霉菌毒素吸附剂研究进展

霉菌毒素吸附剂研究进展 来源： 国际畜牧网-猪业科学 时间：2009-02-18 霉菌毒素（Mycotoxins）普遍存在于饲料和饲料原料中，是饲料及饲料原料中霉菌生长发育过程中产生的次生代谢产物，对畜牧业生产和人类的健康造成严重的危害。据报道，全世界约有25%的谷物不同程度地受到霉菌毒素的污染。霉菌毒素既可在田间生长时产生（田间毒素如镰刀菌毒素），也可在仓储期间产生毒素（仓储毒素如黄曲霉毒素、棕曲霉毒素）。谷物和饲料中霉菌的生长和毒素的产生受许多因素影响，如气候条件、作物品种、作物的易感性、霉菌的种类、昆虫或化学物质的破坏、收获时是否用杀虫剂处理、贮存条件以及其他任何后续的操作过程。动物采食被霉菌毒素污染的饲料后常发生急性和慢性毒性，导致肿瘤和癌症的发生（主要为肝癌和肾癌）、雌激素紊乱综合征、抑制免疫功能、动物性产品品质下降，从而影响人类的健康。除急慢性毒性影响外，霉菌毒素对饲料的污染还会导致其他一系列的影响，如降低动物的采食量、引起动物拒食、营养物质的吸收下降、降低饲料转化率和体增重、腹泻、降低免疫功能而增加疾病的发生率以及降低动物的繁殖性能，从而造成巨大的经济损失。 为了降低霉菌毒素对动物或整个养殖业的影响，科学家和养殖业人员采取了各种防霉措施，但由于饲料作物在田间、收获、储藏、加工等诸多环节均可受到霉菌感染。因此，霉菌毒素在饲料及饲料原料中的产生是必然的，防霉工作很难完全有效。为了降低霉菌毒素对动物生产和人类健康的影响，目前常采用生物学方法、化学方法及物理方法对收获前后的饲料原料或饲料进行处理。

1饲料及饲料原料中常见的霉菌毒素以及对动物的危害 目前发现饲料及饲料原料中霉菌种类有一百多种，饲料和食品中霉菌毒素主要由曲霉菌属、青霉菌属和镰刀菌产生（Sandrine，2005）。通常一种霉菌能产生一种或多种次生代谢产物，而同种霉菌毒素又可由不同的霉菌产生，但不是所有霉菌次生代谢产物都是有毒的。到目前为止，已分离出约三百多种霉菌毒素，其中只有几十种被公认的对动物和人类造成危害。但在饲料中常见的且对动物健康和养殖业造成严重损害的有：黄曲霉毒素（AF）、玉米赤霉烯酮（ZEN）、赭曲霉毒素（OT）、单端孢霉烯（族）化合物（包括呕吐毒素、雪腐镰刀茵烯醇及T-2毒素等）以及伏马菌素（F）等。 每种霉菌毒素的毒性变化很大这不仅取决于毒素的物理和化学性质而且还与毒素的摄八量、持续摄入的时间动物的种类、性别、年龄、品种以及生理状态、营养水平、环境因素（包括环境卫生、空气质量、温度、湿度饲养密度）和饲料中不同霉菌毒素之间的相互作用有关。大量研究表明，霉菌毒素具有致癌性、基因毒性、皮肤毒性、致畸性．。肾毒性及肝毒性等。而霉菌毒素对动物的危害主要体现在：引起动物急、慢性中毒；减少动物采食量，降低动物的生产性能和饲料转化率和繁殖性能抑制免疫机能（器官、细胞免疫、体液免疫）i残留在动物组织和产品中问接影响人的健康。所以，目前我们更关心的、也是对畜牧业生产带来严重损害的是由其引起畜禽的生产性能下降、生殖机能紊乱、免疫抑制及其所导致的对其他疾病的易感性。

2霉菌毒素脱毒方法 最理想的脱毒方法应是尽量减少霉菌毒紊的产生，如在谷物成熟后，低水分含量时进行收获，低温干燥条件下储存。但在高温、高湿季节和地区要做到这一点是很困难的，甚至是不可能的，而且一些自然灾害（如虫害鼠害、天气骤变等）也是无法避免的。所以霉菌毒素对谷物和饲料的污染是不可避免的，必须对污染了霉菌毒素的饲料进行脱毒处理，以降低对动物的危害。目前对霉菌毒索脱毒处理主要有：机械脱毒、生物脱毒、化学脱毒及物理脱毒等方法。 2.1机械脱毒 所谓机械脱毒是指用人工或机械的方法，将谷物和饲料中的发霉颗粒剔除或通过机械的碾轧除去毒素含量较高的外皮而降低毒素的含量。机械脱毒主要利用霉菌毒素在谷物和饲料中的分布特点而进行，所以该方法能在一定程度上除掉病虫鼠害、破损等霉粒，但由于该方法费时费力，而且效力很低，在现代化大规模饲料生产中很少应用。 2.2生物脱毒 最近，生物学方法也被用于霉菌毒素的脱毒研究，主要有酶解法和微生物发酵法。酶解法主要是选用某些酶，利用其降解或破坏毒索。但此类方法由于霉菌毒素种类较多，要求酶系复杂完整，另外由于酶不耐热而在饲料加工过程中容易失活，并且成本较高也难以在实际生产中推广使用。采用微生物发酵来去除霉菌毒素有许多报道，如将黄曲霉毒素B1发酵转化为无毒或低毒的产物，但这种转化通常是缓慢的，而且是不完全的，能否在实际生产中发挥作用还需作进一步的研究。 2.3化学脱毒 某些毒素可被单乙胺氢氧化钙、臭氧以及氧水降解，特别是氨化作用对黄曲霉毒素的降解作用比较显著，但这种方法对其他霉菌毒素的作用效果较差，同时，可能因氨在饲料中的残留而影响动物的健康。所以化学降解法的主要缺点是，各种化学物质只能对某种毒素有效而对其他毒素不能降解。另外，这些化学物质在饲料中的高残留问题无法有效而经济地去除，易对动物带来不利的影响。 2.4物理脱毒 物理脱毒法主要有吸附法、水洗法、剔除法、脱胚去毒法、溶剂提取法、加热去毒法、辐射法等。物理方法主要是通过在饲料或谷物中添加各种吸附剂，降低霉菌毒素在胃肠道的吸收，即在饲料中添加可以吸附霉菌毒素的物质，使毒素在经过动物肠道时不被动物所吸收，直接排出动物体外。这是目前饲料市场上较为成熟，且较可行的一种霉菌毒素脱毒方法。 2.5其他脱毒方法 有研究报道，在饲料中添加益生素（如芽胞杆菌、乳酸菌、双歧杆菌等），可以保持肠道菌群平衡，增强机体的免疫力，缓解霉菌毒素对机体形成的危害，减少由于饲料霉变造成的损失。另外，采用营养措施，饲料添加剂的添加，如抗氧化剂、含硫氧基酸、维生素及微量元素等都能有效地降低霉菌毒素对动物的危害。

3常见的霉菌毒素吸附剂 目前，用于霉菌毒索吸附的物质主要有活性炭、铝硅酸盐类、有机物类（如酵母细胞壁等）及其它树脂类（如消胆胺等）。 3.1活性炭 活性炭是一种具有比表面积高的多孔不溶性粉末状物质，它的比表面积可达500-3500m2/g。体外试验表明，活性炭对霉菌毒素有较好的吸附脱毒作用。然而，活性炭对霉菌毒素的体外吸附试验在体内得不到验证，而且活性炭属非特异性霉菌毒素，吸附剂在吸附霉菌毒素的同时对饲料中的某些营养成分也有吸附作用，同时对饲料中某些药物也有吸附作用，如活性炭对土霉素有很强的吸附能力，从而降低了营养物质的吸收和药物的效价，所以在实际生产中应谨慎使用。 3.2铝硅酸盐类 天然铝硅酸盐如沸石、蒙脱石、硅藻土、高岭土等，因为具有较大的比表面积和离子吸附能力，对霉菌毒素有一定的选择吸附能力而引起研究者的兴趣。水和硅铝酸钠钙（HSCAS）是指任何相对纯净的含有一些水分和少量钠、钙（以可交换阳离子的形式或可溶性盐的出现）的硅铝酸盐类物质。商业中使用的HSCAS大多是从沸石或硅镁土中提炼出来的，具有多孔性，其孔径在0.015-0.090mm（150-900埃）范围内。它对黄曲霉毒素有较好的选择性吸附能力。但该类物质对其他霉菌毒素（玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素、单端孢类毒素等）吸附能力较差，还可能与饲料中微量元素、维生素及药物结合而降低其利用力，而且这类物质还可能引起二次污染（如重金属元素二恶英等有害物质）。但对这类物质进行改性处理，可提高其吸附能力及减少负面影响。 3.3有机物类 主要是葡甘露聚糖类。酯化的葡甘露聚糖（EGM）是一种新型的霉菌毒素吸附剂，是从酵母细胞中提取出的功能性碳水化合物。EGM有很大的表面区域，1kg的EGM有相当于2.2hm2的表面区域。其表面富含不同孔径的孔穴，用以大面积地扑捉不同种类的霉菌毒素。Swamy等在猪体内试验研究表明，葡甘露聚糖对镰刀菌产生的毒素有一定的脱毒作用。酯化葡配甘露聚糖还可增进肉鸡的采食量，减轻拉稀症状。酯化葡配甘露聚糖在单胃动物和反刍动物体内均能结合霉菌毒素，而且酯化葡配甘露聚糖与霉菌毒素结合后，霉菌毒素不易被解离。所以，酯化葡配甘露聚糖对多种霉菌毒素具有较强的吸附作用，而且对饲料中其他营养成分无显著的负作用，同时还可能对动物的其他生理功能有着积极的作用，是一种广谱的具有很大潜力的霉菌毒素吸附剂。 3.4其他吸附剂 除了上述常见的几种吸附剂以外，研究者和生产者也在不断地探索新的霉菌毒素吸附剂，并且取得了一定的进展如消胆胺和交联聚乙烯基吡略烷酮（PVPP）。消胆胺（Cholestyramine）是一种阴离子交换树脂，一般用于肠道中吸附胆汁酸，降低低密度脂蛋白和胆固醇浓度。但体外研究表明，这种树脂对赭曲霉毒素A和玉米赤霉烯酮等霉菌毒索有较强的吸附能力。Giuseppina等体外模拟健康猪胃肠道研究不同吸附剂对玉米赤霉烯酮在胃肠道吸收的影响，结果表明，消胆胺可以使小肠对玉米赤霉烯酮的吸附率从32%下降到16%。交联聚乙烯基吡咯烷酮（PVPP）是一种不溶性高分子极性多孔性两性化合物，体外试验结果表明，它可以吸附0.3mg/g玉米赤霉烯酮。

4霉菌毒素素吸附剂的评价 由饲料中的霉菌引发的霉菌毒素污染困扰着全球饲料生产厂家，目前，市场上出现了各种各样的天然或合成的霉菌毒索吸附剂。这些产品中的大多数是通过在消化或营养吸收的过程中清除毒素分子而保护动物免受危害。但由于吸附剂在饲料中为非营养成分，而且可能带来不利的影响，所以在实际生产中应选择合适的吸附剂，既能有效地降低霉菌毒素对动物的危害，又不至于对动物生长造成负面影响。所以理想的吸附剂应有吸附不同种类霉菌毒素的能力；使用量应低且有效；能在饲料中迅速均匀地混合；加工制粒、膨化、储存期间有较强的稳定性；对维生素、微量元素，药物及其他营养物质无吸附作用；在宽pH范围内具有较高的稳定性，排出后应能被生物降解；本身应不含污染物。

5小结