江西省饲料及饲料原料中真菌毒素污染水平调查与评估
2024-02-26吴科盛文露华赵薇娜符金华尹腾桂万文根
■ 夏 骏 邢 磊 吴科盛 文露华 赵薇娜 符金华 尹腾桂 万文根
(江西省农业技术推广中心,江西南昌 330000)
真菌毒素是一类在霉菌生长繁殖过程中产生的有毒次级代谢产物。在畜牧业生产中,真菌毒素污染的饲料及原料,不仅影响饲料的营养品质,而且饲喂动物后会破坏机体的免疫系统,甚至影响动物的健康和生产[1-2]。饲料及相关产业链受真菌毒素的污染影响巨大,目前已知的真菌毒素有数百种,其中对养殖业威胁较大的主要是黄曲霉毒素(AfatoxinB1,AFB1)、玉米赤霉烯酮(ZEN)、呕吐毒素(DON)、T-2毒素(T-2 TOXIN,T2)、赭曲霉毒素(OchratoxinA,OTA)以及伏马毒素(FB1)等[3-4]。
江西省位于中国中南部,地处中亚热带,气候潮湿,水热条件差异较大,有利于各种真菌的生长。在这种高温高湿的环境中,缺少有效防霉措施时,玉米、饼粕类、糠麸类等饲料原料及配合饲料,很容易发生霉变而受到真菌毒素污染[5]。为评估江西省饲料和饲料原料受真菌毒素污染情况,本研究对江西省507 批次饲料原料和配合饲料样本进行了跟踪调查和检测分析,以期为主管部门和饲料企业提供技术参考。
1 材料与方法
1.1 试验仪器与材料
Waters Xevo-TQD 液相色谱串联质谱仪,沃特世公司;Waters SB-C18 2.7 mm×50 mm×1.7 µm 液相色谱柱,沃特世公司;MLJ-1 0.4 g/2.5 mL 多重基质吸附型固相萃取柱,北京六角体检测技术有限公司;FB1、DON、FB1、ZEN、OTA 和T2 对照品,均购自天津阿尔塔科技有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 样品采集
本研究于2022年5月进行,采集江西省境内配合饲料及饲料原料共507 批次,其中饲料原料90 批,配合饲料417 批。采样按照GB/T 14699.1—2005《饲料采样》的要求执行,每份样品不少于500 g[6]。样品粉碎后放置于4 ℃冰箱中保存。饲料原料按照《饲料原料目录》分类,配合饲料按照标签说明分类,具体样品分类及数量见表1。
表1 样品分类及数量(批)
1.2.2 样本测定
参照NY/T 3803—2020《饲料中37 种真菌毒素的测定 液相色谱-串联质谱法》,对样本中AFB1、DON、FB1、ZEN、OTA、T2 六种真菌毒素含量进行测定[7],其中液相色谱采集参数为:柱温35 ℃,进样量10 µL,流速0.3 mL/min,流动相A 为0.1%甲酸水溶液,流动相B 为0.1%甲酸乙腈溶液,梯度洗脱程序见表2;质谱参数为:ESI 源,正离子模式,毛细管电压2 700 V,脱溶剂气温度550 ℃,脱溶剂气流速1 000 L/h。以仪器响应3 倍信噪比为检出限,高于检出限样品为检出样本,检出限为:AFB1和T2 为1.0 µg/kg,DON、FB1和ZEN 为2.0 µg/kg,OTA 为5.0 µg/kg。依据GB 13078—2017 中真菌毒素限量进行判定,高于限量为超标样本[8],同时计算检出率、超标率、阳性样本含量平均值、中值和最高值。
表2 梯度洗脱程序
1.3 数据统计分析
采用EXCEL 2016软件进行数据统计分析。
2 结果与分析
2.1 总体污染情况
对507 批饲料原料和配合饲料样品进行检测,其中474批检出真菌毒素,检出率93.5%,超标样品93批次,超标率18.3%。在507 批样本中,同时受5 种及以上的真菌毒素污染的样本2批次,占样本总数的0.4%;同时受4种真菌毒素污染的样本60批次,占样本总数的11.8%;同时受3 种真菌毒素污染的样本268 批次,占样本总数的52.9%;同时受2种真菌毒素污染的样本105批次,占样本总数的20.7%;只受1种真菌毒素污染的样本39批次,占样本总数的7.7%;未受真菌毒素污染的33批次,占样本总数的6.5%,如图1所示。
图1 样本中真菌毒素复合污染比例
2.2 AFB1污染情况
检测结果表明,所有饲料品种均有不同程度AFB1检出,总检出率为16.0%。其中,在饲料原料中,酒糟类检出率最高,达到18.8%;配合饲料中,肉禽料检出率最高,达到31.1%。共有19 批样本超出限量,超标率3.7%。超标样本为大豆、玉米、猪配合料、蛋禽配合料和肉禽配合料,其超标率分别为5.3%、12.5%、1.7%、12.6%和2.3%。饲料原料中玉米超标率最高,达到12.5%,配合饲料中肉禽料超标率最高,达到12.6%。从含量分布而言,玉米原料受AFB1污染最为严重,含量达682.48 µg/kg,超出限量13.6倍;配合饲料中肉禽料最严重,最高值达268.20 µg/kg,见表3。
表3 不同样本中AFB1检测结果
2.3 DON污染情况
在507 批样本中,共检出DON 393 批次,检出率达77.5%,超标64批次,超标率为12.6%。在饲料原料中,共检出42 批次,检出率46.7%,超标3 批次,超标率3.3%。超标样本均为酒糟类别中的玉米DDGS。在配合饲料中,共检出351 批次,检出率84.2%,超标61 批次,超标率14.6%。其中同AFB1 情况类似,酒糟类的检出率和超标率明显高于其他种类饲料原料。除水产配合饲料外,猪配合饲料、肉禽配合饲料和蛋禽配合饲料检出率相当,猪料略高,超标率明显高于其他配合饲料,见表4。从含量分布而言,饲料原料中酒糟类含量最高,玉米和小麦次之;配合饲料中四类产品含量分布无差异,如图2所示。
图2 不同配合饲料中DON的含量分布
表4 不同样本DON的检测结果
2.4 FB1污染情况
所有样本中,共检出FB1 444 批次,检出率为87.6%;超标11批次,超标率2.2%。饲料原料检出56批次,检出率62.2%,超标1批次,超标率1.1%,超标样本为酒糟类别中玉米DDGS。其中,稻谷样本全部检出FB1,检出率最高,酒糟和玉米检出率次之。配合饲料
共检出388 批次,检出率93.0%,超标10 批次,超标率2.4%。四种配合饲料之间的FB1 检出率和超标率相当,见表5。从含量而言,酒糟类的含量分布高于大豆、玉米、小麦和稻谷,蛋禽和肉禽配合饲料中FB1含量最高,水产料次之,猪料最低,见图3所示。
图3 饲料原料和配合饲料中的FB1的含量分布
图4 饲料原料和配合饲料中ZEN的含量分布
表5 不同样本FB1的检测结果
2.5 ZEN污染情况
在507 批样本中,共检出377 批,检出率74.4%,超标6 批,超标率1.2%。饲料原料检出40 批次,检出率44.4%,超标1 批次,超标率1.1%。其中,酒糟和稻谷样本检出率明显高于其他饲料原料,超标样本为稻谷。配合饲料检出337 批,检出率80.8%,超标5 批,超标率1.2%。其中,四种配合料检出率相当,蛋禽配合饲料最高;除水产料外,其余3 种配合饲料超标率相当,见表6。
表6 不同样本ZEN的检测结果
从含量上看,稻谷和酒糟的含量高于其他种类饲料原料,蛋禽配合料和肉禽配合料含量相当,且高于猪配合料和水产配合料。
2.6 OTA污染情况
在所抽取的饲料样本中,OTA 共检出3 批次,检出率为0.6%,无超标样本;其中饲料原料检出2批次,均为酒糟类,含量为6.88 µg/kg 和29.07 µg/kg;肉禽配合饲料检出1 批次,含量为9.50 µg/kg。上述检出样本含量均远低于国家限量(100 µg/kg),见表7。
表7 不同样本中OTA检测结果
2.7 T-2污染情况
在507 批样本中,T-2 共检出5 批次,总检出率为1.0%,均为配合饲料,平均含量为19.90 µg/kg,最高含量为81.14 µg/kg,均远低于国家限量(500 µg/kg),见表8。
表8 不同样本中T2检测结果
3 讨论
本研究表明,真菌毒素在饲料原料和配合饲料中污染普遍存在,且存在一定的风险。AFB1 是毒性最强、危害最大的真菌毒素之一,被世界卫生组织认定为一级致癌物,受到世界各国广泛关注[9]。在本调查中,玉米、大豆和以玉米为主要原料的酒糟类,以及肉禽配合饲料受到AFB1 的污染相对较为严重,应重点关注上述原料和产品受其污染的影响。DON 对人和动物均有很强的细胞毒性和免疫毒性,具有一定的“三致”(致癌、致畸、致突变)作用,被国际癌症研究机构列为3 类致癌物。更为重要的是,DON 能引起养殖动物呕吐、腹泻、皮肤刺激、拒食、神经紊乱、流产、死胎等,严重影响生产性能[10]。猪是对该毒素最敏感的动物,家禽次之,反刍动物由于瘤胃微生物的作用,耐受力较强[11]。因此,GB 13078—2017 规定猪配合饲料的限量为1 000 µg/kg,要严于其他动物饲料(3 000 µg/kg)本调查表明酒糟类原料、猪料和肉禽料受DON 污染相对严重,应重点关注。伏马菌素是由串珠镰刀菌产生的水溶性代谢产物,是一类由不同的多氢醇和丙三羧酸组成的结构类似的双酯化合物。主要污染以玉米为主的粮食及其制品,并对某些家畜产生急性毒性及潜在的致癌性,世界卫生组织国际癌症研究机构将其列入2B 类致癌物清单中。到目前为止,发现的伏马菌素有FA1、FA2、FB1、FB2、FB3、FB4、FC1、FC2、FC3、FC4 和FP1 等11 种,其中伏马毒素B1(FB1)是其主要组分,且危害最大[12]。FB1 主要损害动物肝肾功能,猪对其高度敏感,可引起猪肺水肿进而导致呼吸困难和皮肤黏膜发绀,该毒素同时也是高热病、圆环病的重要诱因,对养殖业危害巨大[13]。在本次调查中,FB1 在饲料原料和配合饲料中广泛存在,但超标情况不高,总体可控,酒糟、玉米和稻谷受污染情况相对较为严重。ZEN 又称F-2 毒素,是玉米赤霉菌的次级代谢产物。ZEN 主要污染玉米、小麦、大米、大麦、小米和燕麦等谷物。该毒素具有较强的类雌激素作用,主要作用于生殖系统,可使家畜,家禽和实验小鼠产生雌性激素亢进症,妊娠期的动物(包括人)食用含ZEN 的食物可引起流产、死胎和畸胎。ZEN 对畜牧养殖危害较高[14]。该毒素会导致母畜外生殖器肿大、充血、受胎率低、死胎和延期流产的现象大面积产生,并且伴有木乃伊胎的现象,造成繁殖性能大幅度降低。同时由于ZEN在动物体内有一定残留和蓄积,代谢时间长,往往导致一个育种基地一年内难以恢复至原有水平,而且造成大面积的品质下降[15]。因此需要格外引起重视。调查结果表明,一方面,ZEN 在玉米、稻谷和酒糟等饲料原料和配合饲料中的污染广泛存在,但超标率较低,整体风险不高。但相对而言,肉禽配合饲料最高含量超限量近3 倍,应予以关注;另一方面,由于猪对该毒素高度敏感,影响繁殖性能,因此对于母猪配合饲料的生产应采取适当措施防止受ZEN 污染的发生。OTA 是由曲霉属的7 种曲霉和青霉属的6 种青霉菌产生的真菌毒素组成,其中赭曲霉毒素A(OTA)毒性最大、分布最广、产毒量最高、对农产品的污染最重、与人类健康关系最密切[16]。OTA 主要毒害动物的肾脏和肝脏,肾脏是第一靶器官,其中猪和禽类的对该毒素的敏感性最强。OTA 对动物的急性中毒表现为精神沉郁,食欲减退,体重下降,肛温升高。消化功能紊乱,肠炎可视黏膜出血,甚至腹泻,脱水多尿,伴随蛋白尿和糖尿;妊娠母畜往往表现为子宫黏膜出血,往往发生流产,给养殖带来严重损失[17]。本调查表明,OTA 的污染情况风险水平较低,无需特别关注。T-2 毒素属于单端孢霉烯族化合物,广泛分布于自然界,是常见的污染田间作物和库存谷物的主要毒素。T-2 毒素抑制这些器官细胞蛋白质和DNA 合成,对新生或未成年动物比成年动物更加敏感[18]。本调查结果表明,配合饲料和饲料原料中T-2 的污染情况风险水平较低,无需特别关注。
真菌毒素污染的根本原因是霉变,因此防霉变是控制真菌毒素污染的关键。在饲料生产过程中,应着重在原料采购、原料验收、饲料加工和质量控制、储藏、运输等关键环节强化质量管理[19-20],加强质量控制,规范化生产,同时加强科学研究,改进工艺,开发相应的脱毒产品和工艺,降低真菌毒素对产品的影响[21-22]。作为行业主管部门,应着眼饲料全产业链控制,一是引导科学种植、强化田间管理、规范粮食收储机制、强化收储监管力度,减少饲用农作物受霉变影响[23];二是严把行业准入,淘汰落后产能,推动饲料转型升级[24]。三是强化监管力度,提高风险评估水平,提高技术支撑和保障能力,建立长期风险评估机制;四是加强政企沟通,提高政企协防能力。政府、企业以及相关技术部门要同向发力,共同应对真菌毒素污染风险。
4 结论
通过对饲料原料和配合饲料中6 种主要真菌毒素的调查和分析可以发现,一是真菌毒素在饲料及饲料原料中污染普遍存在,饲料中真菌毒素检出率和超标率较高。真菌毒素的总检出率和超标率分别为93.5%和18.3%,其中DON、FB1 和ZEN 三者的检出率均高于70%,DON 的超标率达12.6%。二是部分饲料原料和配合饲料存在一定风险。酒糟类原料和肉禽配合饲料受AFB1、DON、FB1、ZEN等真菌毒素污染的风险高,玉米受AFB1 和FB1 污染、稻谷受FB1 和ZEN污染风险相对存在,猪配合饲料受DON 污染、蛋禽配合饲料受FB1和ZEN 污染存在一定风险,上述污染风险应予以关注。