谷物中霉菌毒素的产生与作用

　　霉菌的生长和霉菌毒素的产生会依温度、湿度和pH值条件之不同而异，相同的霉菌在不同的温度条件下有时会产生不同的毒素，如新月型菌在 8℃～18℃ 时会产生 T-2 镰刀霉菌毒素，而在 15℃ 时则产生 F-2 毒素；黄曲菌（Aspergillus flavus） 在 28℃ 以下不会产生黄曲毒素 B1。霉菌通常无法在水份活性低于 0.68 的情况下生存。虽然每一种霉菌有其最适生长 pH 值，但对酸、碱的耐力则是相当强，因此酸碱值对霉菌的影响不大。相同的霉菌在不同的空气条件下，会产生化学结构完全不同的毒素，如新月型菌在二氧化碳充足时会产生呕吐毒素，而在氧气充足时则产生 F-2 毒素。上述的环境条件对饲料原料的生长过程以及采收后的保存设备有一大挑战。

　　霉菌毒素为霉菌产生的二次代谢产物，由于化学结构稳定，使得在处理霉菌毒素困难重重。饲料原料所污染的霉菌毒素又可分田间型和仓储型两种，田间型霉菌毒素包括镰刀菌素产生的玉米赤霉烯酮和伏马镰孢毒素，新月型菌产生的呕吐毒素等为目前公认严重性最大的霉菌毒素，田间型霉菌毒素到目前为止仍无法利用预防方式清除，加上近年来对此类毒素监测结果有逐年攀高现象，使得畜禽业者逐渐重视田间型霉菌毒素。

　　玉米赤霉烯酮（zearalenone, ZEA）主要由一种在作物采收前造成谷粒病变的镰刀菌素产生的雌激素霉菌毒素，此毒素会藉由动物的肝脏和胃肠道转换成具动情活性之产物，对动物繁殖性能有很深的影响。伏马镰孢毒素（fumonisin, FB） 是由主要感染玉米的镰刀菌属（Fusarium verticillioides）产生的毒素。研究文献指出猪只短期暴露于伏马镰孢毒素B1会造成肺水肿（pulmonary edema），若长期暴露则发生肺纤维化。然而伏马镰孢毒素需达到 100～300 ppm 高剂量下才会发生临床症状。

　　呕吐毒素是新月毒素群的一种，一般存在于谷物饲料中，主要影响免疫系统和胃肠道。过去文献指出摄食低剂量的呕吐毒素会出现食欲缺乏、改变养份效率和生长缓慢；摄食高剂量的呕吐毒素则有呕吐、直肠出血和腹泻等急性症状。另外呕吐毒素会破坏肠道屏障，并使猪只容易感染大肠杆菌、沙门氏杆菌和梭菌，以及增加毒素通过肠道屏障进入血液影响免疫系统，最终导致饲料效率差，生长缓慢，会吃但长不大。

　　动物饲料原料以玉米和黄豆为大宗。随着石油日益枯竭，美国2007年用于乙醇生产的玉米达到8450万吨，占玉米总产量24.48%，也造成世界玉米供应不足，玉米用于生产燃料乙醇也产生了大量的副产品玉米酒糟。平均每一浦氏耳（25.4千克）的玉米可以产生 10.2千克的酒精、8.2千克的二氧化碳和8.2千克的玉米 DDGS，也就是说浓缩比例约为3倍。表1是摘录已发表的文献当中关于玉米发酵产物中霉菌毒素的含量的变化，玉米在发酵、蒸馏生产酒精的过程中，霉菌毒素很少会降解，大多数的研究报告也指出，霉菌毒素不存在于蒸馏的酒精中，且原本存在毒素的总量也不变，但浓缩存在于 DDGS 或其他饲料的产品中。另外表2为2009年～2011年的玉米酒糟中霉菌毒素污染调查，其中玉米赤霉烯酮、呕吐毒素和伏马镰孢毒素的污染阳性率可达80%～100%，而各毒素检测出的最大值已可以造成动物严重的健康伤害。

　　

　　当黄豆粉价格高而小麦价格合理时，小麦值得使用于生长及肥育猪的单位饲料。饲料中使用小麦来取代高梁或玉米，每吨饲料中可减少黄豆粉的添加。新收小麦主要以田间霉菌为主，如表 3 显示2009～2011年的霉菌毒素污染程度，最突出的菌属是镰刀菌属（Fusarium）和新月型菌此类。霉菌多存在麦粒的表层和胚部，胚乳部很少，因此麸皮及粉头的带菌量比麦粒高很多，久放的麸皮中的霉菌量比新鲜麸皮要高出十几倍。这些真菌主要侵害黑麦、燕麦、大麦、小麦和黑麦草等禾本科作物及牧草处于发育状态的子房，其中黑麦和多年生黑麦草最易感染，小麦因为严格的白花受粉植物，子房受护颖及内外稃的保护，被感染的机率较小。

　　

　　近年来有许多针对霉菌毒素的作用机制所进行的研究（de Koe et al. 2000；Eaton and Gallager 1994；Norred and Riley 201；Riley 1998），但是生物体外的试验说明的结果与在生物体内的试验所推断的结果，或是采食霉菌毒素所引发的疾病的推论，常常遭遇到许多潜在因素干扰与操作上的错误。然而研究霉菌毒素的作用机制在霉菌毒素的领域中占有极为重要的角色，原因为：（1） 了解初始产生生化损害导致疾病发生与过程。（2） 证明生物性效应与剂量高低和环境因子等因素有无关系。（3） 利用下游之生化影响导致生化损害之初始化以找寻被伤害根源。（4） 预测潜在的慢性毒性及与其他霉菌毒素或生物活性制剂的交互作用如毒素和药物等。另外霉菌毒素也被视为底色病之病因，潜在的霉菌毒素破坏动物免疫系统，严重影响动物自体防疫能力以及降低药物和疫苗可发挥的功效，提高畜产业饲养的困难度，因此霉菌毒素的监测与控制是不可忽视。