我國(guó)水產(chǎn)飼料霉菌毒素污染現(xiàn)狀分析研究

蘇永騰，孫育榮，王 燕

(江蘇奧邁生物科技有限公司，江蘇 南京 211200)

我國(guó)是水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó)，水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量和水產(chǎn)飼料產(chǎn)量均居世界首位。我國(guó)水產(chǎn)業(yè)對(duì)谷物原料的市場(chǎng)需求量非常大，而因所處地理位置原因，谷物糧食容易感染霉菌并產(chǎn)生霉菌毒素。因此，霉菌毒素在我國(guó)水產(chǎn)飼料及其原料中污染情況不容樂(lè)觀(guān)。本文總結(jié)了霉菌毒素對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的危害特性，分析了我國(guó)水產(chǎn)飼料及原料中主要霉菌毒素的污染現(xiàn)狀，旨在為水產(chǎn)養(yǎng)殖工作者制定霉菌毒素風(fēng)險(xiǎn)解決方案，有效管控霉菌和霉菌毒素風(fēng)險(xiǎn)提供一定的方法和數(shù)據(jù)借鑒。

一、霉菌與霉菌毒素對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的危害

霉菌在自然界中分布廣泛，種類(lèi)有很多，目前記載的有100000種以上，而對(duì)飼料和飼料原料造成污染的霉菌有200～300 種，其中主要有曲霉屬、青霉屬、鐮刀菌屬等。霉菌的生長(zhǎng)取決于基質(zhì)水分的活力情況。水產(chǎn)配合飼料由不同原料組成，不同原料的水活度是有差異的，這大大增加了水產(chǎn)配合飼料霉變的風(fēng)險(xiǎn)。霉菌毒素亦稱(chēng)真菌毒素，是指霉菌(真菌)在飼料基質(zhì)中生長(zhǎng)到一定階段后代謝產(chǎn)生的有毒產(chǎn)物。目前已知飼料毒素超過(guò)300種，其中農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)有明確限量要求的是嘔吐毒素(DON)、T-2 毒素(T-2Toxin)、玉米赤霉烯酮(ZEA)、伏馬毒素(FBs)、赭曲霉毒素A(OTA)以及黃曲霉毒素B1(AFB1)等。

針對(duì)霉菌毒素對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的危害國(guó)內(nèi)外學(xué)者多有研究，Trigostockli 等(2010)研究發(fā)現(xiàn)，在南美白對(duì)蝦飼料中添加0.2～1毫克/千克的嘔吐毒素時(shí)，南美白對(duì)蝦體重和生長(zhǎng)速度隨著嘔吐毒素劑量的增加而出現(xiàn)對(duì)應(yīng)程度的下降，這表明嘔吐毒素對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)有著重要的關(guān)聯(lián)。鐘蕾等(2021)制備不同黃曲霉毒素濃度的黃顙魚(yú)飼料并進(jìn)行動(dòng)物臨床試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)黃曲霉毒素B1可致使黃顙魚(yú)胰蛋白酶活性顯著提高，AFB1在0.1～0.2 毫克/千克時(shí)顯著降低了黃顙魚(yú)腸道淀粉酶和脂肪酶的活性，說(shuō)明黃曲霉毒素B1能夠損傷魚(yú)的腸道并降低其消化功能。同時(shí)，在該試驗(yàn)中，隨著飼料中黃曲霉毒素B1濃度的上升，黃顙魚(yú)血清中的谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶活性顯著升高，肝臟的過(guò)氧化氫酶活性和丙二醛含量顯著高于對(duì)照組，表明黃曲霉毒素能引起肝臟氧化和炎性反應(yīng)，危害魚(yú)肝臟的功能。王春玲等(2021)配制不同T-2毒素濃度的中華絨螯蟹飼料并進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)中華絨螯蟹的生長(zhǎng)性能顯著受到T-2毒素的影響，在該毒素的作用下，中華絨螯蟹的增重率和特定生長(zhǎng)率出現(xiàn)顯著降低，存活率顯著降低，蟹的肝胰腺中丙二醛含量升高，總抗氧化力、總超氧化物歧化酶的活性、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性都出現(xiàn)顯著下降。T-2毒素甚至影響中華絨螯蟹的分子表達(dá)水平，蟹的肝胰腺中抗脂多糖因子的表達(dá)隨著飼料中T-2毒素含量的增加而出現(xiàn)降低。該試驗(yàn)結(jié)果表明T-2毒素對(duì)中華絨螯蟹的生長(zhǎng)、肝胰腺的結(jié)構(gòu)和功能都存在嚴(yán)重的危害。以上研究結(jié)果表明，不同的霉菌毒素都對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)、免疫器官、消化器官產(chǎn)生危害，進(jìn)而影響水產(chǎn)養(yǎng)殖的效益。

二、我國(guó)水產(chǎn)飼料霉菌毒素污染現(xiàn)狀

我國(guó)是世界農(nóng)業(yè)大國(guó)，谷物產(chǎn)量居世界前列。同時(shí)，我國(guó)也是水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó)，水產(chǎn)飼料從1991 年的75 萬(wàn)噸發(fā)展到2018 年的2200 多萬(wàn)噸，超過(guò)世界約4000 萬(wàn)噸總產(chǎn)量的50%。同時(shí)，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量從改革開(kāi)放前的200 萬(wàn)噸發(fā)展到2018 年的5000 萬(wàn)噸，占世界總產(chǎn)量的2/3。因此，我國(guó)水產(chǎn)飼料對(duì)谷物有很大的市場(chǎng)需求，而我國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)中，產(chǎn)玉米的北方地區(qū)容易受鐮刀菌污染，產(chǎn)小麥和稻谷的中部和南部地區(qū)容易受曲霉菌污染，進(jìn)而代謝產(chǎn)生相應(yīng)的霉菌毒素。我國(guó)玉米、稻谷、小麥及其加工副產(chǎn)物受到霉變的影響，而谷物及其加工產(chǎn)物作為最主要的水產(chǎn)飼料原料在水產(chǎn)飼料中使用比例很大，因此霉菌毒素污染導(dǎo)致飼料成品質(zhì)量的改變是水產(chǎn)養(yǎng)殖中不可避免的問(wèn)題。

廣東省是我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖大省，每年水產(chǎn)飼料產(chǎn)量超過(guò)500 萬(wàn)噸，占全國(guó)的20%左右。王小博等(2016)從我國(guó)廣東南部地區(qū)采集魚(yú)、蝦飼料共120 份，采用酶聯(lián)免疫法檢測(cè)AFB1、T-2、DON、OTA 這4 種毒素的含量。結(jié)果顯示120 份飼料樣本中多數(shù)樣品同時(shí)檢測(cè)出多種霉菌毒素，而只檢出1種毒素的樣品占極少比例，這表明水產(chǎn)飼料霉變后不止產(chǎn)生1 種毒素，而是多種霉菌毒素同時(shí)存在。上述樣品中，AFB1、DON、T-2毒素的檢出率均超過(guò)95%，只有赭曲霉毒素的檢出率低于50%，而毒素含量最高的為T(mén)-2 毒素，達(dá)到11.928 毫克/千克。此次調(diào)查表明AFB1、DON、T-2這3種毒素在水產(chǎn)飼料中污染較為普遍且相對(duì)嚴(yán)重，而OTA污染相對(duì)較輕。李孟聰?shù)?2020)從廣東省內(nèi)采集了共196 份全價(jià)配合飼料樣品進(jìn)行AFB1、FB1、DON、ZEA 4 種毒素污染檢測(cè)分析，其中水產(chǎn)配合飼料24 份。調(diào)查分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所有的水產(chǎn)配合飼料樣品中都檢測(cè)出1種以上霉菌毒素，霉菌毒素檢出率100%。樣本中檢出率最高的為AFB1，達(dá)到62.50%，超標(biāo)率為12.5%；ZEA 的陽(yáng)性檢出率為50%，而嘔吐毒素和伏馬毒素的檢出率和超標(biāo)率較低。

蘇永騰等(2018)于2013－2016 年共收集飼料原料樣品696 份和配合飼料樣品340 份進(jìn)行AFB1、DON、ZEA 3 種毒素的檢測(cè)分析，其中飼料原料樣品主要來(lái)自于我國(guó)東北、中原等玉米主產(chǎn)區(qū)，飼料樣品主要來(lái)自于我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模較大省區(qū)的飼料生產(chǎn)商和大型養(yǎng)殖場(chǎng)。檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)原料中3種毒素的檢出率超過(guò)90%，AFB1、DON的最高值分別為28.56微克/千克和4493.83微克/千克，超出農(nóng)業(yè)農(nóng)村部頒布的飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限量要求。配合飼料樣品中有混養(yǎng)魚(yú)料(106份樣品)、蝦料(69 份樣品)、蟹料(55 份樣品)，其中混養(yǎng)魚(yú)配合飼料樣品的檢測(cè)結(jié)果平均值最高，AFB1平均值為5.21 微克/千克，ZEA 平均值為109.77 微克/千克，DON平均值為949.86微克/千克。

項(xiàng)目組于2018－2021 年共采集水產(chǎn)配合飼料樣品154份進(jìn)行AFB1、ZEA、DON 3種毒素的含量檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有樣品中黃曲霉毒素B1的檢出率為95%，其中平均值為5.69 微克/千克，而最高值為48.78微克/千克，超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)143.90%；樣品中ZEA 平均值為64.76 微克/千克，低于飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的限量要求，這可能是水產(chǎn)飼料的配方特性與畜禽動(dòng)物有所區(qū)別的結(jié)果。嘔吐毒素平均值為1073.8 微克/千克，最高值為2975.41 微克/千克。

以上結(jié)果表明水產(chǎn)飼料霉菌毒素污染主要以AFB1、DON、ZEA 3種霉菌毒素為主，污染現(xiàn)象比較普遍。

三、水產(chǎn)飼料用能量原料的霉菌毒素污染特性分析

作為水產(chǎn)飼料的主要能量原料，玉米、稻谷、小麥等谷物受霉菌毒素的污染較為普遍，霉菌毒素含量也常有超標(biāo)。蘇永騰等(2016)采集玉米樣品進(jìn)行AFB1、DON、ZEA 3 種毒素的檢測(cè)分析，結(jié)果顯示不同生產(chǎn)年份的玉米AFB1含量變化不大，但不同生產(chǎn)年份玉米的DON含量則出現(xiàn)很大的不規(guī)則變化，表明玉米霉菌毒素的污染存在不確定的年份性，與該作物當(dāng)年生長(zhǎng)和收獲時(shí)的氣候有很大關(guān)系。

玉米、小麥、稻谷等谷物由于品種、生長(zhǎng)季節(jié)、生長(zhǎng)地理環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)成分結(jié)構(gòu)等不同的原因，它們感染的霉菌種類(lèi)和代謝產(chǎn)毒的特性也各不相同。從地理環(huán)境上看，由于不同霉菌適宜生長(zhǎng)的溫度不同，長(zhǎng)江以南地區(qū)生長(zhǎng)的谷物以受曲霉菌侵染為主要特性；而東北和中原地區(qū)由于氣候相對(duì)較寒冷，以鐮孢菌污染為主要特性；西北地區(qū)由于干旱少雨，濕度低，其谷物的霉變概率則相對(duì)較低。油脂含量高的谷物容易被曲霉菌侵染。從營(yíng)養(yǎng)成分結(jié)構(gòu)看，小麥因其淀粉結(jié)構(gòu)特性以受鐮孢菌和麥角菌侵染為主，而稻谷則以曲霉和青霉污染為主；從季節(jié)因素看，夏季出產(chǎn)的谷物以曲霉菌為主，冬季出產(chǎn)的則以鐮孢菌為主。

玉米是最主要的水產(chǎn)飼料能量原料，它的霉菌毒素污染情況與其生產(chǎn)地域和生長(zhǎng)季節(jié)有很強(qiáng)相關(guān)性。我國(guó)雖然40%的玉米來(lái)源于東北地區(qū)，但南北方均產(chǎn)玉米，不同地區(qū)、同一季節(jié)收獲的玉米所污染霉菌有較大差別，同一地區(qū)、不同季節(jié)、不同年份的玉米所帶菌屬也不一樣。蘇永騰等(2016)從全國(guó)各地采集玉米樣品進(jìn)行AFB1、DON、ZEA 3 種毒素的檢測(cè)分析，檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，西北地區(qū)的玉米毒素污染情況最輕，黃曲霉毒素B1 平均值為3.76 微克/千克，玉米赤霉烯酮為129.91微克/千克，嘔吐毒素為378.94微克/千克。

項(xiàng)目組于2018－2021 年共采集能量飼料樣品316份進(jìn)行AFB1、ZEA、DON 3種毒素的含量檢測(cè)并分析，樣品包括玉米、小麥、小麥加工產(chǎn)物(面粉、次粉、麥麩)等能量飼料種類(lèi)。檢測(cè)結(jié)果顯示小麥加工產(chǎn)物的3 種毒素平均含量最高，AFB1為5.05 微克/千克、ZEA 為202.71 微克/千克、DON 為1128.45 微克/千克，DON 的平均值超過(guò)了國(guó)標(biāo)11.28%，這可能與谷物加工后毒素富集到副產(chǎn)物上有關(guān)。小麥的AFB1含量、ZEA 含量和DON 含量均低于玉米，AFB1含量比玉米低29.95%，ZEA含量比玉米低30.41%，DON含量比玉米低34.32%，這可能與谷物的營(yíng)養(yǎng)成分結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)的環(huán)境與收獲的季節(jié)有關(guān)。從這3 種主要霉菌毒素的檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，霉菌毒素對(duì)水產(chǎn)飼料原料的污染情況比較普遍，嘔吐毒素是3種毒素中污染較嚴(yán)重的一種。

四、小結(jié)

霉菌毒素在水產(chǎn)飼料原料上的污染存在著一定的規(guī)律特性，鐮刀菌毒素(DON、ZEN 等)污染主要集中在華東濕熱糧食區(qū)、華北和東北濕冷糧食區(qū)，曲霉菌毒素污染主要集中于華南、西南濕熱糧食，西北干冷儲(chǔ)糧生態(tài)區(qū)的毒素污染處在相對(duì)較低水平。從2013－2016 年、2018－2021 年的樣品檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，小麥的霉菌毒素污染程度要輕于玉米，但小麥加工產(chǎn)物，尤其是次粉、麥麩等由于毒素富集的原因，其污染程度要遠(yuǎn)高于其他樣品。在掌握主要霉菌毒素的污染現(xiàn)狀以及霉菌毒素在不同原料上的污染規(guī)律后，需制定飼料企業(yè)或養(yǎng)殖企業(yè)霉菌毒素風(fēng)險(xiǎn)解決方案，以有效管控水產(chǎn)養(yǎng)殖中霉菌和霉菌毒素的風(fēng)險(xiǎn)。