饲料中霉菌毒素的危害及脱毒方法

■彭 凯吴 薇龙 蕾王顺喜

（1.中国农业大学工学院，北京 100083；2.中国农业科学院饲料研究所，北京 100081）

霉菌毒素是由一些霉菌分泌的有毒次级代谢产物，这些霉菌的种类包括曲霉属（Aspergillus）、青霉属（Penicillium）、镰刀菌属（Fusarium）和孢霉属（Al⁃temaria）[1-3]。曲霉属和青霉属对谷物原料和饲料的污染比较常见，而镰刀菌属和孢霉属一般是在谷物收获期或收获前期侵染并大量产生毒素[4]。到目前为止，已发现有超过100种霉菌产生近400多种不同的霉菌毒素[5-6]。联合国粮食与农业组织（FAO）的评估数据表明，全世界超过25%的农副产品均被霉菌毒素所污染，从而导致农业经济的严重损失[7]。引起饲料霉变的原因复杂多样，除了受霉菌污染之外，还包括饲料和原料的水分活度值高、环境潮湿及病虫侵害等。饲料加工不合理也会造成饲料霉变，如饲料厂打包时一般要求饲料与环境温差不超过3℃，在生产颗粒料时，若冷却器出现异常或冷却不充分，将会导致饲料温度较高并因温差大而发霉。饲料生产设备如原料仓、输送机、混合机、配料仓中原料的残留霉变形成交叉污染，也将影响饲料的品质和卫生。此外，饲料在生产、包装、储存和运输过程中管理不当以及饲料厂的卫生条件不合格（细菌、霉菌、虫害超标）等也会引起饲料发霉变质。在饲料霉变过程中，霉菌产生的霉菌毒素不仅影响饲料的品质，而且危害畜禽和人类健康，危及食品安全。

1 霉菌毒素的危害

饲料一旦被霉菌毒素污染，其营养品质和安全性将大大降低，霉菌毒素不仅危害动物的组织器官，还将残留在畜产品中，对人类健康产生不利影响。常见的霉菌毒素主要有6种，即黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素、T-2毒素、伏马毒素和赭曲霉毒素。黄曲霉毒素（AFB）主要是由属于曲霉属的黄曲霉及寄生曲霉所产生的二级代谢产物，毒素种类主要包括B1、B2、G1、G2、M1、M2等 17 种，其中以黄曲霉毒素 B1（AFB1）的毒性最强，危害最大。黄曲霉毒素主要攻击的靶器官是动物的肝脏，畜禽采食被黄曲霉毒素污染的饲料以后，疾病抵抗力降低，生长性能下降，产蛋率降低，产蛋畸形，黄曲霉毒素含量超过限量甚至导致动物中毒死亡。不同动物对黄曲霉毒素的敏感性不同，雏鸭较雏鸡敏感，而仔猪、犊牛、肥育猪、成年牛、绵羊对黄曲霉毒素的敏感性依次减弱。

玉米赤霉烯酮（ZEN）主要是粉红镰刀菌及禾谷镰刀菌产生的一种甾体霉菌毒素，广泛存在于玉米、大麦、小麦及谷物加工副产品（如DDGS）中。玉米赤霉烯酮具有雌激素作用，主要攻击繁殖系统，造成动物生殖机能障碍，动物表现为雌激素亢进症。急性中毒时，母猪和去势母猪乳腺增生，阴户红肿，子宫肥大和卵巢萎缩；公猪则包皮长，阴茎肿大，乳腺肿胀。亚急性中毒时母猪不育，流产，死胎，产仔数减少；仔猪体弱，出现睾丸萎缩、乳腺增大等雌性化特征；母牛症状与猪相似；鸡可见泄殖腔外翻，输卵管扩张，产蛋率下降等。不同动物对玉米赤霉烯酮的敏感性表现为：猪＞禽＞反刍动物。

呕吐毒素（DON）又名脱氧雪腐镰刀菌烯醇，属于镰刀菌所产生毒素的典型代表，因动物中毒后发生呕吐而得名。动物摄取一定量的呕吐毒素之后会引起采食量和体重下降，局部皮肤过敏、炎症甚至坏死，出现拒食、呕吐、腹泻、站立不稳、反应迟钝等急性中毒症状。国家标准限定猪、犊牛、泌乳期动物配合饲料中呕吐毒素的允许量小于1 mg/kg，家禽、牛配合饲料中小于5 mg/kg。

T-2毒素是由三线镰刀菌产生的一种倍半萜烯化合物，属于A类毒素，是单端孢霉烯族毒素中毒性最强的毒素[8]。T-2毒素广泛分布于自然界，容易污染玉米、小麦、大麦及燕麦等粮食和饲料原料，动物通过饲料摄入之后会引起各种中毒症状和疾病。T-2毒素主要攻击细胞分裂旺盛的造血和免疫器官，如胸腺、骨髓、肝、脾、淋巴结、生殖腺及胃肠黏膜等，抑制这些器官细胞的蛋白质和DNA合成。不同动物对T-2毒素的耐受性有一定差异，幼龄动物比成年动物对毒素更敏感。长期饲喂由T-2毒素污染的饲料可引起动物口腔溃疡、食欲不振、组织器官肿大、皮肤炎症及消化道紊乱等症，严重时甚至引起动物死亡。国标中限定猪、禽配合饲料中T-2毒素的允许量小于1 mg/kg。

伏马毒素（FB）是由串珠镰刀菌产生的水溶性次级代谢产物，到目前为止，已鉴定出的伏马毒素及其类似物共计28种，分为A、B、C、P四组，如FA1、FA2、FB1、FB2、FB3、FB4、FC1、FC2、FC3、FC4、FP1等，其中以 FB1为主，其毒性最强。伏马毒素对饲料的污染在世界范围内普遍存在，主要污染对象为玉米、小麦等原料，而对粮食的污染情况更为严重。伏马毒素具有高致癌性，对肝脏和肾脏均具有毒性作用，还能诱发猪肺水肿，免疫抑制和胸膜积水，破坏神经鞘脂类的代谢，阻碍二氢神经鞘氨醇（Sa）和神经鞘氨醇（So）合成鞘脂复合物，导致Sa和So在组织内富集，中断神经鞘脂的代谢，从而导致机体氧化性损伤，脂质过氧化，细胞损伤或凋亡。动物中毒后的典型症状为神经错乱，肝脏受损。

赭曲霉毒素是由赭曲霉和青霉菌产生的一种霉菌毒素，分为A、B两种类型，其中赭曲霉毒素A（OTA）的毒性较强，在霉变谷物和饲料中常见。OTA的毒性作用主要是抑制蛋白质、DNA及RNA的合成，对动物的毒性表现为肝脏毒性、肾毒性、致癌性、致畸性、致突变性和免疫抑制作用，从而导致动物生长受阻、生产性能下降、肝机能和肾机能受损、肾脏肿大、肝糖元积聚、肝脏苍白褪色以及孵化率降低等一系列症状。

2 霉菌毒素的脱毒方法

2.1 物理脱毒法

除了控制饲料含水量、低温低氧贮藏、防霉包装以及添加防霉剂和脱毒剂以外，传统的饲料脱毒方法还包括机械脱毒、物理脱毒、化学脱毒、抗霉育种以及多种防霉脱毒技术的结合。

机械隔离和分拣可以有效剔除受损的、变色的、有可见霉菌附着的饲料[9]。通过霉变饲料在紫外灯照射下的荧光反应也可以实现对部分受霉菌感染的玉米、棉花种子和无花果进行荧光分拣[10]。另外一种降低霉菌毒素的有效方法就是利用机械浮选和密度分离原理进行饲料隔离脱毒，这种方法被证明对呕吐毒素、玉米赤霉烯酮和黄曲霉毒素有较好的效果[11-12]。

物理脱毒方法包含高温处理、水洗、吸附以及辐射等。用水和碳酸钠溶液对受呕吐毒素和玉米赤霉烯酮等污染的苹果、谷物和玉米种子进行水洗是一种简单有效的脱毒方法，研究表明有近54%的霉菌毒素在清洗过程中被清除[13]。当前，尽管公众对辐射食品和饲料的安全性仍存在一定的争议，但是辐射灭菌和消毒仍然广泛应用于工业化生产中[14]。1980年，FAO、IAEA和WHO专家委员会对辐射食品发起联合声明，任何辐射剂量小于10 kGy的食品均没有毒性危害和特别的微生物学或营养学问题[15]。随着科学研究的不断深入，微波、紫外、红外、γ射线、脉冲强光等辐射灭菌及脱毒技术逐渐走向成熟。王蓓[16]研究表明，紫外、脉冲强光和红外热辐射对稻谷中黄曲霉菌的杀灭效果理想，脉冲强光对黄曲霉毒素B1和黄曲霉毒素B2有极强的降解效果。此外，一些吸附剂也可以有效吸附饲料中的霉菌毒素，其中应用最为广泛的是膨润土和活性炭，吸附剂的吸附效果一般受到颗粒粒度和热处理的影响[17]。Kane等[18]研究表明，在花生粕中添加凹凸棒石、高岭土和脱毒素等吸附剂可去除约99%的黄曲霉毒素B1。

2.2 化学脱毒法

化学脱毒是利用毒素在强酸、强碱或强氧化剂的作用下转化为无毒物质的原理，根据化学试剂的不同而方法较多。常见有酸处理法、碱处理法、氨处理法及有机溶剂处理法。向受到黄曲霉毒素污染的粮食或饲料中通入液氨，在常温或加热条件下密封储存一定时间，黄曲霉毒素在氨的作用下化学结构发生改变，转化为没有毒性的黄曲霉素D1等物质，因而解毒[19]。近年来，有机溶剂浸提法脱毒成为研究热点，常用的有机溶剂有95%的乙醇、丙酮、异丙酮、80%异丙酮、正己烷-甲醇、甲醇、乙腈、正己烷-乙醇-水、丙酮-正己烷-水等，利用这些溶剂，可将油中几乎所有的黄曲霉毒素去除[20]。

2.3 吸附脱毒法

新型无机吸附剂比传统吸附剂有更大的比表面积、孔隙率和离子吸附能力。饲料中添加活性炭（AC）、水合铝硅酸钠钙（HSCAS）、精制沸石粉等高效吸附剂是一种有效的饲料霉菌毒素脱毒方法[21]。活性炭作为一种高效、无毒的吸附剂，具有很多孔隙结构，其比表面积高达500～3 500 m2/g[22]。Avantaggiato等[23]研究表明，AC可以有效吸附并降低动物肠道中的玉米赤霉烯酮，使用0.25%～2%的AC能够降低肠道吸收43%～84%的玉米赤霉烯酮毒素。HSCAS是一种高效的霉菌毒素吸附剂，使用0.5%的HSCAS即可有效降低尿样中残留的黄曲霉毒素含量[24]。Kabak等[25]研究了不同吸附剂对黄曲霉毒素B1（AFB1）、赭曲霉毒素(OTA)、呕吐毒素（DON）和玉米赤霉烯酮（ZEN）的体外吸附情况，结果如表1所示。

表1 不同吸附剂对毒素的体外吸附情况

近年来，有机吸附剂成为饲料防霉脱毒的研究热点，有机吸附剂主要是指酵母细胞壁、甘露聚糖、葡甘聚糖及其衍生物等。有机吸附剂较无机吸附剂对霉菌毒素的吸附率高。如酵母细胞壁对霉菌毒素有很强的吸附作用，它能有效抵抗其毒性，作为一种广谱、高效、绿色且添加量较小的霉菌毒素吸附剂具有广阔的应用前景。Stanley等[26]在含有168 mg/kg黄曲霉毒素、8.4 mg/kg赭曲霉素、54 mg/kg玉米赤烯酮、32 mg/kg T-2毒素的日粮中分别添加0.05%的酯化葡甘露聚糖，能够有效减轻霉菌毒素对鸡的生长抑制，使尿素氮水平恢复正常。

2.4 微生物脱毒法

微生物脱毒是近年来国际研究的热点，它具有低成本、高效率和专一性强的特点，微生物脱毒方法主要利用了微生物或其产生的酶来降解霉菌毒素，研究发现很多微生物能够转化霉菌毒素，从而降低其毒性并阻止霉菌毒素的吸收。乳酸菌、醋酸菌、面包酵母、酿酒酵母、米曲霉和枯草杆菌等对黄曲霉毒素均有一定的降解作用。Karlovsky等[27]研究表明，通过发酵产生的乳酸杆菌、链球菌、双歧杆菌能降低牛奶中的赭曲霉毒素和黄曲霉毒素B1。由于国内研究起步较晚，实际应用中缺乏理论指导，而微生物脱毒的专一性也同时限定了其适用性，作为一项新兴的饲料脱毒技术，微生物脱毒的推广和应用仍需要进一步的研究和探索。除了上述方法之外，还有一些其他的霉菌毒素脱毒方法如中草药脱毒[28]、添加纳米硒[29]和蛋氨酸[30]

等均被证明效果明显。

2.5 复合脱毒法

复合脱毒剂的主要成分包含无机吸附剂、有机吸附剂、微生物及酶制剂、生物活性成分、免疫增强剂以及自由基清除剂等，其特点在于利用不同脱毒成分的优势，阻止霉菌毒素吸附，同时具有增强动物免疫抵抗力的效果。复合脱毒剂的脱毒效果较单一成分明显，且适应性强，对不同种类的霉菌毒素均具有良好的脱毒效果。杨彦琼[31]研究表明，硅铝酸盐与酵母细胞提取物（7∶3）组成的复合吸附剂对AFB1的最大吸附率为91.97%，吸附稳定性好，脱毒效果明显。戴玉端[32]对比研究了市售脱毒剂和自制复合脱毒剂对肉鸡生长性能、免疫功能、钙磷代谢和血液生化指标的影响，结果表明，复合脱毒剂的脱毒效果优于市售脱毒剂。

3 小结

霉变对饲料的营养、安全以及动物健康造成极为不利的影响。尽管饲料的防霉脱毒方法较多，但是实际应用效果却不理想。新型无机或有机吸附剂对霉菌毒素的脱毒效率高，但仍然存在一些问题，如吸附剂与饲料的配比不协调；吸附剂在吸附霉菌毒素的同时是否会额外吸附饲料中的营养素及微量成分；添加吸附剂和脱毒剂是否会影响动物的生长性能等问题均有待进一步深入研究。微生物脱毒法可能是未来饲料霉菌毒素脱毒技术的应用方向。饲料霉变的原因复杂多样，多数情况下霉变不仅仅是由某一种霉菌污染造成的，而是由多种霉菌共同作用的结果，任何一种方法都不可能将所有霉菌毒素都去除干净。无论是传统脱毒方法还是新兴的脱毒技术，只有在严格把控饲料质量与水分，大力监管生产和储运的基础上，才能从根本上解决饲料的霉变问题。