饲料中黄曲霉素B1脱毒研究进展

李 民，孔祎頔，王桂芹

(吉林农业大学动物科学技术学院，动物生产及产品质量安全教育部重点实验室，现代农业技术教育部国际合作联合实验室，吉林省动物营养与饲料科学重点实验室，吉林 长春 130118)

黄曲霉毒素B1(AFB1)是黄曲霉毒素的主要存在形式，是最具代表性且研究最为广泛的霉菌毒素，具有强毒性。AFB1引发的疾病统称为AFB1中毒，可分为急性中毒和慢性中毒，短期摄食高剂量AFB1会导致动物发生急性中毒，长期摄食低剂量AFB1会导致动物发生慢性中毒(Marin 等，2013)。AFB1可在动物各组织器官蓄积，尤其是肝脏、肾脏、脾脏和肠道等，引发多种疾病(Sumit 等，2010)。玉米、大豆、鱼粉等饲料原料及商品饲料常因储存环境及方式不当而引发AFB1污染(Ellis等，2000)。水产养殖动物误食AFB1污染的饲料会严重危害机体健康，导致养殖动物中毒或死亡，不仅给养殖业造成巨大经济损失，而且影响水产品的质量安全，最终威胁人类健康。

目前控制饲料中AFB1污染最有效的方法仍是预防，如严格控制环境条件以避免黄曲霉和寄生曲霉污染。然而，从农作物到加工成饲料再到储存、饲喂给动物，环节众多，控制难度较大。因此，开发绿色高效的脱毒技术十分紧要。本文综述了饲料中AFB1脱毒方法，包括物理脱毒、化学脱毒、生物脱毒和营养素法脱毒，以期为防控AFB1污染以及潜在营养干预物质的开发提供借鉴。

一、物理脱毒

物理脱毒是按照物理性质差异，将AFB1污染与未污染的饲料分离，主要包括密度筛选、高温高压、吸附和萃取等技术。吸附法是指采用吸附材料去结合或固定AFB1，应用最为广泛，常见的吸附材料包括蒙脱石、活性炭、硅藻以及膨润土等铝硅酸盐类，其中多种新型蒙脱石产品被开发，其可与AFB1结合形成稳定复合物，阻断肠道对AFB1的吸收(Sun等，2018)。研究表明，饲料中添加膨润土能够减轻AFB1对尼罗罗非鱼的毒性(Ayyat 等，2018)；两性离子蒙脱石能够对模拟的胃肠道中AFB1解毒(Wang等，2019)；磁性凹凸棒石能够有效清除花生油中的AFB1(Ji 等，2021)。纳米沸石能够减轻AFB1对尼罗罗非鱼的毒性，缓解DNA损伤并减少AFB1残留(Hassaan 等，2020)，在高温高压下短时间内可将AFB1灭活(Liu 等，2019)。研究证实，在150～200℃下可以去除79%的AFB1，同时结合高湿度条件进行脱毒效果最好(Arzandeh 等，2011)。萃取法是通过有机溶剂混合，从已污染的饲料中将AFB1萃取出来。此外，还有电子束辐射法(王洪健等，2018)和超声波法(Liu等，2019)等对AFB1实行脱毒，研究表明，紫外辐射能够去除花生中的AFB1(Shen等，2021)。

二、化学脱毒

化学脱毒是向饲料中添加化学物质与AFB1结合，通过破坏其化学结构，起到降低AFB1毒性的效果。常见的化学脱毒措施包括氧化脱毒、强碱脱毒和有机酸脱毒。氧化脱毒是采用臭氧(O3)、过氧化氢(H2O2)、二氧化氯(ClO2)和次氯酸钠(NaClO)等强氧化剂破坏AFB1的化学结构进行脱毒(Luo 等，2013)。O3脱毒是研究最多且应用最为广泛的一种化学脱毒措施，脱毒原理是破坏AFB1呋喃环双键实现降低或去除毒性。但O3脱毒也伴随着一些负面影响，强氧化性容易腐蚀金属，还会破坏营养成分，降低适口性，此外，浓度过高时具有毒性，会刺激组织器官，引起麻醉甚至致死(Diao 等，2013)。研究发现，ClO2可使AFB1呋喃环中C8、C9 双键间消失，降低玉米中的AFB1毒性(Yu 等，2020)。氧化脱毒方式最终会破坏饲料原料或食品中的营养成分，降低动物食欲，影响其生长性能，且浓度不好把控，一旦过高所产生的毒性作用会损伤动物机体甚至致死，因此，近年来该脱毒措施应用较少。

强碱脱毒是采用氢氧化钠(NaOH)、氨气(NH3)等强碱性物质破坏AFB1的内酯环结构进行脱毒。研究证实，氨化处理可以将被AFB1污染的棉籽脱毒(Bailey 等，1994)。有研究发现，氨化处理结合高温高压条件对玉米中AFB1的清除效果更好(Gomaa等，1997)。但氨气对动物呼吸道有强烈刺激性，易引发呼吸道疾病甚至致死(Fremy等，1988)。此外，强碱脱毒对使用的实验试剂、设备和技术要求均较高，故而应用较少。

有机酸脱毒是采用乳酸、柠檬酸、丙酸、乙酸、苯甲酸、没食子酸等有机酸对AFB1进行脱毒(Méndez-Albores 等，2010)。研究发现，乳酸和柠檬酸可通过对AFB1内酯环的水解，将其转化为毒性较小的代谢产物AFD1，去除坚果中AFB1污染(Jubeen等，2020)。没食子酸(3，4，5-三羟基苯甲酸)作为强抗氧化剂，能够调控AFB1生物合成必需基因CreA 及生成AFB1关键基因farB 的表达，降低AFB1毒性(Zhao 等，2018)。多数有机酸均存在于食品和饲料原料中，除了对霉菌毒素有脱毒作用外，有机酸还可促进肠道消化吸收，改善肠道健康，进一步提高动物生长性能，同时在抗氧化性和抗炎方面也展现积极功能。因此，有机酸脱毒措施更安全可靠，已经应用于食品和饲料工业的实际生产中。

三、生物脱毒

1.微生物法脱毒

近年来，微生物在清除饲料中的霉菌毒素方面展现巨大潜力。微生物法脱毒的原理是利用微生物自身及其代谢产物来改变AFB1的化学结构，改变其原有的生物活性，使其转化为其他无毒性或毒性较小的代谢产物，还可利用微生物发酵所产生的代谢产物对AFB1脱毒(Taheur 等，2019)。研究表明，恶臭假单胞菌可将AFB1转化为其他结构AFD1、AFD2和AFD3，达 到 解 毒 效 果(Samuel 等，2014)。经证实，地衣芽孢杆菌对AFB1的降解率能够超过90%，其与细胞上清液相比，细胞裂解物对AFB1解毒效果更强(Rao 等，2016)。解淀粉芽孢杆菌可缓解AFB1诱导的小鼠肝脏和肾脏氧化应激和细胞凋亡(Zhao 等，2021)。鼠李糖乳杆菌和酿酒酵母对AFB1吸附率为97.74%和92.34%(Balsini 等，2021)。嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌和屎肠球菌三者复合饲料能够有效降解肉鸡血清和组织中的AFB1残留(Liu等，2018)。嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌和干酪乳杆菌可降低鱼干中的AFB1毒性(Ye 等，2020)。戊糖乳杆菌能够缓解AFB1对凡纳滨对虾的毒性，提高其生长性能和免疫功能，调节肠道菌群(Fang 等，2020)。此外，有报道表明发酵乳杆菌和德氏乳杆菌等均可对AFB1进行脱毒(Hashemi等，2020)。利用微生物脱毒是当前相对绿色、安全、高效且经济的措施，故而应用比较广泛。

2.植物提取物法脱毒

植物提取物已被证明可通过抑制AFB1的代谢途径来提高机体抗氧化及抗炎功能、缓解AFB1诱导的动物毒性，该脱毒方式具有原料来源广、安全性高且副作用小的优点，有潜力在实际生产中广泛应用(孙统政等，2021)。白花蛇舌草叶水提物中的生物碱在37℃条件下处理24 小时呈现出最大的AFB1脱毒效率(Vijayanandraj 等，2014)。浒苔多糖能够降低活性氧(ROS)生成，调控核转录因子E2 相关因子(Nrf2)介导的氧化应激(Guo 等，2021)。饲料中添加迷迭香能够缓解AFB1对尼罗罗非鱼的毒性，提高鱼的抗氧化能力，增强免疫功能(Naiel等，2019)。饲料中添加百里香精油能够缓解AFB1诱导的虹鳟肠道炎症，升高肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)、白细胞介素8(IL-8)和生长转化因子β(TGF-β)的mRNA 表达(Ghafarifarsani 等，2020)。原花青素能够抑制AFB1诱导的肉鸡氧化应激，通过线粒体途径缓解AFB1诱导的肉鸡氧化应激和细胞凋亡(Rajput 等，2019)。原花青素联合表儿茶素、没食子酸酯可缓解AFB1诱导的细胞DNA 损伤，调节细胞凋亡(Jia等，2016)。同样，姜黄素可提高肝脏GST、GSHPx 和SOD 活性，降低MDA 含量，缓解氧化应激(Wang 等，2018)。姜黄素可通过下调CYP450 来调节AFB1诱导的鸡十二指肠毒性和肝损伤(Cheng等，2020)，还可通过Nrf2/HO-1 信号通路缓解AFB1诱导的炎症，减轻毒性作用(Muhammad 等，2018)。

3.营养素法脱毒

营养素法脱毒是指在配合饲料中添加外源性微量元素、维生素缓解AFB1毒性，通过补充烟酸和烟酸胺以提高谷胱甘肽S-转移酶(GST)的活性，加强脱毒过程中与AFB1的结合。缺乏维生素可直接导致AFB1中毒加剧(周元军，2006)。据报道，饲料中添加姜黄素、维生素C和香豆素均在降低AFB1诱导的尼罗罗非鱼毒性上发挥巨大潜力(Ayyat 等，2018)。研究证实，饲料中添加维生素E 可减轻AFB1诱导的大鼠肾毒性，增强抗氧化能力(Abdel-Hamid 等，2015)。饲料中添加微量元素硒可缓解AFB1诱导的肉鸡心脏毒性及心肌细胞损伤(Zhao等，2021)。微量元素锌能够缓解AFB1诱导的细胞毒性和细胞凋亡，下调Bax、Caspase 3 和Caspase 9 等促凋亡基因表达，上调Bcl-2 和Bcl-xl等抗凋亡基因表达，同时，锌能够调节过氧化物酶基因表达，缓解AFB1诱导的氧化应激，还能提高ATP 水平，进而维持细胞能量代谢稳态(Zhu 等，2017)。此外，饲料中添加肌醇能够减少凡纳滨对虾中AFB1残留，改善氧化状态，提高免疫功能(Chen 等，2020)。由此可见，AFB1会促进活性氧(ROS)的产生并削弱抗氧化防御系统，从而导致线粒体和DNA损伤，并诱导细胞凋亡，而抗氧化剂具有广泛的生物、药理特性，能够有效抑制ROS的大量产生，提高抗氧化能力，进而缓解氧化应激。

四、小结与展望

饲料中AFB1污染是一直以来困扰全球养殖业的重要难题，而物理、化学及生物脱毒措施均有各自的优点和局限性，植物提取物法和营养素法脱毒虽仅处在实验室研发阶段，但具有广阔的发展和应用前景，因而有必要寻求一个有潜力的物质来缓解AFB1毒性，并对其干预机制进行深入的探究。