飼料中黃曲霉毒素去除方法的研究概況

李淑花 都業(yè)良 張 鳳 牛志河 李迎梅 肖永霞

摘要:對去除飼料中黃曲霉毒素的方法進行了綜述。去除方法主要有物理法、化學法和生物法三大類,介紹了各類方法的技術(shù)內(nèi)容、去毒機理、去毒效果及存在問題。

關鍵詞:黃曲霉毒素;飼料;去除方法

中圖分類號:S816.1文獻標識碼:ADOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2009.05.008

Study on Removal Method of Aflatoxin in the Animal Feeds

LI Shu-hua1, DU Ye-liang2,ZHANG Feng3,NIU Zhi-he3, LI Ying-mei2, XIAO Yong-xia2

(1.Institute of Veterinary Drug Control of Shandong Province, Jinan, Shandong 250022, China; 2.Department of Animal Science,Qingdao Agriculture University,Qingdao,Shandong 266109, China; 3.Corporation of Kang Dien of Qingdao, Qingdao,Shandong 266000, China; 4.Central Station of Animal Husbandry of Shandong Province, Jinan, Shandong 250022, China)

Abstract:The removal method of the contaminant of aflatoxin includephysical method,chemical method and biometric methods were summarized. And the content of methods, elimination mechanism and effect of aflatoxin were also introduced.

Key words: aflatoxin; feed; removal method

黃曲霉毒素(Aflatoxin,AFT)主要是由黃曲霉(Aspergillus flavus)和寄生曲霉(A.parasiticus)等真菌產(chǎn)生的一類有毒次生代謝物[1]。黃曲霉毒素不是單一的一種物質(zhì),而是一類結(jié)構(gòu)極其相似的化合物,分別為B1, B2,G1,G2、M1, M2等。凡是二呋喃環(huán)末端有雙鍵者毒性較強,并有致癌性。其中以黃曲霉毒素 B1 毒性最強,M1、G1 次之,B2、G2 較弱[2]。黃曲霉毒素對生存環(huán)境要求不高,只需要有一點碳與氮就能生長、繁殖、產(chǎn)毒[3]。在 6～47 ℃的環(huán)境中,都能生長,極易在玉米、花生、棉子及其餅粕等動物性飼料中生長。因AFT毒性極強、不易破壞,并且對畜禽造成嚴重的免疫抑制[4],使疫苗接種失敗等原因,所以去除飼料中的黃曲霉毒素越來越引起人們的關注?，F(xiàn)有的去除飼料中黃曲霉毒素的方法主要分為三大類,分別為物理方法、化學方法和生物方法。

1物理方法

1.1吸附

許多吸附劑能夠結(jié)合黃曲霉毒素進而將其去除。主要有活性炭、硅鋁酸鹽類和葡甘聚糖等,以硅鋁酸鹽類吸附劑應用最為廣泛。由美國FDA批準的最強霉菌毒素吸附劑脫霉素就是一種硅酸鹽礦物衍生物,它的表面積是酵母細胞壁提取的甘露寡糖的42倍,與霉菌毒素一旦結(jié)合后,在動物體內(nèi)不易分離。坡縷石是一種硅鋁酸鹽類吸附劑,夏枚生等使用提純的酸改性坡縷石對肉鴨日糧中黃曲霉毒素B1(AFB1)進行的體外去毒試驗[5],當AFB1濃度≥3 mg/L時,酸改性坡縷石對AFB1的吸附量和吸附率顯著優(yōu)于坡縷石,這主要是由于酸化后造成坡縷石微空隙增多、表面積增大,導致吸附性能增強。葡甘聚糖對黃曲霉毒素的吸附試驗也表明,其對黃曲霉毒素具有較好的脫毒作用,但由葡甘聚糖和鋁硅酸類礦物混合而成的復合脫毒劑,較單獨使用葡甘聚糖的脫毒效果更好[6]。蒙脫石也是一種鋁硅酸鹽類霉菌毒素粘合劑,有研究通過對蒙脫石進行復合改性,構(gòu)建新型納米吸附材料AAN,對黃曲霉毒素進行體外吸附試驗,表明其具有吸附作用強、吸附速度快、解吸率低等優(yōu)點[2]。因此,可以考慮將新型納米吸附劑作為非營養(yǎng)性添加劑添加到飼料中,防止黃曲霉毒素的毒性危害。

1.2輻射法

紫外線或γ-射線可有效地破壞黃曲霉毒素的化學結(jié)構(gòu),對霉菌和霉菌毒素都有較大的殺傷力。紫外線照射不但可以殺死霉菌的菌體,還可以破壞黃曲霉毒素。AFB1在362 nm處為最大特征吸收峰,可產(chǎn)生12種以上的光降解產(chǎn)物。AFB1、AFG1在365 nm紫外光下照射1 h會發(fā)生一系列的光化學變化。將黃曲霉污染上的飼料鋪成薄層,用高壓汞燈紫外線大劑量照射,去毒率可達97%~99%[7]。但這種方法常占用較大的面積,難于大批量實行,同時也會對營養(yǎng)成分有部分破壞。

此外還有烘烤法、挑除法、暴曬法水洗法、液體抽提法等,因為機械化程度不高,勞動量太大,難以規(guī)?；M行,無法得到大面積的推廣使用。

2化學方法

2.1堿處理

實際生產(chǎn)中通常用堿性物質(zhì)處理污染的飼料,黃曲霉毒素結(jié)構(gòu)中的內(nèi)酯環(huán)在堿性條件下被打破而形成香豆素鈉鹽,從而破壞毒素,達到去除的目的。氨處理消除黃曲霉毒素是實踐中最常用、較有效的辦法,同時也是歐美最常用的去谷物中黃曲霉毒素的方法:將霉變飼料密封在熏蒸罐或塑料薄膜袋中,使其含水量超過18 %,氨氣熏蒸10 h,能夠使霉變飼料中AFB1的含量減少90%~95%[8];對于0.2 mg/kg以下含毒量的飼料采用0.2%~0.4%的氨劑量,對于0.2~0.5 mg/kg含毒量的飼料采用0.5%~0.7%氨劑量,對于0.6 mg/kg以上高含毒量的飼料常用0.7%~1.0%的氨劑量,如果密閉時間延長,劑量可相應降低[9]。NaOH也有去除黃曲霉毒素的作用,1%NaOH水溶液處理含有AFT的花生餅1 d,也可使毒素由84.9 μg/kg降至27.6 μg/kg[10];盡管NaOH可以有效地降低花生餅中的黃曲霉毒素水平,但也有研究認為,如果遇到酸化作用將可能使黃曲霉毒素的毒性重新出現(xiàn),而酸化作用在消化道中是存在的,因此,有必要進行動物體內(nèi)的驗證。

2.2氧化劑法

氧化劑是有效的黃曲霉毒素鈍化劑。臭氧具有極強的氧化還原性,可以迅速降解飼料中的AFB1,并可殺滅許多微生物,同時它可以在短時間內(nèi)還原成氧氣,對環(huán)境幾乎不造成危害。羅建偉等通過試驗證實,用濃度為20×10-6~50 ×10-6的臭氧連續(xù)或間斷處理低水分(15%以下)糧食9 h,糧食中污染的AFB1去除率可達90%以上,但不同的糧食去毒效果有差異,對稻谷效果最好,其次是小麥和玉米[11]。臭氧熏蒸處理法操作簡單易行,可以適用于大規(guī)模的生產(chǎn)實踐,很有可能發(fā)展成為一種應用于實際生產(chǎn)的去除飼料中AFB1的有效方法。

次氯酸鈉也是一種強氧化劑,脫毒機理可能是次氯酸鈉中氧原子的誘導作用。研究表明,次氯酸鈉不僅能有效地使花生餅中毒素總量降低,而且對AFB1的消除效果最佳[12]。但次氯酸鈉處理使花生餅變成黑褐色,出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象,處理時又會產(chǎn)生大量的熱,會影響飼料的某些營養(yǎng)成分如維生素和賴氨酸的利用效率。

3生物法

3.1微生物菌體制劑

有研究表明,許多微生物包括細菌、酵母菌、霉菌、放線菌都能去除或降解飼料中的黃曲霉毒素[13]。微生物吸附黃曲霉毒素是通過非共價方式形成菌體-黃曲霉毒素復合體,當微生物形成復合體后,自身的吸附能力下降,較易與黃曲霉毒素一起排出體外,從而降低毒素的危害[14],而且無論是活菌體還是死菌體都有較強的吸附效果。其中,枯草桿菌、乳酸菌和醋酸菌等具有較強的降解黃曲霉毒素的能力。李志剛等人的研究結(jié)果表明,乳酸菌結(jié)合AFB1的強度在4%~55%之間,其中干酪乳桿菌干酪亞種CGMCC1.539吸附AFB1能力最強[15]。通過液體培養(yǎng)60 h后的枯草桿菌、乳酸菌和醋酸菌也能降解掉89%、88%和81% AFB1[16],枯草桿菌的最適生長溫度和pH也是其降解AFB1的最適溫度和pH,同時添加鈣或鎂離子可以促進枯草桿菌對黃曲霉毒素的去除作用。張建梅等在肉雞飼料中添加AFB1,使用以活性嗜酸乳桿菌、 嗜酸乳桿菌細胞壁及水合鋁硅酸鹽為主要成分的生物脫霉劑進行脫毒,認為在霉變飼料中添加0.1%的生物脫霉劑,AFB1隨糞便的排出率為50.44%,添加0.2%的生物脫霉劑,AFB1的排出率為72.30 %[17]。

另外,甾體羥化真菌對黃曲霉素有明顯的脫毒作用,體外試驗表明,酵母細胞能結(jié)合90%的黃曲霉毒素,向含有黃曲霉毒素的飼料中添加啤酒酵母培養(yǎng)物可明顯提高肉雞體重。經(jīng)篩選認為,除酵母菌外,用無根根霉、米根霉、橙色黃桿菌等進行發(fā)酵處理,對去除糧食和飼料中黃曲霉毒素均可收到較好效果。通過微生物的發(fā)酵來去除霉菌毒素,這種生物轉(zhuǎn)化過程往往存在緩慢及不完全的缺點,所以到現(xiàn)在為止還不能完全用于飼料脫毒的實踐中。

3.2酶制劑

酶制劑是自然界中微生物所產(chǎn)生的活性物質(zhì)。某些酶可以分解毒素分子的功能性基團,把霉菌毒素轉(zhuǎn)化為無毒化合物。酶法解毒是一種安全、高效的解毒方法,對產(chǎn)品無污染,有高度的選擇性,不影響飼料的營養(yǎng)成分。通過單因素實驗和正交法優(yōu)化黏細菌產(chǎn)解毒酶活力的條件,可使黃曲霉毒素的降解率達到78.2%[18]。吳肖等利用一種酶將花生粕深度水解后,使微溶于水的黃曲霉毒素從結(jié)合的疏水性氨基酸殘基上充分游離,然后采用過濾法,截留住大部分黃曲霉毒素,從而使黃曲霉毒素含量顯著下降[19]。但實際應用中,由于酶不耐熱,在飼料的制作過程,尤其在顆粒飼料壓制的高溫過程中易于失活,限制了酶的作用發(fā)揮。Liu等研究分離出一種胞內(nèi)酶,命名為AFT脫毒酶,通過該酶的處理AFB1的毒性大大降低。真菌酶-2的提取液可使AFB1轉(zhuǎn)化或使其發(fā)光基因發(fā)生改變,而降低毒性[20]。

4結(jié)語

雖然現(xiàn)在去除黃曲霉毒素的方法很多,且報道的效果很好,但還存在很多的問題。首先,很多的方法是在理想的實驗室條件下進行的,目前還無法運用到生產(chǎn)實踐中。其次,有的方法容易使營養(yǎng)成分氧化、分解而失去其營養(yǎng)價值等,造成畜禽的適口性差等缺點。還有的方法成本太高,無法投入商品化的生產(chǎn)。

對于飼料中黃曲霉毒素的消除,還需要根據(jù)具體的情況篩選最切實可行的方法,并不斷地進行技術(shù)改進,提高消除率?？梢钥紤]將這幾種吸附毒素效果較好的吸附物質(zhì)結(jié)合起來使用,或者幾種不同的方法聯(lián)合運用等。同時,也要采取合理科學的儲存和加工措施,加強對飼料的檢測等,從而將黃曲霉毒素的危害降到最低。

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