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黴菌毒素研究新進展
美國創實營養有限公司  2012-8-10  瀏覽 2268 次
 

黴菌毒素研究新進展

Sun anquan1,Karo Mikaelian2, T.D. Phillips3

(1,2 .美國創實營養有限公司; 3.Taxas A&M University)

    黴菌毒素研究自 60 年代以來一直是個熱門課題,世界黴菌毒素研討會及美國黴菌毒素委員會為AG亚游提供了豐富的資料。在中國由於實驗條件的限製,在黴菌毒素研究領域比較落後,而中國飼料業及養殖業對黴菌毒素的了解嚴重不足,這種認識上不足導致中國市場出現許多低效或無效產品。消費者使用後達不到脫除毒素的目的,有可能繼發免疫係統抑製,導致傳染病的爆發。如在發達國家及世界衛生組織公認黃曲黴毒素是危害最嚴重的毒素,在中國卻有許多公司利用毒素自然存在的濃度差異,片麵誇大次要毒素如嘔吐毒素,T2 毒素的危害,從而誤導客戶;反觀目前市場上,大部分毒素吸附劑其功效甚微,原因是多數毒素吸附劑是用膨潤土,沸石粉製作。 目前在中國市場注冊的毒素吸附劑,大部分沒有做過係統的研究,有些產品在國外根本就不是作為毒素吸附劑被批準及使用,但在中國注冊後作為毒素吸附劑使用;在使用非真正毒素吸附劑或低效毒素吸附劑後,會種下誘發傳染病的隱患。毒素吸附劑的吸附能力是否可靠需要實驗室試驗及動物實驗雙重證明。根據美國的研究資料,一般膨潤土及沸石粉能吸附較多的營養物質,而對黴菌毒素的吸附能力比較小。美國國家農業技術委員會及曼穀大學的黴菌毒素吸附劑吸附能力排行榜顯示不同毒素吸附劑吸附能力差別極大,而這種吸附能力的差異主要由於用於製作吸附劑的原料比表麵積的差別所決定。

 縱觀目前中國毒素吸附劑市場上的亂象,作者根據美國發表的最新資料作一綜述,供學術界及生產企業在選擇毒素吸附劑時用作參考。

1. 不同毒素吸附劑性能可以相差幾十倍

      根據 Phillips 教授 1998 年在毒理科學上發表的研究結果顯示,沸石粉及膨潤土對黃曲黴毒素幾乎沒有吸附效果,使用後動物胚胎早期受黃曲黴毒素攻擊導致的胚胎早期吸收率高達 80%,沒有被吸收的胚胎難以發育成正常的胎兒。根據美國黴菌毒素委員會發表的資料,許多在世界上以新理念著稱的產品在對比研究中顯示隻有非常低的吸附能力,說明所有的新理念必須通過係統的實驗室研究及廣泛的實際應用加以鑒定才能證明其是否真正有效。毒素吸附能力的科學比較方法早在 20 年前在美國及歐洲已建立,然至今在中國還在為如何比較進行廣泛的討論,其實從歐美科學文獻上直接參考,既有助於AG亚游找對方向,也節省AG亚游的時間,其中發表於美國黴菌毒素手冊,T.D. Phillips 教授發表的多篇研究文獻最具有參考價值。亞洲著名的毒理學家 Komkrich Pimpukdee 博士發表於曼穀大學學報上的關於亞洲市場上黴菌毒素吸附劑吸附能力排行榜具有較高參考價值 (圖一)。

2. 部分毒素吸附劑的副作用已在廣西等南方省份顯現出來

    根據曼穀大學公布的亞洲黴菌毒素吸附劑吸附能力排行榜資料 (圖 2)目前市場上眾多毒素吸附劑品牌不具備選擇性吸附的特點,多數是吸附毒素能力差,吸附營養能力強;而有文獻被證明具備選擇性吸附 (隻吸毒素,不吸營養物)特點的產品隻有美國 Trouw Nutrition USA 公司生產的脫黴素(Phillips et al., 1995)。

    由於部分品牌毒素吸附劑的吸營養特點,已經在使用一段時間後顯示其嚴重的副作用,如母豬產奶顯著減少,種豬裂蹄現象明顯增多,母豬缺鈣現象明顯。

3. 黃曲黴毒素是養豬生產的主要危害

    黃曲黴毒素是世界上研究最透最徹底的一種毒素,同時也是對世界食品飼料生產危害最嚴重的一種毒素。研究表明飼料中黃曲黴毒素濃度高低與動物疫情流行有著密切的關係,美國上世紀八十年代在黴菌毒素爆發區域,導致隨後豬大腸杆菌病流行; 2003年底至 2004 年秋天,亞洲各國均發生較廣泛的動物疫情大規模爆發,究其原因與 2003年天氣異常導致穀物大麵積發黴有直接關係,這場疫情導致中國養豬生產損失達 200億元以上。黃曲黴毒素的主要危害表現為對動物多係統的直接破壞,高強度地抑製動物的免疫係統,降低動物對病原的抵抗力及對疾病的易感性,因而會誘導或增強動物疫情的傳播。研究表明飼料中的黃曲黴毒素在仔豬應控製在 5ppb 以下 (法定範圍為10ppb),在種豬大豬應控製在 20ppb 以下。

4.玉米赤黴烯酮及嘔吐毒素的危害到底有多大?

    美國普渡大學 Mark(2004) 最近發表不同濃度的玉米赤黴烯酮及嘔吐毒素對不同階 段的豬的毒害作用,給AG亚游提供了非常準確的控製黴菌毒素的方向。研究結果顯示玉米赤黴烯酮的主要危害表現為對後備母豬,未配種的母豬正常發情期的幹擾以及對受胎早期胚胎發育的影響。 雖然 1ppm 玉米赤黴烯酮會導致後備母豬的假發情現象,但自配種到懷孕 85 天甚至到臨產,飼喂 3.6-4.3ppm 的玉米赤黴烯酮的日糧並不會導致胚胎數量減少,死胎,木乃伊及流產,而飼喂 60ppm 的玉米赤黴烯酮對懷孕中後期母豬的繁殖性能也沒有顯著的危害,說明玉米赤黴烯酮對發育到一定階段的豬胚胎發育並沒有明顯的幹擾及破壞作用,對胚胎有破壞作用的主要是黃曲黴毒素, 其次是 T2 毒素, 煙曲黴毒素。黃曲黴毒素在懷孕早期會導致胚胎死亡而被吸收,從而導致空懷或產仔數大幅下降;在懷孕中期會導致胚胎死亡而多形成木乃伊; 在懷孕後期會導致弱仔,八字腳,嚴重者會死亡; 但高濃度的玉米赤黴烯酮 (60-90ppm)對配種後 2-15 天內的後備母豬則能徹底地阻止胚胎的正常發育,配種後的 10 天內胚胎對玉米赤黴烯酮的影響較敏感。

    高濃度的玉米赤黴烯酮對哺乳期的母豬也有影響。母豬在仔豬斷奶前飼喂含玉米赤黴烯酮 50ppm 的日糧為期二周,在斷奶後飼喂 100ppm 的玉米赤黴烯酮的日糧為期 63天,母豬表現出連續發情; 母豬在斷奶前二周飼喂 10ppm 玉米赤黴烯酮的日糧表現為斷奶後發情間隔延長,但對受胎率沒有影響;低濃度玉米赤黴烯酮的 (2.1-4.8ppm) 日糧飼喂整個懷孕期及哺乳期對產後的正常配種沒有影響。

    我國的飼料中絕大部分玉米赤黴烯酮的濃度在 2ppm 以下,如果是單純玉米赤黴烯 酮存在,持續飼喂含玉米赤黴烯酮的玉米,隻會誘發外陰部紅腫等有關症狀,而不會導致懷孕母豬流產,死胎,但在生產上的確能觀察到上述症狀,說明在生產條件下,AG亚游所觀察到的主要是由於隱藏的黃曲黴毒素在起毒害作用,一旦黃曲黴毒素得到控製,流產,死胎等現象就會消失。

    玉米赤黴烯酮對種公豬的毒性相對較輕, 飼喂 60ppm 玉米赤黴烯酮日糧為期 8 周 不影響種公豬的性欲及精液質量, 飼喂 200ppm 的日糧同對照組對比,公豬性欲不受影 響,精液質量也正常;但對後備公豬飼喂 40ppm 的玉米赤黴烯酮日糧,表現出性欲下降; 飼喂含玉米赤黴烯酮 9ppm 的日糧不影響後備公豬的性欲。

     基於以上對玉米赤黴烯酮不同濃度對不同階段不同種豬的研究,AG亚游對玉米赤黴烯酮的毒性已不能再用籠統的“雌激素中毒症或攻擊母豬的生殖係統”等字樣來描述,對於影響種公豬精液質量等不科學的描述應當停止, 而應針對不同的症狀來初步確定中毒程度然後采取對策。

嘔吐毒素的純化實驗顯示 10ppm 的嘔吐毒素不會誘導嘔吐現象的產生,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;20ppm 的嘔吐毒素在采食 15 分鍾後會誘導嘔吐毒素的產生;綜合這些實驗結果,可以說明通常在農場出現的嘔吐是一種生理調節,而這種嘔吐現象應是由多種毒素互作產生的,而不是由單獨的嘔吐毒素產生,因為在多數飼料中嘔吐毒素濃度在 1ppm 以下,這種濃度的單獨嘔吐毒素並不會誘導產生嘔吐現象。

根據以上美國大學對玉米赤黴烯酮及嘔吐毒素研究的新進展,普渡大學已推薦出新的飼料中黴菌毒素控製標準 (表 1),該標準已明確地將嘔吐毒素放大到 1ppm,玉米赤黴烯酮放大到 2ppm。

    美國黴菌毒素委員會的研究成果顯示黴菌毒素的核心危害作用是對免疫係統的破  壞及對免疫應答的強烈抑製,從而將動物預置於被感染的環境之中,導致對疾病的易感性增強,抗病力下降,這是目前中國養豬生產普遍存在而被忽略的領域。對免疫係統功能抑製作用最強的是黃曲黴毒素,對凝血係統破壞作用最強的也是黃曲黴毒素。

    飼料中多種黴菌毒素共存,那種黴菌毒素危害最大,取決於穀物收獲及儲存時的條  件,在南方一般穀物中黴菌毒素的毒害作用以黃曲黴毒素為主;雖然一般分析結果顯示飼料原料中的黃曲黴毒素一般不超過 50ppb 的法定範圍,但並不意味低於 50ppb 就是安全範圍, 相反 2ppb 的黃曲黴毒素已經能在仔豬產生明顯的免疫抑製及生長抑製效果。在種豬,仔豬飼料中應將黃曲黴毒素濃度盡可能控製在 5ppb 範圍內 (法定範圍為 10ppb),而嘔吐毒素,玉米赤黴烯酮,煙曲黴毒素可參照普渡大學的推薦標準,即都是在5ppm 範圍內。

    雖然普渡大學放寬了對嘔吐毒素及玉米赤黴烯酮毒素的控製建議濃度,並不意味著AG亚游對玉米赤黴烯酮及嘔吐毒素可以高枕無憂。AG亚游應該對不同階段出現的症狀加以分析,用最少的投入來解決玉米赤黴烯酮及嘔吐毒素的危害,但最重要的是要解決不出現明顯的外表症狀,但隱藏在明顯外表症狀後麵的黃曲黴毒素。

5. 酶製劑及甘露寡糖在黴菌毒素中毒時的作用

   由於南方地區氣候特點決定了黴菌毒素汙染以黃曲黴毒素汙染為主,一般在中毒後表現出的症狀主要為肝髒遭受攻擊,出現相對應亞臨床或臨床症狀,隨後出現一係列生理上的變化,如肝髒腫大,肝小葉纖維化,膽汁分泌減少,飼料消化率下降,同時飼料消化酶活性遭受抑製。此時在飼料中加入一定濃度的酶製劑,可一定程度上彌補活體內消化酶活性下降及膽汁分泌減少導致的飼料利用率下降,所以在黴菌毒素汙染嚴重季節添加飼料酶製劑效果比較明顯。歐洲有幾個公司將蛋白酶作為降低黃曲黴毒素毒性的一種手段加入飼料中,有一定效果,但並不是用酶來分解毒素。這點已由歐洲著名的毒素專家 Danicke 博士 (英國家禽科學, 2003, 44: 113-126 )解釋的非常清楚。此文對一路來部分歐洲公司提出的利用酶來分解毒素的理念進行了分析,最後否定了利用酶來分解毒素的理念,並證明不存在分解毒素酶的活性。與此同時 Santin (2003) 以及美國密歇根大學醫學院對酵母細胞壁提取的甘露寡糖進行的科學的毒素試驗,最終否定了生產商所申稱的對多種毒素具有高吸附能力的說法,同時證實酵母細胞壁提取的甘露寡糖對赫曲黴毒素沒有任何作用,而對黃曲黴毒素,玉米赤黴烯酮,T2 毒素,煙曲黴毒素幾乎沒有作用 (亞洲家禽科學, 2(6): 465-468, 2003)。

6.正確選擇黴菌毒素吸附劑

    總之,正確認識黴菌毒素的危害是控製黴菌毒素的前提條件,選擇正確的黴菌毒素吸附劑是控製黴菌毒素的根本保證。選擇黴菌毒素吸附劑應將實用與科學放在首位,遇到新理念時,應從源頭入手看此類理念是否被權威學術刊物發表過。一般應從如下六條入手選擇毒素吸附劑:

 (1)必須具備高吸附能力:高吸附能力來源於巨大的吸附表麵積,沸石粉平均比表麵積為 18 平方米/克,高嶺土平均比表麵積是 23 平方米/克,脫黴素(前一代)比表麵積為 848 平方米/克。如果一產品缺乏此數據,有可能是此產品缺乏基礎研究。原則上選擇產品第一關是看比表麵積大小。比表麵積在 600 以下,通常有較大的層間通道,為吸附營養物提供較大的機會。吸附與黏附有本質的區別,吸附一般解釋為“高強度的結合”,而黏附為靠巨大的表麵積粘著部分毒素,而不是結合,這些毒素在腸道蠕動過程中會遊離出來,被吸收進入血液,從而產生毒害作用。活性炭雖然有巨大表麵積,但在動物體內並不能用來預防黃曲黴毒素中毒,原因是它不能將黃曲黴毒素真正地結合掉。

 圖 1 為美國黴菌毒素委員會提供的黴菌毒素吸附劑吸附能力比較,而曼穀大學發表的亞洲市場黴菌毒素吸附劑吸附能力排行榜 (圖 2)則一致地反應出目前市場上的大部分產品不具備毒素吸附能力或吸附能力極低,所以在選擇毒素吸附劑時希望業界將性能價格比作為重點參考指標。

 (2)選擇性吸附:理想的毒素吸附劑應具備隻吸附毒素,不吸附營養物的特點。至今在國際權威學術刊物上發表的有關選擇性吸附的文獻非常有限。筆者查閱“家禽科學”及“天然毒素”上發表證明具備選擇性吸附特點的隻有脫黴素(NOVASIL),然而許多膨潤土產品也聲稱具備選擇性特點,為幫助大家了解判斷,美國黴菌毒素委員會為此特別強調, 隻有通過實驗證明隻吸毒素,不吸收營養物,才可稱作具備選擇性吸附的特點,否則不能自稱具備選擇性吸附特點,據此可以判定到目前為止,脫黴素具備選擇性吸附特點。

 (3)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,脫黴素的研究證明此產品能同時特異性地吸收黃曲黴毒素,玉米赤黴烯酮及赭曲黴毒素。美國聯合飼料公司總裁 Donald 博士的研究顯示脫黴素能很好地克服嘔吐毒素及玉米赤黴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。

(4) 無副作用,意為此類產品不能有明顯的對動物或人類食物鏈不利的作用或汙染,首先不能吸收大量的營養物,動物在毒素高濃度存在時,對微營養物的需求較平時高;此條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汙染的物質如二惡因,二惡因在人體內致癌潛伏期可達 20 年以上。在西方國家,二惡因被列為第一號汙染物,中國飼料行業至今尚沒有對飼料中二惡因汙染進行係統檢測,美國的膨潤土已被多次報道含有超標的二惡因,因此每一家公司在進口時應提供二惡因合標的證明。

(5) 必須具備實驗室及動物實驗雙重資料方能證明有效,許多公司隻提供實驗室具備吸附能力的資料,活性炭在實驗室內證明能吸附一定量的黃曲黴毒素,但在動物實驗中卻不能預防動物中毒,說明僅靠實驗室實驗結果不足以證明產品的功效。

(6) 為確保產品具備以上所有五條條件,及所提供資料的可靠性,所有以上資料應為權威的學術刊物上發表過。

如果任何公司能夠提供滿足以上條件的產品,則產品應該歸類為高級吸附毒素專用吸附劑,否則產品可能不值得使用,或在使用時難以避免嚴重的副作用。雖然在美國許多研究土壤化學領域用單極性及雙極性來描述不同土壤的特性,一般在利用粘土經過物理改性過後不再用極性來表達與吸附性能相關的特點。國外,國內的沸石粉,膨潤土類產品應被明確歸類不能作為毒素吸附劑使用。這點可參照美國 FDA歸類執行。

7.黴菌毒素研究領域的最新成果

最近美國剛剛公布了美國黴菌毒素委員會 Phillips 教授的最新研究成果,在經過多達 6 年的探索之後,在人們認為玉米赤黴烯酮不能被有效吸附的前提下,利用新的試驗模型,在大鼠身上首先取得了突破,成功地開發出能夠高效吸收玉米赤黴烯酮的多維炭,該產品在豬上的試驗證明使用 1 公斤/噸飼料的劑量可迅速消除玉米赤黴烯酮造成的症狀及危害, 這為AG亚游在豬身上全麵控製主要黴菌毒素提供了保證。該產品在廣西農墾的實驗表明,使用一公斤的劑量,可以在 5 天內使外陰部紅腫症狀開始消退,10 天全部消除恢複正常。此產品的研究成功標誌著AG亚游可以定點,定位,定時地控製黃曲黴毒素,玉米赤黴烯酮,嘔吐毒素造成的危害,全麵控製目前的主要黴菌毒素造成的危害。

由於國家在黴菌毒素測定方麵尚無係統方案,沒有統一的產品吸毒能力方麵的比較,而歐洲氣候與中國差別較大,毒素分布類型與中國差別較大,美國的氣候,緯度與中國比較接近,汙染飼料的黴菌毒素種類與中國比較接近,大家可參考美國及泰國的標準。值得注意的是幾年前部分歐美公司申稱產品無所不吸,而今天在眾多的科學依據麵前不得不承認他們產品對最主要的黴菌毒素-黃曲黴毒素沒有吸附能力,相信隨著中國本土的測定工作的開展,許多功效低微或沒有研究背景的產品最終將會露出真麵目,而利用國際商業廣告雜誌刊登的與產品功效不符之現象對中國養殖業的影響也將減弱,中國養殖業對毒素吸附劑的選擇正在朝越來越理性的方向邁進。

表 1. 豬飼料中黴菌毒素推薦限量標準 (普渡大學 2004)

日糧毒素濃度

階段

嘔吐毒素 ppm

玉米赤黴烯酮 ppm

黃曲黴毒素 ppb

種豬

1.0 (300)

2.0 (200)

100(100)

青年豬

1.0 (300)

1.0 (200)

20 (50)

仔豬

1.0 (300)

1.0 (200)

10 (10)

育肥豬

1.0 (300)

3.0 (200)

--*

青年公豬

1.0 (300)

3.0 (200)

--*

成年公豬

1.0 (300)

3.0 (200)

--*

 


圖 1. 美國德克薩斯農工大學國家毒素實驗室測定的黴菌毒素吸附劑吸附能力比較 

圖 2. 亞太地區黴菌毒素吸附劑吸附能力比較(泰國大學學報)(右側字母不同,表示差異顯著)

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