饲料中真菌毒素对养殖水产动物危害的研究进展

邱 妹，邓 旗，房志家，王雅玲，孙力军

(广东海洋大学 食品科技学院，广东省水产品加工与安全重点实验室，广东普通高等学校水产品深加工重点实验室，广东 湛江 524088)

真菌毒素(mycotoxin)是真菌产生的有毒次级代谢物，其种类繁多，大多数结构稳定、耐高温，常见于农作物、饲料、食品以及其他植物源性产品。最常见及危害最严重的真菌毒素包括黄曲霉毒素(aflatoxin， AF)、呕吐毒素(deoxynivalenol， DON)、T-2毒素(T-2 toxin， T-2)、赭曲霉毒素A(ochratoxin A， OTA)等。在水产养殖中为了降低成本，植物原料如玉米、大豆、小麦等逐渐代替动物原料，导致真菌毒素污染水产饲料的风险增加[1]。饲料中真菌毒素对水产动物的健康危害不仅直接影响水产养殖业的可持续发展，它们在水产动物中残留给人类带来极大的食品安全风险。

水产品由于种类丰富、价格便宜使得其消费量在全球范围内不断增加。Bostock等[2]的研究表明，水产养殖业作为全球食品工业的重要组成部分，为人类贡献了近一半的水生食物来源。因此，市场上水产品的质量也越来越受到关注。在21世纪，全球鱼类、虾、蛤蜊和牡蛎的生产养殖量已经是20世纪90年代的2倍[3]，水产品也成为动物和人类的重要食物来源。因此，这种需求导致水产养殖业快速发展。近年来，水产饲料中真菌和真菌毒素的污染带来的水产养殖产业经济损失和人类健康风险问题备受关注。本文主要综述了真菌毒素对饲料的污染及其对水产动物的毒性危害以及毒素残留带来的食品安全隐患的国内外研究现状。

1 水产饲料中真菌毒素的污染严重

水产饲料配料主要由谷物及其副产品、油籽、面粉、块茎的副产品、麸皮、啤酒废料和动物来源的干制品组成[4]。这些饲料原料正是霉菌生长的理想基质，在合适的条件下霉菌合成毒素。这些有毒代谢物可以在作物生长过程中、收获后贮藏期间或饲料成品储藏和喂养过程中发生[5]，更重要的是世界上主要的水产养殖位于热带地区和发展中国家，水产养殖环境温度和湿度给真菌毒素的产生提供了最佳条件，给真菌毒素污染饲料带来更大的可能性。

黄曲霉毒素B1(aflatoxin B1, AFB1)作为强毒性真菌毒素的代表之一，其在水产饲料中的污染状况备受关注。Marijani等[6]发现，在东非地区农场里饲料中黄曲霉毒素污染率为64.3%、饲料成分为50%而当地商业饲料厂为35.7%，说明饲料在储存过程中容易受AFB1的污染。在肯尼亚的一项研究中报道84%的鱼饲料样品AFB1呈阳性，范围为1.8～39.7 μg·kg-1[7]。在埃及的另一项研究中，大约42.86%的鱼饲料被AF污染，AFB1浓度为29.4 μg·kg-1[8]。Goncalves等[9]收集了37份水产饲料经检测发现AF、玉米赤霉烯酮(zearalenone， ZEN)、DON、伏马菌素(fumonisin， FUM)、OTA的检出率分别是59%、59%、68%、51%、57%，最高检出浓度分别是221、306、413、7 534和5 μg·kg-1。王小博等[10]发现，广东省南粤地区水产饲料多种毒素并存现象较为普遍，其中AFB1、T-2、DON等3种毒素污染最为普遍；OTA污染较轻， T-2检测浓度最大(11 928 μg·kg-1)。这些数据表明与AF相比，其他真菌毒素在水产饲料中污染更为普遍，浓度更高。

Biomin[11]机构在2020年收集全世界79个国家21 709份样品包括成品饲料、玉米、小麦、大麦、大米、大豆、玉米青贮饲料、燕麦、干酒糟和青贮饲料检测真菌毒素结果见图1。67%的样品含有两种或多种霉菌毒素，93%的样本镰孢菌毒素(ZEN、DON、T-2和FUM)呈阳性，温带地区的玉米更容易污染FUM。北美洲地区DON的污染率最高(72%)，其次是FUM (70%) 和 ZEN (40%)，而南美洲和中美洲玉米中FUM阳性率综合为84%，最大浓度高达56 000 μg·kg-1；麦类作物DON的平均浓度高于2 000 μg·kg-1。在欧洲DON污染率高达60%，平均污染浓度为531 μg·kg-1，其次是ZEN (47%， 100 μg·kg-1)，然后是FUM (46%， 645 μg·kg-1)。在亚洲，主要风险在于FUM (96%)，其次是DON (80%)；成品饲料样品中存在AF最大浓度高达2 495 μg·kg-1,因此，在亚洲地区AF对动物养殖业的风险高于其他地区。在中国有89%样品存在DON，FUM污染了86%的玉米、小麦、燕麦、大米、黑麦、大麦等粮谷类食品。在中东和北非地区镰孢菌毒素含量最高。总之，DON和FUM是检出率比较高的真菌毒素，说明它们对水产养殖行业造成的风险也是极高的，未来需要关注这两种毒素对水产养殖业的危害。同时，他们还发现南亚地区样品中真菌毒素浓度高于推荐危险阈值水平的样品百分比高达90%，其次是美洲中部和中国占87%(图1)，说明这些地区养殖动物暴露真菌毒素风险比较高。这些证据表明水产饲料中添加植物原料为真菌产毒提供良好基质，而多种毒素共存对水产养殖业带来更大的经济损失。因此，我们需要进一步研究并评估多种真菌毒素同存对水产动物的健康状况及消费者健康的影响。这些结果也显示饲料成分真菌毒素污染的普遍性，在发展中国家最为常见。由于水产品中真菌毒素安全限量信息的匮乏，水产饲料中真菌毒素浓度的控制尤为重要。

柱形图上方数值表示该地区样品中至少有一种真菌毒素高于推荐危险阈值水平的样品的百分比。

2 真菌毒素对水产动物的危害

真菌毒素对机体的毒性作用包括体重下降、消化道功能紊乱、肝损伤、肾损伤、生殖障碍、免疫系统抑制和致癌性等。真菌毒素对水产动物的毒性作用因毒素类型、毒素暴露浓度和时间、水产动物的种类不同而不同。AF是已知的最强致癌物之一，它对肝有极强的致癌性，并被国际癌症研究机构归类为I类致癌物[12]。OTA以其对动物的肾毒性和肝毒性闻名于世[13]。伏马菌素可以通过抑制脂质代谢的关键酶鞘氨醇N-酰基转移酶(神经酰胺合成酶)的表达，而破坏脂质代谢途径[14]。单端孢霉烯族毒素类是蛋白质生物抑制合成剂，神经毒素、免疫抑制因子或机体吸收后诱发肾毒素急慢性症状[15]。其中以A型毒素T-2、HT-2毒素(HT-2 toxin， HT-2) 和B型毒素DON最为常见。

真菌毒素可引起水产动物多种疾病的发生。在鱼类中，诱导细胞和器官的形态改变和功能改变甚至死亡[16-17]。因此，饲料中霉菌毒素对水产养殖业造成的损失非常严重的。由于AFB1是自然发生最多，发现时间最早的毒素，目前关于AFB1对鱼类的危害的研究最多。从表1可知，AFB1暴露于不同水产动物的剂量和时间，以及相关毒性效应，但是这些研究中没有明确指出水产动物对AF的敏感指标。Pietsch等[18]指出血清谷丙转氨酶(ALT)和乳酸脱氢酶(LDH)活性以及乳酸浓度似乎是鱼对DON反应的敏感指标。表1和表2这些研究数据表明，真菌毒素对水产动物的毒性作用主要表现为体重增长率下降，但是也有研究表明，真菌毒素对水产动物的体重增长率没有影响[18-20]，说明体重增长率不是检测霉菌毒素污染的敏感参数。在真菌毒素对水产动物的毒性研究中没有统一的毒素暴露时间和剂量，更没有统一的指标描述毒性效应。真菌毒素的毒性效应可能取决于饲料中真菌毒素含量的类型和数量，但也取决于暴露时间、动物种类、性别和年龄。因此，有必要对试验的剂量选择根据，持续时间及给药方式等方面进行标准化。

表1 AFB1对水产动物的毒性效应

续表1 Continued Table 1

3 真菌毒素在水产动物中的代谢及组织分布

不同水产动物的遗传特性不一样，导致它们对真菌毒素的易感程度不一样。虽然不同的真菌毒素在水产动物中的代谢还没有完全阐明，但是研究者对AFB1在鱼类中代谢的调节进行了详细研究。动物摄入AFB1之后，由于AFB1的脂溶性，极易被肠道吸收，进入循环系统[51]。鲶鱼口服经14C同位素标记的AFB14 h后，AFB1与血脂蛋白结合，通过血液进入肝脏细胞中。鲑鱼的肝胆系统是AFB1及其代谢物积累和排泄的优先场所。鲑鱼和鲶鱼的胆汁和尿液体系是毒性物质的主要排泄途径[52]。除了水产动物健康的影响之外，真菌毒素也会污染水产动物组织，从而表现出食品安全风险。

许多研究发现，水产动物经过口服AFB1污染的饲料之后，在肌肉中发现了AFB1残留[19，20，23]。Deng等[17]研究了AFB1在罗非鱼肌肉和肝中的生物蓄积情况，发现肌肉中并没有检测到AFB1的残留，而肝中AFB1的残留量相当高。随着饲料中AFB1浓度的增加和随着暴露时间的延长，肝中AFB1的含量逐渐增加。饲喂含AFB1浓度高于638 μg·kg-1，15周和20周后鱼的肝AFB1含量显著高于对照组，20周后AFB1残留量为15周的2倍。这也说明了真菌毒素在水产动物组织中的残留与暴露剂量和时间有关。真菌毒素在水产动物肝中的残留量高于肌肉，有可能是肝是真菌毒素代谢的主要器官，真菌毒素在不同器官组织中残留的差异与物种、毒素类型、染毒方式、暴露时间等因素有关。在表3中列出AFB1暴露于不同水产动物之后肌肉中AFB1的残留量，提示了水产动物中残留的AFB1对人类健康带来威胁。许多文献报道不同物种对其他真菌毒素暴露之后，组织或器官中存在毒素残留物，但仍然没有总结出不同种类水产品动物对真菌毒素的最大耐受剂量和不同组织或器官中真菌毒素残留的最大可容忍限度。因此，动物饲料成分、动物饲料和水产食物中真菌毒素安全水平的限制值的提出迫在眉睫。

表3 不同真菌毒素在水产动物组织或器官的残留

4 水产动物饲料成分、饲料成品和水产食物中真菌毒素安全限值

真菌毒素对动物和人危害较大，一直是世界上备受关注的食品安全问题。不同国家关于饲料原料及饲料的真菌毒素限量要求越来越严格。现在，许多国家已经建立饲料中真菌毒素的法规。在2006年欧盟委员会发布了饲料原料谷物及其产品(玉米副产品除外)中DON、NIV和OTA的指南限量分别是8、2、0.25 mg·kg-1；玉米及其产品和鱼饲料中AFB1和AFB2总量的指南限量分别是60和10 mg·kg-1[57]。美国FDA 制定了牛、猪和家禽动物以外的动物，奶用动物或未明确用途的动物饲料中黄曲霉毒素的执行限量是20 μg·kg-1，牛、鸡和猪以外的其他动物饲料中DON 的容忍限量是1 mg·kg-1，鲶鱼饲料中伏马毒素的指南限量是10 mg·kg-1。加拿大CFIA制定所有饲料中黄曲霉毒素(AFB1+AFB2+AFG1+AFG2)的法定最高允许限量是20 μg·kg-1. 我国现行饲料卫生标准GB 13078—2017《饲料卫生标准》规定了不同饲料原料中AFB1、ZEN、OTA、NIV、T-2和FUM等6种真菌毒素限量标准，范围分别为10～50 μg·kg-1、100 μg·kg-1、0.5～1.5 mg·kg-1、5 mg·kg-1、0.5 mg·kg-1和60 mg·kg-1。

由于霉菌直接污染或通过用受污染饲料喂养的动物间接污染，肉类和肉制品特别是水产制品更容易受真菌毒素的污染，不同来源的肉制品及水产品中存在AFB1和OTA即证明了这一点[58]。但是，许多国家并没有制定肉制品的强制性标准。目前，只有意大利卫生部建议肉类或肉制品中OTA的最大值为1 μg·kg-1[59]。因此，今后应进一步深入开展研究，从而减少水产品中的真菌毒素污染，并做好不同类型的真菌毒素对人和动物健康的评估。

5 结论与展望

真菌毒素污染广泛存在，水产饲料中真菌毒素的污染不可忽视。真菌毒素对不同水产动物的毒性作用依赖于毒素和实验动物种类、作用浓度、时间、作用方式等。真菌毒素降低饲料的利用率，抑制水产动物生长，引起肝肾毒性甚至死亡，造成经济损失。更严重的是各类真菌毒素在不同的实验动物中都有一定的残留，给人类带来严重的食品安全隐患。因此，要寻找有效的方法控制食物链中真菌毒素，完善粮食和饲料中不同毒素限量标准，做好水产品中真菌毒素残留的风险评估工作。