應(yīng)對(duì)溫暖氣候環(huán)境下飼料中的黃曲霉毒素

霉菌毒素一直是令畜牧業(yè)頭疼的問題，特別是在像東南亞那樣的炎熱氣候下。黃曲霉毒素在這種氣候下特別常見，影響到大多數(shù)的幼畜和家禽。研究證明，一種蒙脫石粘土混合物已經(jīng)在體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出良好的吸附效果。

在這個(gè)原料價(jià)格與供應(yīng)日益波動(dòng)的時(shí)代，能夠保障供應(yīng)充足的優(yōu)質(zhì)原料正成為畜牧業(yè)的主要挑戰(zhàn)之一。為了降低飼料成本和獲得充足的飼料原料，畜牧生產(chǎn)者常常被迫使用非常規(guī)蛋白質(zhì)和碳水化合物來源或低質(zhì)量的原料。氣候條件的改變，如溫度和降水量的異常變化或干旱，會(huì)影響對(duì)原料的質(zhì)量參數(shù)，如細(xì)菌計(jì)數(shù)、酵母菌、霉菌以及霉菌毒素（由霉菌產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物）。由曲霉菌產(chǎn)生的黃曲霉毒素，屬于最毒的霉菌毒素，也與大部分其他霉菌毒素有協(xié)同效應(yīng)。黃曲霉毒素在溫暖氣候中最為常見，特別是在同時(shí)出現(xiàn)干旱和害蟲破壞時(shí)。幼齡動(dòng)物比成年動(dòng)物更易感。農(nóng)場(chǎng)動(dòng)物中，雞和鴨對(duì)黃曲霉毒素具有最低的忍耐度。飼喂受黃曲霉毒素污染的飼料能夠?qū)е律L(zhǎng)性能降低、死亡率增加、接種效果降低、健康問題增多。進(jìn)行剖檢時(shí)，能夠觀察到肝臟發(fā)白并擴(kuò)張。

1 蒙脫石

自70年代末，已知某些粘土礦物能夠吸附黃曲霉毒素，保護(hù)動(dòng)物腸道免受有害的影響。各種粘土礦物中，蒙脫石特別是鈣-蒙脫石被認(rèn)為對(duì)黃曲霉毒素具有最高的吸附容量和吸附強(qiáng)度。這種高吸附容量可以用它的結(jié)構(gòu)來解釋。其結(jié)構(gòu)由多層面構(gòu)成，能夠?qū)ⅫS曲霉毒素“圈入”內(nèi)層空間，也會(huì)導(dǎo)致較高的表面區(qū)域以便有更多的活性吸附位點(diǎn)。較高的吸附強(qiáng)度是礦物組成的結(jié)果，能夠與黃曲霉毒素產(chǎn)生牢固的復(fù)合物。

鈣-蒙脫石對(duì)黃曲霉毒素的選擇性較高，因?yàn)镃a2+的交換離子是二價(jià)的（意味著它們可以跟其他離子或分子形成兩個(gè)鍵），使得它們體積更大，導(dǎo)致剩余表面積最適容納一個(gè)黃曲霉毒素分子。對(duì)于單價(jià)交換離子如Na+，剩余面積太小，因此鈉-蒙脫石吸附黃曲霉毒素不理想。此外，黃曲霉毒素并不只有一個(gè)而是有兩個(gè)羰基，這使其可以同二價(jià)交換離子形成牢固的復(fù)合物，也可以同蒙脫石結(jié)構(gòu)層中的組成部分也可自由抵達(dá)結(jié)構(gòu)層邊緣的Fe2+和Al3+結(jié)合。

2 體外試驗(yàn)

Nutreco公司研發(fā)部進(jìn)行了一系列的體外吸附研究以選擇最佳的蒙脫石粘土，發(fā)現(xiàn)鈣-蒙脫石混合物是最佳的，研究證明其具有最高的黃曲霉毒素吸附容量。基于這項(xiàng)研究，Selko飼料添加劑公司研發(fā)出了Toxo-MX，它具有特別強(qiáng)的黃曲霉毒素吸附能力，且還能吸附其他霉菌毒素如麥角生物堿。這種霉菌毒素吸附劑在歐盟和美國(guó)不同的專業(yè)和獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室的一系列體外試驗(yàn)中得到了進(jìn)一步檢測(cè)研究。該試驗(yàn)方法可以確定產(chǎn)品的吸附效率和最大吸附容量，同時(shí)試驗(yàn)?zāi)７挛改c道的條件。在該方法中，檢測(cè)吸附作用時(shí)，環(huán)境pH值設(shè)定為3，接近胃內(nèi)的pH值，接著是在模擬腸道條件的pH 7下進(jìn)行解吸附。效率以吸附的百分比減去解吸附的百分比來計(jì)算。

圖1顯示了吸附效率試驗(yàn)的主要結(jié)果。能夠看到霉菌毒素吸附劑在不同的添加水平下的吸附效率，而黃曲霉毒素B1（AFB1）濃度一直接近100 %。

3 吸附麥角

麥角生物堿主要由麥角霉菌在較涼爽和溫和的氣候下產(chǎn)生，對(duì)各種動(dòng)物，特別是反芻動(dòng)物也是非常有害的。在較高水平時(shí)，麥角生物堿會(huì)引起血管收縮和壞疽。它們也會(huì)影響繁殖性能，降低產(chǎn)奶動(dòng)物的產(chǎn)奶量。不同麥角生物堿的吸附實(shí)驗(yàn)在3種不同的pH條件下進(jìn)行。圖2的結(jié)果顯示，即使在較高的pH時(shí)，仍然有超過70 %的麥角生物堿被吸附。

除了體外實(shí)驗(yàn)，在西班牙Nutreco公司的家禽研究中心，研究人員還通過對(duì)肉雞飼喂高水平的AFB1來檢測(cè)吸附劑。1日齡肉雞被隨機(jī)分配入3種不同的日糧處理組，分別飼喂不含AFB1的對(duì)照日糧或含有3 μg/kg AFB1+添加或不添加0.25 %霉菌毒素吸附劑的試驗(yàn)日糧，實(shí)驗(yàn)持續(xù)3周。記錄采食量和體重，以及器官的相對(duì)重量，因?yàn)锳FB1也會(huì)損害器官組織，并增加器官重量。在3周的試驗(yàn)期間，如圖3所示，AFB1明顯降低了增重和采食量，并對(duì)飼料轉(zhuǎn)化效率有負(fù)面影響。而霉菌毒素吸附劑能夠顯著提高增重和采食量，對(duì)飼料轉(zhuǎn)化效率具有正面影響。

圖4顯示了所選肉雞器官的相對(duì)重量。AFB1顯著增加了肌胃、肝臟和腎臟的相對(duì)重量。添加0.25 %的霉菌毒素吸附劑顯著降低了器官的相對(duì)重量。

4 不吸附營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

眾所周知，有些粘土不僅吸附霉菌毒素也會(huì)吸附營(yíng)養(yǎng)成分，當(dāng)然這不是人們所希望的。因此，一項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸附實(shí)驗(yàn)在一家專業(yè)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。霉菌毒素吸附劑（分別是20 %和50 %）被添加到一種富含有維生素和礦物質(zhì)的商品肉雞預(yù)混料中。所有樣品利用鹽酸提取，用于模擬胃的條件。分析結(jié)果根據(jù)稀釋度進(jìn)行調(diào)整（霉菌毒素吸附劑的含量分別是20 %和50 %）。結(jié)果顯示，吸附劑并不會(huì)吸附營(yíng)養(yǎng)成分，能夠安全地用于動(dòng)物飼料和預(yù)混料。它還具有極好的游離特性，能夠被用作預(yù)混料的抗結(jié)劑。

原題名：Beating in feed aflatoxins in warmer climates（英文）

原作者：Anna-Katharina Ludger（荷蘭Nutreco飼料公司研發(fā)部）和Pierre van Zon（荷蘭Selko飼料添加劑公司）