应对温暖气候环境下饲料中的黄曲霉毒素
在这个原料价格与供应日益波动的时代,能够保障供应充足的优质原料正成为畜牧业的主要挑战之一。为了降低饲料成本和获得充足的饲料原料,畜牧生产者常常被迫使用非常规蛋白质和碳水化合物来源或低质量的原料。气候条件的改变,如温度和降水量的异常变化或干旱,会影响对原料的质量参数,如细菌计数、酵母菌、霉菌以及霉菌毒素(由霉菌产生的代谢产物)。由曲霉菌产生的黄曲霉毒素,属于最毒的霉菌毒素,也与大部分其他霉菌毒素有协同效应。黄曲霉毒素在温暖气候中最为常见,特别是在同时出现干旱和害虫破坏时。幼龄动物比成年动物更易感。农场动物中,鸡和鸭对黄曲霉毒素具有最低的忍耐度。饲喂受黄曲霉毒素污染的饲料能够导致生长性能降低、死亡率增加、接种效果降低、健康问题增多。进行剖检时,能够观察到肝脏发白并扩张。
1蒙脱石
自70年代末,已知某些粘土矿物能够吸附黄曲霉毒素,保护动物肠道免受有害的影响。各种粘土矿物中,蒙脱石特别是钙-蒙脱石被认为对黄曲霉毒素具有最高的吸附容量和吸附强度。这种高吸附容量可以用它的结构来解释。其结构由多层面构成,能够将黄曲霉毒素“圈入”内层空间,也会导致较高的表面区域以便有更多的活性吸附位点。较高的吸附强度是矿物组成的结果,能够与黄曲霉毒素产生牢固的复合物。
钙-蒙脱石对黄曲霉毒素的选择性较高,因为Ca2+的交换离子是二价的(意味着它们可以跟其他离子或分子形成两个键),使得它们体积更大,导致剩余表面积最适容纳一个黄曲霉毒素分子。对于单价交换离子如Na+,剩余面积太小,因此钠-蒙脱石吸附黄曲霉毒素不理想。此外,黄曲霉毒素并不只有一个而是有两个羰基,这使其可以同二价交换离子形成牢固的复合物,也可以同蒙脱石结构层中的组成部分也可自由抵达结构层边缘的Fe2+和Al3+结合。
2体外试验
Nutreco公司研发部进行了一系列的体外吸附研究以选择最佳的蒙脱石粘土,发现钙-蒙脱石混合物是最佳的,研究证明其具有最高的黄曲霉毒素吸附容量。基于这项研究,Selko饲料添加剂公司研发出了Toxo-MX,它具有特别强的黄曲霉毒素吸附能力,且还能吸附其他霉菌毒素如麦角生物碱。这种霉菌毒素吸附剂在欧盟和美国不同的专业和独立实验室的一系列体外试验中得到了进一步检测研究。该试验方法可以确定产品的吸附效率和最大吸附容量,同时试验模仿胃肠道的条件。在该方法中,检测吸附作用时,环境pH值设定为3,接近胃内的pH值,接着是在模拟肠道条件的pH7下进行解吸附。效率以吸附的百分比减去解吸附的百分比来计算。
图1显示了吸附效率试验的主要结果。能够看到霉菌毒素吸附剂在不同的添加水平下的吸附效率,而黄曲霉毒素B1(AFB1)浓度一直接近100%。
3吸附麦角
麦角生物碱主要由麦角霉菌在较凉爽和温和的气候下产生,对各种动物,特别是反刍动物也是非常有害的。在较高水平时,麦角生物碱会引起血管收缩和坏疽。它们也会影响繁殖性能,降低产奶动物的产奶量。不同麦角生物碱的吸附实验在3种不同的pH条件下进行。图2的结果显示,即使在较高的pH时,仍然有超过70%的麦角生物碱被吸附。
除了体外实验,在西班牙Nutreco公司的家禽研究中心,研究人员还通过对肉鸡饲喂高水平的AFB1来检测吸附剂。1日龄肉鸡被随机分配入3种不同的日粮处理组,分别饲喂不含AFB1的对照日粮或含有3μg/kgAFB1+添加或不添加0.25%霉菌毒素吸附剂的试验日粮,实验持续3周。记录采食量和体重,以及器官的相对重量,因为AFB1也会损害器官组织,并增加器官重量。在3周的试验期间,如图3所示,AFB1明显降低了增重和采食量,并对饲料转化效率有负面影响。而霉菌毒素吸附剂能够显著提高增重和采食量,对饲料转化效率具有正面影响。
图4显示了所选肉鸡器官的相对重量。AFB1显著增加了肌胃、肝脏和肾脏的相对重量。添加0.25%的霉菌毒素吸附剂显著降低了器官的相对重量。
4不吸附营养物质
众所周知,有些粘土不仅吸附霉菌毒素也会吸附营养成分,当然这不是人们所希望的。因此,一项营养物质吸附实验在一家专业实验室中进行。霉菌毒素吸附剂(分别是20%和50%)被添加到一种富含有维生素和矿物质的商品肉鸡预混料中。所有样品利用盐酸提取,用于模拟胃的条件。分析结果根据稀释度进行调整(霉菌毒素吸附剂的含量分别是20%和50%)。结果显示,吸附剂并不会吸附营养成分,能够安全地用于动物饲料和预混料。它还具有极好的游离特性,能够被用作预混料的抗结剂。
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