奶牛飼料黃曲霉毒素B1污染及控制技術(shù)研究進(jìn)展

馬美蓉,熊江林，傅春泉，徐玉花

(1 金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 金華 321001；2 浙江大學(xué) 奶業(yè)科學(xué)研究所，浙江 杭州 310058)

專(zhuān)題論述

奶牛飼料黃曲霉毒素B1污染及控制技術(shù)研究進(jìn)展

馬美蓉1,熊江林2，傅春泉1，徐玉花1

(1 金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 金華 321001；2 浙江大學(xué) 奶業(yè)科學(xué)研究所，浙江 杭州 310058)

黃曲霉毒素(AFs)具有極強(qiáng)毒性，在奶牛業(yè)中危害最大的是AFB1和AFM1。論文從飼料種類(lèi)、季節(jié)及地域不同分析飼料黃曲霉毒素B1污染現(xiàn)狀，并綜述了物理、化學(xué)及生物等脫毒解毒技術(shù)研究進(jìn)展。

奶牛飼料；黃曲霉毒素B1；控制技術(shù)

黃曲霉毒素(aflatoxins，AFs)是由曲霉屬中的黃曲霉和寄生曲霉所產(chǎn)生的一類(lèi)結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)相似的毒性極強(qiáng)的次生代謝產(chǎn)物。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)黃曲霉毒素B1、B2、G1、G2、M1、M2等20余種[1]。在所有AFs中，AFB1 的毒性最強(qiáng)，是氰化鉀的10 倍，砒霜的68 倍，敵敵畏的100倍，二甲基亞硝胺的75倍[2]，而AFM1是AFB1的代謝產(chǎn)物。常見(jiàn)的幾種AFs的毒性按大小順序排列依次為AFB1>AFM1>AFG1>AFB2>AFG2[3]，其中AFB1 和AFM1于1993年和2002年分別被世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)確定為Ⅰ類(lèi)致癌物[4-5]。

在奶牛養(yǎng)殖生產(chǎn)中最常見(jiàn)、最具危險(xiǎn)性的AFs就是AFB1[6]。奶牛采食受AFB1污染飼料不僅降低奶牛的生產(chǎn)性能、危害牛體健康，而且其代謝產(chǎn)物AFM1會(huì)殘留于牛奶中直接危害人體健康[7]。因此，如何減少奶牛接觸AFs的量、高效安全地有效降低飼料中AFs的含量，已然成為奶牛生產(chǎn)中迫切需要解決的熱點(diǎn)問(wèn)題。

1 奶牛飼料AFB1污染現(xiàn)狀

1.1 不同種類(lèi)飼料AFB1污染現(xiàn)狀

據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計(jì)，全世界每年谷物產(chǎn)量的25%受到霉菌毒素不同程度的污染[8]。王若軍等[9]檢測(cè)了109個(gè)飼料樣品(包括玉米、配合飼料、植物蛋白飼料、菌體蛋白飼料、動(dòng)物蛋白飼料及青貯飼料)中霉菌毒素的含量，結(jié)果表明被檢玉米霉菌毒素檢出率為83.9%，AFB1平均含量為(24.6±0.34)μg/kg；配合飼料中AFB1檢出率為100%，AFB1平均含量為(6.81±1.38)μg/kg。敖志剛等[10]在2006～2007年對(duì)中國(guó)飼料及飼料原料的霉菌毒素污染檢測(cè)發(fā)現(xiàn)飼料樣品中AFs檢出率為92.1%，AFB1平均含量8.15μg/kg；在被檢的奶牛全混合日糧中檢出率為100%，AFB1平均含量5.95 μg/kg。馬美蓉[11]對(duì)金華市郊不同規(guī)模奶牛場(chǎng)飼料原料及自配料中AFB1含量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明青貯玉米、稻草、豆腐渣等AFs超標(biāo)，占總樣品的15.63%。張自強(qiáng)等[12]測(cè)定了全國(guó)1103份樣品，發(fā)現(xiàn)飼料普遍受到AFB1的污染，但飼料原料中AFB1的超標(biāo)率低；飼料樣品中AFB1含量≤20 μg/kg的比例為96.94%，20～50 μg/kg之間的比例為2.57%，>50 μg/kg比例為0.49%；各類(lèi)原料中AFB1含量由高到低依次為棉粕、家禽配合飼料、菜粕、玉米、仔豬配合飼料、麥麩、豆粕、魚(yú)粉和小麥。

玉米是動(dòng)物生產(chǎn)中用量多的原料，玉米干酒糟(Distillers Dried Grains with Solubles，DDGS)可作為相對(duì)經(jīng)濟(jì)的蛋白質(zhì)來(lái)源廣泛應(yīng)用于奶牛飼料中，但DDGS中潛在的曲霉毒素污染對(duì)動(dòng)物體有很大危害[13]。范彧等[14]研究認(rèn)為，從AFB1超標(biāo)率來(lái)看，各類(lèi)飼料有差異，范圍為0%～13.0%。能量飼料中玉米受污染程度較嚴(yán)重；DDGS 受污染程度更為嚴(yán)重，超標(biāo)率為5.9%，最大值為64.10 μg/kg。

高領(lǐng)等[15]對(duì)青貯料、粗飼料和混合日糧各5份進(jìn)行AFs污染情況檢測(cè)，結(jié)果表明，被檢青貯料、粗飼料、全混合日糧樣品中AFB1的檢出率均高達(dá)100%，平均含量分別為8.28、3.11、和6.56 μg/kg，小于限量標(biāo)準(zhǔn)20 μg/kg，屬輕度污染。

1.2 不同季節(jié)飼料AFB1污染現(xiàn)狀

AFs的污染與氣候影響較大[16-17]，濕熱氣候利于AFs產(chǎn)生，干冷氣候地區(qū)AFs污染較輕。黃廣明等[18]對(duì) 476 份飼料原料樣品進(jìn)行AFB1等毒素檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)AFs輕度污染，玉米、小麥、含可溶固形物的干酒糟等原料均未超標(biāo)，一些花生粕樣品的AFs污染比較嚴(yán)重，最高值為108.8 μg/kg。黃廣明等[19]抽取來(lái)自全國(guó)16個(gè)省市的573份飼料及飼料原料樣品檢測(cè)AFB1等毒素，研究發(fā)現(xiàn)AFB1的污染并不嚴(yán)重，但也偶有超標(biāo)現(xiàn)象的發(fā)生，玉米和粕類(lèi)等其它原料AFB1超標(biāo)率分別為3.1%和5.4%。季海霞等[20]發(fā)現(xiàn)飼料樣品總體上:AFB1污染較輕，但餅粕類(lèi)，特別是花生粕AFB1污染較嚴(yán)重。霉菌毒素的污染程度具有明顯的季節(jié)性，梅雨時(shí)節(jié)應(yīng)多加防范，尤其是餅粕類(lèi)和玉米等飼料原料。Xiong等[21]對(duì)長(zhǎng)三角地區(qū)不同季節(jié)原料乳中AFM1含量調(diào)研，發(fā)現(xiàn)冬季原料乳中AFM1極顯著高于其他季節(jié)，而春季、夏季及秋季間無(wú)明顯差異，冬季是AFM1發(fā)生的高風(fēng)險(xiǎn)季節(jié)，應(yīng)重視飼料和原料乳季節(jié)性管理。

1.3 不同地域飼料AFB1污染現(xiàn)狀

我國(guó)地域遼闊，地區(qū)間氣候差異大，AFs污染與所處的地理位置有密切關(guān)系。據(jù)紀(jì)少麗等[7]對(duì)北亞、東南亞、南亞、大洋洲和美洲包括谷物(如玉米、小麥、大米等)、加工副產(chǎn)物(豆粕、玉米蛋白粉、DDGS)以及一些草料(秸稈、青貯和全價(jià)料等)1086份樣品的霉菌毒素檢測(cè)表明，AFB1污染率為19%，其中東南亞飼料樣品的AFB1陽(yáng)性率最高(52%)，尤以玉米蛋白粉和玉米的AFB1污染最為顯著(分別為53%和40%)。張自強(qiáng)等[12]研究發(fā)現(xiàn)，飼料中AFB1含量在不同省份間差異極顯著(P<0.01)，貴州省最高，河南省、四川省較高，福建省最低，其余7省居中。高秀芬等[22]對(duì)中國(guó)部分地區(qū)279份玉米中4種AFs(AFB1、AFB2、AFG1、AFG2)污染調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，4種毒素中AFB1陽(yáng)性率和平均濃度最高，分別為74.55% 和 39.64 μg /kg；玉米的AFs污染比較普遍，AFs陽(yáng)性率為75.63%，陽(yáng)性樣品平均濃度44.04μg/kg，濃度范圍0.20～888.30 μg /kg；各地樣品均有不同程度污染，總體上南方地區(qū)高于北方。范彧等[14]認(rèn)為北京地區(qū)養(yǎng)殖場(chǎng)被檢飼料及飼料原料樣品均不同程度地受到AFs污染，其中AFB1污染程度較嚴(yán)重。茍雙[23]研究表明綿陽(yáng)市飼料AFB1檢出率為100%，總體超標(biāo)率為3.9%。王政等[24]則認(rèn)為浦東地區(qū)規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)中飼料及飼料原料霉菌毒素污染程度較低，AFB1的檢出率和平均含量均較低。

2 飼料AFB1解毒技術(shù)研究進(jìn)展

美國(guó)食品藥品管理局(FDA)規(guī)定：在泌乳期奶牛飼料和牛奶中AFs含量分別不得超過(guò)20 μg/kg 和0.5 μg/kg[25]。我國(guó)規(guī)定乳及乳制品中AFM1的限量為0.5 μg/kg，按照日糧 AFB1 轉(zhuǎn)化成牛奶中AFM1的平均轉(zhuǎn)化率1.7%來(lái)計(jì)算，當(dāng)日糧干物質(zhì)中含有超過(guò)30 μg/kg的AFB1時(shí)，牛奶中AFM1含量就會(huì)超標(biāo)[26]，對(duì)奶牛和人體造成危害。

減少AFs危害的方式有兩種：一種是預(yù)防AFs的產(chǎn)生，另一種是脫去已被污染飼料中的AFs。AFs脫毒是在不改變飼料的營(yíng)養(yǎng)特性和適口性的基礎(chǔ)上，能有效去除、破壞和滅活霉菌毒素而不產(chǎn)生有毒殘留物或“三致”殘留物，且不顯著影響產(chǎn)品的成本等條件，否則不宜脫毒[27]。AFs解毒方法包括物理、化學(xué)和生物學(xué)方法。

2.1 物理處理法

物理法有烘培熱處理、臭氧處理、膨化處理、γ射線處理等[28-32]。應(yīng)用加熱的方法或結(jié)合加熱和加壓，可以破壞潮濕條件下的大多數(shù)霉菌毒素。將受污染飼料在日光下照射8h，可有效分解糧食中的雜色曲霉毒素；用高壓泵燈大劑量照射發(fā)霉飼料，去毒率可達(dá)97%～99%；但這些物理措施會(huì)破壞飼料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[33]。Jalili等[32]報(bào)道γ射線在60 kGy劑量下能消除43%的AFs，但不能完全將之清除。

2.2 化學(xué)處理法

化學(xué)法是通過(guò)酸堿溶液及其它化學(xué)物質(zhì)處理含有AFs的谷物，比如氨化、苛性鈉、過(guò)氧化氫、亞硫酸氫鹽和藥用植物(提取物)等[34]。這些方法雖然降解一定的AFs，但存在處理成本高、耗時(shí)長(zhǎng)、以及在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)污染環(huán)境等不利方面，難以大規(guī)模推廣。

目前，處理霉變飼料最主要的化學(xué)脫毒方式是使用霉菌毒素吸附劑[35]。其原理是強(qiáng)烈吸附動(dòng)物進(jìn)食的霉菌毒素，同時(shí)阻止腸道中霉菌毒素的吸收，起到預(yù)防的作用。市場(chǎng)上吸附劑的種類(lèi)繁多，常見(jiàn)的主要是鋁硅酸鹽類(lèi)和酵母細(xì)胞壁提取物類(lèi)吸附劑，還有活性炭、活菌制劑(益生素)、PVPP(一種樹(shù)脂)及復(fù)合吸附劑。李娟娟等[36]認(rèn)為水合鋁硅酸鹽吸附劑能很好的降低AFB1對(duì)肉仔雞的危害程度。葉盛群等[37]發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)外兩種不同霉菌毒素吸附劑在體外對(duì)AFB1均有較好的吸附脫毒能力；在體內(nèi)均能有效降低奶牛乳中AFM1的含量，并能顯著提高奶牛產(chǎn)奶量，對(duì)乳品質(zhì)無(wú)明顯影響。谷巍[38]采用全糞法檢測(cè)霉必吸對(duì)AFB1的脫毒性能和對(duì)飼料中維生素類(lèi)物質(zhì)的影響，結(jié)果表明添加2‰的霉必吸脫霉效果最好，AFB1的排出率可達(dá)72.3%，脫酶效果顯著，霉必吸對(duì)維生素C并沒(méi)有吸附性能，不會(huì)影響飼料中維生素C的含量。

2.3 生物處理法

生物學(xué)解毒方法主要是利用微生物或酶來(lái)降解毒素，比如枯草芽孢桿菌、白腐真菌蟲(chóng)漆酶等。Zjalic等[39]對(duì)白腐菌進(jìn)行了研究，認(rèn)為其可能成為生物控制AFs的又一微生物資源。陳儀本等[39]研究發(fā)現(xiàn)，黑曲霉菌絲體提取物 BDA 能夠降解花生油中的AFs。Csilla等[41]研究認(rèn)為紫紅紅球菌NI2是很好的AFB1降解微生物，并且在微生物降解期間生物學(xué)危害作用最弱。通過(guò)微生物發(fā)酵來(lái)去除霉菌毒素，往往存在緩慢及不完全的缺點(diǎn)，所以到現(xiàn)在為止還不能完全用于飼料脫毒的實(shí)踐中[42]。

酶制劑是自然界中微生物所產(chǎn)生的活性物質(zhì)。Shantha[43]研究發(fā)現(xiàn)莖點(diǎn)霉( Phoma sp.)降解AFBl 達(dá)到99%，并認(rèn)為起作用的是莖點(diǎn)霉細(xì)胞提取物中的一種熱穩(wěn)定酶。Hormisch 等[44]以熒蒽為唯一碳源，從煤田附近污染的土壤樣品中分離到一株能夠同時(shí)降解熒蒽和 AFB1的分支桿菌，進(jìn)一步試驗(yàn)證明其對(duì)AFs的降解是生物酶解作用。Teniola等[45]研究表明從多環(huán)芳烴化合物污染的土壤中分離得到紅串紅球菌，其分泌的胞外酶具有較高的降解AFB1的能力，而此酶在食品和飼料工業(yè)上有很大的開(kāi)發(fā)應(yīng)用潛力。

AFs毒性強(qiáng)、穩(wěn)定性高，利用微生物或酶進(jìn)行解毒具有專(zhuān)一性強(qiáng)、轉(zhuǎn)化效率高的特點(diǎn)[46]，備受關(guān)注。生物酶法解毒是利用少量的酶就能催化大量毒素分解成無(wú)毒物質(zhì)，且不會(huì)分解飼料中任何成分，既不會(huì)造成機(jī)體的額外負(fù)擔(dān)，也不會(huì)污染環(huán)境，徹底解毒，保持營(yíng)養(yǎng)，綠色安全，可以廣泛推廣應(yīng)用。

3 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過(guò)“三聚氰胺奶粉”、“AFs牛奶”等事件后，食品安全問(wèn)題日益受到關(guān)注。奶牛飼料是否安全，將直接關(guān)系到奶牛的機(jī)體健康、生產(chǎn)性能，以及相關(guān)乳制品安全問(wèn)題。飼料AFs污染具有一定的季節(jié)性和地域性，不同飼料種類(lèi)在不同氣候不同地區(qū)污染程度不一致，在奶牛生產(chǎn)必須根據(jù)自身情況選擇專(zhuān)一、高效、安全的脫毒解毒方法進(jìn)行有效控制。

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TheAflatoxinB1ContaminationinDairyCattleFeedandResearchProgressinControlTechnology

MA Mei-rong1，XIONG Jiang-Lin2，F(xiàn)U Chun-quan1，XU Yu-hua1

(1.JinhuaPolytechnic,Jinhua，Zhejiang321007,China;2.InstituteofDairyScience,ZhejiangUniversity,Hangzhou，Zhejiang310058,China)

The aflatoxins (AFs) is extremely toxic,and AFB1and AFM1are proved the most harmful in cattle industry.In this paper,the aflatoxin B1contamination is summarized based on different feedat,seasons and in different regions.Discussion was also made on the physical,chemical and biological methods to control aflatoxin B1in dairy cattle feed.

dairy cattle feed;aflatoxin B1;control technology

2014-02-17，

2014-03-19

金華市科學(xué)技術(shù)研究計(jì)劃項(xiàng)目(2013-2-031)

馬美蓉(1969-)，女，浙江東陽(yáng)人，碩士，副教授，研究方向：反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料。E-mail: jhmmr2004@sina.com

S811.6

A

1005-5228(2014)04-0079-04