饲料中霉菌毒素的危害及防控策略

唐玲，刘天强，李茂，阳涛，肖丹
　　
　　(通威股份动物保健研究所 成都 610041)
　　
　　摘要：霉菌毒素是霉菌产生的次级代谢有毒产物，农作物生长和饲料储存过程中极易感染霉菌。霉菌毒素污染对养殖动物和人类健康产生重大威胁。本文综述了饲料中霉菌毒素对水产动物的危害程度以及防控策略。
　　
　　关键词：霉菌毒素 中毒效应 防控策略
　　
　　Poisoning effects and control methods of mycotoxins in the feed on aquaculture
　　
　　TANG Ling, LIU Tian-Qiang, LI Mao, YANG Tao, XIAO Dan
　　
　　（Animal Health Research Institute of Tongwei Co.LTD, Chengdu,610041）
　　
　　Abstract: Mycotoxins are toxic substances produced mostly as secondary metabolites by fungi that grow on seeds and feed in the field or in storage. Mycotoxins contamination has been a serious concern for animal and human health .This paper summaried the poisoning effect and control methods of mycotoxins in the feed on aquaculture.
　　
　　Key words: mycotoxin; poisoning effects ; control methods
　　
　　我国是水产养殖大国，养殖产量占世界水产养殖总量的70%，水产饲料的生产和消费也位居首位。据农业部畜牧局统计显示1991年水产饲料生产仅75万吨，占我国水产饲料总量2.1%，2004年水产饲料产量达880万吨，占我国饲料总量12.5%，到2011年我国水产饲料产量达到1540万吨。水产饲料业发展迅猛，潜力巨大。但近年来，霉菌毒素的污染对养殖业和畜牧业造成了巨大经济损失，其中水产养殖业也受到重大影响。据联合国粮农组织(FAO)资料，全球每年大约有25%的农作物不同程度地受到霉菌毒素的污染，约有2%的农作物因污染严重而失去饲用价值。来自奥特奇（敖志刚，2008；陈心仪，2011）、百奥明（刘颖丽，2007，2011）、宝来利来（2012）等生物公司对全国和地方省市的霉菌毒素调查研究表明，饲料中霉菌毒素污染十分普遍和严重。各个地区、各个季节的饲料原料、配合饲料产品均有霉菌毒素污染，检出率高达70%-100%，按照饲料卫生标准判定的毒素超标率可达20%-80%。污染饲料的检出毒素少者2-3种，多者7-8种，呈现多种霉菌毒素复合污染的特征。可见，霉菌毒素污染已成为影响饲料业和水产养殖业发展的一大危害，如何认识和防控霉菌毒素则成为能否解决饲料安全和水产品安全的首要问题，其重要性和紧迫性应当引起我们高度重视。
　　
　　一、霉菌毒素的种类
　　
　　霉菌毒素是霉菌在谷物或饲料上生长繁殖过程中产生的有毒二次代谢产物，毒素在谷物的生长过程、饲料的制造、贮存及运输过程中都可产生。对养殖动物造成很大危害的是由霉菌产生的霉菌毒素。一般而言，霉菌毒素主要是由四种霉菌属所产生：曲霉菌属（主要分泌黄曲霉毒素AFB1,AFB2,AFG1,AFG2、赭曲霉毒素OTA等）、青霉菌属（主要分泌桔霉素等）、麦角菌属（主要分泌麦角毒素）、单端孢霉烯族（主要分泌呕吐毒素DON、玉米赤霉烯酮ZEN、T-2毒素等）。迄今为止已经有超过300种霉菌毒素被分离和鉴定出来，上述的几种毒素为现今普遍认识的7种主要毒素。
　　
　　二、霉菌毒素的危害
　　
　　随着我国水产养殖业的集约化生产，水产饲料工业的迅猛发展，霉菌及其毒素污染饲料而带来的影响与损失显得尤为重要。水产动物摄入被霉菌毒素污染后的饲料可导致急性或慢性中毒。急性中毒主要引起消化系统紊乱症状，严重者甚至死亡；慢性中毒的症状多种多样，而且不同毒素间的危害差异很大。总的来说，霉菌毒素的毒性包括器官毒性、免疫毒性、生殖毒性、胚胎毒性等。急性中毒而引起成批死亡的事件屡见不鲜，但更多、更隐蔽、更严重的情况却是慢性和亚急性中毒，产生潜在的危害。其主要包括以下几方面。
　　
　　2.1降低生产性能
　　
　　饲料发生霉变可使饲料的感官性质恶化，如具有刺激气味、颜色异常、粘稠污秽等严重影响适口性。此外，饲料霉变过程中霉菌生长消耗饲料中的营养物质使饲料发生一系列生化变化，饲料中的脂肪、蛋白质、碳水化合物及维生素均可被分解破坏，造成饲料中营养成分含量降低，长期饲喂这种饲料可引起养殖动物营养缺乏症。饲喂含霉菌毒素的饲料短期低剂量会引起水产动物采食量下降、生长速度减慢，从而导致饲料转化率低、动物生长性能下降。黄曲霉毒素在日粮中会抑制虾（Bintvhok,2003）、罗非鱼（Nguyen,2002）、虹鳟（Hendricks,1994）、斑点叉尾?(Manning，2003)等水产动物的生长，饲料转化效率降低。烟曲霉毒素20mg/kg饲喂河鲇2周会降低生长性能。喂养虹鳟鱼呕吐毒素1-5mg/kg浓度，将减缓鱼类生长速度。
　　
　　2.2破坏脏器组织
　　
　　常期食用含霉菌毒素的饲料会导致水产动物器官发育受阻、生理功能变化，严重者发生肿瘤或癌变。对肝脏损伤最大的霉菌毒素主要是黄曲霉毒素，所以黄曲霉毒素也叫肝毒素。饲料中含黄曲霉毒素会导致鲶鱼肝功能受到破坏，组织间失去连续，出现坏死组织和空泡区域；表现出肝脏出血、肝脏脂肪变性、胆管增生等症状，肝脏肿瘤发生率提高（Meerdink, 2002；Nguyen Tan Phuoc, 2003）；鲈鱼（Y S EL-sayed,2009）血清中转氨酶浓度升高，血清生化指标改变；虹鳟（Hendricks,1994）肝脏坏死，体表出血，鳃丝发白，血细胞减少，虾（Bintvhok,2003）的肝胰脏组织坏死。另外，烟曲霉毒素、赭曲霉毒素也会损伤肝脏。烟曲霉毒素单独存在时未能诱导虹鳟发生肝癌，但与黄曲霉毒素同时存在时，则可促进肝癌的发生(David，2001)。OTA破坏肾脏，该毒素主要影响肾脏近曲小管阴离子运输系统，造成肾小管的退化、萎缩，使肠道淋巴腺体坏死，与可以和血浆蛋白结合，延长了生物半衰期。破坏肠道的毒素主要是单端孢霉烯族毒素，以T-2毒素和呕吐毒素为代表，这两种毒素主要破坏肠道上皮细胞，破坏肠道黏膜，导致脂溶性维生素的流失（Brake J, 2000; J. Brake,2000）。另外烟曲霉毒素也能破坏肠道上皮细胞。
　　
　　2.3 抑制免疫功能
　　
　　霉菌毒素可引起动物免疫器官胸腺、脾脏、法囊氏发育不良乃至萎缩，抑制淋巴细胞活性、降低补体反应、吞噬细胞吞噬作用、抑制抗体的产生导致免疫抑制，从而降低动物对传染性疾病的抵抗力，降低疫苗免疫效果。研究表明，黄曲霉毒素可抑制免疫器官的发育、细胞水平免疫和淋巴细胞DNA合成，引起对虾（Boonyaratpalin,2001）肝胰腺和触角腺萎缩，血淋巴生化性质改变，免疫活性组分细胞活力下降。T-2和ZEN会使斑节对虾的血淋巴细胞和粒细胞总数减少及酚氧化酶活力降低（Supamattaya,2006）。因此，在有霉菌毒素污染的情况下，一旦有病原微生物侵袭养殖动物很容易暴发疾病。
　　
　　2.4生殖胚胎毒性
　　
　　玉米赤霉烯酮ZEN是一类雌激素素的真菌毒素，主要影响生殖系统。该毒素是一种类雌激素物质，ZEN可在体内被转化成α-ZEA，α-ZEA的雌性激素效果比雌性激素强。ZEN和其代谢产物的作用机制就是与雌激素竞争受体(Abdellah Zinedine,2007)。在水产上的报道较少，大西洋鲑和虹鳟的体内试验显示ß-ZEA、ZEN、α-ZEA与鱼体雌激素受体的结合能力依次增强。用虹鳟(Augustine,1999)建立模型来评价ZEA及其代谢产物在体内的类雌激素效价，同样表明ZEA会影响水生生物的生殖系统。
　　
　　2.5影响水产品安全和人类健康
　　
　　霉菌毒素通过直接和间接作用影响水产品安全。它的直接影响是在水产动物肌肉、脏器等中残留，间接影响是受霉菌毒素污染的动物抗病力下降，抗生素用量增加，提高抗生素在水产品中残留的风险。造成动物性食品污染，毒素和抗生素通过食物链危及人类健康，对人类公共卫生产生巨大危害。有报道，白斑鱼每日饲喂50ug/kg的AFBl，30天后体内可检测到5ug/kg的残留；异育银鲫(Ying Huang，2011)投喂1mg/kgAFB1，12周后肝脏残留10ug/kg，肌肉残留3ug/kg，鱼体中毒素残留增加了黄曲霉毒素向人类转移的风险。因此，饲料与水产品和食品息息相关，一旦饲料被霉菌毒素污染，必然会影响水产品安全和人类健康。
　　
　　三、控制霉菌毒素的措施
　　
　　3.1建立可追溯系统
　　
　　霉菌毒素不仅影响饲料品质、危害养殖动物，而且威胁人类健康、影响企业发展。因此企业对饲料生产进行全程监控、技术支撑、科学管理。有效防霉，合理去霉，切断霉菌毒素源头，控制霉菌生长条件，抑制毒素产生。分别从采购、生产、储存、运输等环节进行控制。对每一批次饲料的原料来源、加工工艺条件、成品储存和运输过程加强监管，进行详细记录，建立可跟踪可追溯的控制系统。
　　
　　3.1.2严格控制原料来源
　　
　　水产饲料中霉菌毒素的控制可以从多种途径进行，首先控制好饲料原料的质量是前提，防止饲料原料如玉米、小麦、豆粕、鱼粉、DDGS等大宗原料在生产前发生霉变。在原料的检测指标中重点监控原料霉菌毒素和水分含量。对每一批次的蛋白和能量原料进行霉菌毒素检测，超过控制标准的原料严格退货，可让步接收的原料进行配方调整。环境潮湿是生长霉菌的关键条件，因此原料水分控制必须控制在一定范围内，一般玉米、高粱、谷物等含水量宜控制在14%以下，大豆、豆粕、麦类、次粉、糠麸类饲料水分宜控制在13%以下，菜粕、棉粕、花生粕、鱼粉、肉粉及肉骨粉含水量宜控制在12%以下。水产饲料的大宗原料鱼粉、豆粕、次粉是检测的重点，只有选择优质的原料，才能有效防止霉菌滋生，保证饲料好品质。
　　
　　3.1.3加强生产过程监控
　　
　　控制好饲料的加工过程，特别是控制好饲料的蒸汽调质及高温制粒后的降温过程。水产饲料加工过程中破碎、制粒、调质、喷雾工艺都会造成热量和水分不均匀，从而引起饲料局部结块或附着在机器内壁发生霉变，一旦不及时清理，结块的饲料带入新加工的饲料中，毒素将会扩大传播。在生产颗粒饲料时，要注意保证蒸汽的质量，调整好冷却时间与所需空气量，使出机颗粒的含水量和温度达到规定的要求。一般含水量在12.5%以下，温度可比室温高3-5℃。饲料加工后如果散热不充分就装袋、贮存，会因温差导致水分凝结，易引起饲料在包装袋中发生霉变。因此在生产的每一环节进行监控，控制好加工时间、温度、水分，保证每一批次的饲料新鲜安全。同时对生产过程中的产生结块饲料及时处理，防止污染进一步扩大。
　　
　　3.1.3合理储存原料和成品
　　
　　在原料和成品储存过程中由于天气湿度、温度的影响容易引起霉变。饲料产品包装袋要求密封性能好，如有破损应停止使用。储存室应保证有良好的贮存条件，要通风、阴凉、干燥，饲料四周要留有空隙，保持空气流通，相对湿度不超过70%。贮存过程中还应防止虫害、鼠咬。运输饲料产品应防止途中受到雨淋。
　　
　　3.2建立完整的霉菌毒素检测体系
　　
　　针对不同种类的原料和饲料采用不同的检测方法，现用霉菌毒素检测方法有目测法、薄层层析法（Marijana Sokolovic ,2006）、高效液相色谱法（E.M. Binder，2007）、酶联免疫法（杨慧，2009）等。大型饲料企业应构建专业检测室、配备专业设备，培养专业的技术人员进行分级检测、精准操作、规范管理。不断扩大检测范围，不断延伸技术应用。
　　
　　霉菌毒素首先需要通过目测法进行初步检测，再用薄层层析法进行定性检测，最后酶联免疫法进行定量检测。在生产一线可通过肉眼观察原料、成品是否有发霉的迹象。籽实原料的检测通常采用计数统计方法，通过肉眼观察发霉变色的颗粒。饲料发热，色泽变暗，饲料结块等迹象时应考虑饲料可能霉变。因霉菌是从霉菌孢子或是菌丝体碎片开始生长的，霉菌生长时消耗养分，代谢中有能量释放，使饲料变色、变味、发热。菌丝体可与饲料纵横交织，形成菌丝蛛网状物，这些结构使得饲料结块。在我们肉眼所能够观察到这些菌丝网状物以前，菌丝体已经在大范围内生长繁殖。因此，饲料结块是诊断饲料霉变的最简易实用的方法之一。但是这种方法一般只是直观检测有霉菌的情况，并不能对于隐含其内部肉眼看不见的霉菌毒素给出精确判定，实际上并不可靠。专业检测室多采用酶联免疫法进行批量检测，它具有快速、准确、批量的特点，可针对不同霉菌毒素种类进行定量检测。但操作要求精细，重复性强，对专业检测人员要求极高。
　　
　　3.3完善饲料霉菌毒素数据库
　　
　　通过完善的检测体系和精准的检测方法，分季度和年度对大宗原料、饲料进行霉菌毒素批量检测，实时监控毒素的阳性检出率、含量水平、阳性中值。通过统计分析，总结在不同时节霉菌毒素含量随天气、温度、地域差异的变化，分类设定不同区域的不同原料霉菌毒素的监控种类和毒素含量范围，为采购原料提供霉菌毒素预警，同时指导原料在配方中的合理选择和有效搭配。
　　
　　3.4制定精细的控制标准
　　
　　根据动物不同种类、不同生长阶段对不同霉菌毒素的差异敏感性制定精细的霉菌毒素控制标准。养殖动物畜、禽、猪、水产，生理结构差异大，对霉菌毒素的代谢、分解途径不同，因此对不同霉菌毒素的耐受性也不同。
　　
　　通过调研大量文献资料，再结合生产试验以及生产实践，可发现不同霉菌毒素对不同动物以及不同生长阶段的危害差异显著。根据养殖动物对霉菌毒素敏感性的差异，将动物的种类分为猪、畜、禽、反刍、水产类等，不同动物种类对霉菌毒素的代谢途径差异甚大。黄曲霉毒素B1对鱼的生物学影响与饲料中毒素水平及鱼的年龄和品种直接相关。报道表明，不同鱼类对黄曲霉毒素(AFB)的敏感性差异很大，鱼类对毒素的易感性依赖于其生长环境的温度。冷水鱼类对AFBl的易感性要低于暖水鱼类(Lovel，1989)。幼龄鱼类比成年鱼更易感。虹鳟是对黄曲霉毒素最敏感的鱼种之一(Hendricks，1994)，海水和淡水养殖的虹鳟鱼对AFBl都极为易感。 50g的虹鳟鱼对黄曲霉毒素的半致死量为500-1000ug/kg，严重中毒的症状表现为肝脏坏死、鳃变苍白、红细胞减少。海水鲈鱼也对AFBl的高度敏感，口服AFBl的LC50为0.18mg/kg，急性中毒的鱼表现为运动迟缓，平衡丧失，腮骨迅速翕动，背部皮肤表面出血(Y.S.E1-Sayed，2009)。而高达10mg/kg才引起鲶鱼生长性能下降(Maria Pia Santacroce，2008)，AFB l0mg/kg日粮饲喂8周才导致罗非鱼生长率下降90% (Nguyen，2002)。因此在制定霉菌毒素控制标准时必须进行分类，针对水产动物不同种类、不同阶段、不同生长环境，调整饲料配方，将饲料中的毒素控制在安全范围内。
　　
　　四、结语
　　
　　霉菌毒素能够通过食物链对人类健康造成重大威胁，我们对其危害要有清晰的认识，水产养殖业应尽一切努力从每个环节去降低或消除霉菌毒素污染的发生及强度，积极采取措施从多种途径多种角度入手，减少霉菌毒素对动物健康及生产性能的不利影响，降低生产成本，减少经济损失，提高生产效益，保护动物健康，进一步实现对人类健康的保护。
　　
　　参考文献（略）