飼料霉敗不僅導(dǎo)致飼料的營養(yǎng)價值降低,而且霉敗飼料中的霉菌毒素能引起動物急性或慢性中毒,因此,對飼料中霉菌毒素的污染問題應(yīng)引起足夠重視。近年來,飼料中霉菌毒素的污染問題顯得尤為重要。全球每年大約有25%的農(nóng)作物受到霉菌毒素的危害(CAST,1989),據(jù)估計,霉菌毒素每年給美國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)造成的損失平均達(dá)到14億美元(CAST,2003),這一損失包括家畜生產(chǎn)率受到危害、農(nóng)作物的損失以及對霉菌毒素進(jìn)行處理的成本等方面。黃曲霉毒素是世界上研究較為徹底的一種毒素,也是對世界食品和飼料生產(chǎn)危害最嚴(yán)重的一種毒素。研究表明,飼料中黃曲霉毒素濃度高低與動物疫情流行有著密切的關(guān)系。如美國20世紀(jì)80年代在霉菌毒素暴發(fā)區(qū)域,隨后發(fā)生了豬大腸桿菌病的流行;2003年底-2004年秋天,亞洲各國均發(fā)生較廣泛的動物疫情,究其原因與2003年天氣異常導(dǎo)致谷物大面積發(fā)霉有直接關(guān)系。因此,我們必須正確認(rèn)識不同種類的霉菌毒素的危害。
1 霉菌毒素的危害
當(dāng)前,已有很多研究向我們展示了霉菌毒素的危害,但很多脫離了生產(chǎn)實際,飼料中霉菌毒素的產(chǎn)生情況和濃度每年均不相同。有時,霉菌毒素在飼料中的濃度很高,危及動物的健康和生產(chǎn)性能;然而,大多數(shù)情況是霉菌毒素在飼料中的濃度比較低,但與其他應(yīng)激因子相互作用可使動物出現(xiàn)亞臨床性的性能降低、發(fā)病率提高和繁殖性能下降。對動物生產(chǎn)者而言,這些亞臨床性的損失比急性作用更為重要,但卻更難作出診斷。
1.1 黃曲霉毒素
黃曲霉毒素是由黃曲霉和寄生曲霉(Aspergillus parasiticus)產(chǎn)生的一類毒性極強(qiáng)、可致突變和致癌的物質(zhì)(Deiner等,l987;Kurtzman等,1987)。黃曲霉毒素是對養(yǎng)豬生產(chǎn)危害最嚴(yán)重的毒素,當(dāng)飼料受到較高濃度的黃曲霉毒素污染時,首先是免疫系統(tǒng)正常功能發(fā)揮受到干擾,表現(xiàn)為抗體滴度低,疫苗不能正常發(fā)揮作用(Diekman和Green,1992),對疾病易感性高,同時由于黃曲霉毒素主要靶器官是肝臟,肝臟受攻擊后功能下降,肝臟腫大,膽汁分泌減少,同時胰臟分泌的蛋白酶及脂肪酶活性降低,導(dǎo)致飼料中蛋白質(zhì)及脂肪利用率下降;黃曲霉毒素是較強(qiáng)的凝血因子抑制劑,表現(xiàn)為動物在受傷后或在打針后,針孔或傷處長時間流血不止(Sun,2003);還可引起母豬繁殖性能下降,主要表現(xiàn)為初生活仔數(shù)和斷奶仔豬數(shù)減少。FDA已制定了無約束干預(yù)水平,作為實施飼料中黃曲霉毒素含量要求的非正式指導(dǎo)方針(Wood和Trucksess,1988),并禁止將受污染的飼料與清潔飼料混合以降低飼料中黃曲霉毒素的濃度。研究表明,飼料中的黃曲霉毒素在仔豬生產(chǎn)中應(yīng)控制在5μg/kg以下(法定范圍為10μg/kg),在種豬大豬生產(chǎn)中應(yīng)控制在20μg/kg以下。
1.2 玉米赤霉烯酮及嘔吐毒素
美國普渡大學(xué)Mark教授進(jìn)行的有關(guān)不同濃度的玉米赤霉烯酮及嘔吐毒素對不同階段的豬的毒害作用的研究(Mark等,2004),為我們提供了有效控制霉菌毒素的方向。研究結(jié)果顯示,玉米赤霉烯酮的主要危害表現(xiàn)為對后備母豬、未配種的母豬正常發(fā)情期的干擾,以及對受胎早期胚胎發(fā)育的影響。雖然1mg/kg玉米赤霉烯酮會導(dǎo)致后備母豬的假發(fā)情現(xiàn)象,但自配種到懷孕85d,飼喂3.6~4.3mg/kg的玉米赤霉烯酮的日糧并不會導(dǎo)致胚胎數(shù)量減少、死胎、木乃伊及流產(chǎn);而飼喂60mg/kg的玉米赤霉烯酮對懷孕中、后期母豬的繁殖性能也沒有顯著危害,說明玉米赤霉烯酮對發(fā)育到一定階段的豬胚胎并沒有明顯地干擾及破壞作用,而對胚胎有破壞作用的主要是黃曲霉毒素,其次是T2毒素、煙曲霉毒素。黃曲霉毒素在懷孕早期會導(dǎo)致胚胎死亡而被吸收,從而導(dǎo)致空懷或產(chǎn)仔數(shù)大幅下降;在懷孕中期會導(dǎo)致胚胎死亡而多形成木乃伊;在懷孕后期會導(dǎo)致弱仔、八字腳,嚴(yán)重者會死亡;但高濃度的玉米赤霉烯酮(60~90mg/kg)對配種后 2~15d內(nèi)的后備母豬則能徹底地阻止胚胎的正常發(fā)育,配種后10d內(nèi)胚胎對玉米赤霉烯酮的影響較敏感。
高濃度的玉米赤霉烯酮對哺乳期的母豬會有影響。母豬在仔豬斷奶前飼喂含玉米赤霉烯酮50mg/kg的日糧2周,在斷奶后飼喂100mg/kg的玉米赤霉烯酮的日糧63d,母豬表現(xiàn)出連續(xù)發(fā)情;母豬在斷奶前2周飼喂10mg/kg玉米赤霉烯酮的日糧表現(xiàn)為斷奶后發(fā)情間隔延長,但對受胎率沒有影響;低濃度玉米赤霉烯酮的(2.1~4.8mg/kg)日糧飼喂整個懷孕期及哺乳期對產(chǎn)后的正常配種沒有影響。
我國絕大部分飼料中所含的玉米赤霉烯酮濃度在2mg/kg以下,如果單純存在玉米赤霉烯酮,應(yīng)該不會導(dǎo)致繁殖性能下降,更不會導(dǎo)致懷孕母豬流產(chǎn)、死胎,但在生產(chǎn)上的確能觀察到陰戶紅腫癥狀,說明在實際生產(chǎn)條件下隱藏的黃曲霉毒素在起毒害作用,一旦黃曲霉毒素得到控制,流產(chǎn)、死胎等現(xiàn)象就會得到控制。
玉米赤霉烯酮對種公豬的毒性相對較輕,飼喂60mg/kg玉米赤霉烯酮日糧為期8周不影響種公豬的性欲及精液質(zhì)量,飼喂200mg/kg 的日糧與對照組相比,公豬性欲不受影響,精液質(zhì)量也正常;但對后備公豬飼喂40mg/kg的玉米赤霉烯酮日糧,表現(xiàn)出性欲下降;飼喂含玉米赤霉烯酮9mg/kg的日糧不影響后備公豬的性欲。
基于以上對玉米赤霉烯酮不同濃度對不同階段不同種豬的研究,我們對玉米赤霉烯酮的毒性已不能再用籠統(tǒng)的“雌激素中毒癥或攻擊母豬的生殖系統(tǒng)”等字樣來描述,對于影響種公豬精液質(zhì)量等不科學(xué)的描述應(yīng)當(dāng)停止,應(yīng)針對不同的癥狀初步確定中毒程度然后采取對策。
嘔吐毒素的純化試驗(Isabelle等,2003)顯示,10mg/kg 的嘔吐毒素不會誘導(dǎo)嘔吐現(xiàn)象的產(chǎn)生,對采食量也無影響,嘔吐毒素會從母豬糞便及尿中高濃度排出;20mg/kg的嘔吐毒素在采食15min后會誘導(dǎo)嘔吐的產(chǎn)生。綜合這些試驗結(jié)果,可以說明通常在農(nóng)場出現(xiàn)的嘔吐是一種生理調(diào)節(jié),而這種嘔吐現(xiàn)象應(yīng)是由多種毒素互作產(chǎn)生的,而不是由單獨(dú)的嘔吐毒素產(chǎn)生,因為在多數(shù)飼料中嘔吐毒素濃度在1mg/kg 以下,這種濃度的單獨(dú)嘔吐毒素并不會誘導(dǎo)產(chǎn)生嘔吐現(xiàn)象。
根據(jù)美國普渡大學(xué)對玉米赤霉烯酮及嘔吐毒素研究的新進(jìn)展,普渡大學(xué)已推薦出新的飼料中霉菌毒素控制標(biāo)準(zhǔn)(表1),該標(biāo)準(zhǔn)將嘔吐毒素放大到1mg/kg,玉米赤霉烯酮放大到2mg/kg。官方控制標(biāo)準(zhǔn)也只是建議把上述兩種毒素列入?yún)⒖贾笜?biāo),并且把兩種毒素在仔豬料中的建議控制指標(biāo)從2001 年以前的200μg/kg提高到現(xiàn)在的5mg/kg。但官方對黃曲霉毒素B1的控制標(biāo)準(zhǔn)絲毫沒有降低,依然是10μg/kg。
表1 美國FDA飼料霉菌毒素標(biāo)準(zhǔn)
毒素種類 | 2005年標(biāo)準(zhǔn) |
2001年標(biāo)準(zhǔn) |
黃曲霉毒素(官方) |
10μg/kg 仔豬,仔鴨 |
10μg/kg 仔豬,仔鴨 20μg/kg 中豬,家禽 300μg/kg 仔豬 200μg/kg豬 |
1.3 煙曲霉毒素
煙曲霉毒素(Fumonisin,F(xiàn)B)是由鐮刀菌屬在一定的溫度和濕度下產(chǎn)生的水溶性代謝產(chǎn)物,是一類由不同的多氫醇和丙三羧酸組成的結(jié)構(gòu)類似的雙酯化合物。到目前為止,發(fā)現(xiàn)的煙曲霉毒素有FA1、FA2、FB1、FB2、FB3、FB4、FC1、FC2、FC3、FC4和FP1共11種,其中60%以上是FB1,其毒性也最強(qiáng)。煙曲霉毒素可以引起人畜急性中毒和慢性毒性,并具有種屬特異性和器官特異性,不同的動物產(chǎn)生的疾病不同,相應(yīng)的耐受限量也有很大差別。雖然豬對煙曲霉毒素不像其他動物(如馬)那樣敏感,但是高水平的煙曲霉毒素會導(dǎo)致大量的體液滲透進(jìn)入肺組織,從而造成肺水腫。Zomborszky等(2000)研究發(fā)現(xiàn)低濃度FB1(1~10mg/kg)飼喂斷奶仔豬8周以及中濃度FB1(10~40mg/kg)飼喂4周,對其采食量、增重均無明顯影響,也未能觀察到臨床癥狀及與FB1毒性影響有關(guān)的致死發(fā)生。但解剖發(fā)現(xiàn),10mg/kg劑量組出現(xiàn)了輕度肺水腫,20mg/kg組5頭斷奶仔豬中分別有2頭出現(xiàn)中度肺水腫,2頭出現(xiàn)了重度肺水腫,40mg/kg組所有5頭試驗豬均出現(xiàn)了重度肺水腫,表明長期接觸較高濃度FB1對動物具有慢性毒性,且這種慢性損傷具有劑量依賴性。根據(jù)Becker等(1995)對泌乳母豬及其哺乳小豬飼喂含F(xiàn)B1飼料后的研究結(jié)果,發(fā)現(xiàn)100mg/kg FB1飼喂14d后,未出現(xiàn)致死病例,解剖也未發(fā)現(xiàn)內(nèi)臟器官損傷,且在母乳中30μg/kg半定量檢測也未檢測到FB1,包括一頭飼喂含175mg/kg FB1飼料后死于豬肺水腫綜合征的母豬,其乳汁中也未檢測到FB1。還有研究發(fā)現(xiàn)成年健康豬盲腸的微生物群可使FB1部分水解(46%)(2007),添加一定濃度的葡萄糖可降低FB1對豬的毒性。FDA的畜牧醫(yī)學(xué)中心(CVM)也發(fā)布了動物飼料中煙曲霉毒素的最高限量指導(dǎo)性公告,規(guī)定其限量范圍為1~50mg/kg(表2)。因此,我們在受到煙曲霉毒素困擾時,最主要還是密切注意隱藏在背后的其他霉菌毒素的存在,尤其是黃曲霉毒素,它使煙曲霉毒素的危害比實際嚴(yán)重的多。
表2 豬飼料中霉菌毒素推薦限量標(biāo)準(zhǔn)(普渡大學(xué),2004)
階段 | 日糧毒素濃度 | ||
嘔吐毒素/(mg/kg) | 玉米赤霉烯酮/(mg/kg) | 黃曲霉毒素/(μg/kg) | |
仔豬 種豬 青年豬 育肥豬 成年公豬 |
1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 |
1.0 2.0 1.0 3.0 3.0 |
10 100 20 200 * |
*待確定。此標(biāo)準(zhǔn)在控制嘔吐毒素及玉米赤霉烯酮方面比以前來自美國的標(biāo)準(zhǔn)已提高5倍。
表3 FDA對煙曲霉毒素在動物飼料中的推薦限量標(biāo)準(zhǔn)
(2000年6月) 玉米及其副產(chǎn)品用于下列動物飼料 |
mg/kg 推薦限量標(biāo)準(zhǔn) (FB1+FB2+FB3) |
馬和兔 豬和鯰魚 產(chǎn)仔的反芻動物、家禽、貂 >3月用于屠宰的反芻動物、用于制作裘皮的貂 用于屠宰的家禽 其他各種牲口和寵物 |
5* |
*不超過日食量的20%,以干基作為計算基準(zhǔn)。
2 霉菌毒素的控制
聯(lián)合國糧農(nóng)組織(2001)出版了關(guān)于危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn)(HACCP)技術(shù)的應(yīng)用手冊,指導(dǎo)霉菌毒素的預(yù)防和控制。通常,霉菌毒素的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,在飼料加工過程中不會被破壞。雖然霉菌通常可因飼料的加工而減少,但是如有適合的條件就會生長。利用農(nóng)藝措施進(jìn)行收割前的控制,盡可能減小田間作物的應(yīng)激、真菌的入侵及霉菌毒素的積聚。這些措施包括科學(xué)的灌溉、在有些情況下使用農(nóng)藥、培育抗病品種或適應(yīng)性雜種、耕作方式和正確的施肥。控制收割后霉菌毒素污染的最佳方法是對飼料進(jìn)行科學(xué)地貯存和加工。通常可通過保持飼料的低水分含量、保持飼料的新鮮、保持加工設(shè)備的清潔以及使用防霉劑等途徑來控制霉菌生長和霉菌毒素的產(chǎn)生。控制收割后霉菌毒素污染的其他方法包括:對飼料進(jìn)行霉菌毒素分析、剔出受污染的飼料批次,對飼料進(jìn)行處理以減少霉菌的生長、對受污染飼料進(jìn)行稀釋和處理以降低霉菌毒素的濃度。受霉菌毒素污染的谷物可以作為制造酒精的原料,在某些情況下,可以用清潔的飼料稀釋污染飼料(Dejardins等,1993),但是FDA禁止對受黃曲霉毒素污染的飼料進(jìn)行稀釋,將這種行為稱作摻假。降低霉菌毒素影響的最有效的方法之一是在飼料中使用霉菌毒素吸附劑,選擇霉菌毒素吸附劑應(yīng)將實用與科學(xué)放在首位。參閱國內(nèi)外文獻(xiàn),一般應(yīng)從如下6條入手選擇毒素吸附劑:
(1)必須具備高吸附能力。高吸附能力來源于巨大的吸附表面積。美國霉菌毒素委員會Phillips教授認(rèn)為,沸石粉、膨潤土不能作為母豬的毒素吸附劑,其原因主要是不能有效保護(hù)胚胎發(fā)育。活性炭雖然有巨大表面積,但在動物體內(nèi)并不能用來預(yù)防黃曲霉毒素中毒,其原因是它并不能真正的結(jié)合黃曲霉毒素。
(2)必須具備實驗室及動物試驗雙重資料方能證明有效,許多公司只提供實驗室具備吸附能力的資料(注意在標(biāo)準(zhǔn)濃度下),如活性炭在實驗室內(nèi)證明能吸附一定量的黃曲霉毒素,但在動物試驗中卻不能預(yù)防動物中毒。
(3)選擇性吸附。理想的毒素吸附劑應(yīng)具備只吸附毒素,不吸附營養(yǎng)物的特點(diǎn)。至今在國際權(quán)威學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表的有關(guān)選擇性吸附的文獻(xiàn)非常有限。美國霉菌毒素委員會強(qiáng)調(diào),只有通過試驗證明只吸毒素而不吸收營養(yǎng)物,才可稱作具備選擇性吸附的特點(diǎn),否則不能自稱具備選擇性吸附特點(diǎn)。事實上多數(shù)吸附劑都具有吸收營養(yǎng)的特點(diǎn),這在快速生長的肉雞會引起嚴(yán)重的營養(yǎng)缺乏癥。
(4)廣譜吸附。要求在較高毒素濃度的前提下對多種毒素能夠很好地吸附,脫霉素的研究證明能同時特異性地吸收黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮及赫曲霉毒素。美國聯(lián)合飼料公司總裁Donald 博士的研究顯示,脫霉素能很好地克服嘔吐毒素及玉米赤霉烯酮對仔豬的毒害作用,而實驗室研究顯示一般嘔吐毒素很難被吸附劑吸收。
(5)無副作用。即此類產(chǎn)品對動物或人類食物鏈不存在明顯的不利作用或污染:首先不能吸收大量的營養(yǎng)物。動物在毒素高濃度存在時,對微營養(yǎng)物的需求較平時高。該條件決定沸石粉及膨潤土不能作為毒素吸附劑使用;吸附劑不能含有對人類食物鏈有污染的物質(zhì)(如二惡英),二惡英在人體內(nèi)致癌潛伏期可達(dá)20年以上。在西方國家,二惡英被列為頭號污染物;在美國的膨潤土已被多次報道含有超標(biāo)的二惡英,因此每家公司在進(jìn)口時應(yīng)提供二惡英合標(biāo)的證明。
(6)為確保產(chǎn)品具備以上所有條件,及所提供資料的可靠性,所有以上資料應(yīng)為權(quán)威的學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表過。
筆者認(rèn)為上述選擇吸附劑的指導(dǎo)原則對所有的產(chǎn)品都比較公平,然鑒于國內(nèi)對知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的有限,加之國內(nèi)許多資料來源不可靠,有條件的公司希望參閱原始的英文文獻(xiàn)。眾多研究顯示脫霉素(Novasilplus)具有巨大吸附表面積,上一代產(chǎn)品達(dá)到848m2/g,可特效吸附黃曲霉毒素等多種毒素,是至今全球唯一在學(xué)報刊物 (Poul Sc. 1990,Nature Toxin,1995) 發(fā)表證實具有選擇性吸附特點(diǎn),即只吸附毒素,不吸附主要營養(yǎng)物的代表產(chǎn)品。在初生仔豬,因吃母乳而導(dǎo)致在肝臟中黃曲霉毒素比豬乳中高 5倍之多,在飼料中添加脫霉素可有效地降低仔豬肝臟中的黃曲霉毒素沉積。當(dāng)飼料受3.5mg/kg高劑量黃曲霉毒素污染時,豬的肝臟會受到嚴(yán)重破壞,添加0.25%的脫霉素可去除黃曲霉毒素對仔豬肝臟的危害 (圖1)。同時,脫霉素對嘔吐毒素與玉米赤霉烯酮引起的對豬的毒害作用也有明顯的改善作用,美國聯(lián)合飼料公司Donald 博士早在1987年的研究報告就顯示脫霉素對于高達(dá)1mg/kg的嘔吐毒素及1mg/kg的玉米赤霉烯酮的乳豬料有顯著改進(jìn)仔豬增重的效果。
圖1 黃曲霉毒素破壞肝組織結(jié)構(gòu) (左:AFB1:3.5mg/kg)及脫霉素對肝組織的保護(hù)作用(右)
3 結(jié)語
由于霉菌毒素的復(fù)雜性,需要對谷物收獲、運(yùn)輸、倉儲、飼料加工及動物生產(chǎn)各環(huán)節(jié)加以注意,嚴(yán)格定期的衛(wèi)生檢查方案加上對飼料的合理處理及農(nóng)場的輸送系統(tǒng)加以檢查會有助于減少飼料中霉菌毒素的累積。減少飼料在農(nóng)場的存放時間,增加運(yùn)送次數(shù)是減少霉菌毒素方案中重要因素之一。在有霉菌毒素或懷疑有霉菌毒素污染的地方應(yīng)在飼料加工的開始使用有效地防霉劑和吸附劑有助于減低毒性。
(參考文獻(xiàn)略)
飼料廣角
未經(jīng)許可,不得轉(zhuǎn)載