霉菌毒素吸附劑研究進(jìn)展

　　霉菌毒素（Mycotoxins）普遍存在于飼料和飼料原料中，是飼料及飼料原料中霉菌生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物，對(duì)畜牧業(yè)生產(chǎn)和人類的健康造成嚴(yán)重的危害。據(jù)報(bào)道，全世界約有25%的谷物不同程度地受到霉菌毒素的污染。霉菌毒素既可在田間生長(zhǎng)時(shí)產(chǎn)生（田間毒素如鐮刀菌毒素），也可在倉(cāng)儲(chǔ)期間產(chǎn)生毒素（倉(cāng)儲(chǔ)毒素如黃曲霉毒素、棕曲霉毒素）。谷物和飼料中霉菌的生長(zhǎng)和毒素的產(chǎn)生受許多因素影響，如氣候條件、作物品種、作物的易感性、霉菌的種類、昆蟲(chóng)或化學(xué)物質(zhì)的破壞、收獲時(shí)是否用殺蟲(chóng)劑處理、貯存條件以及其他任何后續(xù)的操作過(guò)程。動(dòng)物采食被霉菌毒素污染的飼料后常發(fā)生急性和慢性毒性，導(dǎo)致腫瘤和癌癥的發(fā)生（主要為肝癌和腎癌）、雌激素紊亂綜合征、抑制免疫功能、動(dòng)物性產(chǎn)品品質(zhì)下降，從而影響人類的健康。除急慢性毒性影響外，霉菌毒素對(duì)飼料的污染還會(huì)導(dǎo)致其他一系列的影響，如降低動(dòng)物的采食量、引起動(dòng)物拒食、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收下降、降低飼料轉(zhuǎn)化率和體增重、腹瀉、降低免疫功能而增加疾病的發(fā)生率以及降低動(dòng)物的繁殖性能，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

　　為了降低霉菌毒素對(duì)動(dòng)物或整個(gè)養(yǎng)殖業(yè)的影響，科學(xué)家和養(yǎng)殖業(yè)人員采取了各種防霉措施，但由于飼料作物在田間、收獲、儲(chǔ)藏、加工等諸多環(huán)節(jié)均可受到霉菌感染。因此，霉菌毒素在飼料及飼料原料中的產(chǎn)生是必然的，防霉工作很難完全有效。為了降低霉菌毒素對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)和人類健康的影響，目前常采用生物學(xué)方法、化學(xué)方法及物理方法對(duì)收獲前后的飼料原料或飼料進(jìn)行處理。

　　1飼料及飼料原料中常見(jiàn)的霉菌毒素以及對(duì)動(dòng)物的危害

　　目前發(fā)現(xiàn)飼料及飼料原料中霉菌種類有一百多種，飼料和食品中霉菌毒素主要由曲霉菌屬、青霉菌屬和鐮刀菌產(chǎn)生（Sandrine，2005）。通常一種霉菌能產(chǎn)生一種或多種次生代謝產(chǎn)物，而同種霉菌毒素又可由不同的霉菌產(chǎn)生，但不是所有霉菌次生代謝產(chǎn)物都是有毒的。到目前為止，已分離出約三百多種霉菌毒素，其中只有幾十種被公認(rèn)的對(duì)動(dòng)物和人類造成危害。但在飼料中常見(jiàn)的且對(duì)動(dòng)物健康和養(yǎng)殖業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p害的有：黃曲霉毒素（AF）、玉米赤霉烯酮（ZEN）、赭曲霉毒素（OT）、單端孢霉烯（族）化合物（包括嘔吐毒素、雪腐鐮刀茵烯醇及T-2毒素等）以及伏馬菌素（F）等。

　　每種霉菌毒素的毒性變化很大這不僅取決于毒素的物理和化學(xué)性質(zhì)而且還與毒素的攝八量、持續(xù)攝入的時(shí)間動(dòng)物的種類、性別、年齡、品種以及生理狀態(tài)、營(yíng)養(yǎng)水平、環(huán)境因素（包括環(huán)境衛(wèi)生、空氣質(zhì)量、溫度、濕度飼養(yǎng)密度）和飼料中不同霉菌毒素之間的相互作用有關(guān)。大量研究表明，霉菌毒素具有致癌性、基因毒性、皮膚毒性、致畸性．。腎毒性及肝毒性等。而霉菌毒素對(duì)動(dòng)物的危害主要體現(xiàn)在：引起動(dòng)物急、慢性中毒；減少動(dòng)物采食量，降低動(dòng)物的生產(chǎn)性能和飼料轉(zhuǎn)化率和繁殖性能抑制免疫機(jī)能（器官、細(xì)胞免疫、體液免疫）i殘留在動(dòng)物組織和產(chǎn)品中問(wèn)接影響人的健康。所以，目前我們更關(guān)心的、也是對(duì)畜牧業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p害的是由其引起畜禽的生產(chǎn)性能下降、生殖機(jī)能紊亂、免疫抑制及其所導(dǎo)致的對(duì)其他疾病的易感性。

　　最理想的脫毒方法應(yīng)是盡量減少霉菌毒紊的產(chǎn)生，如在谷物成熟后，低水分含量時(shí)進(jìn)行收獲，低溫干燥條件下儲(chǔ)存。但在高溫、高濕季節(jié)和地區(qū)要做到這一點(diǎn)是很困難的，甚至是不可能的，而且一些自然災(zāi)害（如蟲(chóng)害鼠害、天氣驟變等）也是無(wú)法避免的。所以霉菌毒素對(duì)谷物和飼料的污染是不可避免的，必須對(duì)污染了霉菌毒素的飼料進(jìn)行脫毒處理，以降低對(duì)動(dòng)物的危害。目前對(duì)霉菌毒索脫毒處理主要有：機(jī)械脫毒、生物脫毒、化學(xué)脫毒及物理脫毒等方法。

　　所謂機(jī)械脫毒是指用人工或機(jī)械的方法，將谷物和飼料中的發(fā)霉顆粒剔除或通過(guò)機(jī)械的碾軋除去毒素含量較高的外皮而降低毒素的含量。機(jī)械脫毒主要利用霉菌毒素在谷物和飼料中的分布特點(diǎn)而進(jìn)行，所以該方法能在一定程度上除掉病蟲(chóng)鼠害、破損等霉粒，但由于該方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且效力很低，在現(xiàn)代化大規(guī)模飼料生產(chǎn)中很少應(yīng)用。

　　最近，生物學(xué)方法也被用于霉菌毒素的脫毒研究，主要有酶解法和微生物發(fā)酵法。酶解法主要是選用某些酶，利用其降解或破壞毒索。但此類方法由于霉菌毒素種類較多，要求酶系復(fù)雜完整，另外由于酶不耐熱而在飼料加工過(guò)程中容易失活，并且成本較高也難以在實(shí)際生產(chǎn)中推廣使用。采用微生物發(fā)酵來(lái)去除霉菌毒素有許多報(bào)道，如將黃曲霉毒素B1發(fā)酵轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或低毒的產(chǎn)物，但這種轉(zhuǎn)化通常是緩慢的，而且是不完全的，能否在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮作用還需作進(jìn)一步的研究。

　　2.3化學(xué)脫毒

　　某些毒素可被單乙胺氫氧化鈣、臭氧以及氧水降解，特別是氨化作用對(duì)黃曲霉毒素的降解作用比較顯著，但這種方法對(duì)其他霉菌毒素的作用效果較差，同時(shí)，可能因氨在飼料中的殘留而影響動(dòng)物的健康。所以化學(xué)降解法的主要缺點(diǎn)是，各種化學(xué)物質(zhì)只能對(duì)某種毒素有效而對(duì)其他毒素不能降解。另外，這些化學(xué)物質(zhì)在飼料中的高殘留問(wèn)題無(wú)法有效而經(jīng)濟(jì)地去除，易對(duì)動(dòng)物帶來(lái)不利的影響。

　　物理脫毒法主要有吸附法、水洗法、剔除法、脫胚去毒法、溶劑提取法、加熱去毒法、輻射法等。物理方法主要是通過(guò)在飼料或谷物中添加各種吸附劑，降低霉菌毒素在胃腸道的吸收，即在飼料中添加可以吸附霉菌毒素的物質(zhì)，使毒素在經(jīng)過(guò)動(dòng)物腸道時(shí)不被動(dòng)物所吸收，直接排出動(dòng)物體外。這是目前飼料市場(chǎng)上較為成熟，且較可行的一種霉菌毒素脫毒方法。

　　2.5其他脫毒方法

　　有研究報(bào)道，在飼料中添加益生素（如芽胞桿菌、乳酸菌、雙歧桿菌等），可以保持腸道菌群平衡，增強(qiáng)機(jī)體的免疫力，緩解霉菌毒素對(duì)機(jī)體形成的危害，減少由于飼料霉變?cè)斐傻膿p失。另外，采用營(yíng)養(yǎng)措施，飼料添加劑的添加，如抗氧化劑、含硫氧基酸、維生素及微量元素等都能有效地降低霉菌毒素對(duì)動(dòng)物的危害。

　　3常見(jiàn)的霉菌毒素吸附劑

　　目前，用于霉菌毒索吸附的物質(zhì)主要有活性炭、鋁硅酸鹽類、有機(jī)物類（如酵母細(xì)胞壁等）及其它樹(shù)脂類（如消膽胺等）。

　　活性炭是一種具有比表面積高的多孔不溶性粉末狀物質(zhì)，它的比表面積可達(dá)500-3500m2/g。體外試驗(yàn)表明，活性炭對(duì)霉菌毒素有較好的吸附脫毒作用。然而，活性炭對(duì)霉菌毒素的體外吸附試驗(yàn)在體內(nèi)得不到驗(yàn)證，而且活性炭屬非特異性霉菌毒素，吸附劑在吸附霉菌毒素的同時(shí)對(duì)飼料中的某些營(yíng)養(yǎng)成分也有吸附作用，同時(shí)對(duì)飼料中某些藥物也有吸附作用，如活性炭對(duì)土霉素有很強(qiáng)的吸附能力，從而降低了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和藥物的效價(jià)，所以在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)謹(jǐn)慎使用。

　　天然鋁硅酸鹽如沸石、蒙脫石、硅藻土、高嶺土等，因?yàn)榫哂休^大的比表面積和離子吸附能力，對(duì)霉菌毒素有一定的選擇吸附能力而引起研究者的興趣。水和硅鋁酸鈉鈣（HSCAS）是指任何相對(duì)純凈的含有一些水分和少量鈉、鈣（以可交換陽(yáng)離子的形式或可溶性鹽的出現(xiàn)）的硅鋁酸鹽類物質(zhì)。商業(yè)中使用的HSCAS大多是從沸石或硅鎂土中提煉出來(lái)的，具有多孔性，其孔徑在0.015-0.090mm（150-900埃）范圍內(nèi)。它對(duì)黃曲霉毒素有較好的選擇性吸附能力。但該類物質(zhì)對(duì)其他霉菌毒素（玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素、單端孢類毒素等）吸附能力較差，還可能與飼料中微量元素、維生素及藥物結(jié)合而降低其利用力，而且這類物質(zhì)還可能引起二次污染（如重金屬元素二惡英等有害物質(zhì)）。但對(duì)這類物質(zhì)進(jìn)行改性處理，可提高其吸附能力及減少負(fù)面影響。

　　3.3有機(jī)物類

　　主要是葡甘露聚糖類。酯化的葡甘露聚糖（EGM）是一種新型的霉菌毒素吸附劑，是從酵母細(xì)胞中提取出的功能性碳水化合物。EGM有很大的表面區(qū)域，1kg的EGM有相當(dāng)于2.2hm2的表面區(qū)域。其表面富含不同孔徑的孔穴，用以大面積地?fù)渥讲煌N類的霉菌毒素。Swamy等在豬體內(nèi)試驗(yàn)研究表明，葡甘露聚糖對(duì)鐮刀菌產(chǎn)生的毒素有一定的脫毒作用。酯化葡配甘露聚糖還可增進(jìn)肉雞的采食量，減輕拉稀癥狀。酯化葡配甘露聚糖在單胃動(dòng)物和反芻動(dòng)物體內(nèi)均能結(jié)合霉菌毒素，而且酯化葡配甘露聚糖與霉菌毒素結(jié)合后，霉菌毒素不易被解離。所以，酯化葡配甘露聚糖對(duì)多種霉菌毒素具有較強(qiáng)的吸附作用，而且對(duì)飼料中其他營(yíng)養(yǎng)成分無(wú)顯著的負(fù)作用，同時(shí)還可能對(duì)動(dòng)物的其他生理功能有著積極的作用，是一種廣譜的具有很大潛力的霉菌毒素吸附劑。

　　3.4其他吸附劑

　　除了上述常見(jiàn)的幾種吸附劑以外，研究者和生產(chǎn)者也在不斷地探索新的霉菌毒素吸附劑，并且取得了一定的進(jìn)展如消膽胺和交聯(lián)聚乙烯基吡略烷酮（PVPP）。消膽胺（Cholestyramine）是一種陰離子交換樹(shù)脂，一般用于腸道中吸附膽汁酸，降低低密度脂蛋白和膽固醇濃度。但體外研究表明，這種樹(shù)脂對(duì)赭曲霉毒素A和玉米赤霉烯酮等霉菌毒索有較強(qiáng)的吸附能力。Giuseppina等體外模擬健康豬胃腸道研究不同吸附劑對(duì)玉米赤霉烯酮在胃腸道吸收的影響，結(jié)果表明，消膽胺可以使小腸對(duì)玉米赤霉烯酮的吸附率從32%下降到16%。交聯(lián)聚乙烯基吡咯烷酮（PVPP）是一種不溶性高分子極性多孔性兩性化合物，體外試驗(yàn)結(jié)果表明，它可以吸附0.3mg/g玉米赤霉烯酮。

　　由飼料中的霉菌引發(fā)的霉菌毒素污染困擾著全球飼料生產(chǎn)廠家，目前，市場(chǎng)上出現(xiàn)了各種各樣的天然或合成的霉菌毒索吸附劑。這些產(chǎn)品中的大多數(shù)是通過(guò)在消化或營(yíng)養(yǎng)吸收的過(guò)程中清除毒素分子而保護(hù)動(dòng)物免受危害。但由于吸附劑在飼料中為非營(yíng)養(yǎng)成分，而且可能帶來(lái)不利的影響，所以在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)選擇合適的吸附劑，既能有效地降低霉菌毒素對(duì)動(dòng)物的危害，又不至于對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)造成負(fù)面影響。所以理想的吸附劑應(yīng)有吸附不同種類霉菌毒素的能力；使用量應(yīng)低且有效；能在飼料中迅速均勻地混合；加工制粒、膨化、儲(chǔ)存期間有較強(qiáng)的穩(wěn)定性；對(duì)維生素、微量元素，藥物及其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)無(wú)吸附作用；在寬pH范圍內(nèi)具有較高的穩(wěn)定性，排出后應(yīng)能被生物降解；本身應(yīng)不含污染物。

　　谷物和飼料中霉菌毒索的污染嚴(yán)重地影響著畜牧業(yè)的發(fā)展和人類的健康，尋找合適有效的方法對(duì)其進(jìn)行控制是畜牧業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。在飼料中添加吸附劑是一種較方便而且經(jīng)濟(jì)的方法。但從現(xiàn)有的研究來(lái)看，因?yàn)楣任锖惋暳鲜苊咕舅匚廴緲O其嚴(yán)重，且種類較多，而不同霉菌毒素分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)差異較大，所以單一的吸附劑很難將所有霉菌毒素都吸附，但通過(guò)不同類型的吸附劑進(jìn)行適當(dāng)配比或?qū)ξ絼┻M(jìn)行改性，可能是一個(gè)很好的研究方向。同時(shí)，為了降低霉菌毒素對(duì)動(dòng)物和人類造成危害，除了對(duì)霉菌毒素脫毒處理要進(jìn)行研究外，建立一種快速、靈敏、易行的檢測(cè)方法和生物標(biāo)志體系，是飼料業(yè)對(duì)霉菌毒素制定標(biāo)準(zhǔn)以及確保飼料安全的重要工具。且只有對(duì)糧食作物在生長(zhǎng)、收獲、儲(chǔ)存以及飼料加工、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、飼喂等整個(gè)流程進(jìn)行全程控制，才能真正地降低霉菌毒素對(duì)動(dòng)物的危害。