欢迎来到爱猪网!

不可不知的猪场万恶之源-霉菌毒素的由来!

刘坤颖 01-10

霉变.jpg

霉菌毒素是一类天然产生的生物毒素,从古至今都是全球畜禽饲料和人类食品安全无时不在的危险因素。世界上大约有25%以上的谷物受霉菌毒素的污染,每年由霉菌毒素所造成的经济损失上百万美元(联合国粮农组织),美国超市玉米制品20-40%受到黄曲霉毒素和其他霉菌毒素的污染(USA Today)。2005年有专家估计,中国因霉变造成的损失约50亿元以上,中国开始普遍重视霉菌毒素对畜牧业生产的影响。2007-2009年,对亚洲地区以及中国饲料中霉菌毒素的污染调查发现,霉菌毒素污染呈逐年增加的趋势。由于霉菌毒素污染的普遍性,使得已为复杂的畜禽疾病更加复杂化,霉菌毒素在其中充当了重要角色。本文系统介绍了霉菌及霉菌毒素的产生、霉菌毒素的检测方法。

霉菌毒素1.jpg

霉  菌

霉菌的定义

霉菌是丝状真菌的俗称,是菌丝体较发达而没有较大子实体的真菌。生长在固体培养基上的霉菌菌丝可分为三部分:①营养菌丝:深入的培养基内,吸收营养物质的菌丝;②气生菌丝:营养菌丝向空中生长的菌丝;③繁殖菌丝:部分气生菌丝发育到一定阶段,分化为繁殖菌丝,产生孢子。霉菌有着极强的繁殖能力,而且繁殖方式也是多种多样的。虽然霉菌菌丝体上任一小段在适宜条件下都能发展成新个体,但在自然界中,霉菌主要依靠产生形形色色的无性或有性孢子进行繁殖。孢子有点像植物的种子,不过数量特别多,特别小。霉菌的孢子具有小、轻、干、多,以及形态色泽各异、休眠期长和抗逆性强等特点,每个个体所产生的孢子数,经常是成千上万的,有时竟达几百亿、几千亿甚至更多。这些特点有助于霉菌在自然界中随处散播和繁殖。对人类的实践来说,孢子的这些特点有利于接种、扩大培养、菌种选育、保藏和鉴定等工作,对人类的不利之处则是易于造成污染、霉变和易于传播动植物的霉菌病害。

霉菌的生长条件

影响霉菌生长繁殖的因素有很多,与饲料谷物关系密切的有水份、温度、基质、通风等条件。通常霉菌在水分活度<0.7(水分活度是指粮食中水分存在的状态,即水分与粮食结合程度)时不生长,相对湿度在70%以上、饲料或谷物中水份含量在17-18%生长良好;繁殖最适温度为25-30℃,<10℃或>40℃生长不好;营养来源主要是糖和少量氮、矿物质;适宜生长的pH值为4.0-6.0,较为适宜的在5-5.5左右。

常见的霉菌

包括毛霉属、根霉属、镰刀菌属(图1)、曲霉属(图2)、青霉属(图3)、麦角菌属(图4)、葡萄穗霉属和内生真菌属。毛霉属、根霉属、曲霉属、青霉属、镰刀菌属通常储存粮谷中;麦角菌属存在于农田中;葡萄穗霉属寄居于潮湿建筑物上(房屋上);内生真菌属存在于农田中,一种内寄生菌,寄生于生长组织和再生组织中。一般情况下毛霉属和根霉属不产毒,因此在粮食和饲料中,研究最多的是能产毒的曲霉属、青霉素、镰刀属和麦角菌属。

图1234.jpg

霉菌毒素

霉菌毒素的定义

霉菌毒素是产毒霉菌在适宜的环境条件下产生的有毒代谢产物。在土壤中,在植物上,包括谷物、饲草和青贮饲料均可发现霉菌毒素。霉菌毒素可在农作物生长、发育、成熟、收割以及加工过程中产生;在不适宜的贮存条件下,霉菌毒素也可继续在收获后的粮食谷物上形成。较高的湿度通常有利于饲料中霉菌的生长和霉菌毒素的产生,温度是另一个重要的因素(饲料中温度、湿度的控制见图5,Tindall et al,1983)。高温和干旱环境下的农作物很容易遭受霉菌孢子的侵害,一旦条件允许,霉菌便可产生霉菌毒素。

图5.jpg

霉菌毒素的产生条件

与温度、湿度、光照、氧分压、pH值、碳源、氮源、矿物盐以及霉菌寄生的基质有关。一般情况下,霉菌产毒的适宜温度往往比其适宜生长温度略低,营养状况较差时更易于产毒,粮食水分在17-18%时是霉菌产生毒素的最适条件,霉菌在含糖量较高的谷物上易于生长和产毒。通常粗略的可将霉菌产毒条件分为三种类型:全天候的产毒型(如玉米赤霉烯酮);在热带或副热带地区易于产毒型(如黄曲霉毒素);在温带或凉湿带地区易于产毒型(如单端孢霉烯族毒素和赭曲霉毒素等)。当然这种划分不是完全绝对的,如单端孢霉烯族毒素可以在任何条件下产生,但在凉湿条件下会产生更多。

霉菌毒素的产生特点

霉菌毒素的产生具有季节性和地区性,某些地区被认为是某种特定霉菌毒素的高发区;环境和管理可影响霉菌毒素的产生;一种霉菌或毒株可产生几种不同的毒素,而一种毒素也可由几种霉菌产生,霉菌产毒没有专一性。 

霉菌毒素的共同特征

①分子量小,耐热,一般不因通常的加热烹调所破坏;

②具有多种化学结构,没有蛋白;

③产生于玉米等谷物中;

④可引起多脏器及系统损害,具有细胞毒性和遗传毒性;

⑤被污染的粮食和饲料常常在外观上是“正常的”;

⑥粮食或饲料一旦被污染则很难去除。

常见的霉菌毒素

黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、单端孢霉烯族毒素(T-2毒素、呕吐毒素、雪腐镰刀菌烯醇)、伏马毒素、玉米赤霉烯酮、麦角碱。

霉菌毒素的检测方法

饲料及饲料原料中霉菌毒素含量的检测方法一直是制约霉菌毒素与人畜健康关系研究的瓶颈。通常可将霉菌毒素含量的检测方法分为3类:①理化检测方法,包括层析、气谱、液谱、气(液)质联仪等;②生物学检测法,包括皮肤毒性试验、致呕吐试验、种子发芽试验等;③免疫化学检测法,ELISA、放免法(RIA)。其中以免疫化学法最为灵敏、特异,但需要特殊的检测试剂---抗体。目前最常用的方法是理化检测法。

霉菌毒素含量的检测包括了三个步骤:首先是采样,采集样品要尽量做到随机采样,以减少误差,尤其是大宗原料或成品料采样。如有发现肉眼可见的霉变,需单独收集进行检测;其次是对样品进行前处理,从样品中提取霉菌毒素,该步骤一般是用有机溶剂(如乙腈、乙醇等)浸泡样品、过滤,提取毒素。因为样品中含有大量的蛋白、脂肪、糖和无机盐等多种物质,因此分离纯化非常关键,可利用SPE(固相萃取)分离纯化霉菌毒素;最后是检测,对样品进行分析(定量)。

霉菌毒素的检测结果存在较大差异,其原因主要有两个方面,一是饲料及饲料原料中霉菌毒素的本底值以及检测方法的灵敏度;另一是采样的误差。往往饲料及饲料原料中霉菌毒素的真实含量要高于检出值。因此,在检测霉菌毒素污染水平时,要注意采样以及检测方法,否则会得出错误的结论。


已有0条评论