2019 年全国部分地区饲料及原料霉菌毒素污染状况调查
2020-11-22作者侯楠楠谢全喜
◆作者:侯楠楠 谢全喜 王 梅 王 倩 谷 巍
◆单位:山东宝来利来生物工程股份有限公司,山东省动物微生态制剂省级重点实验室
霉菌毒素又叫真菌毒素,是由曲霉菌、青霉菌以及镰刀菌等不同类型真菌产生的一种能够污染谷物及饲料的有毒次生代谢产物,目前已发现大约有300~400 种霉菌毒素。不同霉菌生长所需的环境不同,北方地区寒冷干燥,适合青霉菌、禾谷镰刀菌等的生长;南方高温高湿,通常容易滋生黄曲霉菌、烟曲霉菌等(张治成,2019)。采食霉菌毒素可能导致动物生长受阻、繁殖机能下降、组织坏死、免疫抑制、致癌及基因突变等。其中黄曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1)被归为国际一级致癌物;玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)是一种类雌激素,主要损害畜禽生殖系统;呕吐毒素(vomitoxin,DON)主要引起呕吐综合症(黄鑫,2018)。Danicke 等研究发现,玉米赤霉烯酮及代谢产物的摄入会造成奶牛瘤胃发酵性能的改变并影响胆汁的形成;张立泰研究发现,日粮中黄曲霉毒素B1含量达到100 μg/kg 以上时,肥育猪生长性能下降,血液肝脏功能受到损害(张立泰,2018;DANICKE S,2014)
谷物饲料中霉菌毒素污染是国内外畜牧产业链中的重大危害。霉菌毒素超标会造成重大经济损失,威胁动物及人类健康。国际粮农组织预测,全球25%的粮食作物,包括许多基本食物,会受到霉菌产生的霉菌毒素的影响,每年由此造成的经济损失高达数千亿美元(FINK-GRERNMELS J,1999)。霉菌毒素的污染对畜禽业和饲料工业发展的危害已是不容忽视的问题。本文分析了2019 年从市场上收集的饲料及原料霉菌毒素污染情况及变化趋势,为同仁提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验样品
2019 年1-11 月,宝来利来公司收检的405 份样品,样品主要来自山东、河南、江苏、东北等地区。
1.2 仪器与试剂
FW-100 型高速万能粉碎机:北京永光明医疗器械有限公司;FA1004 电子分析天平:精密科学仪器有限公司;XK80-A 型漩涡混匀仪:江苏新康;LD5-2A低速离心机:北京京立离心机有限公司;F50 酶标仪:上海肯帝;甲醇(分析纯):北京化工厂;氯化钠(分析纯):天津博迪化工股份有限公司;黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素检测试剂盒:河北伊莱莎生物技术有限公司。
1.3 试验方法
结合饲料卫生标准并参照畜禽养殖业实际应用情况,本试验采用酶联免疫法。将样品粉碎后,称取适量质量样品,加入提取液(甲醇水或去离子水)提取,震荡10 min,4000 r/min 离心5 min,过滤,收集滤液备用,具体操作步骤参照霉菌毒素检测试剂盒说明书进行。
1.4 统计分析
试验数据用Excel 软件进行初步处理后。以检测试剂盒的检出限为参照,黄曲霉毒素B1检测限2.0 μg/kg,玉米赤霉烯酮20.0 μg/kg,呕吐毒素100.0 μg/kg,以样品毒素浓度超过检测限判定为阳性;超标限参照GB 13078-2017《饲料卫生标准》要求,黄曲霉毒素B120.0 μg/kg;玉米赤霉烯酮500.0 μg/kg;原料中呕吐毒素标准为3000.0 μg/kg,配合饲料中呕吐毒素标准为1000.0 μg/kg。
2 结果与分析
2.1 样品整体霉菌毒素检测结果
由表1 可以看出,2019 收检饲料及原料样品黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素三种毒素检出率分别是 89.00% 、90.71%、93.22%,表明饲料及原料受这3 种毒素污染的现象非常普遍,以呕吐毒素检出最为突出。被检样品毒素超标率是16.20%,其中黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素三种毒素超标率分别是9.11%、13.62%、27.42%,同样呕吐毒素超标率最高。同时收检样品呕吐毒素的均值为1025.20 μg/kg 高于GB 13078-2017《饲料卫生标准》(猪配合饲料≤1000 μg/kg)。
2.2 玉米霉菌毒素检测结果
由表2 可以看出,玉米呕吐毒素的检出率为94.23%,超标率为23.08%,最高值2066.90 μg/kg。其次是黄曲霉毒素B1检出率78.79%,超标率10.61%。但收检玉米黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素三种毒素检测均值分别为7.91、91.78、551.70 μg/kg,均在GB 13078-2017《饲料卫生标准》范围内。
表1 2019 年(1-11 月)收检饲料及原料霉菌毒素检测结果
表2 2019 年(1-11 月)收检玉米霉菌毒素检测结果
2.3 玉米副产物霉菌毒素检测结果
从表3 的检测结果可知,玉米副产物中黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素三种毒素检出率均≥95.00%,黄曲霉毒素B1最高。三种毒素超标率分别是33.33%、39.53%、57.14%,呕吐毒素最高。同时三种毒素的均值22.23、516.63、3203.55 μg/kg 均高于GB 13078-2017《饲料卫生标准》要求,呕吐毒素最高是限量标准的3.2 倍。
2.4 配合饲料霉菌毒素检测结果
由表4 可知,配合饲料中呕吐毒素检出率是98.62%,超标率23.45%,最高值7993.6 μg/kg。玉米赤霉烯酮检出率较高96.84%,超 标 率9.49% , 均 值218.18 μg/kg符合GB 13078-2017《饲料卫生标准》要求(配合饲料≤500 μg/kg)。但个别样品玉米赤霉烯酮超标严重,最高检出结果3340.30 μg/kg,是 GB 13078-2017《饲料卫生标准》(配合饲料≤500 μg/kg)的6.68 倍。
2.5 发酵料霉菌毒素检测结果
由表5 可知,2019 年收检发酵饲料霉菌毒素检出率为91.11%,超标率14.67%。其中呕吐毒素检出率86.76%低于平均值,但超标率26.47%远高于平均值,与配合饲料的检测结果相类似。玉米赤霉烯酮检出率91.04%,超标率14.93%,样品均值255.96 μg/kg,参照GB 13078-2017 《饲料卫生标准》要求作为猪用饲料使用时需谨慎。
表3 2019 年(1-11 月)收检玉米副产物霉菌毒素检测结果
表4 2019 年(1-11 月)收检配合饲料霉菌毒素检测结果
表5 2019 年(1-11 月)发酵饲料中三种毒素污染情况
3 讨论
本研究共收检了全国部分地区饲料及原料样品405 份,毒素检出率在90.85%左右,表明饲料及原料中霉菌毒素污染非常普遍,且存在多种霉菌毒素共存现象。呕吐毒素检出率为93.22%最高,表明2019 年饲料及原料中呕吐毒素整体呈现污染面广、污染程度高的现象,建议广大饲料行业同仁警惕该毒素的污染情况,这也与周建川(2018)研究报道较一致。分析原因,饲料及原料在收获前、储存期间或饲喂期间都可能受到几种真菌代谢物的污染。受污染的饲料会对家畜的生产性能和健康产生不利影响,并可能危害人体健康。因此做好霉菌毒素的消除工作,是目前学者迫切要解决的重要问题(黄鑫,2018)。
玉米含丰富的氨基酸、糖类、维生素等营养成分,在日粮中添加比例在50%~70%。分析发现,2019 年收检玉米毒素检出率为78.49%,低于2019 年饲料及原料平均检出率。黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素三种毒素超标率均高于2018 年山东省玉米霉菌毒素的调查结果(朱凤华,2019)。这可能与收检样品的产地有关,例如东北玉米一般水分偏高,东北玉米种植带后期持续潮湿,这就导致在田间、在存储过程中霉菌都有可能生长。梁琛(2017)也有报道玉米中呕吐毒素的含量从山西北部到山西南部呈降低趋势。
收检玉米副产物主要有玉米蛋白粉、玉米皮、玉米胚芽粕、DDGS 等,毒素超标率是44.07%,远高于其它样品,表明玉米副产物霉菌毒素污染面积广且污染严重,这与之前学者的研究结果也是比较一致的(李维,2018)。玉米DDGS 含有丰富的蛋白质、脂肪、氨基酸等,它经过发酵浓缩了3 倍的玉米营养成分的同时霉菌毒素也得到了浓缩,因此玉米副产物霉菌毒素的污染不但普遍而且检出水平更高。为了保护动物的健康及动物性食品的安全,我们必须对其予以特别关注及严格监控。
配合饲料中呕吐毒素检出率是98.62%,超标率23.45%,最高 值 7993.6 μg/kg 是 GB 13078-2017《饲料卫生标准》(猪配合饲料≤1000 μg/kg)的7.99倍。这一检测结果与2018 年相比,污染加重,建议广大饲料行业同仁应重点把控呕吐毒素污染(朱风华,2019)。
发酵饲料黄曲霉毒素B1检出率92.22%,超标率5.56%,这与刘凤芝2017 年研究结果相似。研究发现,饲料经过发酵不仅不会产生毒素,利用生物法反而会对原料中的毒素起到一定的降解作用(刘金海,2012)。李加友(2016)研究发现被黄曲霉毒素污染的玉米添加少量麸皮、尿素使用产朊假丝酵母菌发酵后,黄曲霉毒素由230 μg/kg 下降至8.7 μg/kg。但从检测结果中发现,发酵料的毒素超标率反而高于配合饲料,可能与发酵料选择的发酵原料有关。对发酵料的原料进行分析,发现以玉米副产物作为原料的发酵料,毒素更容易超标,因此推断发酵料毒素更大可能是来自饲料原料本身。
生物降解法降解霉菌毒素,是可以通过微生物产生的胞内、胞外酶降解毒素分子,将毒素分子降解成为无毒产物的过程(LAHTINEN S J,2004)。周露等发现优化后的P.ostreatus P1 对黄曲霉毒素B1的降解高达82.43%(周露,2014);如Das 等将P.ostreatus GHBBF10 和P.ostreatus MTCC142 与黄曲霉在稻草中共培养,这两种糙皮侧耳均能抑制黄曲霉的生长,并能有效地降解黄曲霉毒素B1,最高降解率可达89.41 %(DAS A,2014)。生物降解霉菌毒素还可以依靠自身的吸附能力如细胞壁糖、酸等作用使菌体- 毒素复合物达到稳定状态,起到降低毒素生物利用度的作用,使其不易被机体吸收,进而排出体外。据报道,很多乳酸菌、酵母菌的菌体都能够结合黄曲霉,降低黄曲霉在体能的活性(黄巍,2019);Lahtinen 等的研究也表明,微生物细胞壁的肽聚糖对毒素的脱毒起到关键作用(LAHTINEN S J,2004);刘畅研究发现:酸处理后能够增加细胞壁的凹凸程度,凹凸程度的增加一方面增加了细胞壁的通透性,细胞表面一些新的吸附位点暴露出来,另一方面增加了细胞与毒素的接触面积,提高了吸附能力(刘畅,2010)。
4 结论
2019 年收检霉菌毒素的检测结果表明,饲料及原料普遍存在霉菌毒素污染的现象,毒素检出 率 为90.85% , 超 标 率 为16.20%,其中呕吐毒素超标率最高,其次是玉米赤霉烯酮、黄曲霉毒素B1。呕吐毒素是近年来饲料行业超标率最严重的一种毒素,广大饲料行业同仁需高度重视。收检玉米副产物,三种毒素的均值均高于《饲料卫生标准》,使用时需严格把控添加量;发酵饲料中玉米赤霉烯酮含量较高,在用作猪配合饲料时需注意。
参考文献:(略)