呕吐毒素对动物的危害及其防控措施

4/4呕吐毒素对动物的危害及其防控措施呕吐毒素(vomitoxin),又名脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)。它是一种由镰刀菌属等产生的毒性代谢产物,属单端孢霉烯族化合物B类。主要由禾谷镰刀菌、尖孢镰刀菌、拟枝镰刀菌、梨孢镰刀菌等多种镰刀菌产生的化学结构和生物活性相似的有毒代谢产物，对粮谷类的污染非常普遍，对人、家畜有着广泛的毒性效应。也是危害人类食物链安全的一个主要因素，一旦进入食物链，就会严重威胁人类和动物的健康，因而引起了全世界的重视，被列入国际研究的优先地位。本文主要对呕吐毒素的污染情况、对动物的危害以及防控措施等进行了综述。呕吐毒素的污染现状呕吐毒素对谷物的污染程度居于镰刀菌毒素之首，对动物健康造成巨大威胁。呕吐毒素一般在大麦、小麦、玉米中含有较高的浓度，常常在凉湿条件下产毒增加。当谷物水分含量为22％、湿度85％和温度20℃时，谷物即产生大量的呕吐毒素。我国北方地区农作物生长、成熟和收获时期多在上述条件范围内。加之北方地区农作物的生长期较长，感染产生呕吐毒素的机会相对增多，使得北方地区的农作物呕吐毒素含量水平高于南方地区。呕吐毒素另外一个来源是食物中的蜡样芽胞杆菌。20XX年发生在比利时食用意大利面条的20岁男性出现死亡，从食物中检测出呕吐毒素的含量高达14.8μg/g，主要原因是食物中污染的蜡样芽孢杆菌含有产生DON的基因，可以产生并大量分泌DON。加拿大小麦中呕吐毒素的含量高达8.5mg/kg，南非玉米呕吐毒素的含量高达160mg/kg，埃及有50%的谷物中有呕吐毒素，含量为0.07~4.0mg/kg。我国配合饲料样品中呕吐毒素阳性检出率100%，平均含量为0.6mg/kg。有研究机构对北京市15个代表性养猪场所用饲料原料和全价配合饲料霉菌毒素污染情况、检出频率和特点进行调研，结果表明：玉米、麸皮、豆粕、DDGS和配合饲料中各类霉菌毒素的检出率都非常高，其中玉米、DDGS和部分全价配合饲料所含毒素超标率很高，而呕吐毒素的超标率最高，玉米呕吐毒素超标率为57.1%，DDGS超标率为88.2%，猪配合饲料呕吐毒素超标率为15.8%。呕吐毒素的限量标准呕吐毒素的危害已引起不少国家的重视，一些国家已制定了谷物中呕吐毒素的限量标准，如美国的FDA（食品药品监督管理局)规定食品中的呕吐毒素的安全标准是1mg/kg，呕吐毒素的含量超过1mg/kg时就会对人及牲畜的健康产生损害。同时，美国制定了饲料用小麦及小麦制品中呕吐毒素的允许限量不得超过4mg/kg，而欧盟制定的限量标准相对较严，谷粉及玉米粉中允许限量0.75mg/kg，应欧委会的要求，欧盟食品安全局将半加工谷物产品中呕吐毒素的最大限量由0.75mg/kg提高至1mg/kg。我国早在2005年就制定了谷物中的呕吐毒素的限量标准，经过修订国标GB2761-20XX中规定了谷物及谷物制品中（包括玉米、玉米面、大麦、小麦、麦片和小麦粉）呕吐毒素的限量标准为1mg/kg。GB13078.3-20XX《饲料卫生标准》中规定了猪、犊牛羔羊配合饲料，泌乳期精料补充料中含量不得超过1mg/kg；其他配合饲料及精料补充料不超过3mg/kg，对植物性饲料原料的要求比较低，不超过5mg/kg。呕吐毒素的毒性及对动物的危害3.1一般毒性呕吐毒素在欧盟分类标准中为三级致癌物，虽不及T-2毒素的毒性强烈，但因其污染率和污染水平均居单端孢霉烯族毒素之首，并常与其他真菌毒素协同作用，如呕吐毒素与玉米赤霉烯酮常同时产生并相互增强其毒性作用。呕吐毒素急性中毒症状一般表现为站立不稳、反应迟钝、嗜睡、食欲丧失、呕吐、腹泻等；慢性毒性则表现为肝脏、肾脏、胃肠道等脏器损伤、体重严重下降、出现免疫功能和生殖功能障碍；致吐作用是呕吐毒素中毒最主要的症状，不同物种、不同性别、不同年龄对呕吐毒素敏感性不一样：猪>小鼠>大鼠>家禽≈反刍动物；雄性>雌性；幼畜>成年畜；猪对呕吐毒素的敏感性是其他动物的100-200倍。致吐机理主要是呕吐毒素对粘膜以及神经系统的刺激作用。同时呕吐毒素还能引起猪流产、死胎和弱仔，抑制免疫作用和降低机体抵抗力[3]。3.2细胞毒性呕吐毒素具有很强的细胞毒性，它对于原核细胞、真核细胞、植物细胞、肿瘤细胞等均具有明显的毒性作用，对于生长较快的细胞如胃肠道黏膜细胞、淋巴细胞、胸腺细胞、脾细胞、骨髓造血细胞等均有损伤作用，抑制蛋白质的合成。不同浓度呕吐毒素对于大鼠红细胞有溶血作用，其溶血作用有一个阈值，低于此浓度红细胞不会发生溶血反应[5]。3.3免疫毒性研究表明，呕吐毒素既是一种免疫抑制剂，又是一种免疫促进剂，其作用与剂量有关。呕吐毒素可以抑制对病原体的免疫应答，又可以诱发自身免疫反应。呕吐毒素通过改变宿主抵抗力和体液细胞调解反应，改变血清IgA水平、细胞因子表达，引起淋巴组织的细胞凋亡；小鼠饲喂含有呕吐毒素的饲料，会呈现出和人类肾小球肾炎相似的病状，即IgA肾病；呕吐毒素可使血清中IgA和IgE含量升高。一次性腹腔注射呕吐毒素，12h后可观察到小鼠胸腺发生凋亡的细胞明显增多，增殖活性受到抑制，而且随着呕吐毒素浓度的升高，这种作用越明显。连续3d注射呕吐毒素的小鼠，其胸腺和脾即出现髓质增多，胸腺皮质减少，脾白髓萎缩和局灶性坏死等病理性变化，说明呕吐毒素对小鼠胸腺和脾有明显的毒害作用[6]。3.4呕吐毒素的其它毒性作用呕吐毒素是类雌激素真菌毒素，是唯一由霉菌产生的植物雌激素，具备雌性激素作用，有强烈的致畸作用，在上世纪九十年代初期，张永红通过系列试验证明荞麦中的玉米ZON中毒，能够引起人、猪的乳腺增生症，呕吐毒素主要引起雌性激素过多，对猪的影响尤为严重。同时，ZON可导致小牛性早熟，奶牛阴道炎、发情期延长、不育；羊不育。大多数研究结果表明该毒素具有“三致”作用，即致畸、致癌、致突变。呕吐毒素的防控措施4.1储存过程防止霉变首先原料及饲料包装应完整、隔潮，干燥通风处放置。垛放要求是“隔墙离地”，垛位之间间隔不低于15公分，离墙不低于50公分，垛高不超过4.5米。定期查看，及时处理。大宗谷物原料储存一般采用筒仓，可以实时在线监控其温度和储存情况，有必要的话可以随时通风降温处理。其次是添加防霉剂也是防止霉变的有效措施，但使用防霉剂只能适当延长储存期，无法去除饲料原料中已存在的霉菌毒素[8]。做好库存数量控制，以免储存时间过长，毒素逐渐上升而超过限值。4.2生产过程控制饲料产品毒素超标首先要选择高质量和水分含量低的原料是预防饲料霉变的主要措施，一般要求玉米、高粱、稻谷等含水量不超过14%，大豆及其饼粕、麦类、次粉、糠麸类、甘薯干、木薯干等含水量不超过13%，棉籽饼粕、菜籽饼粕、向日葵仁饼粕、亚麻仁饼粕、花生饼粕、鱼粉、骨粉及肉骨粉等含水量低于12%。凡不符合原料含水量标准的原料不得入库。原料的品种、产地也对呕吐毒素有一定的影响，所以培育抗霉作物和选择适宜的收获方式，注意天气变化，尽快烘干或晾干，可以有效防止原料的霉变。其次同地域的饲料作物因季节气候等因素的影响也较大，区域品质顺序为新疆＞宁夏、甘肃＞陕北及北五县＞关中山地玉米＞关中平原；其次加工工艺中控制水分含量此工艺主要指制粒工艺，在制粒过程中需要加入一定量的热蒸气，对原料进行调制熟化，此过程加入的热蒸气，在后续冷却过程中，以通风和冷却的行为，使其排出，正常情况下，加入的水分在此过程中会全部排出，但部分原因下，如速度，料位器高低等因素，会影响水分的排出，为霉菌繁殖创造了条件。同时冷却不彻底，热料为微生物提供热量，从而引起霉变，此情况易造成呕吐毒素超标，进而引起动物的不良反应。对已经产生毒素的原料，在国家标准限值内即不超过5mg/kg的情况下可以适当使用，饲料企业应该有明确的原料及成品的毒素标准，此标准应高于国家标准，并实际可行，同时配方设计要控制高毒素原料的用量，因原料毒素的标准远远高于成品标准。也可将高毒素原料分为不同等级，例如毒素3mg/kg的玉米在配合料中占比不应该超过20%，否则成品毒素易超标。4.5发霉原料脱毒处理物理及化学脱毒：溶水法，呕吐毒素可以溶于水，湿磨碎后污染的谷物中的呕吐毒素会在水中富集。密度筛选方法是基于污染和未污染谷物种子之间的密度差异，应用浮选法将二者重新分流。酸处理法、碱处理法、氨处理法及有机溶剂处理法是常见的化学脱毒法。但是这些方法大批量的脱毒处理不现实，且处理后的营养品质和适口性降低，在实际操作中不易实现。配方中添加其他物质进行吸附、反应、酶解等使饲料产品中毒素有效降低，这是预防毒素超标的有效措施。目前饲料中使用较为普遍的毒素吸附剂有无机的如蒙脱石、沸石粉等，属多孔强吸附力，可以吸附并捕获霉菌毒素分子。另有研究发现，真菌类和乳酸菌类是主要的对呕吐毒素具有吸附作用的菌株真菌。但大量试验证实霉菌毒素吸附剂只对饲料中的黄曲霉毒素有较好的吸附效果，而对呕吐毒素的吸附率不足5%，需要进一步改善吸附剂的质量和稳定性。也有研究表