飼料中嘔吐毒素對(duì)不同階段商品豬及種豬的影響

賀鵬偉，陳巍濤，張雄飛，楊袁龍，吳雪瑩，許 嘯

（動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢輕工大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，湖北武漢 430023）

嘔吐毒素，又名脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON），主要是由禾谷鐮刀菌產(chǎn)生的一種化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物活性較穩(wěn)定的有毒代謝產(chǎn)物——單端孢霉烯族化合物中的一種，其化學(xué)命名為3α，7α，15—三羥基草鐮孢菌-9-烯-8-酮[1]。畜牧業(yè)生產(chǎn)中豬對(duì)DON 最為敏感，且危害也最大，主要毒性效應(yīng)為拒食、嘔吐、抵抗力下降和繁殖性能下降，這不僅影響豬的生長(zhǎng)性能，還嚴(yán)重危害其免疫功能和繁殖能力，給養(yǎng)殖業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[2]。由于DON 污染在飼料中廣泛存在，全球主要飼料生產(chǎn)大國(guó)和地區(qū)都制定了關(guān)于DON 的限量標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)不同原料用途和加工方式，我國(guó)的《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中真菌毒素限量》（GB 2761-2011）中規(guī)定了谷物及其制品中DON 的限量為1 000 μg/kg，小于歐盟規(guī)定的最大限量1 750 μg/kg[3]；2017 年10 月，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)也發(fā)布了國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13078-2017），其中規(guī)定植物性飼料原料中DON 限量為5 mg/kg，豬配合飼料中限量為1 mg/kg（低于限量標(biāo)準(zhǔn)一半示為輕度污染；高于限量一半且低于限量標(biāo)準(zhǔn)示為中度污染；高于限量標(biāo)準(zhǔn)示為重度污染）。鑒于養(yǎng)豬業(yè)生產(chǎn)對(duì)我國(guó)畜牧業(yè)的重要性和DON 對(duì)豬健康的嚴(yán)重影響，本文通過(guò)DON 對(duì)仔豬、生長(zhǎng)育肥豬、母豬和種公豬的影響入手，對(duì)近幾年的研究前沿進(jìn)行總結(jié)分析，為畜牧業(yè)生產(chǎn)者更好地防治DON 污染、提高養(yǎng)殖收益提供系統(tǒng)科學(xué)參考。

1 DON 的污染概況

近年來(lái)，DON 對(duì)飼料原料及成品飼料污染的問(wèn)題屢見(jiàn)不鮮。Wu 等[4]檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，2017 年我國(guó)不同省飼料原料及全價(jià)料中DON 檢出率為93.9%。Wang 等[5]2015年在我國(guó)13 個(gè)省44 個(gè)市(區(qū)、縣)的107 個(gè)采樣點(diǎn)分別采集小麥粉和玉米制品樣品292 和347 份，結(jié)果發(fā)現(xiàn)樣品中DON 污染率高達(dá)100%和97.4%，其中超過(guò)國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)的分別占1.7%和4.6%。2018 年飼料及原料中霉菌毒素的檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn)，近半數(shù)飼料受到DON 中度以上污染；玉米、DDGS、麩皮及餅粕類受DON 污染較少，超過(guò)80%的樣品僅受輕微污染；小麥樣品污染較嚴(yán)重，半數(shù)以上樣品為中度以上污染，且超標(biāo)率接近30%；檢測(cè)樣品中DON 平均含量為1 072.7 μg/kg，較2017 年增加了35%，表明污染問(wèn)題更為嚴(yán)重[6]。

2 DON 對(duì)仔豬的影響

仔豬有著獨(dú)特的生理特點(diǎn)：即物質(zhì)代謝旺盛，沉積率較高，但其消化機(jī)能不完善；被動(dòng)免疫與主動(dòng)免疫機(jī)制較差，易受外源霉菌毒素的侵襲，導(dǎo)致患病。仔豬斷奶后，需要提供高品質(zhì)的日糧來(lái)滿足其生理生長(zhǎng)需求。因此，此階段給斷奶仔豬飼喂一些DON 污染超標(biāo)日糧，會(huì)給仔豬的生長(zhǎng)發(fā)育帶來(lái)嚴(yán)重滯后影響。

2.1 DON 對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響 仔豬進(jìn)食含有DON 污染日糧后會(huì)導(dǎo)致其采食量下降，體重增長(zhǎng)緩慢，耗料增重比相對(duì)增高，且隨著日糧中DON 水平濃度的增加，對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能及生長(zhǎng)潛力的影響也越大。陳繼發(fā)等[1]研究表明，低劑量（1 mg/kg ≤ DON ＜ 2 mg/kg）DON 的毒性作用主要是會(huì)降低仔豬采食量，導(dǎo)致其體重減輕、生長(zhǎng)緩慢甚至代謝紊亂等；而高劑量（≥ 2 mg/kg）的DON 則可導(dǎo)致嘔吐腹瀉，誘發(fā)胃腸炎反應(yīng)等不良癥狀。朱電鋒等[7]研究結(jié)果表明，1、2 mg/kg 的 DON 污染日糧能顯著降低斷奶仔豬的平均日采食量，增加其耗料增重比；同時(shí)，飼喂2 mg/kg 的DON 日糧28 d 左右，仔豬出現(xiàn)厭食、腹瀉等不良反應(yīng)，而飼喂1 mg/kg的DON 日糧42 d 左右也開(kāi)始出現(xiàn)各種毒性反應(yīng)，說(shuō)明短期內(nèi)飼料中含1 mg/kg DON 對(duì)仔豬是相對(duì)健康的，但是長(zhǎng)期飼喂可能會(huì)由于體內(nèi)蓄積作用最終引起慢性中毒。蔣竹英等[8]用3.78 mg/kg 的DON 污染日糧飼喂仔豬，發(fā)現(xiàn)仔豬的生長(zhǎng)性能降低。上述研究表明，長(zhǎng)期食入低劑量的DON 污染日糧會(huì)抑制仔豬的生長(zhǎng)性能。

2.2 DON 對(duì)斷奶仔豬免疫機(jī)能的影響 DON 也會(huì)影響仔豬體液免疫力，機(jī)體的免疫系統(tǒng)對(duì)DON 極為敏感，根據(jù)所用的劑量、暴露頻率、時(shí)間和功能免疫分析，證明DON 可以刺激或抑制機(jī)體免疫系統(tǒng)[9]。其中最明顯的是血清IgA 水平顯著上升，IgM 和IgG 水平下降[10]。吳苗苗等[11]研究發(fā)現(xiàn)，DON 可刺激機(jī)體的免疫器官，顯著降低仔豬脾臟指數(shù)。朱電鋒等[7]研究發(fā)現(xiàn)，DON能顯著降低仔豬十二指腸、空腸、和回腸IgA、IgM、IgG 等免疫蛋白mRNA 的相對(duì)表達(dá)量，降低仔豬腸道免疫水平，引起機(jī)體代謝紊亂。綜合來(lái)看，DON 會(huì)降低仔豬免疫器官中的脾臟指數(shù)，抑制仔豬的免疫功能。

2.3 DON 對(duì)斷奶仔豬腸道發(fā)育的影響 DON 還是蛋白質(zhì)生物合成的抑制劑，其主要靶細(xì)胞為腸上皮細(xì)胞[8]，無(wú)論是低劑量還是高劑量的DON 暴露均可導(dǎo)致不同程度的腸道損傷，影響機(jī)體的腸道屏障功能。王希春等[12]研究發(fā)現(xiàn)，低劑量DON 可使小腸黏膜發(fā)生部分形態(tài)改變，而高劑量DON 可使小腸組織嚴(yán)重受損，導(dǎo)致仔豬腸道吸收功能減弱。陳祥興等[13]研究發(fā)現(xiàn)，鐮刀菌毒素其中嘔吐毒素占比17%，能夠通過(guò)氧化應(yīng)激積累活性氧途徑對(duì)腸道造成損傷并激發(fā)腸道的炎癥反應(yīng)，破壞腸道屏障功能，最終影響斷奶仔豬的生長(zhǎng)性能。

3 DON 對(duì)生長(zhǎng)育肥豬的影響

3.1 DON 對(duì)生長(zhǎng)育肥豬腸道健康的影響 完整的腸黏膜可構(gòu)成機(jī)體腸道屏障功能，但當(dāng)動(dòng)物腸道受到DON 刺激時(shí)，小腸絨毛的生長(zhǎng)會(huì)受到抑制，腸壁細(xì)胞也會(huì)被溶解且發(fā)生水腫，消化道黏膜相應(yīng)受到強(qiáng)烈刺激反射將信號(hào)傳遞到嘔吐中樞導(dǎo)致嘔吐，進(jìn)而影響機(jī)體對(duì)日糧營(yíng)養(yǎng)成分的吸收利用，降低機(jī)體的免疫力[14]。楊俊等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在日糧中添加低劑量的DON 會(huì)顯著影響腸道內(nèi)上皮細(xì)胞間緊密連接蛋白的表達(dá)，尤其是occludin，同時(shí)也會(huì)上調(diào)炎癥因子IL-1β、IL-10及氧化應(yīng)激因子HO-1等基因的表達(dá)，對(duì)動(dòng)物腸道健康及完整性產(chǎn)生顯著影響。同時(shí)DON 還可造成動(dòng)物腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)改變。Bracarense 等[16]研究發(fā)現(xiàn)，豬采食DON（3 mg/kg）污染試驗(yàn)日糧5 周后，會(huì)導(dǎo)致空腸絨毛萎縮、溶解、高度減小和腸道細(xì)胞增殖，破壞腸黏膜的完整性。Pinton 等[17]研究發(fā)現(xiàn)，豬采食含有2.29 mg/kg DON 污染的試驗(yàn)日糧4 周后，也會(huì)降低空腸絨毛高度。綜上表明，DON 會(huì)對(duì)豬腸道絨毛上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)形態(tài)及完整性造成損傷。

3.2 DON 對(duì)生長(zhǎng)育肥豬肉品質(zhì)的影響 豬的肉品質(zhì)性狀是豬的重要經(jīng)濟(jì)性狀，同時(shí)也是一個(gè)綜合性狀，其表現(xiàn)主要包括肌內(nèi)脂肪含量、pH、風(fēng)味、肉色評(píng)價(jià)及剪切力等指標(biāo)，以及肉中的脂肪酸組成、風(fēng)味氨基酸含量等指標(biāo)。陳明洪等[18]研究發(fā)現(xiàn)，在日糧中添加一定量的DON 污染日糧（3.4 mg/kg）可使育肥豬胴體直長(zhǎng)、胴體斜長(zhǎng)、皮厚、膘厚和眼肌面積分別下降0.60%、2.80%、5.80%、5.90% 和0.79%?？傊?，采食富含DON 污染日糧會(huì)降低育肥豬的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

4 DON 對(duì)母豬的影響

飼料源性DON 不僅影響商品豬，也會(huì)造成母畜不孕、產(chǎn)死胎或弱仔、胎兒異常等繁殖性能障礙，嚴(yán)重者導(dǎo)致母畜突發(fā)猝死，對(duì)畜牧業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[19]。

4.1 DON 對(duì)母豬生長(zhǎng)發(fā)育的影響 母豬長(zhǎng)期采食低劑量的DON 日糧會(huì)使其采食量下降，主要表現(xiàn)為后備母豬拒食比例增加，增重速度減緩、妊娠母豬胚胎發(fā)育異常等非正常生理遺傳現(xiàn)象。妊娠期及哺乳期母豬需要足夠的飼料攝取量，以促進(jìn)胎兒在妊娠后期發(fā)育和泌乳期間的產(chǎn)奶量和身體維持需要。特別是集約化的飼養(yǎng)環(huán)境，使母豬對(duì)DON 更加敏感。Chavez 等[20]研究發(fā)現(xiàn)，給母豬飼喂3.3 mg/kg DON 污染日糧后，母豬體重?fù)p失較多，但其采食量和產(chǎn)仔性能則不受影響。Diaz-Llano 等[21]研究發(fā)現(xiàn)，飼喂5.5 mg/kg DON 污染日糧的母豬在妊娠期前3 周體重顯著減少，哺乳期間體重?fù)p失更大。但Sayyari 等[22]研究發(fā)現(xiàn)，飼喂天然污染飼料（1.7 mg/kg DON）的母豬在哺乳期間采食量下降，但其不能影響母豬在妊娠期和哺乳期體重的變化。

4.2 DON 對(duì)母豬繁殖功能的影響 DON 能引起母豬免疫抑制并降低繁殖性能，主要是通過(guò)抑制母豬卵母細(xì)胞的成熟來(lái)影響其繁殖功能；用DON 刺激體外培養(yǎng)的母豬子宮內(nèi)膜細(xì)胞也會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡，細(xì)胞數(shù)量減少，同時(shí)出現(xiàn)細(xì)胞凋亡的現(xiàn)象（如細(xì)胞膜破裂、細(xì)胞漿空泡化、線粒體腫脹等）[23]。有研究發(fā)現(xiàn)，雌性小鼠體內(nèi)暴露DON 會(huì)導(dǎo)致繁殖力下降30%[24]，而母豬暴露DON后會(huì)出現(xiàn)卵母細(xì)胞染色體數(shù)非整倍性增加，導(dǎo)致胚胎發(fā)育異常[21]。Alm 等[25]給妊娠母豬飼喂DON 污染日糧后發(fā)現(xiàn)卵母細(xì)胞染色質(zhì)形態(tài)和卵母細(xì)胞質(zhì)量均顯著下降。Herkelman 等[26]給妊娠母豬分別飼喂0.5、1.5、3.0 mg/kg污染日糧，發(fā)現(xiàn)DON 可降低母豬泌乳期的采食量與體重，降低泌乳過(guò)程中的背脂沉積，但對(duì)其繁殖性能無(wú)顯著影響。另外，由于飼料中原料來(lái)源復(fù)雜與全面監(jiān)測(cè)質(zhì)量安全成本較高等外界因素，導(dǎo)致谷物原料及飼料生產(chǎn)中毒素污染問(wèn)題較嚴(yán)重；污染飼糧中DON 常與玉米赤霉烯酮等單端孢霉烯族化合物常同時(shí)發(fā)揮其毒性作用，且二者具有協(xié)同與加性作用，最終導(dǎo)致母畜直腸和陰道脫落、不育和流產(chǎn)等繁殖功能障礙[27]。也有研究表明在母豬妊娠后期，DON 可有效地通過(guò)胎盤將其傳遞到仔豬；在母豬泌乳前期、中期，仔豬吸食初乳和常乳也可將DON 傳遞到哺乳仔豬[28]。

5 DON 對(duì)種公豬的影響

種公豬是豬場(chǎng)繁殖的決定性因素，因此必須要保證公豬使用階段能夠得到充足、均衡的營(yíng)養(yǎng)，才能保證其精液充足且優(yōu)質(zhì)。一般種公豬在進(jìn)食含有一定量的DON 污染日糧后，會(huì)出現(xiàn)采食量降低，伴隨嘔吐，進(jìn)而導(dǎo)致其精液質(zhì)量下降，甚至出現(xiàn)死精等現(xiàn)象，降低雄性動(dòng)物的利用價(jià)值。Sprando 等[29]將不同濃度水平的DON 經(jīng)胃管連續(xù)灌胃28 d 雄性小鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)DON可使小鼠體重減輕，精液質(zhì)量下降，血清中生殖激素分泌紊亂。此外，DON 還能導(dǎo)致睪丸中變性生殖細(xì)胞增加，使生殖細(xì)胞發(fā)育不正常[30]?？傊诜N公豬飼養(yǎng)過(guò)程中，一定要注意日糧質(zhì)量，防止食入霉變污染日糧，給豬場(chǎng)育種工作帶來(lái)不必要的損失。

6 防控措施

飼料原料作物在生長(zhǎng)、收割和貯藏過(guò)程中，很容易引起霉菌毒素的產(chǎn)生，因此，如何成功消除飼料中霉菌毒素，降低其對(duì)養(yǎng)豬生產(chǎn)帶來(lái)的危害已變得至關(guān)重要。減少飼料中的DON，首先可進(jìn)行原料階段的防控，如加快收割速度、及時(shí)晾干、加強(qiáng)加工工藝及適當(dāng)添加防霉劑等；其次可對(duì)已污染的飼料進(jìn)行脫毒處理重新利用，常用的脫毒方法有物理脫毒法、化學(xué)脫毒法、生物降解法。但是此類脫毒法大都存在工藝復(fù)雜，成本較高、脫毒不徹底等嚴(yán)重問(wèn)題，因此，現(xiàn)在大量的研究主要集中在通過(guò)營(yíng)養(yǎng)學(xué)的角度來(lái)緩解DON 日糧的不良反應(yīng)。陳亞等[31]研究發(fā)現(xiàn)，乳果糖與富氫水能夠通過(guò)提高抗氧化水平有效緩解DON 對(duì)仔豬卵巢的刺激。吳苗苗等[11]研究表明，谷氨酸在一定程度上可以緩解DON 引起的應(yīng)激損傷。Yang 等[32]研究發(fā)現(xiàn)，天然抗氧化劑白藜蘆醇也可有效緩解豬腸道上皮細(xì)胞系中DON 誘導(dǎo)細(xì)胞毒性的損傷作用。

目前，谷物原料在豬日糧中所占比例較大，飼料霉菌中毒日益嚴(yán)峻。DON 是鐮刀菌屬中發(fā)生率最高的真菌毒素之一，其具有較強(qiáng)毒性，對(duì)動(dòng)物健康造成嚴(yán)重影響，進(jìn)而威脅人類健康。長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直在尋找可有效降解日糧中DON 的毒性作用，雖然當(dāng)前對(duì)谷物加工操作和脫毒處理有較多研究，但是日糧中DON 還是具有較高的檢出率。因此，今后的研究應(yīng)致力于通過(guò)開(kāi)發(fā)營(yíng)養(yǎng)性調(diào)控技術(shù)來(lái)緩解DON 對(duì)畜禽的危害。