霉菌毒素对家禽的危害及降解技术

报告人： 计成教授 （中国农业大学）

    霉菌毒素为一类主要由微小的霉菌产生的剧毒次级代谢物， 许多霉菌毒素可对动物健康造成危害， 对家禽危害较严重的主要有黄曲霉毒素（AFB1） 、 T-2毒素、 呕吐毒素 （DON） 、 玉米赤霉烯酮（ZEN） 、 赭曲霉毒素A （OTA） 和烟曲霉毒素 （FB） 。

1我国霉菌毒素污染概况
    地理环境影响谷物霉菌毒素污染状况。2010年对我国谷物中的霉菌毒素污染调查发现， 东北地区 （黑龙江、 吉林和辽宁） 黄曲霉毒素污染率为13%、呕吐毒素为71%、 ZEN为56%、 FB为44%和OTA为22%， 东南地区 （江苏、 浙江、 山东、 安徽等 ） 黄曲霉毒素污染率为65%、 呕吐毒素为41%、 ZEN为49%、 FB为57%、 OTA为32%， 南方地区 （广西、 广东、 福建、海南等 ） 黄曲霉毒素污染率为88%、 呕吐毒素为30%、ZEN为49%、 FB为58%、 OTA为71%。2013年对我国玉米毒素污染抽样检查发现， 我国玉米中FB、 DON、 AFB和ZEN污染较为严重。

2家禽对霉菌毒素的敏感性
    家禽对霉菌毒素敏感， 多种霉菌毒素对家禽都存在毒害作用。肉鸡比其它禽类如鸭、 鹅和火鸡对黄曲霉毒素的耐受性要强。多数情况下， 黄曲霉毒素是引起免疫抑制能力最强的毒素。A型单端孢霉烯族毒素、 T-2毒素、 HT-2毒素、 蛇形毒素（DAS） 是家禽养殖中主要关注的霉菌毒素， 给家禽生产造成了巨大的经济损失。A型单端孢霉烯族毒素对家禽尤其是肉仔鸡的毒性作用很强，半数致死量LD50值很低 （蛇形毒素2 mg/kg， T-2毒素4 mg/kg） ， 尤其是T-2毒素， 能显著降低肉鸡采食量、 体增重、 产蛋率和诱发口腔炎症等。幼龄仔鸡和火鸡对赭曲霉毒素非常敏感。这些肾脏毒素均会抑制家禽采食量、 生长发育和产蛋性能。此外，蛋壳质量也受到赭曲霉毒素的影响。烟曲霉毒素中毒会导致家禽的大面积死亡； 家禽采食烟曲霉毒素污染的日粮后， 典型症状表现为体重和平均日增重降低， 腺胃重量增加。与猪相比， 家禽较少受到玉米赤霉烯酮的影响， B型单端孢霉烯族毒素如呕吐毒素对家禽的影响相对T-2毒素较小。

3霉菌毒素对家禽的影响
3.1黄曲霉毒素
    黄曲霉毒素是主要由黄曲霉和寄生曲霉产生的有毒的次级代谢产物。已发现 B1、 B2、 Gl、 G2、M1、 M2等18种结构衍生物， 其中AFB1毒性最大。黄曲霉毒素是世界卫生组织认定的IA级危险物（WHO， 1993） ， 具有高毒性、 高诱变性和强致癌性。黄曲霉毒素主要在家禽肝、 肉、 蛋中残留。黄曲霉毒素对家禽的危害表现为： ①致癌作用， 采食黄曲霉毒素污染饲料的动物癌症发生率升高； ②免疫抑制， 动物对环境应激和病原微生物的抵抗力减弱， 容易发生疾病； ③肝脏毒性作用，肝损伤， 黄疸； ④生产性能降低， 采食量、 日增重降低， 屠宰重和产蛋率降低， 群体整齐度差， 孵化率降低； ⑤影响血液功能， 系统性的出血， 贫血； ⑥神经毒性作用， 神经症状 （行为异常） ； ⑦影响皮肤功能， 羽毛生长不良， 黏膜和腿苍白； ⑧致畸性作用，遗传缺陷； ⑨病理学变化， 内脏器官重量发生变化： 肝脏、 脾脏和肾脏增大， 法氏囊和胸腺重降低，器官的颜色和质地发生变化 （如肝脏和肌胃） 。
3.2单端孢霉烯族毒素
    主要由镰孢菌等霉菌产生的有毒次级代谢产物， 它包括呕吐毒素 （DON） 、 T-2毒素等150种化合物。仅调查中国饲料样本中超过70%样本被DON污染。单端孢霉烯族毒素位于C-12、 C-13位上的环氧基团是其共同的毒性基团。
    单端孢霉烯族毒素对家禽的危害表现为： ①免疫抑制， 对环境和微生物应激因子的抵抗力较弱，家禽容易发生疾病； ②生产性能降低， 采食量下降， 体增重、 蛋产量和蛋壳质量降低， 饲料转化率差， 采食减少， 鸡群整齐度差； ③胃肠道功能紊乱，腹泻； ④影响血液功能， 出血症； ⑤神经毒性作用，精神沉郁， 翅膀松垂； ⑥皮肤功能受损， 对口腔和皮肤产生毒性， 羽毛生长不良； ⑦产生病理学变化， 淋巴结和造血组织坏死， 肌胃损伤。
3.3玉米赤霉烯酮
    玉米赤霉烯酮（Zearalenone， ZEN）是一类2， 4-二羟基苯甲酸的内酯化合物， 具有类似雌激素的作用， 可与子宫内雌激素受体不可逆结合， 从而影响动物的生殖生理。
    玉米赤霉烯酮中毒促进动物第二性征的发育， 公雏鸡出现鸡冠发育过快； 蛋鸡中毒的表现为鸡冠肿大、 卵巢萎缩、 产蛋率下降， 出现腹水症； 肉鸡表现为胫骨软骨发育不良。霉菌毒素问题日趋严重， 这已经是无可争议的事实。尤其是最近几年随着原料价格的不断攀升， 粮食副产物被大量使用 （DDGS、 麸皮等） ， 使得饲料中霉菌毒素含量成倍增长。
3.4赭曲霉毒素
    赭曲霉毒素由曲霉菌， 如赭曲霉、 硫色曲霉、蜂蜜曲霉以及绿青霉等产生的一类毒素。包括7种结构类似的化合物， 赭曲霉毒素在家禽肝、肉、 蛋重残留。
赭曲霉毒素对家禽的危害表现为： ①免疫抑制， 动物对环境应激和病原微生物的抵抗力减弱，容易发生疾病； ②生产性能降低， 产蛋量、 蛋重、 蛋壳品质降低， 发育延迟、 增重降低、 死亡率增加， 影响饲料转化率， 拒食； ③肾脏中毒， 饮水增加， 肾脏功能受损； ④肝脏中毒， 肝脏损伤。
3.5烟曲霉毒素
烟曲霉毒素 （FB） 由串珠镰刀菌产生， 通常在霉变的玉米中发现。最常见的烟曲霉毒素是烟曲霉毒素B， 而常见的的烟曲霉毒素B有3种， 分别是FB1、 FB2和FB3。烟曲霉毒素在家禽肝、 肾中残留。烟曲霉毒素对家禽的危害表现为： ①胃肠道功能紊乱， 腹泻； ②血液功能紊乱， 血液功能发生异常； ③病理学变化， 肾脏和肝脏重增加， 肝脏发生坏死。

4饲料霉菌毒素污染的防治
    预防饲料被霉茵污染的主要措施： ①通过HACCP加强作物生长、 成熟、 收获和贮存等各个环节的控制来最大限度的减少饲料原料中的霉菌毒素； ②饲料在加工和贮存过程中避免霉变，严格控制原料的含水量， 使用优质防霉剂 （丙酸及其盐类） 。
4.1霉菌毒素脱毒
饲料中存在真菌毒素时， 需要应用脱毒剂来解除毒害效应； 霉菌毒素结构各异， 不得不采取特异方法解毒。霉菌毒素传统的物理和化学去毒方法： 存在效果不稳定、 营养成分损失大、 影响饲料适口性。生物降解具有解毒效率高、 特异性强、 对饲料和环境没有污染等优点。近年来霉菌毒素的脱毒方法见表1。
4.2国内外微生物降解霉菌毒素的研究
4.2.1生物降解黄曲霉毒素
    左振宇等从真菌假密环菌中提取的粗酶液可降解AFB1 （降解率达80%） ， 并分离纯化黄曲霉毒素降解酶， 得到分子量为73~77 ku的酶蛋白，进一步克隆该酶的基因序列， 并转化到毕赤酵母表达系统中进行表达。计成等筛选出9株能降解AFB1的菌株， 菌株鉴定分别为橙红色黏球菌、 枯草芽孢杆菌、 嗜麦芽窄食单胞菌、 短波单胞菌、 炭疽芽孢杆菌、 克雷伯氏菌、 纤维微杆菌、 霍氏肠杆菌和短状杆菌， 降解活性均在75%以上。Smiley等研究发现橙色黄杆菌的粗蛋白提取物对AFB1的降解率达74.5%； Albert等发现红串红球菌胞外提取物处理72 h， 能有效降解66.8%AFB1。
4.2.2生物降解玉米赤霉烯酮
    计成等从动物肠道食糜中分离出能够高效降解玉米赤霉烯酮的菌株， 已经申请专利进行保护，目前正在研究其作用机理及其降解产物结构； 有研究者分离出酵母菌株， 通过打开玉米赤霉烯酮分子结构中的内酯环将其降解为非雌激素类化合物； Yi等从土壤样本中分离出地衣芽孢杆菌， 与ZEN孵育36 h后， 对ZEN的降解率达95%以上。
4.2.3生物降解呕吐毒素
    计成等与加拿大农业部食品研究所合作研究， 从鱼的肠道中分离出4株菌 （不动菌属、 假单胞菌、 白色杆菌和短稳杆菌） ； Islam等报道分离自土壤的沙雷菌属、 梭菌属、 肠球菌属、 单胞菌属和链霉菌属的混合细菌与DON孵育144 h后， 可将DON完全降解为DOM-1。

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