霉菌毒素的预防与消除研究进展

浅谈饲料中的霉菌毒素

王进

摘要：本文介绍了霉菌及霉菌毒素的概念、产生条件、检测方法及毒性作用，综述霉菌毒素的防控方法。

关键词：霉菌毒素；危害；控制措施

1 霉菌与霉菌毒素

1.1 霉菌

霉菌（Fungi）是丝状真菌的统称，凡在基质上长成绒毛状、棉絮状或蜘蛛网状菌丝体的真菌都称为“霉菌”。一般泛指毛霉、根霉、青霉、、毛壳霉和镰刀菌等属真菌。霉菌在自然界分布很广，种类很多，目前有记载的约有3500~10000种。按生物学特性分为腐生菌、寄生菌和半寄生菌；根据其在谷物中分布的生态学特性又可分为储藏真菌和田间真菌两个生态群[1]。造成谷物和饲料污染破坏的常见霉菌近200种。霉菌滋生过程中能分泌活性很强的酶系，使谷物中的淀粉、蛋向质和脂肪等有机物变成可溶状态而被摄取，分解供其生长繁殖所需，大大降低饲料的营养价值[2]。

1.2 霉菌毒素

霉菌毒素（Mycotoxin）是一些霉菌的二级代谢产物，是由细胞增殖过程中形成的丙酮酸、酯酸、氨基酸等初级代谢产物作为前体物质，进行生物合成的物质[3]。目前已知的霉菌毒素有300多种，其中对人和动物危害相对严重的有呕吐毒素（DON）、单端孢霉烯（T-2毒素）、玉米赤霉烯酮（ZEN）、烟曲霉毒素（FUM）、赭曲霉毒素A（OTA）、黄曲霉毒素Bl（AFBl）、伏马菌素（FB）以及青霉属毒素等。

2 霉菌毒素产生的条件与检测方法

2.1 产生条件

霉菌毒素产生的条件有以下几个方面[4]：（1）食物：任何碳水化合物都可作为霉菌的食物来源，动物饲料及原料是其最佳食物。（2）水分：每一种饲料原料都会有一定比例的水分，足以让霉菌及其孢子滋长。当空气中的湿度达到75％时，霉菌及其孢子可以从空气中直接获得所需的水分。（3）氧气：霉菌及其孢子的生长需要氧气，当空气中的含氧量在1％或以上，就能让它生长。（4）温度：霉菌及其孢子可以在很大的温度范围内生长，最适温度为25~35℃。（5）安全范围：14％以下的水分含量，75％以下的相对湿度，可降低霉变。（6）危险范围：虽然饲料或原料中的水分含量控制在11％~12％之间，但空气中相对湿度极高（一般在80％以上），随时会霉变。（7）当饲料或原料中的水分含量增加，或空气中相对湿度提高时，霉变的速度相对加快。

2.2 检测方法

目前检测霉菌毒素的方法主要包括：肉眼与显微镜检测、酶联免疫吸附法（ELISA）、荧光检测法（FLD）、近红外光谱法（NIR）、薄层色谱法（TLC）、高效液相色谱法（HPLC）、高效液相色谱-质谱联用法（HPLC-MS）、气相色谱和气相色谱-质谱联用法（GC和GC-MS）等方法。根据不同的需要，可以将上述方法分为筛选方法和确证方法。ELISA和FLD法检测速度快、简便易用，适于大批量样品的快速筛选。但是在准确定性、实验室验证和实施标准化分析时，需要用确证方法。相对于快速筛选方法，TLC、GC、HPLC及GC-MS等有更高的准确性，数据经得起检验，容易被其他实验室和权威部门接受。在实际应用中，应当根据分析的目的、样品的性质及环境条件等选择适宜的方法[5]。

3 霉菌毒素污染的毒性作用

3.1作用机理

霉菌毒素的毒性危害作用有一个共同点，那就是免疫抑制。其作用机理可能是与机体DNA和RNA结合并对其抑制其合成进而影响蛋白质合成，最终抑制动物机体免疫力。另外，霉菌毒素还可以通过不同方式作用于淋巴组织器官而影响其免疫功能，引起器官萎缩和发育不良，淋巴细胞生成减少，因此很多免疫因子的分泌

也随之减少；同时影响肝脏和巨噬细胞的功能，从而抑制补体（C4）的产生。除此之外，不同的霉菌毒素毒性作用是有差异的。如黄曲霉毒素的肝毒性、赭曲霉毒素的肾毒性、玉米赤霉烯酮的类雌激素样作用以及烟曲霉毒素对呼吸系统的破坏作用等等，具体的危害作用见表1。

表1 霉菌毒素具体的危害作用

毒素危害作用

AFB1 靶器官是肝脏，致使肝脂肪变性、全身性出血、消化机能

障碍和神经系统紊乱等

OTA 肾脏是第一靶器官，以肾小管变性和机能损伤为特征

T-2 以呕吐、内脏广泛出血、动物拒食为特征

DON 以呕吐、消化道损伤为特征

ZEN 相关性激素代谢紊乱

FUM 引起肺部病变

3.2 互作效应

互作效应是指两种或两种以上的霉菌毒素同时存在于饲料中时，这些霉菌毒素对动物毒性反映所表现出的相互关系。可分为加性效应、亚加性效应、协同效应、增效效应和拮抗效应。其中，加性效应和协同效应在镰刀菌属的毒素间最为常见，发生得最为严重。研究显示，与饲喂纯化的霉菌毒素相比，饲喂自然污染霉菌毒素的饲料产生的中毒症状更为严重；在黄曲霉毒素和T-2毒素同时存在于日粮时，二者表现出加性效应[6]。

3.3 对动物生产的影响

霉菌毒素对动物生产的影响表现在以下几个方面[7]：①饲料营养价值及消化利用率：霉菌能使饲料脂肪迅速变质，蛋白质消化率降低，严重降低饲料中赖氨酸和精氨酸水平，使饲料代谢能减少。②生产性能：霉菌毒素可降低动物的采食量，使其减重。③繁殖性能：粉红色镰孢菌主要产生2种类型的霉菌毒素，非雌激素活性的单端孢霉烯（如去氧雪腐镰刀菌烯醇）和雌激素样活性的玉米烯酮及其代谢物玉米赤霉烯醇。玉米烯酮及其代谢物α-玉米赤霉烯醇、β-玉米赤霉烯醇具有和β-雌二醇相似的作用，可干扰动物繁殖过程。④免疫机能：霉菌毒素导致免疫抑制可表现为降低T淋巴细胞和B淋巴细胞的活性，抑制免疫球蛋白和抗体的产生，降低补体和干扰素的活性，损害了巨噬细胞的功能。⑤产品品质：霉菌毒素在动物产品中会有一定的残留。黄曲霉毒素和赭曲霉毒素A由于代谢较慢，在肉中的检出率较高，

而单端孢霉烯很快代谢，基本没有残留，只有在很高的浓度时才会在肉和奶中出现残留。⑥诱发癌瘤[8]：已经发现有黄曲霉素、杂色曲霉素、赭曲霉毒素、T-2毒素、灰黄毒素等与肿瘤有关。黄曲霉素是目前发现致癌性最强的致癌物，以肝癌发病较多，另外还可诱发胃腺癌、直肠癌、乳腺癌和卵巢癌等。

4 霉菌毒素的防控

霉菌毒素的危害引起了科研工作者的重视，对此他们进行了大量工作，其中关键之一是做好饲料的防霉和脱毒2个环节。

4.1 饲料的防霉

饲料中霉菌毒素的控制可以从多种途径进行[9]：①控制好饲料原料的质量，防止饲料原料如玉米在生产前就霉变；②控制好饲料的加工过程，特别是控制好饲料的水分及高温制粒后的降温过程；③控制好饲料的贮藏和运输，防止饲料因潮湿、高温、包装损坏、昼夜温差太大、雨淋等因素而霉变；④在饲料中加入足量的防霉剂，饲料中添加防霉剂是预防霉变的重要措施；⑤保持设备清洁[10]。需要指出的是，以上措施不能对已经产生的霉菌毒素起作用，一旦霉菌毒素已经产生，这些措施是无法对采食该饲料的动物起保护作用的，因此，还需要用其它方法来降解或去除饲料中的毒素。

4.2 饲料的脱毒

4.2.1 物理方法

①剔除法:霉菌毒素在饲料中一般不是均匀分布，常集中在霉坏和破损的籽粒中。利用人工、机械或电子设备将这些籽粒从饲料中剔除出来，可显著降低饲料中霉菌毒素的含量。此法只能去除霉变明显的颗粒，效率较低，只限于数量较小的霉变饲料。②水洗法：在处理霉菌毒素时，对于易溶于水的霉菌毒素如脱雪腐镰菌醇、串珠镰刀菌素、丁烯酸内酯等往往采用温热盐水浸泡法，这是一种安全经济的好方法。但对于黄曲霉素、玉米赤烯酮、杂交曲霉菌素等不溶或难溶于水并且对热稳定的霉菌毒素，用上述水洗法效果不太理想，常用的方法是反复搓洗或粉碎水洗除毒的方法。③辐射法：紫外线或γ-射线可有效破坏AFT的化学结构，对霉菌和霉菌毒素都有较大的杀伤力[11]。④加热法：应用加热的方法，或者结合应用加热和加压，