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霉菌毒素的知识都在这里了!

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发表于 2017-9-2 09:59:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
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霉菌毒素是啥

  霉菌毒素是霉菌在生长繁殖过程中产生的对动物、人类和农作物具有较大毒性的次级代谢产物。饲料及饲料原料在田间、加工、运输以及储存的过程中都可能产生霉菌毒素。它们可通过饲料或食品进入人和动物体内,引起人和动物的急性或慢性毒性。损害机体的肝脏、肾脏、免疫系统、呼吸系统、消化系统及生殖系统等。迄今为止,人类所发现的霉菌毒素就有三百多种。

霉菌毒素来源

  收获前霉菌毒素的来源

  任何生长中的农作物,包括饲草和谷物等,都容易受到霉菌的污染同时产下霉菌毒素。霉菌在随农作物由田间向饲料加工厂再向饲料槽的转换过程中,可能不会存活下来,但是霉菌毒素却完整地保留了下来。

  饲料原料看上去颜色外观都不错,常规指标检测分析结果也不错。但往往就是这些不错的原料很可能早就已经成为霉菌毒素的避风港了。很多人对霉菌毒素都存在这样的认识误区。

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  收获后霉菌毒素的来源

  收获后的农作物,如果在贮存、运输、加工、保藏的过程中外环境满足霉菌的生长需求,霉菌是会继续生长产毒的。此时霉菌毒素会一直积累叠加,最终危害动物机体而不自知。曲霉菌(Aspergillu)和青霉菌(Penicillium)是作物收获后导致作物霉变危害最大的霉菌。

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霉菌毒素种类

  霉菌毒素是由一些真菌类,特别是曲霉菌、镰刀霉、青霉菌、链格孢菌等真菌产生。这些霉菌毒素由几百种化学成分不同的有毒化合物组成。饲料中其中最常见的霉菌毒素有:

  黄曲霉毒素B1(Aflatoxin:AFB1)

  赭曲霉毒素 A(Ochratoxin:OTA)

  单端孢霉烯:A型(Trichothecene:T-2)、B型(呕吐毒素Deoxynivalenol:DON)

  玉米烯酮(Zearalenone:ZEN)

  伏马菌素(Fumonisin: FB)

  (Sweeney和 Dobson,1998)。

霉菌毒素特性

  1、高效性:很低的浓度即能产生明显的毒性(μg/kg)。在污染比较严重的几种霉菌毒素当中,黄曲霉毒素 B1(AFB1)是具有很强毒性的一种毒素,其毒性是氰化钾的10倍,砒霜的68倍,被世界卫生组织的肿瘤研究机构(IARC)列为Ⅰ类致癌物质,并且 AFB1 的存在极为普遍,在农作物和饲料中广泛存在。主要损害肝脏功能并有强烈的致癌、致畸、致突变作用,能引起肝癌,还可以诱发骨癌、肾癌、直肠癌、乳腺癌、卵巢癌等。

  2、高稳定性:低分子化合物,非常稳定,可耐高温。黄曲霉素具有比较稳定的化学性质,只有在280℃以上高温下才能被破坏,它对热不敏感,100℃/20小时也不能将其黄曲霉素完全去除。

  3、富集性:抗化学生物制剂及物理的灭能作用,可以在生物链中不断传播、富集。原本被分泌及污染而残留在土壤中的霉菌毒素会被后来种植的谷物所吸收,从而引起更多霉菌毒素污染及感染的问题。

  4、特异性:分子结构不同毒性相差很大。如黄曲霉毒素族有黄曲霉毒素B1,B2,M1,M2,毒性均不一样。

  5、协同性:由于农作物可能被几种真菌共同污染,因此,饲料中可能同时存在几种霉菌毒素。

  6、相加性:当两种以上的霉菌毒素混合在一起造成的伤害,会比个别霉菌毒素单独造成的伤害总和还要大。

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▲表1 霉菌毒素间的相互作用

  7、污染地域性:动物饲料及农产品中霉菌毒素的产生具有一定的地域性。例如,热带和亚热带区域是曲霉菌生长的最佳环境。尽管如此,饲料和农产品贸易的全球化导致霉菌毒素在全世界范围内传播。

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▲表2 2013年部分省份玉米中霉菌毒素超标检出率

  由表2中数据可得出:山西、山东、云南、河北、陕西、河南地区玉米呕吐毒素污染相较东北、湖北、云南地区严重;而河南地区玉米黄曲霉毒素B1污染最严重。另在检测中还发现,所有玉米原料中都或多或少的存在霉菌毒素污染的情况,只是存在的霉菌毒素剂量大小不同。动物长期饲喂含有较低剂量的霉菌毒素会造成慢性中毒,导致一系列亚临床症状的发生。个人认为防毒比治毒更关键!慢性中毒危害远大于急性中毒!

  8、隐蔽性:霉菌毒素检测时也常受到小分子物质(糖苷,葡糖苷酸,脂肪酸酯和蛋白质)的掩盖,这些小分子物质与霉菌毒素结合在一起,导致检测值为错误的阴性结果。最终,这些被掩盖的霉菌毒素不能被传统的分析方法所检测。但这些结合到霉菌毒素上的分子可能在消化过程中被解除,从而释放出霉菌毒素,危害动物健康。

污染现状

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图1    2013年我国玉米中霉菌毒素污染情况

  由图可以看出,国内98%的饲料原料已经受到霉菌毒素的污染了!

作用机理

  黄曲霉毒素 B1能抑制 DNA 的合成、抑制RNA酶的活性、信使RNA以及蛋白质的合成。还可以导致染色体异常,微核的产生、姐妹染色单体的交换、DNA的无序合成、染色体链的断裂,以及在人类和啮齿类细胞中形成加合物( Giuseppina 等,2003)。

  赭曲霉毒素 A是抑制蛋白质合成的关键酶,其可降低蛋白质的合成效率,进而影响DNA和 RNA的合成(王晓峰,2003)。

  在体外玉米烯酮能引起姐妹染色单体的交换、染色体的断裂以及中国仓鼠卵母细胞的多倍性。在小鼠和大鼠上也观察到玉米烯酮诱导 DNA加合的现象。

  单端孢霉烯是已知蛋白质合成的抑制剂,该毒素结合于肽基转移酶,此酶是60S核糖体亚基的一个重要组成部分(Feinberg 和McLaughlin,1989)。此外,单端孢霉烯还能抑制 DNA和 RNA 的合成(WHO,1990)。

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霉菌毒素危害

  对饲料营养价值及消化利用率的影响

  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(迟俊和于安琳,1998)。

  对动物生产性能的影响

  高水平(3.5 mg/kg 饲料)的黄曲霉毒素的混合物,能降低肉仔鸡体增重,增加肝脏和肾脏的重量(Smith 等,1992)。黄曲霉毒素同时也使血液尿素氮的水平升高,血清总蛋白、白蛋白、甘油三脂和血清磷水平降低。

  单胃动物特别是猪对脱氧雪腐镰刀菌烯醇更为敏感。Danicke(2002)报道,对动物生产性能起抑制作用的日粮脱氧雪腐镰刀菌烯醇临界浓度,猪为 1 mg/kg饲料。

  Southern 和 Clawson 等(1979)给育成猪饲喂含有不同水平(0.02、0.385、0.75、 1.48 mg/kg饲料)的黄曲霉毒素的饲粮,当黄曲霉毒素浓度在0.385 mg/kg以上时,平均日增重随浓度的升高呈线性降低。

  Huff等(1988)发现给猪饲喂含有黄曲霉毒素(2 mg/kg饲料)、赭曲霉毒素A(2 mg/kg饲料)或者同时含有这2种毒素的饲料,体增重分别降低 26 %、24 %和52 %。猪采食霉菌毒素污染的饲粮,其血清白蛋白、总蛋白和血清尿素氮的水平降低,这表明猪生长速度的降低可能是由于蛋白质合成降低所致( Lindemann 等,1993)。

  断奶仔猪饲喂被多种镰刀霉菌毒素污染的饲粮,在21d的试验期中,生长速度和采食量分别比对照组降低 34.6 %和 32.6 %( Swamy 等,2002)

  对动物繁殖性能的影响

  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( Diekman 和Green,1992)。

  玉米烯酮会引起成年的繁殖母猪多方面的繁殖功能紊乱(Rainey等,1990)。Chang等(1979)报道,从断奶到下一个妊娠期开始连续饲喂含有25 ~100 mg/ kg玉米烯酮的饲粮能够引起持续发情,假妊娠,甚至不育。

  对动物免疫机能的影响

  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(Corrier,1991)。

  对动物产品品质的影响

  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(Fink,1989)。试验中已观察到赭曲霉毒素 A由饲料向肉中转移的现象(Madsen 等,1982)。

解决办法

  物理方法

  物理解毒法的研究热点集中于使用各种霉菌毒素吸附剂。研究较多的吸附剂主要有活性炭、硅铝酸盐类和甘露聚糖。其中以硅铝酸盐类吸附剂应用最为广泛。目前使用霉菌毒素吸附剂是保护动物免遭霉菌毒素危害的最实用的方法。但由于大多数霉菌毒素吸附剂的吸附特异性不强,因此,在饲料中的添加量不宜过高。

  化学方法

  一些霉菌毒素能被氢氧化钙、单乙胺、臭氧或氨破坏。特别是氨的化合物,作为黄曲霉毒素污染的饲料的解毒方法,在国外得到广泛应用。该法主要缺陷在于对黄曲霉毒素以外的其他霉菌毒素的结合效率不高以及过量的氨在饲料中的残留可能危及动物健康( Alexander 等, 2001)。

  微生物降解法

  陈翔等(2016)分离得到的HDR-02菌株能够高效降解黄曲霉毒素B1。它能把黄曲霉毒素B1(AFB1)转化为无毒代谢物,同时HDR-02 既可以分泌胞外产物降解 AFB1,又可以利用菌体紧密吸附 AFB1实现脱毒。另HDR-02 既可以发挥自身益生特性,提高动物的生产性能;又可以缓解 AFB1对动物肝脏的损伤,降低 AFB1对动物养殖造成的损失。

  来源:华大瑞尔

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