解决霉菌毒素吸附的可行方法

　　前言

　　随着上世纪后50年散装和集装箱海运费的增长，现代食品和饲料分配系统开始成为一个全球实体。这对消费者的选择和利用率产生了重大的积极影响，但由此产生的食源性毒素也存在消极后果，这些毒素随着运输和储藏的延长以及在粮食生长和收获期间出现。

　　食品法典委员会（CODEX）于1961年至1963年首次由粮食及农业组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）建立。食品法典委员会的目的是产生食品标准以及食品安全国际标准建议，并保护消费者健康。食品法典委员会采用广泛的业内和科学认证组织的审慎科学建议建立的风险管理工具来确保食品安全和质量标准。鼓励世界贸易组织成员将国家饲料法规等同于国际公认的标准。食品法典包含有助于降低真菌次生代谢产物霉菌毒素的风险的建议和饲料管理技术。然而，假设饲料及其前体物经过一段时间间隔、大气湿度和温度进行储藏和运输，不可能完全从动物和人类食品链中去除这种霉菌毒素。现代饲料分配网络需要涵盖商业方法以保证饲料含有最小量对动物健康和生产有害的霉菌毒素。

　　本文报告了有关新的霉菌毒素吸附剂的开发，该吸附剂能将霉菌毒素吸附到非常稳定的中性化合物上但不吸收养分，同时使生产致病霉菌毒素的真菌有机体失活或将之消灭，

　　霉菌毒素在动物产品上引起的问题

　　　霉菌毒素是一个由某一真菌，尤其是黑曲霉、镰刀菌、青霉菌、麦角菌和链格孢属产生的多家族毒素。食品中的霉菌毒素可导致人和动物产生巨大问题。消费霉菌毒素污染的日粮会导致急性或长期慢性病，进而导致畸形、癌症或免疫抑制作用。食入霉菌毒素污染的动物饲料的直接后果：采食量降低、拒绝采食、饲料转化率低、体增重降低、疾病发生率增加（由于免疫抑制）以及繁殖能力降低（Fink-Gremmels和Malekinejad, 2007; Morgavi和Riley, 2007; Pestka, 2007; Voss和Haschek, 2007），这些都会带来经济损失（Huwig等, 2001; Wu, 2004; Wu, 2006）。最常见的霉菌毒素是黄曲霉毒素、赭曲霉毒素A、单端孢霉烯、玉米赤霉烯酮及伏马菌素。

　　唯一的实用解决方法

　　如今农产品的全球化已深入我们的社会结构中，其已经成为芝加哥交易所（GBOT）交易的一个重要组成部分。CBOT精于商品贸易和农产品的未来销售。动物饲料市场已经全球化，其多样性和规模具有生产技术优势也有其劣势。一个重要的劣势就是生产地点和消费市场之间的距离较远，从而产品流通相应地依赖运输环节，而在运输途中会遭遇不同的小气候。农产品在包装技术上不能保证产品最后能保持足够的商业价值，其可能会遭遇诸如温度和空气湿度的变化。这样霉菌毒素就存在可趁之机，从而发挥其有害作用，在这些作物栽培和收获阶段霉菌毒素也可能会产生。因此，如果无法避免霉菌毒素，唯一的实用解决方法是使用高活性的霉菌毒素吸附剂。

　　广谱菌霉菌毒素吸附剂应包括诸如安全特性、易购性、营养上对动物有益，而且可以很容易在动物饲料中添加。完全的霉菌毒素控制可能需要多种不同的方法并结合各种作用模式。并不是所有的霉菌毒素吸附剂都具有相同的保护牲畜对抗霉菌毒素有害作用的能力。Chung等（1990）研究表明许多吸附剂可能会削弱必须营养素的利用率。生物去污方法具有消除轻度霉菌毒素污染的能力且不损坏饲料的营养价值或适口性。

　　可行的解决方法

　　活性炭是有机材料的热解产物。它是一种多孔的非水溶性粉末，具有高的质量表面积比（500– 3500m 2 /克）。它吸附霉菌毒素但是不同类型的活性炭对霉菌毒素有不同的作用效果（A.Huwing等，2001）。

　　铝硅酸盐（沸石，水合钠钙铝HSCAS，粘土）用于霉菌毒素吸附已有20多年（Masimango等，1978；Mumpton和Fishman，1977）。沸石是结晶铝硅酸盐矿物（Harben，1999）。大约有50种不同的天然沸石，另有150种特殊用途的合成沸石如工业催化剂。斜发沸石，在希腊意思是‘斜羽石’，属于矿物沸石组（Harben，1999）。斜发沸石是一种天然沸石，由数百万年的湖泊和海洋水域的火山灰失透形成。这是所有沸石中最有研究价值的，且普遍被认为是最有用的。斜发沸石能吸附各种霉菌毒素，形成高度稳定的配合物 (Tomasevic-Canovic等，2001； Huwig等，2001)。研究表明斜发沸石可吸收动物饲料中霉菌产生的毒素，并提高了牛、猪、羊和其他动物对养分的吸收。斜发沸石吸附各种霉菌毒素，将其添加到饲料对动物健康有益 (Huwig，2001； Phillips，1990)。

　　酵母和益生素酵母细胞壁可用作霉菌毒素吸附剂（Grunkemeier，1990；Bauer，1994）。最近几年，研究表明益生素具有吸附和生物转化霉菌毒素的能力（Biagi，2009）。

　　聚合体 – 聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)是一种高极性两性聚合体吸附剂，可在体外吸附玉米赤霉烯酮（Alegakis等，1999）。

　　抗霉菌剂。抗霉菌剂（香精油 ）不能去除霉菌毒素本身，但是可以杀灭生产霉菌毒素的致病有机体。这确保了霉菌毒素浓度不会增加，且这完美补充了霉菌毒素吸附剂的作用方式。

　　不同吸附剂吸附霉菌毒素的功效

　　试验研究中铝硅酸盐和沸石的益处

　　据建议，活性炭，为一种多孔的非可溶性粉（质量比为500-3500 m 2 /g）可灭活真菌毒素。如果在饲料中的浓度高于霉菌毒素，活性炭可潜在吸收必需养分。

　　黄曲霉毒素是研究最广泛的一种霉菌毒素。斜发沸石能吸附黄曲霉毒素从而改善猪、羊和鸡的健康（Mumpton，1999；Parlat等，1999；Kyriakis等，2002）。添加斜发沸石到猪、家禽、反刍动物和其他动物的日粮中改善了这些动物的体增重，并提高奶牛的产奶量（Kyriakis等，2002；Mumpton，1985）。另外还发现动物腹泻、肠炎和其他肠道疾病大降低（Mumpton，1985）。大量发表的数据表明，天然沸石在日粮中使用降低了牛犊和仔猪腹泻的频率、严重程度和持续时间（Mumpton等，1977）。Katsoulos等，（2006年）研究表明，斜发沸石在预防产乳热上是有效的，在饲料中添加2.5%，酮病的发生率降低。

　　Hempken等研究表明含尿素的奶牛日粮添加斜发沸石后明显地降低了瘤胃NH3浓度。在肉牛和羔羊日粮中添加斜发沸石也发现同样的趋势。

　　据发现，添加水合钠钙铝硅酸盐（HSCAS）和/或活性炭到含有102 ppb黄曲霉毒素的日粮中减少或基本消除了肝脏组织损伤（Bonna等，1991）。Kubena等（1998）认为HSCAS在年轻肉鸡上对黄曲霉素而不是T-2毒素具有很好的防护水平。包括钙膨润土在内的黏土产品在效果上与HSCAS具有类似的效果，可恢复食入黄曲霉毒素后的猪的生长性能 (Schell 等，1993a；Schell等，1993b)。不同粘土研究结果显示，赭曲霉毒素A和玉米赤霉烯酮的吸附率在在0-100%范围内。

　　由于其高离子交换能力，沸石已被有效用于预防动物重金属中毒(Pond等，1983)。

　　沸石还具有吸附放射性元素和重金属的能力，并因此被认为是改变毒素摄入的一种方式（Papaioannou等，2005）。Ivan等（1992）观察到使用沸石后羊肝脏中铜含量显着降低，并建议用沸石防止铜中毒。Wells 和McHugh（1983）饲喂含10%沸石的日粮给大鼠。他们发现，当用巴西日圆线虫感染时，沸石消除了肠腔内的寄生虫。

　　首先用体外试验研究不同的霉菌毒素吸附剂的吸附作用，结果证实大多数霉菌毒素都至少被一种吸附剂充分吸附（Phillips等，1988, 1990；Bauer，1994；Galvano等，1997, 1998；Huebner等，1999）。现在有一个广泛的基础科学数据证实使用沸石有助于改善动物健康状况。另外这类研究还表明能有效改善最终的肉和奶品质。

　　试验研究中酵母、益生素和聚合体的益处

　　Biernasiak等(2006)报道使用微生物作为吸附剂是一种成功的管理动物饲料中霉菌毒素的策略。他得出结论酿酒酵母和乳酸菌具有独特的消灭黄曲霉素（B1、B2、G1、G2）和赭曲霉毒素A的特性。酿酒酵母具有吸附不同形式的对动物健康和性能产生不利影响的霉菌毒素的能力。根据许多不同的研究，建议使用酿酒酵母将霉菌毒素吸附到细胞壁表面以去除霉菌毒素。另据报道，死亡的酵母细胞壁具有很好的吸附霉菌毒素的功能。酵母细胞壁的甘露聚糖可结合大量的黄曲霉毒素、赭曲霉毒素A和T - 2毒素（Biernasiak等，2006）。除了具有吸附霉菌毒素的能力，酿酒酵母还具有营养价值，因为其含有必须氨基酸、维生素和矿物质，这些对动物健康和性能都很重要。

　　Biagi (2009)说明研究人员对能够吸附和生物转化霉菌毒素的特定产乳酸菌越来越感兴趣。Niderkorn等(2007)鉴定出生物转化玉米烯酮的乳酸杆菌和明串珠菌。还发现链球菌和肠球菌具有吸附呕吐毒素、玉米赤霉烯酮，和伏马菌素的能力。研究显示，属李糖乳杆菌系可体外（Haskard等，2001；Lahtinen等，2004）和体内（Gratz等，2006）吸附黄曲霉毒素B1。El-Nezami et al., (2002) 鉴定有些乳酸杆菌属和丙酸杆菌属可体外吸附单端孢霉烯族毒素类。Schatzmayr等(2006)证实真细菌属具有使单端孢霉烯族毒素失活的能力。

　　人造聚合物也可以用来去除霉菌毒素。人造水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的研究发现其可体外去除玉米赤霉烯酮和黄曲霉毒素（Alegakis等，1999）。Ramos等(1996b)认为PVP在浓度为0.3mg/g时可体外吸收玉米赤霉烯酮。但是 Alegakis等(1999)发现一改进的交联聚乙烯吡咯烷酮冻凝胶可增加去除玉米赤霉烯酮值为2.1mg/g（Alegakis等，1999）。

　　试验研究中抗真菌剂的益处

　　马来西亚博特拉大学 兽医学院使用三种曲霉和一种青霉菌霉菌毒素研究牛至精油抑制霉菌生长的能力。标准的真菌培养基浓度以104CFU/ml匀质接种到SDA琼脂上。标准的无菌环用牛至精油浸渍的并在室温下孵育5天。下列显示的抑制区的范围证实牛至精油可抑制这两种真菌品种的生长。

　　曲霉菌在琼脂盘A&B上的抑制圈

　　曲霉菌的抑制圈 青霉菌在 C盘上的抑制圈

　　香芹酚和百里酚在使用浓度为 0.06%时导致80%的生物膜抑制并显示了强大的抗生物膜抗白色念珠菌 ATCC 3153系活性（Dalleau等，2008）。 (Adam 1998) 发现，牛至精油抑制3种真菌抑制三种人类皮肤真菌秕糠马拉癣菌、红色毛癣菌和白吉利毛孢子菌的增长。通过接种琼脂对真菌深红酵母的抑制试验，（Dulger 2005）也发现牛至精油具有抗真菌特性。香芹酚和丁香酚，是一些芳香的植物主要酚类成分，其研究表明当用白色念珠菌挑战时，在大鼠的舌头上具有抗真菌特性（Chami等，2004年）。牛至精油体外抗轮枝样镰刀菌的抗真菌霉菌毒素的活性是所有植物精油中最好的，且体内实验使用牛至精油可高度抑制玉米伏马菌素B1的生产（Lopez等，2004）。 Velluti 2002在玉米上进行了一个类似的试验，其发现精油的抗真菌和真菌霉素活性的能力取决于温度和水分含量的环境条件。

　　结论

　　霉菌毒素吸附剂可以三种方式发挥作用：可通过粘附物理吸附毒素和金属例子；可通过静电荷或者阳离子交换吸附毒素；通过增加细胞膜对产霉菌毒素的真菌的渗透性消灭毒素源。有一系列商业可用的霉菌毒素吸附剂和抗真菌剂已经表明在降低或消灭动物饲料日粮和原料中的霉菌毒素的毒力上具有潜在的作用。一个成功的商业霉菌毒素吸附剂的开发应该具有下列特征：各个活性成分在所需浓度上都能最好的确保总功能能够降低霉菌毒素在动物营养上的有害作用效果。

　　使用融合技术将吸附和生物转化技术相结合（梅里亚动物保健公司）生产出一种产品，其能使农业生产中的主要霉菌毒素失活，这些霉菌毒素包括黄曲霉毒素、伏马菌素、单端孢霉烯族毒素、赭曲毒素、呕吐毒素和玉米赤霉烯酮。融合是一项前瞻性思维和创新产品，其提高了霉菌吸附剂在市场上的门槛标准。融合提供了最佳的益处，最大限度地提高动物的健康，不妥协。

　　参考文献略（选自the poultry site)