纳米科技是当代科技前沿。当物质小到1-100nm时,由于其小尺寸效应、量子效应及巨大的表面和界面效应,物质的很多性能将发生变化,呈现出许多既不同于宏观物体,也不同于单个孤立原子的奇异现象。纳米颗粒效应引起了人们普遍的关注。由于颗粒尺寸小,具有巨大的比表面积,且表面所占的体积百分数大,表面的键态和电子态与颗粒内部不同,表面原子配位不全等,使颗粒表面的活性位置大大增加,产生了非常规的表面吸附等许多特殊性质,已在许多领域展示出广阔的应用前景,成为科学研究的一个重要的前沿领域。我们推测纳米尺度微粒的这些特性亦能产生显著的生物学效应,于是在四年前开始针对动物产品安全性率先在这个领域进行研究,寻找突破口,迄今已取得了一些突破性进展,研发了系列纳米饲料添加剂,为从根本上解决困扰动物产品安全性开辟了有效的新途径。
(一)纳米级杀菌、保健饲料添加剂-载铜硅酸盐纳米微粒(CSN)
1、CSN的表征及对及其对肉鸡应用效果的机理研究
我们采用纳米科技,构建出载铜硅酸盐纳米微粒(CSN)。通过对CSN表征和体内外系列试验,研究CSN的
特性及其在肉鸡上使用效果的机理。结果表明:CSN的粒径在100nm以内,它的比表面积和孔体积要大
大高于载铜硅酸盐微米粉体(CSP),因而具有极强的物理吸附能力。所载铜主要是以水合或复合阳离子
的形式,以离子交换的方式进入硅酸盐晶格层间,还有少量铜以化学吸附的形式进入硅酸盐微孔中。
与非载铜的硅酸盐纳米微粒(LSN)相比,CSN的外比表面积、孔体积和孔径增大,而总比表面积、微孔
比表面积、微孔体积则减小。总比表面积的下降说明了所载铜可降低硅酸盐的物理吸附能力。另外,
CSN的总电荷密度、层间电荷、端面电荷和Zeta电位的绝对值均低于LSN,意味着所载铜可降低硅酸盐
所带负电荷的密度,这有助于CSN与细菌间的静电吸附作用。
硅酸盐经纳米粒径化后,无论载铜与否,其吸附亚甲基蓝的能力均得到大幅度增加。然而,与LSN相比
,CSN的吸附能力略有下降;温度、介质pH值和离子强度对LSN和CSN吸附性能均有不同程度的影响;载
铜前后硅酸盐纳米微粒吸附亚甲基蓝的行为不符合Freundlich等温式,但可用Langmuir或BET等温方程
来描述,其吸附过程均为热力学自发过程。
体外抑菌试验结果表明,CSN对大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌和金黄色葡萄球菌均有较强的杀灭作用,而
且抑菌活性要大大高于CSP,但未发现LSN有抗菌作用。CSN的抗菌机理是基于纳米硅酸盐的吸附性能和
Cu2+的杀菌活性,更重要的是,CSN还能使细菌细胞壁破裂,细菌内容物外泄而死亡。
以肉鸡肠粘液糖蛋白为试验模型,发现CSN对病原菌粘附糖蛋白的阻断作用要明显大于其对益生菌的阻
断效果,其中对病原菌粘附的阻断率为63.37%~ 78.67%,而对益生菌粘附的阻断率为22.60%~40.65%。
以1日龄AA商品代混合雏鸡为试验动物,饲喂含1~2g/kg CSN的玉米-豆粕型日粮42天,发现CSN具有明
显促生长和改善饲料利用效率的作用。进一步研究得知,CSN可使肠道大肠杆菌、沙门氏菌和产气荚膜
梭菌数减少,但总需氧菌、总厌氧菌、乳酸杆菌、双歧杆菌数未发生明显变化。CSN能有效抑制肠道β
-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酸酶的活性,提高肠道丙酸和乳酸浓度,降低异丁酸浓度。CSN能改善小肠
绒毛高度和绒毛密度,提高小肠粘膜麦芽糖酶、氨基肽酶N和碱性磷酸酶的活性,使饲料干物质、粗蛋
白、粗脂肪等养分的表观消化率得以提高。
以鸡肠上皮细胞(IEC)原代培养为实验模型,发现CSN能促进IEC的生长与增殖,提高细胞微绒毛碱性磷
酸酶活性,促进损伤后细胞的迁移。提示CSN改善肠粘膜的另一机理是促进了损伤肠粘膜的快速更新和
修复。
综上所述,CSN具有抗生素作用,能有效抑制肠道病原菌的生长与繁殖。同时CSN还能阻断细菌与肠粘
液糖蛋白的粘附,保护肠粘膜免受病原菌及其代谢毒素的侵袭,并促进已损伤肠粘膜快速修复。这样
使肠粘膜始终处于健康状态,有助于饲料养分的消化与吸收。
2、CSN对断奶仔猪肠道病原菌吸附、杀菌机理的研究
采用Caco-2细胞模型,体外首先研究了仔猪肠道四种细菌大肠杆菌K88(E. coli K88)、猪霍乱沙门
氏菌(S. choleraesuis)、嗜酸乳杆菌(L. acidophilus)和两歧双歧杆菌(B. bifidum)粘附细胞
的基本特点及影响因素;进而研究了加入不同浓度的LSN和CSN对Caco-2细胞的影响、对这四种细菌粘
附和入侵肠上皮细胞的影响以及对肠粘膜形态的影响。
体外还将LSN及CSN对四种细菌的吸附和杀菌能力进行了研究。吸附试验中,首先对材料进行了表征,
进而研究了在不同时间、不同粒径、不同pH、不同离子强度、不同温度和不同矿物/细菌质量比的条件
下,对四种细菌吸附性能的影响并进行机理探讨。
杀菌试验中,采用最小抑菌浓度法(MIC)、“halo”试验法及改良的振荡瓶法在不同时间、不同浓度
、不同粒径及不同温度下的CSN对四种细菌的体外杀菌效果做了定性和定量研究,并通过对细菌细胞壁
、K+外流、细菌胞内酶、细菌呼吸代谢、有无光照以及铜离子释放量的影响探讨其杀菌机理。
饲养试验中,以28±2日龄断奶“杜长大”三元杂交仔猪为试验对象,研究了添加0.2%和0.3% CSN、
250mg/kg硫酸铜及100mg/kg金霉素对断奶仔猪生长性能、腹泻率、肠道微生物菌群、十二指肠及胰脏
消化酶、空肠粘膜二糖酶活性以及小肠粘膜形态结构几方面的影响,并对其作用机理初步进行探讨。
选择160头健康“杜长大”三元杂交仔猪(初重7.5±0.3kg)按试验要求分为5组(含一个基础日粮组
),每组4个重复,每个重复8头(公母各半)。预饲期7天,正式期45天。饲养试验结束后,每组各选
体重相近的猪8头(公母各半),共40头,按常规方法屠宰,取相关内容物、血清和组织样品进行肠道
微生物菌群、消化酶和粘膜二糖酶活性、小肠粘膜形态结构以及铜、铁、锌含量的测定。主要研究结
果如下:
(1). 细胞培养试验表明,病原菌E. coli K88、S. choleraesuis对细胞的粘附能力分别为12.2%,
11.7%;有益菌L. acidophilus和B. bifidum对细胞的粘附能力分别为15.6%和17.7%,可见病原菌对细
胞的粘附能力明显低于有益菌(P<0.05)。当E. coli K88和S. choleraesuis粘附细胞时,可使细胞
存活率降低,增殖受阻(P<0.01)。而L. acidophilus和B. bifidum粘附细胞时,细胞存活率不受影
响,使细胞增殖率明显提高(P<0.01)。
(2).通过细胞毒性试验研究结果表明,LSN为1g/L,CSN为0.02g/L时的浓度是细胞的生长的最适浓
度。也暗示了纳米微粒与细胞具有生物相溶性。
(3).E. coli K88和S. choleraesuis粘附Caco-2细胞后,检测到LDH从细胞内大量释放出来,ALP含
量明显降低。而L. acidophilus和B. bifidum粘附细胞后,细胞LDH与对照组相比,差异不显著(P>0
.05),ALP含量明显升高。
(4).用1g/L LSN和0.02g/L CSN处理过的Caco-2细胞,对E. coli K88和S. choleraesuis的粘附数
量明显增加(P<0.05);对L. acidophilus和B. bifidum的粘附能力明显下降(P<0.01)。两种纳米
微粒均可明显抑制四种细菌侵入到Caco-2细胞中的数量(P<0.01)。提示LSN和CSN可作为消化道粘膜
保护剂。
(5).E. coli K88和S. choleraesuis与Caco-2细胞作用后,再加入LSN和 CSN可阻止3h内细菌粘附
细胞所导致的LDH的释放,但随细菌粘附时间延长,LSN和CSN不能阻止LDH的释放。提示LSN和CSN对受
损伤的细胞具有一定的修复作用。
(6).体外细菌吸附试验表明,LSN对细菌吸附达平衡所用的时间是60min,CSN是120min。随粒径的
减小、矿物/细菌质量比的增加、离子强度的降低,吸附率明显增大。当pH=5.8时,细菌吸附到CSN上
的吸附率最低。而随着pH增大,细菌吸附到LSN上的吸附率逐渐减小。在扫描电子显微镜和原子力显微
镜图片也明显可见E. coli K88和S. choleraesuis吸附在LSN及CSN周围;而L. acidophilus和B.
bifidum很少吸附在CSN的周围。两种纳米材料对病原菌的吸附能力显著高于两种有益菌(P<0.01)。
而且改性后的CSN对病原菌的吸附能力显著高于LSN(P<0.01);对有益菌的吸附能力明显小于LSN(
P<0.01)。
(7).通过对两种纳米材料和四种细菌ξ电势的测定表明,它们随溶液pH和离子强度的变化而改变。
随pH的升高,CSN的ξ电势随之升高,并由负值转为正值,等电点为5.8。其余的ξ电势均随pH的升高
而降低。随溶液离子强度的增加,ξ电势均增大。CSN的ξ电势显著高于LSN。有益菌的ξ电势显著高
于病原菌(P<0.01)。本研究也表明,有益菌的疏水性显著高于病原菌(P<0.01)。吸附机理可用ξ
电势、疏水作用力和表面络合模式共同来解释细菌与纳米微粒之间的吸附作用。
(8).体外杀菌试验表明,LSN本身不具有杀菌、抑菌功能;但将具有杀菌、抑菌功能的金属Cu2+离
子交换到层间晶格内,构建出的CSN具有强大的杀灭病原菌的功能。随Cu2+浓度的增加,杀菌效果增强
。对E. coli K88和S. choleraesuis的MIC分别为64μg/ml,128μg/ml;对L. acidophilus和B.
bifidum的MIC分别为1024μg/ml,1024μg/ml,可见,对病原菌的杀菌效果显著优于有益菌。而且CSN
中的Cu2+离子在杀菌过程中具有缓释作用,可在较长的时间内保持某一杀菌浓度,从而达到长时间的
杀菌效果。研究表明,CSN的杀菌机理与两方面因素有关。一方面是由于LSN搭载Cu2+后表面正电性增
强,能从介质中大量吸附表面带负电荷的细菌;另一方面,CSN释放的Cu2+对细菌具有直接杀灭作用,
而不是先进入介质再作用于细菌,也就是说,CSN表面的有效铜离子浓度,大大高于它在介质中的实际
浓度。它的杀菌效能是静电吸附和Cu2+直接杀灭综合作用的结果。
(9).饲养试验结果显示,饲粮中添加0.2% CSN对断奶仔猪的促生长效果与金霉素和高铜日粮相比,
差异不显著(P>0.05)。添加0.3% CSN对断奶仔猪的促生长效果与金霉素和高铜日粮相比,差异显著
(P<0.05)。添加0.2%和0.3% CSN日增重与对照组相比,分别提高了20.7%和33.9%。与金霉素组相比
,添加0.3% CSN的日增重提高了13.7%,差异显著(P<0.05)。日粮中添加0.2%和0.3% CSN,显著降低
了仔猪腹泻率,分别比对照组降低了57.1%和72.0%(P<0.01)。
(10).肠道菌群分析结果表明,添加0.2%和0.3% CSN的组使仔猪肠道双歧杆菌和乳酸菌的数量有增
高的趋势;显著降低了大肠杆菌和沙门氏菌的数量(P<0.01)。显著降低各肠段内容物pH值。
(11).内脏器官、血清、胆汁、脑、粪中微量元素Cu测定结果表明,添加0.2%和0.3% CSN的组对仔
猪肝铜、肾铜、胆汁铜及粪便铜的浓度与对照组相比,差异均不显著(P>0.05)。与高铜组相比,差
异极显著(P<0.01)。血清铜含量和脑铜含量明显升高,与对照组相比,差异极显著(P<0.01)。
(12).断奶仔猪十二指肠内容物消化酶、胰脏消化酶以及空肠粘膜二糖酶活性研究表明,添加0.2%
和0.3% CSN均可使十二指肠内容物脂肪酶、空肠粘膜二糖酶(蔗糖酶、乳糖酶和麦芽糖酶)活性显著
增加(P<0.05)。对其它酶和胰脏消化酶的活性并未产生影响。
(13).断奶仔猪小肠粘膜形态结构研究表明,日粮中添加0.2%和0.3% CSN均显著改善了十二指肠、
空肠和回肠的粘膜形态结构,使绒毛及微绒毛长度变长(P<0.01),腺窝深度变浅(P<0.01)。绒毛
高度与隐窝深度比值升高。
总之,体内外一系列研究结果均表明,(1)CSN具有强烈的吸附和杀灭肠道病原菌的能力,对有益菌
的生长无不良影响,而且具有保护和修复肠粘膜的功能。(2)日粮中添加CSN可明显改善仔猪生长和
肠道微生态,明显提高十二指肠脂肪酶和粘膜二糖酶的活性,显著改善了小肠粘膜的形态结构。(3)
CSN作为一种新型保健、促生长的纳米饲料添加剂,具有抗菌效果好、缓释性好、安全性高、不产生耐
药性,不存在组织残留等问题,不会危害人类健康和环境等优点,因而是替代抗生素的理想添加剂,
必将在畜牧业生产中具有广泛的应用前景。
(二)降低动物产品中有毒有害物质残留的系列吸附添加剂
重金属、霉菌毒素、农药等有毒有害物质不仅危害养殖业,而且还通过食物链在动物产品中残留,直
接危害人体健康,并已成为我国动物产品出口创汇的瓶颈。我们针对当前饲料污染严重的条件下如何
生产绿色动物产品的难题,在纳米科技平台,根据不同重金属、霉菌毒素、农药的理化特性和结构特
异性,从空穴孔道尺寸、静电特性、疏水性、离子交换特性、空间结构等方面着手,通过优化设计,
分别构建了对不同重金属、黄曲霉毒素、农药具有选择性、稳定吸附的系列纳米级吸附添加剂,阻止
其通过吸收途径进入动物体内而污染动物产品,生产符合国际上高标准的安全动物产品,并探讨系列
吸附添加剂的作用机理,为其生产应用提供科学依据。通过近四年的科研攻关,获得如下结果:
1、PBAN
(1、创制了粒径为50-80nm,选择性高效吸附铅的纳米饲料添加剂PBAN。Pb2+离子浓度为100mg/L的
溶液100mL,pH 3.0条件下,加入PBAN 0.1g,60~90 min内基本完成饱和吸附,吸附率达99.4%。
(2)、以“杜长加”三元杂交商品肥育猪为对象,研究了其对猪日粮中铅的吸附效果以及使猪机体免
受铅毒害的作用,结果如下:
①组织器官中铅残留量测定显示,饲喂生产用日粮(实测铅含量12mg/kg),肥育猪肌肉、肝脏、肾脏
铅含量分别为1.96、3.47、3.60mg/kg,分别是欧盟残留限量标准的19.6倍、7.0倍、7.2倍(欧盟残留
限量标准规定肌肉、肝脏、肾脏铅含量分别低于0.1 、0.5、0.5 mg/kg),添加 0.5%PBAN,肥育猪肌
肉、肝脏、肾脏铅含量分别为0.06、0.38、0.47mg/kg,完全达到欧盟残留限量标准,分别是欧盟残留
限量标准的60%、76%、94%;饲喂铅严重污染日粮(生产用日粮+ 10mg/kg 铅),肥育猪肌肉、肝脏、
肾脏铅含量分别是欧盟残留限量标准的27.3倍、11.8倍、13.1倍,添加 0.5%PBAN,肥育猪肌肉、肝
脏、肾脏铅分别显著下降了93.04%(P<0.01)、89.05%(P<0.01)和86.94%(P<0.01)。
②铅的排泄分析显示,生产用日粮添加0.5%PBAN,使粪便中铅含量比提高了200%(P<0.01),铅严重污
染日粮添加0.5%PBAN,粪铅含量提高了261.75%(P<0.01);尿铅含量无显著变化显著(P>0.05)。
③肉色测定表明:生产用日粮中添加0.5%PBAN,使背最长肌中Hunter A值(红色度)、肌红蛋白含量
分别提高了12.00%(P<0.05)、23.95%(P<0.05),血液中血红蛋白含量提高了16.70%(P<0.05);铅严重污
染日粮中添加0.5%PBAN,使背最长肌中Hunter A值(红色度)、肌红蛋白含量分别提高了83.76%(P<0
.01)、54.06%(P<0.01),血液中血红蛋白含量提高了37.61%(P<0.01)。
结果还显示:铅抑制血红素生成,抑制肌红蛋白合成,导致贫血和肉色苍白, PBAN能减轻这一影响,
从而使血液中血红蛋白含量、肌肉中肌红蛋白的含量升高,提高了肉色; PBAN能显著降低血清中GOT
和GPT的含量,明显提高SOD、GSH-Px活性,显示 PBAN能减轻铅对肝脏造成的伤害;铅可降低机体的
免疫功能,而PBAN能缓解铅的免疫毒性。
2、CDAN
(1)、创制了粒径为40-80nm,选择性高效吸附镉的纳米饲料添加剂CDAN。
(2)、Cd2+离子浓度为50 mg/L的溶液100mL,加入CDAN 0.1g,调节起始pH为5.0,在60 min内基本
完成饱和吸附,吸附率达到99.2%。
(3)、以“杜长大”三元杂交猪为对象,研究了其对猪日粮中镉的吸附效果以及使猪机体免受镉毒害
的作用。
将192头体重27.60±1.44kg的“杜长大”三元杂交猪随机分成4组,分别饲喂基础日粮(对照组, C)、
基础日粮添加0.5% CDAA (试验1组,T1)、基础日粮添加10.0mg/kg镉 (试验2组)、基础日粮添加10.0
mg/kg镉和0.5% CDAA (试验3组,T3)。获得以下主要结果:
组织器官镉残留测定结果表明:对照组猪肌肉、肝脏、肾脏镉的含量分别为0.076、0.87、1.49 mg/kg
,均超过欧盟标准,基础日粮添加0.5% CDAA(试验1组)猪肌肉、肝脏、肾脏镉的含量分别为0.02、
0.34、0.62 mg/kg,均达到国际上对肉食品中重金属镉限定的最高标准(欧盟标准:肌肉0.05 mg/kg,
肝脏0.5 mg/kg, 肾脏1.0 mg/kg),比对照组分别降低了73.7% (p<0.05)、60.9% (p<0.05)、61.0%
(p<0.05), 试验3组的肌肉、肝脏、肾脏中镉残留比试验2组分别降低了69.9% (p<0.05)、75.9% (p<
0.05)、76.4% (p<0.05); 试验1组的肾髓质中镉残留量比对照组降低了63.6% (p<0.05),试验3组的
肾髓质镉残留量比试验2组降低了79.4% (p<0.05);与对照组相比,试验1组的淋巴结、脾脏、胸腺中
镉的残留量分别降低了66.7% (p<0.05)、68.2% (p<0.05)、65.9% (p<0.05),与试验2组相比,试验3
组的淋巴结、脾脏、胸腺中镉的残留量分别降低了72.3% (p<0.05)、61.1% (p<0.05)、62.5% (p<0.
05);试验1组的胰脏、股骨、心脏、肺中镉的残留量比对照组分别降低了69.6% (p<0.05)、66.7% (
p<0.05)、58.3% (p<0.05)、66.7% (p<0.05),试验3组的胰脏、股骨、心脏、肺中镉的残留量与试验2
组相比分别降低了61.4% (p<0.05)、64.4% (p<0.05)、62.5% (p<0.05)、69.6% (p<0.05);试验1组的
小脑和大脑中镉的残留量分别比对照组降低了70.6% (p<0.05)和66.7% (p<0.05),试验3组的小脑和大
脑中镉的残留量分别比试验2组降低了73.8% (p<0.05)和72.0% (p<0.05);试验1组的卵巢和子宫中镉
的残留量分别比对照组降低了68.0% (p<0.05)和58.3% (p<0.05),试验3组的卵巢和子宫中镉的残留量
分别比试验2组降低了64.2% (p<0.05)和68.3% (p<0.05)。
胃肠道内容物和粪便中镉含量测定结果显示:试验1组空肠、回肠、盲肠、升结肠、降结肠内容物中镉
的含量比对照组显著提高(p<0.05),试验3组的各肠段内容物中含镉量比试验2组显著提高(p<0.05)。
试验1组粪样中镉的排出量比对照组提高了13.0% (p<0.05),试验3组比试验2组提高12.6% (p<0.05)。
3、HGAN
(1)、创制了粒径30-60nm,选择性高效吸附汞的纳米饲料添加剂HGAN。Hg2+浓度为0.1ppm和0.3ppm
的溶液,在溶液中添加HGAN至0.5%浓度,在60~90min内基本完成饱和吸附,吸附率分别为94.1%和
87.17%。
(2)、以“杜长大”三元杂交生长肥育猪为对象,研究了其对猪日粮中汞的吸附效果以及使猪机体免
受汞毒害的作用。
①饲喂汞污染日粮,生长肥育猪的肾、肝汞残留严重超标,高汞污染组(生产用日粮添加0.3ppm Hg)
四块不同骨骼肌的汞含量(60.24、60.07、53.96、54.75ppb)均超过了国家标准(50ppb)。高汞污染组
比低汞污染组(生产用日粮添加0.1ppm Hg)各组织的汞残留有明显的提高(P<0.05)。低汞污染日粮添
加0.5%HGAN,背最长肌、股二头肌、半膜肌、锯肌、肾皮质、肾髓质、肝脏和被毛汞含量分别降低了
47% (P<0.05)、53% (P<0.05)、40% (P<0.05)、50% (P<0.05)、56% (P<0.05)、40% (P<0.05)、68%
(P<0.05)和 40% (P<0.05);高汞污染日粮添加0.5%HGAN,背最长肌、股二头肌、半膜肌、锯肌、肾皮
质、肾髓质、肝脏、肺和被毛汞含量分别降低了32% (P<0.05)、34% (P<0.05)、31% (P<0.05)、 34%
(P<0.05)、45% (P<0.05)、43% (P<0.05)、40% (P<0.05) 、46% (P<0.05)和48% (P<0.05)。
②低汞污染日粮添加0.5%HGAN,全血、血清、胆汁和尿液中的汞分别降低了21% (P<0.05)、18% (P<0
.05)、41% (P<0.05)、70% (P<0.05),粪便中的汞升高了40%(P<0.05);高汞污染日粮添加0.5%HGAN
,全血、血清、胆汁和尿液中的汞分别降低了4% (P>0.01)、7% (P>0.05)、34% (P<0.05)、38% (P<0
.05)。粪便中的汞升高了41%(P<0.05)。
③低汞污染日粮添加0.5%HGAN,血清SOD和GPx值分别提高 了6%和17%(P< 0.05),血清的GST和LDH值
分别下降了19%(P<0.05)和18%(P< 0.05),肝和肾的GPx活力单位分别下降了20%(P<0.05)和25%
,肝和肾的GST活力单位分别升高 了16%(P<0.05)和3%;高汞污染日粮添加0.5%HGAN,血清SOD和GPx
值分别提高 了18%(P<0.05)和17%(P< 0.05),血清的GST和LDH值分别下降了22%(P<0.05)和27%
(P< 0.05),肝和肾的GPx活力单位分别下降 了15%(P<0.05)和33%(P<0.05),肝和肾的GST活力
单位分别升高 了5%和6%;血清总蛋白、白蛋白、GOT、GPT和ALP未发现显著的差异。
结果提示:(1)饲料中添加HGAN能够显著降低肌肉、肝、肾、全血等器官组织中汞的残留量;(2)
HGAN能明显减轻汞的毒性作用,表现在改善了血清生化及酶活水平。
4、AAN
(1)、构建了粒径为50-90nm,选择性高效吸附黄曲霉毒素的纳米级饲料添加剂AAN。浓度为100ng/ml的
黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2溶液,分别加入0.1g吸附剂AAN,pH为6的条件下,摇床25℃振荡吸附60min
,高效液相色谱法测定AAN黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2的吸附率分别达97.32%、95.00%、93.51%和91.
93%。
(2)、以商品代樱桃谷肉鸭和“杜长大” 肥育猪为对象,研究了AAN对日粮中黄曲霉毒素B1的吸附效果
和作用机理。
①肉鸭
试验分组如下:对照组饲喂基础日粮(采用养殖场实际生产中所用原料,实测定黄曲霉毒素B1含量:
前期为21.21µg/kg,后期为16.48µg/kg);4个试验组日粮中的大米均用发酵大米替代,实测黄曲霉毒
素B1含量前期为41.69µg/kg,后期为40.71µg/kg。此外,试验2组添加0.5%膨润土,试验3组添加0.5
%AAN,试验4组添加0.25%AAN。研究结果如下:
组织器官及血清中黄曲霉毒素B1含量测定结果表明:1)饲喂生产用日粮,肉鸭肌肉、肝脏、肾脏中黄
曲霉毒素B1含量分别为3.65、4.41、3.20 µg/kg,分别是欧盟残留限量标准的1.8倍、2.2倍、1.6倍(
标准<2µg/kg)。2)饲喂黄曲霉毒素B1严重污染日粮(40µg/kg黄曲霉毒素B1),肉鸭肌肉、肝脏、肾
脏中黄曲霉毒素B1含量分别为6.53、7.61、5.78 µg/kg,分别是欧盟残留限量标准的3.3倍、3.8倍、
2.9倍;在黄曲霉毒素B1严重污染日粮中添加 0.5%AAN,肉鸭肌肉、肝脏、肾脏中黄曲霉毒素B1含量
分别为1.35、1.82、1.26 µg/kg,分别是欧盟残留限量标准的68%、91%、63%。
结果提示还显示:AAN能显著减弱黄曲霉毒素对樱桃谷肉鸭生长的不良影响,提高肉鸭的生长性能,改
善饲料养分的消化率,并以添加0.5%AAN效果最好;AAN能够明显减轻黄曲霉毒素引起的肉鸭肝脏、肾
脏、脾脏、心脏、胰脏等内脏器官的病变程度,减轻肿大程度;AAN显著降低樱桃谷肉鸭血清中谷草转
氨酶、谷丙转氨酶的水平;明显提高血清中总蛋白、白蛋白、甘油三酯和胆固醇的含量,说明AAN能够
显著改进肝脏、胰脏等脏器的功能。
②“杜长大” 肥育猪
试验分组如下:饲喂生产用饲粮(对照1组)、生产用饲粮+0.5%AAN(试验1组)、含发酵花生粕饲
粮(对照2组)、含发酵花生粕饲粮+0.5%AAN(试验2组),生产用饲粮中AFB1水平为13.52ug/kg,
含发酵花生粕饲粮中AFB1水平为80µg/kg。研究结果如下:
组织器官及血清中AFB1含量测定表明:对照组背最长肌、股二头肌、肝脏、肾脏中黄曲霉毒素B1含量分别为2.47、2.07、3.27和2.19 ug/kg,分别为欧盟残留限量标准的1.24倍、1.04倍、1.64倍和1.10倍,添加0.5%AAN,背最长肌、股二头肌、肝脏、肾脏中黄曲霉毒素B1含量分别降低为1.51、1.05、1.17和1.91 ug/kg,均低于欧盟残留限量标准(AFB1<2ppb);饲喂严重黄曲霉毒素污染日粮(实测黄曲霉毒素为80µg/kg),背最长肌、股二头肌、肝脏、肾脏中黄曲霉毒素B1含量分别为3.15、2.59、3.43、3.44 ug/kg,分别为欧盟残留限量标准的1.58倍、1.30倍、1.72倍和1.72倍,添加0.5%AAN,分别降低了46.51%(P<0.01)、49.03%(P<0.01)、61.52%(P<0.01)和39.83%(P<0.01),股二头肌、肝脏中黄曲霉毒素B1含量均低于欧盟残留限量标准。
研究结果还显示:添加AAN能够提高肝中谷胱甘肽硫转移酶活性,降低血清中谷胱甘肽硫转移酶活性,升高肝中琥珀酸脱氢酶活性和肝中抗氧化酶活性,从而减轻对肝脏、肾脏等脏器的损伤。
(5)、CPAN、PPAN
研发了选择性吸附有机氯和有机磷农药的饲料添加剂CPAN、PPAN。CPAN对α-六六六、β-六六六、DDT的体外吸附率分别为95%、90%、97%;PPAN对甲胺磷和甲基对硫磷的吸附率分别为84%和78%。CPAN对生长肥育猪的试验结果表明:在含0.45 mg/kg六六六的日粮中添加CPAN,使肌肉、肝脏、肾脏、心脏、毛发、脂肪六六六残留量分别降低了46.85%(P<0.05),25.23%(P<0.05),24.23%(P>0.05),16.1%(P>0.05),23.52%(P<0.01),23.60%(P<0.01)。在含0.85mg/kg六六六的日粮中添加CPAN,使上述组织中六六六残留量分别降低了47.8%(P<0.01),23.36%(P<0.05),36.0%(P>0.05),20.0%(P>0.05),34.67%(P<0.01)、10.3%(P<0.01)。
作者 许梓荣 浙江大学教授、博士生导师。