霉菌毒素对奶牛的影响及酵母细胞壁吸附霉菌毒素的应用.doc

霉菌毒素对奶牛的影响及酵母细胞壁吸附霉菌毒素的应用摘要：霉菌毒素是霉菌在生长代谢过程中产生的次级代谢产物，影响奶牛饲料品质，降低了繁殖性能、消化系统、免疫系统、生产性能，还影响奶牛的肝脏、肾脏、霉菌毒素超标严重影响奶业的健康发展，因此，本文介绍了霉菌毒素对奶牛饲料、繁殖性能、消化系统、免疫系统和生产性能的影响，对酵母细胞壁类产品脱霉应用进行了综述。关键词：霉菌毒素酵母 细胞壁 奶牛随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，我国对牛奶产品需求量日益增加，但受气候天气条件等因素的影响，我国每年将近20%的饲料由于被霉菌毒素污染而浪费，奶牛采食含霉菌毒素的饲料后，会抑制奶牛对营养物质的消化吸收，影响奶牛生殖系统、消化系统和免疫系统，并且造成牛奶霉菌毒素超标而引发食品安全问题，霉菌毒素对人和动物的危害性已经被人们公认（Hussein等，2001）。虽然奶牛具有瘤胃的独特生理结构，但霉菌毒素对奶牛的生产性能的影响不容忽视。霉菌毒素（Mycotoxins）为霉菌在生长代谢过程中产生的次级代谢产物，可在食物链的每个环境污染动物饲料。饲料中霉菌毒素含量较多，其中以黄曲霉菌毒素（AF）、呕吐毒素（DON）、玉米赤霉烯酮（F-2毒素）最为常见（张丞，2008）。1霉菌毒素中毒的机理霉菌毒素中毒的发生主要是动物食入了被污染的谷物，日粮中营养成分不足，缺乏蛋白质、硒和维生素也是引起霉菌毒素中毒的因素之一。由于大多数常见霉菌毒素的中间产物或终产物的毒性与霉菌毒素的毒性不同，因此减少或增加外源性的化合物、代谢的药物可影响机体对毒素的反应，这类药物对黄曲霉毒素和赭曲霉毒素的作用比较大，而对单端孢霉毒素相对比较小，通常饲料中霉菌毒素不是单一存在而是几种同时存在，当不同毒素同时存在时，霉菌毒素的毒性有累积效应。2霉菌毒素对奶牛养殖业的影响2.1对奶牛饲料的影响饲料霉变会改变营养物质（如维生素、氨基酸）的含量和降低能量。试验表明，含有霉菌的谷物能量损失5%，蛋白质损失7%，脂肪损失63%（杜忍让，2000）；其次，被霉菌污染的饲草、谷物、青贮散发霉味，影响奶牛的适口性，大大降低了奶牛对干物质的采食量；某些霉菌毒素还会干扰营养物质的正常代谢，如T-2毒素可抑制蛋白质的合成。2.2对奶牛繁殖性能的影响饲料中的霉菌毒素会引起卵巢机能性障碍，导致卵巢发育不良和激素分泌紊乱，引起奶牛不发情、发情不明显或屡配不孕。如玉米赤霉烯酮与雌激素受体结合对繁殖性能发挥雌激素样作用，主要侵害奶牛的生殖器官而降低繁殖性能。2.3对消化系统的影响霉菌毒素对消化道的影响不容忽视，烟曲霉菌进入奶牛瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃，导致霉菌的迅速繁殖，引起菌群失调，霉菌毒素具有感染反刍动物消化道不同部位的能力，可以引起肠道出血，肠道脆性增大，肠黏膜脱落，坏死，强腐蚀性引起整个消化系统发生炎症，影响机体对营养物质的消化和吸收。2.3对奶牛免疫系统的影响日粮中霉菌毒素会降低动物的抗病能力，干扰免疫接种与体内获得性免疫力。某些霉菌毒素可抑制单核细胞的吞噬作用及补体产生，从而使奶牛患感染性疾病，如黄曲霉菌毒素能损害与单核细胞运动有关的细胞因子及单核吞噬所需的补体血清因子，抑制单核细胞的运动与吞噬能力。黄曲霉菌毒素B1对奶牛的免疫应答反应产生抑制作用。高浓度的黄曲霉菌毒素能通过降低抗体的效价以干扰免疫接种。赭曲霉毒素A可抑制动物免疫性能，造成体液免疫和细胞免疫障碍；单端孢毒素为一类免疫抑制剂，影响度的免疫细胞，降低免疫应答能力（吕东海，2001），一些霉菌毒素对淋巴细胞有细胞毒性。2.4对奶牛生产性能的影响大量研究表明，饲料中霉菌毒素污染，作为奶牛的一个应激因子，可减缓奶牛的生长速度，降低产奶量，影响奶牛的生产性能（黄金明，2004）。Diaz等( 2000)将自然污染的含100ppm烟曲霉毒素的日粮饲喂给奶牛，在产后 7-70d， 这些奶牛产奶量都很低 (6kg/头.d-1)，这与采食量的降低关系密切( 5.2kg/头.d-1)。2.5对其他方面的影响饲料中的霉菌毒素主要沉积在肝脏、肾脏、血液、乳汁和经尿液排除体外。研究表明，摄入大量的霉菌毒素会导致肾脏、肝脏和心脏的脂肪酸沉积，还有可能与脑水肿有关系（Pfohl-Leszkowicz等，2007）。相关资料显示，饲料中霉菌毒素含量过多，可引起牛奶中霉菌毒素超标，引发食品安全问题。2酵母细胞壁类产品的应用奶牛饲料发生霉变后，可根据对饲料霉变的轻重程度，采用不同的方法进行脱毒处理。目前霉菌毒素的处理方法有物理脱毒法、化学脱毒法、酶解法、物理吸附法。下面对酵母细胞壁类产品作为霉菌毒素吸附剂的作用机理及应用进行阐述。2.1酵母细胞壁类产品脱霉机理酵母细胞壁成分可作为霉菌毒素吸附剂（姜豇等，2006）。市场上常见的该类吸附剂是葡甘露聚糖(glucomannan，GM)，是酿酒酵母细胞壁的活性提取物。GM是一种高分子多糖，结构上由甘露糖之间的糖苷键组成的主链，在主链或支链上连接少量葡萄糖分子的多糖类物质。这样的结构决定了GM大分子的具有吸附能力较强，且不能被肠道内有益菌利用，所以可以吸附动物体内有毒物质和有害病原菌效果较明显。酯化的GM形成为EGM(esterified-glueomannan)，保持了GM大分子吸附能力强的特点，还具有，表面积大，使用量低的优势可有效地吸附不同种类的霉菌毒素（Avantaggiao，2005）。机制上而言，EGM对霉菌毒素的作用机理尚不清楚，可能是EGM中多层面的结构复杂的糖类，具有一能够吸附不同分子结构的霉菌毒素的各种吸附位点，进而使得霉菌毒素被EGM单倍或三倍螺旋结构的聚糖吸附，通过氢键牢固结合在吸附剂上（Diaz等，2004）。2.2酵母细胞壁类产品脱霉应用甘露寡糖可通过物理吸附或直接结合霉菌毒素，且不影响其他饲料成分。Trenholm（1998）研究发现，甘露寡糖可结合玉米赤霉烯酮（Trenholm，1998）。Raju(1998)模拟肉鸡消化道体外试验表明，甘露寡糖对黄曲霉菌毒素、玉米赤霉烯酮和赭曲霉毒素的结合率分别为82.5%、51.6和26.4，其中对黄曲霉菌毒素的结合能力取决于pH值、毒素的浓度及所使用的甘露寡糖的剂量（Raju，1998）。研究表明，结合力在pH值为6.8时比pH值4.5时要强，甘露寡糖的添加量在500-1000mg/kg饲料范围内结合力呈上升趋势（武书庚，2000）。Fairchild(2001)利用液体培养基的体外研究发现，酵母培养物可使88%的黄曲霉菌毒素B1被降解或结合（Fairchild ，2001）。酵母细胞壁多糖的大量羟基通过氢键和范德华叠合作用，与多种毒素形成多糖-毒素复合物，阻止毒素被肠道吸收；其看结构可特异性结合玉米赤霉烯酮，并以范德华力形成紧密的结合体。功能性酵母细胞壁多糖中特有的-1,3葡聚糖可促进免疫器官的发育，增强肝脏解毒功能消除霉菌毒素对免疫系统抑制作用。安琪酵母公司的福邦牌可立吸属于此类有机类的产品，可立吸是安琪酵母公司经过多年研发改良的产品，从酵母细胞壁富含葡聚糖的内层所提取出来。大量的体内体外试验证明，可立吸能够有效吸附不同霉菌毒素，是高效光谱的霉菌毒素吸附剂。可立吸能够耐受高温，不会被一般的消化酶所分解，能在不同的pH范围内作用，独特的空间结构对霉菌毒素亲和力强，能够快速吸附霉菌毒素，吸附量大且添加量小，没有重金属污染问题，且对营养物质的吸附率较低。在畜禽日粮中添加1-2kg，在奶牛干奶后期和泌乳前期25-30克/头/天，泌乳中后期10-15克/头/天有效吸附各种不同霉菌毒素，促进奶牛养殖业的健康发展。4小结奶牛TMR饲料中主要的霉菌毒素类型为黄曲霉菌毒素、呕吐毒素和玉米赤霉烯酮，奶牛因其瘤胃的独特生理作用，使其霉菌毒素抵抗力比猪禽强，但霉菌毒素对奶牛养殖业的影响不容忽视。而酵母细胞壁对霉菌毒素具有很好的吸附作用，且对营养物质的吸附较低，因此，酵母细胞壁为理想的霉菌毒素吸附剂。参考文献Avantaggiao G., Solfrizzo M., Visconti A. Recent advances on the use of adsorbent materials for detoxification of Fusariium mycotoxins J. Food Addiives and Contaminants, 2005, 22(4): 379-388.Diaz, D.E., B.A. Hopkins, L.M. Leonard, et al. Effect of fumonisin on lactating dairy cattle J. Journal of Dairy Science. 2000, 83:1171.Diaz D.E., Hagler W.M.Jr. Blackwelder J.T., Eve J.A., et al. Aflatoxin binders II: reduction of aflatoxin M1 in milk by sequestering agents of cows consuming aflatoxin in feed J. Mycopathologia, 2004, 157(2): 233-241.Fairchild A S, Grimes J L, Jones F T. et al. Effect of hen age , bio-MOS, and flavomycin on poult susceptibility tooral E scherichia coli challenge J: Poutry science, 2001,80:562-571.Hussein H S, Brasel J M. Toxicity, metabolism, and impact of mycotoxins on humans and animals J. Toxicology, 2001, 167(2):101-134.Pfohl-Leszkowicz, A. and Manderville, R.A., 2007. Ochratoxin A: An overview on toxicity and carcinogenicity in animals and humans. Molecular Nutrition and Food Research 51: 61-99.Raju M.V.L.N., Devegowda G. Influence of esterified-glucomannan on performance and organ morphology, serum biochemistry and haematology in broilers exposed to individual and combined mycotoxicosis (aflatoxinx, ochratoxin and T-2 toxin) J. British Poultry Science, 2000, 41: 640-650.Raju A. G. Effect of mannan-oligosaccharide supplementation on the taxonomy in the crop. Food chemistry semtemper80-81Poultry Science, 1998, 50(suppl.l): 61.Trenholm.K.R. Effect of mannanoligosaccharide supplementation on food taxonomy on vitro. Food Science, 1998, 4: 12-14.杜忍让. 饲料霉变的危害及预防J. 畜禽业,2000，（2）: 41