据估计,全世界每年约有25%的谷物受到霉菌毒素的影响。霉菌毒素具有高度毒性,是真菌和霉菌生长过程中自然产生的副产物。将真菌和霉菌杀死可以停止霉菌毒素的产生,但不能消除已存在于谷物中的霉菌毒素。多数霉菌毒素化学上十分稳定,可在产毒素真菌死亡以后仍然长期存在。为了识别这些毒素的威胁,对其进行定量及加以管理,需要采取特殊的措施。
虽然霉菌毒素可引起家禽多种多样临床症状的疾病,但在商品生产中由此而引起的发病和死亡却并不常见。相反,更多见的是家禽受到不太明显的非特异性伤害,从而导致性能降低和对其它疾病的敏感性提高。由于多数商品家禽生产者,尤其是肉鸡生产者,都使用以谷物和油籽为基础的日粮,霉菌毒素的危害就成了显著而持久影响生产者获利的主要障碍。
现在已有多种技术可用以减低霉菌毒素所造成的危害。一个基本的、常见的措施就是将已经损坏的或者已受真菌污染的谷粒或籽实分离出来。另一个办法是确定受霉菌毒素污染的饲料的数量,简单地用清洁的、未受污染的饲料进行稀释。不过,有些国家的法规规定不能使用这一办法,尤其如果此种饲料是供出售的或是要将其混合于商品日粮中时则更是如此。任何情况下,这些做法都是很费时的,而且常常也是很费劳力的。污染特别严重或特别广泛的年份,常常无法实施这些措施。
然而,即使是在这种很不利的条件下,饲料生产厂商仍然可采取“去污染”的方法。此外,利用饲料添加剂的现代去污染技术还可对防止生产损失提供额外保证。有一种技术是利用饲料添加剂在动物的消化过程中从分子水平上吸附毒素分子。不过,最新的技术是利用生物酶通过饲料使霉菌毒素灭活。
1.广泛而可定量的危害
在用作饲料的、可支持真菌生长的各种作物中都可自然产生霉菌毒素。含产毒素真菌也可能还没有受到霉菌毒素污染。但是,仅仅存在产毒菌株,就表明了有可能造成危害。此外,每一种霉菌、真菌或霉菌素都很少单独产生。两种或两种以上的毒素一起产生的毒性作用比任何一种毒素产生的毒性都要大。
饲料生产厂商需要特别考虑的是加工副产品如麸皮、粗粉和次粉等,其中的霉菌素含量可能高于精面粉。这是因为真菌侵害很可能首先集中于损坏的谷粒或籽粒,而这些谷粒或籽粒的外皮已经损坏因而不能保护其内部的淀粉物质免受侵害。但是,人们对这些加工副产品,尤其是小麦面粉加工的副产品,与整粒谷物相比,通常都不太注意检测其中的霉菌毒素含量。
在对付饲料原料的霉菌毒素问题中最大的挑战之一是,能否于收获之前在农田中,或者于收获后在谷仓中或在饲料厂中,迅速识别霉菌毒素的种类并测出其含量。日前市场供应的最快的“速测法”是以商品测试包形式应市的免疫试验药具,主要是应用酶联免疫吸附试验(ELISAs)。现可利用这些测试包来测试黄曲霉毒素、赭曲霉毒素A、呕吐素(DON)和其它单端孢霉毒素、玉米赤霉烯酮及串珠镰孢霉毒素。
酶联免疫吸附试验主要用作快速筛选试验,以监测是否存在某种霉菌毒素。酶联免疫吸附试验的主要缺点是,测定结果仍然只能做到半定量。不过,在最近的研究中,已在许多场合下发现其结果与一些常规方法如薄层色谱法(TLC)和液相色谱法(LC)之间存在着良好的相关。
另一种霉菌毒素快速筛选法是薄层色谱法与快速提取技术的结合使用,此法不需要很多设备。对于多种霉菌毒素,这一最近发明的快速提取法,如市面供应的固化提取柱能够以极快的速度纯化提取物以供定量分折之用。
2.去污染技术
对污染了霉菌毒素进行去污染的早期方法包括用有机溶剂或者用氯化钙或碳酸氢钠的水溶液对毒素进行液相提取。用热盐水进行提取可达到一定程度的污染。这一方法的成本较低,而且对动物营养的影响较小,但需要相当长的处理时间以及大量的设备和劳力。氨处理法以及用一甲胺和氢氯化钙进行处理,在适宜控制的条件下可能有效。
应用加热法,或者结合应用加热和加压,尤其是在潮湿的条件下,可破坏大多数霉菌毒素。但是,霉菌毒素对加热的敏感程度取决于霉菌毒素的类型、加热时间长短和温度高低,以及饲料的含水量。某些霉菌毒素如无水黄曲霉毒素、单端孢霉毒素(如DON即脱氧雪腐镰孢霉烯醇)、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素A、棒曲霉素和青霉酸,都具有高度的热稳定性。相反,麦角生物碱和桔霉素则比较容易因受热而被破坏。
紫外线和离子辐射也可有效破坏某些霉菌毒素,如黄曲霉毒素,但也很可能破坏饲料中的养分。至今为止,已证实唯一可供商业应用的霉菌毒素脱毒法是氨化法,用以破坏黄曲霉毒素。
3.饲料添加剂
液相提取法、化学处理法、加热法以及辐射技术的成本较高,在应用上有其局限性,促使人们寻找其它方法来解决霉菌毒素的危害问题。比较新的技术集中于采用饲料添加剂,可将饲料添加剂按比例混入饲料产品中而在动物体内发挥抗霉菌毒素的作用。
某些矿物质化合物能够吸附或阻留霉菌毒素分子。“吸附”是指使霉菌毒素分子附着于其它无害分子的表面,这与吸收是截然不同的。吸附可将毒素从动物的吸收或消化中分离出来。活性炭、酵母细胞壁产物、合成沸石和矿物粘土(如膨润土钠和海泡石)都不同程度地具有这种能力。这些物质的效力取决于其分子结构的吸附能力及其吸附目标的纯度和特性。铝硅酸盐也具有这种能力,尤其是抗霉菌毒素的能力。这些物质也可较有较地限制玉米赤霉烯酮和B-单端孢霉毒素如脱氯雪腐镰孢霉烯醇或霉腐镰孢霉烯醇。
最新的霉菌素脱毒技术是应用酪米分解霉菌毒素。现已有酶可用米页活玉米赤霉烯酮以及各种单端孢霉毒素包括T-2毒素、HT-2毒素、脱氯雪腐镰孢霉烯醇、雪腐镰孢霉烯醇和二醋酸蔗草镰孢霉烯醇。酶可通过将这些霉菌毒素分子分裂为无害的代谢物而将毒素分解。
目前可供应用的一种商品饲料添加剂将吸附技术和酶分解技术合二为一,可用以对受到多种霉菌毒素污染的饲料进行解毒。
这种饲料添加剂含有吸附物质,可像矿物质化合物那样起作用,以便克服黄曲霉毒素。这些吸附物质的分子表面为水所饱和,可吸引黄曲霉毒素的极性功能性原子结构。水的偶极性性质(同时既具有正电荷区又具有负电荷区)可吸引黄曲霉毒素而将其阻留于自己的表面。这样就可将黄曲霉毒素从消化过程中分离出来从而防止了这种毒素进入动物的血液循环。
然而,对某些最危险的霉菌毒素却不能用这种方法加以页活,因为这些毒素的分子不象黄曲霉毒素分子那样具有极性功能性原子团。因此,为了对付玉米赤霉烯酮和单端孢霉毒素,所用的饲料添加剂必须含有可攻击这些毒素分子中特定功能性原子团的复合酶制剂。例如,酯酶可分裂玉米赤霉烯酮分了的内酯环,而环氯酶则可妥解单端孢霉毒素分子中的环氯基团。酶通过分裂霉菌毒素分子中的功能性原子团,就可将霉菌毒素化为无害。已被分解的霉菌毒素作为无害的代谢产物可对动物毫无伤害地被消化或被排出体外。
4.添加蛋氨酸
霉菌毒素如果在畜禽消化过程中被完整地吸收入体内,就会进入血液从而有机会造成危害。在动物体内,肝脏具有对血液进行解毒的功能,可以像对其它毒物那样对霉菌毒素进行解毒。例如,肝脏可利用基于谷脱甘肽的生物氯化还原反应对黄曲霉毒素进行解毒。谷胱甘肽的一部分由蛋氨酸和胱氨酸组成。因此,黄曲霉毒素的危害之一是耗竭蛋氨酸的代谢水平,从而对动物的生长和其它性能具有负面影响。在肉鸡,目前的研究表明,在受到黄曲霉毒素污染的饲料补充额外的蛋氨酸(高出NRC推荐量30%~40%),就可减轻黄曲霉毒素降低生长率的有害作用。在出现霉菌毒素的快速检测法之前,有时在不了解污染的情况下饲喂了受到霉菌毒素污染的饲料,结果就不得不提高所有饲料的蛋氨酸添加率而增大蛋氨酸的安全系数,以减少污染饲料对生长率的有害作用。
5.防止霉菌毒素危害的长期措施
饲料生产厂商必须了解某批饲料是否受到霉菌毒素污染。了解得愈充分愈好。了解的内容包括该批饲料的来源,以及有关收获条件的细节,收获后加工、贮存和运输的条件。重要的是,了解该批饲料中是否已施用了防霉剂以及是否已对该批饲料作了分析和分析的结果。
采用常规测试法有助于管理好霉菌毒素的危害问题。对最常见的饲料进行常规测试的内容包括测试黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮以及脱氧雪腐镰孢霉烯醇(这是存在单端孢霉毒素的标志,或者说这是单端孢霉毒素中最常见的霉菌毒素)。在任何霉菌毒素测试中,样本的质量是极为重要的,因为任何一批饲料中霉菌毒素的含量很可能都不是均匀分布的。对任何一批饲料都至少取一个样本,必须分别从10个不同的部位取样,然后将这些样品混合。样本共重2千克,经过混合后将其分为每份重200克,取其中一份进行分析。
饲料生产厂商应记住畜禽只有在摄食了极度污染了的饲料之后才会出现霉菌毒素中毒的临床症状。但是,即使少量的霉菌毒素也会对动物免疫系统产生有害作用和对生长造成负面影响。
要管理好霉菌毒素造成危害的可能性,必须预先了解饲料是否受到了污染,以及是否已对该批饲料施用了防霉剂,必须对新购进和饲料进行监测,有可能时可用未受污染的饲料对污染饲料进行稀释。如果必须饲喂已受污染的饲料,饲料生产厂商应该在饲料中加入一种有效的添加剂以最大限度地减轻霉菌毒素的毒性作用,同时提高日粮中的蛋氨酸添加水平。