霉菌毒素的危害及其吸附劑在飼料中的應(yīng)用

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所 蘇斌朝 王連生 單安山＊ 白會新

霉菌毒素廣泛存在于各種飼料及飼料原料中，是霉菌的次生代謝產(chǎn)物。目前已知的約有200種，在飼料衛(wèi)生上比較重要的霉菌毒素就有：黃曲霉毒素、雜色曲霉毒素、赭曲霉毒素、單端孢霉毒素類（如T-2毒素、HT-2毒素）、玉米赤霉烯酮、丁烯酸內(nèi)酯、豆類絲核菌素等（于炎湖，1996）。

霉菌毒素每年造成的損失數(shù)以億計，嚴(yán)重危害著畜禽生產(chǎn)，已經(jīng)成為飼料業(yè)亟須解決的問題之一。敖志剛（2008）的調(diào)查報告中指出，在其調(diào)查的全部225個樣品中，黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、T22毒素、玉米赤霉烯酮、煙曲霉毒素和嘔吐毒素的檢出率分別為92.1%、95.1%、93.4%、91.2%、88.5%和99.1%。

1 常見霉菌毒素及其危害

1.1 黃曲霉毒素 黃曲霉毒素 （aflatoxin，AF）是一類主要由黃曲霉 （aspergillus flavus）和寄生曲（aspergillus parasiticus）真菌產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，具有極強(qiáng)的毒性。根據(jù)熒光顏色的不同，黃曲霉毒素分為黃曲霉毒素B1、B2（藍(lán)色熒光），G1、G2（綠色熒光），其中以黃曲霉毒素 B1（AFB1）的毒性最強(qiáng)（Sumit等，2010）。不同物種、性別對AF的敏感性不同，通常雄性動物更易感（Maurice，2002）。AF的危害表現(xiàn)在多個方面：（1）降低動物的采食量和日增重，影響生產(chǎn)性能。研究表明，日糧中添加AFB1，肉雞從第三周開始減少采食量，第五周開始體重降低（Jindal，1994）。（2）抑制免疫機(jī)能，增強(qiáng)動物對疾病的易感性。將巨噬細(xì)胞暴露在不同濃度黃曲霉毒素的環(huán)境下，發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞的減少和損傷，并表現(xiàn)出劑量效應(yīng)（Neldon，1992）。（3）致畸、致癌、致突變（戴玉瑞，2009）。 體外實驗發(fā)現(xiàn)，AF為0.1～10000 ng/mL，可抑制豬淋巴細(xì)胞的合成（Pang 等，1994）。 （4）抑制核酸的合成，間接影響生物大分子的合成及發(fā)揮正常的生物學(xué)功能（馮建蕾，2005）。

1.2 嘔吐毒素 嘔吐毒素，又名脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（deoxynivalenol，DON），是一種由鐮刀菌屬等產(chǎn)生的毒性代謝產(chǎn)物，屬于單端孢霉烯族化合物?，F(xiàn)已證實，包括禾谷鐮刀菌、擬枝鐮刀菌、梨孢鐮刀菌等多種鐮刀菌株以及頭孢菌屬、漆班菌屬、木霉屬等菌株都可產(chǎn)生該毒素 （Marasas等，1984）。研究表明，DON具有急慢性毒性作用，可引起豬食欲減退或廢絕，嘔吐，體重下降，流產(chǎn)，死胎和弱仔，抑制免疫機(jī)能和降低機(jī)體抵抗力（Swamy等，2002）；具有細(xì)胞毒性作用，產(chǎn)生翻譯抑制作用，并且可以抑制蛋白質(zhì)的合成 （James，2007）。此外，DON還具有免疫毒性，它既是一種免疫抑制劑，又是一種免疫促進(jìn)劑，其作用與劑量有關(guān) （鮑淑青，2007）。

1.3 玉米赤霉烯酮 玉米赤霉烯酮（zearalenone，ZEA）是由鐮刀菌產(chǎn)生的一種類雌激素樣真菌毒素。它最重要的毒害作用是產(chǎn)生生殖毒性，降低免疫力。研究表明，它具有很強(qiáng)的生殖毒性和致畸作用，能引起生殖器官變形和功能的改變，如引起母豬外陰陰道炎，降低胚胎存活率和胎兒初生重（Michel和 Jean，1994）。 此外，它還能刺激雌激素受體的轉(zhuǎn)錄，作為類固醇等的受體替代物干擾內(nèi)分泌（Gremmels，2007）。 ZEA 已被證明具有基因毒性，曾導(dǎo)致體外培養(yǎng)的牛淋巴細(xì)胞DNA加和物的形成（Lioi等，2004）。同時，它還可能誘發(fā)腫瘤，而且也具有血液和免疫毒性方面影響，對人和動物的健康存在極大的危害（鄧友田，2007）。

2 常用吸附劑及其吸附機(jī)理

吸附包括物理吸附和化學(xué)吸附兩類，物理吸附的作用力是范德華力，吸附速度快、可逆、多層、無選擇性；化學(xué)吸附有原子或分子的電子轉(zhuǎn)移、交換，形成化學(xué)健，吸附熱大、有選擇性、不可逆、速度慢（周巖民，2009）。具有吸附作用的物質(zhì)稱為吸附劑，其特點為比表面積大、選擇性吸附能力強(qiáng)、表面和孔結(jié)構(gòu)適宜、不與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等。飼料中常用的吸附劑有硅鋁酸鹽類吸附劑、酵母細(xì)胞壁及其提取物、活性炭等。

2.1 鋁硅酸鹽類 鋁硅酸鹽是粘土類霉菌毒素吸附劑的主要化學(xué)成分。因其具有不飽和負(fù)電荷及陽離子交換能力，故可以捕獲、吸附和固定毒素，降低腸道對毒素的吸收，降低毒害作用（史瑩華，2005）?？勺鳛槊咕舅匚絼┑恼惩林饕蟹惺?、蒙脫石、高嶺土、硅藻土等 （盧永紅等，2005）。齊德生（2002）指出，沸石和蒙脫石都具有巨大的比表面積和永久負(fù)電荷，有較大表面積且能產(chǎn)生較大的靜電引力，使其具有巨大的吸附能力，易結(jié)合極性分子，如黃曲霉毒素，卻不易吸收極性不強(qiáng)的嘔吐毒素和玉米赤霉烯酮。普通鋁硅酸鹽在使用中常需要改造（因其吸附力低，尤其是膨潤土和沸石）。此外，霉菌毒素的單一吸附特性、體內(nèi)與體外試驗不總是相關(guān)（Abdel等，2002）、結(jié)合毒素的穩(wěn)定性不高及吸附營養(yǎng)物質(zhì)或干擾其吸收等成為鋁硅酸鹽類吸附劑的主要缺陷。

2.2 酵母細(xì)胞壁及其提取物 近年來研究發(fā)現(xiàn)，酵母細(xì)胞壁及其提取物可以吸附霉菌毒素來提高動物健康。酵母細(xì)胞壁的重要提取物包括β-葡聚糖和蛋白質(zhì)結(jié)合物（糖蛋白）以及甘露寡糖。其中，糖蛋白可以通過氫鍵和分子間作用結(jié)合霉菌毒素形成復(fù)合物，阻礙腸道的吸收；甘露寡糖可以通過螯合霉菌毒素起到保護(hù)作用。目前，研究較多的是葡甘露聚糖（glucomannan，GM），它是釀酒酵母細(xì)胞壁的活性提取物，呈現(xiàn)出多種和脂類物質(zhì)不同的吸鍵、離子鍵、疏水鍵（Huwig 等，2001）。

2.3 活性炭 活性炭是一種具有高比表面積的多孔不溶性粉末狀物質(zhì)，其比表面積可達(dá)到500～3500 m2/g?；钚蕴康奈阶饔猛耆巧⒘?，表面呈惰性，其對非極性有機(jī)物吸附性較強(qiáng)，能吸附霉菌毒素（齊德生，2002）。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，活性炭的吸附作用具有非特異性，在吸附霉菌毒素時，也會吸附其他營養(yǎng)物質(zhì)。

2.4 復(fù)合型霉菌毒素類 在生產(chǎn)實踐中，霉菌產(chǎn)生的毒素通常為多種，而單一吸附劑對霉菌毒素的吸收表現(xiàn)為單一性。為了開發(fā)廣譜霉菌毒素吸附劑，經(jīng)過一定配比和特殊制作工藝制成的復(fù)合型霉菌毒素吸附劑逐步成為研究熱點。如鋁硅酸鹽類吸附劑易吸附黃曲霉毒素，酵母細(xì)胞壁及其提取物易于吸附玉米赤霉烯酮及嘔吐毒素，將鋁硅酸鹽類和酵母細(xì)胞壁提取物配合出復(fù)合型吸附劑可能有效地解決吸附劑廣譜吸附的問題。復(fù)合型吸附劑的作用力往往是非常復(fù)雜的，依配制方法和材料而異。

3 常用吸附劑在飼料中的應(yīng)用

3.1 鋁硅酸鹽類 李娟娟等（2010）發(fā)現(xiàn)，水合鋁硅酸鹽（HSCAS）在不同的酸堿環(huán)境中結(jié)合AFB1的速率和穩(wěn)定性都非常好，可以顯著降低AFB1對肉仔雞的危害。齊德生（2004）研究表明，利用季銨鹽改性蒙脫石對AFB1的吸附量最高達(dá)

682.4 μg/g，且不受賴氨酸濃度、溫度及pH變化的影響，用三氯甲烷、甲醇、丙酮解吸時表現(xiàn)出高穩(wěn)定性。夏枚生（2005）的試驗表明，酸改性坡縷石較改性前對AFB1的吸收更為顯著，有更好的去毒作用。近年來，納米技術(shù)已被應(yīng)用于對霉菌毒素的吸收。史瑩華（2007）研究指出，黃曲霉毒素污染的飼糧中添加蒙脫石納米復(fù)合物后飼喂豬后，顯著降低了AFB1在豬體組織中的殘留量，明顯改善了試驗豬的生長性能，減輕甚至消除了AFB1對動物生長性能和肝臟功能等的不良影響。各種改性鋁硅酸鹽在增強(qiáng)吸附霉菌毒素的效率和穩(wěn)定性方面大都有較大的提高，但較少涉及單一吸附特性及對營養(yǎng)物質(zhì)的吸附研究，吸附機(jī)制也還有待深入研究和探討。

3.2 酵母細(xì)胞壁及其提取物 試驗表明，葡甘露聚糖聚合物吸附劑對DON和ZEA具有一定的脫毒作用，對其他養(yǎng)分無顯著副作用（Hernandez等，2009）。李華（2009）的研究指出，酯化葡甘露聚糖（EGM）能很好地吸附DON，減輕DON對小鼠的毒性損傷作用，在飼料中的最適添加劑量為0.10%。EGM可緩解AF、T–2、ZEA和DON對小鼠的毒害。常順華（2010）認(rèn)為，EGM可提高仔豬的日增重，降低料重比，扭轉(zhuǎn)霉菌毒素對仔豬的過氧化損傷，在仔豬霉變飼料中的適宜添加劑量為0.2%。

3.3 活性炭 體外試驗表明，活性炭對霉菌毒素有較好的吸附脫毒作用，然而在體內(nèi)得不到驗證。在吸附霉菌毒素的同時，其對飼料中的某些營養(yǎng)成分和藥物也有吸附作用，如活性炭對土霉素有很強(qiáng)的吸附能力，從而降低了營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和藥物的效價。此外，活性炭的吸附具有較強(qiáng)特異性。例如，在含有10 mmol/L AFB1的飼料中添加0.1%活性炭能夠減少AFB1對肉雞的影響（Dalvi和 Mccowav，1984）。 然而，Kubena 等（1999）研究發(fā)現(xiàn)，添加0.5%活性炭不能減輕仔雞日糧中T-2毒素的毒性。近年來，活性炭在吸附霉菌毒素方面的研究較少，可能在付諸實際應(yīng)用時存在上述局限性。

3.4 復(fù)合型霉菌毒素類 Monica（2007）的試驗中，應(yīng)用了酵母細(xì)胞壁、粘土和植物提取物的各種混合物及腐殖質(zhì)、其他改性吸附劑對ZON和DON的體外吸附，結(jié)果表明，復(fù)合型吸附劑對ZON的吸附比腐殖質(zhì)、酵母細(xì)胞壁顯著；所有這些吸附劑對DON的吸附效果不很理想。徐雪梅（2008）研究了各種單一及按特殊比例配制的復(fù)合型吸附劑對AFB1、ZEA、DON的吸附規(guī)律和解吸情況。結(jié)果表明，pH為2.0時，以葡甘聚糖與膨潤土復(fù)合物 （比例1∶1）對ZEA的吸附量最高，為1776 μg/g。pH為8.0時，葡甘聚糖與膨潤土復(fù)合物（比例 2∶1）對 AFB1的吸附量最高，為 217.39 μg/g。兩種pH條件下，葡甘聚糖與膨潤土復(fù)合物（比例 1∶1）對 AFB1、ZEA 的吸附率超過了單一吸附劑，解析率也較低，對DON的吸附不如AF、ZEA顯著。試驗產(chǎn)生的不同效果可能與動物及日糧因素有關(guān)，與復(fù)合型吸附劑中各吸附劑的種類和配比可能也有關(guān)。關(guān)于復(fù)合型吸附劑的吸附實驗缺乏系統(tǒng)的研究，需要更多的研究。

4 小結(jié)

研究表明，霉菌毒素可以通過吸附作用得到緩解或有效的消除。目前，其他技術(shù)手段還不成熟或者有其局限性，吸附作用因其方便、高效、易于廣泛應(yīng)用等的特點而具有較強(qiáng)的優(yōu)勢。當(dāng)前存在的問題，主要表現(xiàn)在吸附的低效性、單一吸附劑不能廣譜吸收各類霉菌毒素、吸附效果的不穩(wěn)定性、高效的吸附劑商品還不多等等，對于吸附機(jī)制等深層次的問題一直沒有得到很好的解釋，部分研究尚停留在假設(shè)和猜想方面。

因此，需要研制更多高效穩(wěn)定的吸附劑并付諸應(yīng)用。目前任何單一吸附劑都不能很好的解決霉菌毒素廣譜吸附的問題，根據(jù)霉菌毒素的分布和種類，選取優(yōu)勢的吸附劑進(jìn)行合理的改造和配伍將是未來研究的方向。此外，還需要通過深層次的吸附機(jī)理研究，確定各類吸附劑及霉菌毒素間的吸附原理以促進(jìn)更多更好吸附劑的開發(fā)。

[1]敖志剛.2006～2007年中國飼料及飼料原料霉菌毒素污染調(diào)查報告[J].中國畜牧獸醫(yī)，2008，35（1）：152 ～ 156.

[2]鮑淑青.飼料中嘔吐毒素的危害和防治[J].中國飼料，2007，17：34～36.

[3]常順華.酯化葡甘露聚糖作為霉菌毒素吸附劑的研究 [J].飼料研究，2010，5：48 ～ 50.

[4]戴玉瑞.霉菌毒素的危害及其吸附劑的研究進(jìn)展 [J].中國畜牧獸醫(yī)，2009，36（11）：12 ～15.

[5]鄧友田.玉米赤霉烯酮毒性機(jī)理研究進(jìn)展 [J].動物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2007，28（2）：89 ～ 92.

[6]馮建蕾.黃曲霉毒素的危害和防治[J].中國畜牧獸醫(yī)，2005，32（12）：5 ～7.

[7]李華.酯化甘露聚糖對嘔吐毒素吸附能力的研究：[碩士學(xué)位論文][D].青島：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[8]盧永紅，陳峰，李太翔.飼料中霉菌毒素與脫毒劑的研究進(jìn)展[J].種業(yè)研究，2005，9：46 ～ 49.

[9]齊德生.鋁硅酸鹽類吸附劑對霉菌毒素的選擇性吸附機(jī)制及其應(yīng)用[J].糧食與飼料工業(yè)，2002，5：31 ～ 33.

[10]齊德生.改性蒙脫石對黃曲霉毒素B1吸附機(jī)理的研究[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004，23（5）：538 ～ 542.

[11]史瑩華.新型吸附劑AAN對黃曲霉毒素B1、B2、G1、G2的體外吸附研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，38（5）：1069 ～ 1072.

[12]史瑩華.蒙脫石納米復(fù)合物吸附豬日糧中黃曲霉毒素B1效果的研究[J].動物營養(yǎng)學(xué)報，2007，19（6）：742 ～ 747.

[13]夏枚生.改性坡縷石對肉鴨日糧中黃曲霉毒素B1的去毒作用及機(jī)理[J].畜牧獸醫(yī)學(xué)報，2005，36（1）：21 ～ 27.

[14]徐雪梅.葡甘聚糖復(fù)合吸附劑對肉雞飼料中霉菌毒素混合污染的脫毒研究：[碩士學(xué)位論文][D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

[15]于炎湖.中國農(nóng)業(yè)百科全書.畜牧業(yè)卷下[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1996.574～575.

[16]周巖民.飼料毒物的吸附脫毒[A].中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會2009學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2009.181～182.

[17]Abdel W M A，S A N，F(xiàn) A K.Physiological and toxicological responses in rats fed aflatoxins-contaminated diet with or without sorbent material[J].Anim Feed Sci Technol，2002，97：209 ～ 219.

[18]Dalvi R R，Mccowav C.Experimental induction of chronic aflatoxicosis in chickens by purified aflatoxin B1 and its reversal by activated charcoal，Phenobarbital，and reduced glutathione[J].Poultry Science，1984，63：485 ～ 491.

[19]Hernandez M A，Garcia H S，Steele J L.Screening of lactobacillus casei strains for their ability to bind aflatoxinB1[J].Food Chem Toxicol，2009，47（6）：1064 ～ 1068.

[20]Huwig A，F(xiàn)reimund S，Kappeli O，et al.Mycotoxin detoxication of animal feed by different adsorbents[J].Toxicology Letters，2001，122：179 ～ 188.

[21]James J P.Deoxynivalenol：Toxicity，mechanisms and animal health risks[J].Animal Feed Science and Technology，2007，137：283 ～ 298.

[22]Jindal N，S K M，N K M.Toxicity of aflatoxin B1 in broiler chicks and its reduction by activated charcoal[J].Research in Veterinary Science，1994，56：37～40.

[23]Gremmels J F，H M.Clinical effects and biochemical mechanisms associated with exposure to the mycoestrogen zearalenone[J].Animal Feed Science and Technolog，2007，137：326 ～ 341.

[24]Kubena L F，Harvey R B，Buckley S A，et al.Effects of long-term feeding of diets containing moniliformin，supplied by Fusarium fujikuroi culture material，and fumonisin，supplied by Fusarium moniliforme culture material，to laying hens[J].Poultry Science，1999，78：1499 ～ 1505.

[25]Lioi，M B，Santoro.Ochratoxin and zearalenone：a comparative study on genotoxic effects and cell death induced in bovine lymphocytes[J].Mutat Res，2004，557：19 ～ 24.

[26]Marasas W F O，Nelson P E，Toussoun T A.Toxigenic Fusarium species：identity and mycotoxicology[M].University Park，Pa：The Pennsylvania State University Press，1984.

[27]Maurice O M.Mycotoxin review-1.Aspergillus and Penicillium[J].Mycologist，2002，16（3）：116 ～ 119.

[28]Michel E，Jean Y D.Effects of zearalenone or glucosinolates in the diet on reproduction in sows：A review[J].Livestock Production Science，1994，40：99～113.

[29]Monica S V.In vitro assessment of adsorbents aiming to prevent deoxynivalenol and zearalenone mycotoxicoses[J].Mycopathologia，2007：163：81 ～ 90.

[30]Neldon O，Qureshi D L.The effects of direct and microsomal activated a?atoxin B1 on chicken peritoneal macrophages in vitro[J].Vet Immunol Immunopathol，1992，31：61 ～ 76.

[31]Pang V F，Pan.The cytotoxic effects of a?atoxin B1 on swine lymphocytes in vitro[J].J Chin Soc Vet Sic，1994，20：289 ～ 301.

[32]Sumit R，Ji E K，Roger C J.Afatoxin B1 in poultry：Toxicology，metabolism and prevention[J].Research in Veterinary Science，2010，89：325 ～331.

[33]Swamy H，Smith T K，Macdonald E J，et al.Effects of feeding ablend of grains naturally contaminated with Fusarium mycotoxins on swine performance，brain regional neurochemistry，and serum chemistry and the efficacy of a polymeric glucomannan mycotoxin adsorbent[J].Aim Sic，2002，80：3257 ～3267.