遍,其他霉菌毒素的污染率及多霉菌毒素的共存率尚需更多的研究资料.

4 存在的问题及展望

通过广泛的查阅文献,发现近十年国内关于饲料霉菌毒素的研究在迅速增加,反映了我国科研人员和产业界对霉菌毒素越来越重视的趋势.虽然霉菌的正常生长需要适宜的基质、温度、湿度等环境条件,但大部分霉菌生存能力很强,甚至是“无处不生,无处不在”.霉菌毒素的产生模式并不恒定.同一种霉菌可以产生多种不同的毒素,而某一种毒素也可以由不同的霉菌产生.饲料中多种毒素共存的现象非常普遍,这进一步加大了霉菌毒素的检测和防控难度.即使每种毒素含量都不高,但不同毒素之间的协同或加性效应仍可能给动物造成严重伤害.

目前,DON、AFB1、ZEN、FBs 等常见霉菌毒素在我国各种饲料原料及商品配合饲料中的污染十分普遍,而A 型单端孢霉烯族毒素(如T-2、HT-2、DAS)和链格孢毒素(如TeA、AME 等)等毒素的研究数据还非常少,其污染情况有待进一步的研究和监测.此外,青粗饲料中各类霉菌毒素的污染情况需要引起更高的关注和更大的监测力度.

在开展饲料霉菌毒素的研究时,应尽可能的描述清楚样品的种类、产地、采样时间、保存方法等信息.在展示检测结果时,不应过度强调平均值的作用,因为不同样品里霉菌毒素含量波动很大,某一个或几个严重污染的样品就会拉高整批样品的平均含量.

今后,霉菌毒素污染率高、共存率高、检测成本高、防控技术滞后、鉴别诊断困难依然是饲料霉菌毒素防控领域面临的主要挑战.只有充分认识霉菌毒素的危害,不断加大研发和防控力度,才能有效降低霉菌毒素对人类和动物的危害.

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