不同吸附劑對玉米赤霉烯酮的脫毒效果研究

馮雪蓮， 周英煥， 李留安， 焦小麗

（天津農(nóng)學(xué)院動物科學(xué)與動物醫(yī)學(xué)學(xué)院，天津市農(nóng)業(yè)動物繁育與健康養(yǎng)殖重點實驗室，天津 300384）

玉米赤霉烯酮（ZEN）， 又稱為F-2 毒素，由Stob 等（1962） 從禾谷鐮刀感染的玉米中分離出來。 ZEN 是谷物作物中常見霉菌毒素，不僅影響作物生長， 還可通過食物鏈直接或間接傳入動物和人類體內(nèi)， 嚴(yán)重危害動物和人類健康（Ropejko等，2021）。 ZEN 具有生殖毒性、免疫毒性、遺傳毒性和致癌性，此外其對心臟、腎臟、肝臟、肺臟也有毒害作用，對神經(jīng)系統(tǒng)、血液系統(tǒng)也會產(chǎn)生影響，導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)的亢奮，臟器官出血，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致機體死亡（劉禹竹等，2019；劉躍芹等，2016）。

霉變飼料處理常用的方法是吸附法。吸附物質(zhì)主要有活性炭、鋁硅酸鹽類（蒙脫石、沸石粉、膨潤土等）和有機物類（酵母細胞壁多糖等）。 活性炭表面積大、吸附效率高，但吸附不具有選擇性；鋁硅酸鹽類吸附劑對黃曲霉毒素吸附效率較高， 對ZEN及嘔吐毒素等吸附效果較差， 但可通過對其改性，進而提高吸附的廣譜性（王海波等，2021）；有機物類吸附劑如酵母細胞壁、葡甘露聚糖等可以有效吸附多種霉菌毒素，刺激機體的免疫系統(tǒng)，阻止霉菌毒素對機體產(chǎn)生的免疫抑制作用等 （朱春紅，2020）。但不同添加量、不同作用時間以及吸附劑之間的組合對ZEN 脫毒效果尚需進一步研究。 本試驗選用蒙脫石、載鋅蒙脫石、膨潤土與黑云母復(fù)合吸附劑、腐殖酸鈉、葡甘露聚糖與腐殖酸鈉復(fù)合吸附劑作為ZEN 脫毒物質(zhì)，研究不同添加量、不同處理時間對ZEN 的脫毒效果，為生產(chǎn)實踐提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 玉米赤霉烯酮標(biāo)準(zhǔn)品 玉米赤霉烯酮標(biāo)準(zhǔn)品規(guī)格BR，98% 10 mg， 為上海源葉生物科技有限公司產(chǎn)品。

1.1.2 主要試劑 黑云母（黑云母，含量100%，粉末400 目）； 葡甘露聚糖 （葡甘露聚糖， 含量95%）；腐殖酸鈉（可溶性腐殖酸，含量70%，顆粒直徑1 ～5 mm）；蒙脫石（蒙脫石粉，含量95%，粉末200 目）；膨潤土（蒙脫石，含量90%，粉末200目）；RIDASCREEN Zearalenon 檢測試劑盒為RBiopharm 德國拜發(fā)產(chǎn)品；無水甲醇購自天津永大化學(xué)試劑有限公司； 硫酸鋅購自天津市致遠化學(xué)試劑有限公司。

1.1.3 儀器和設(shè)備 CMax Plus 酶標(biāo)儀 （型號為SpectraMax RAbsorbance Reader）， 為MolecμLar Devices 公司產(chǎn)品；Eppendorf 移液槍；振蕩器（型號為EMS—18C）；生化培養(yǎng)箱購自上海一恒科學(xué)儀器有限公司；電子天平（型號為AX224ZH/E）購自奧豪斯儀器有限公司；Whatman#1 濾紙、槍頭、密封袋等購自天津晟佰昊生物技術(shù)有限公司。

1.2 試驗設(shè)計 采用單因素設(shè)計，共23 個試驗處理組，1 個ZEN 純品空白組，每個處理4 個重復(fù)，分別添加蒙脫石、載鋅蒙脫石、膨潤土與黑云母復(fù)合吸附劑、腐殖酸鈉、葡甘露聚糖與腐殖酸鈉復(fù)合吸附劑于10 mL ZEN 標(biāo)準(zhǔn)品溶液中，反應(yīng)均在37 ℃恒溫振蕩儀中進行， 比較添加量均為25 mg 振蕩60 min 的脫毒效果， 選擇其中3 種脫毒效果較好的吸附劑， 比較其密封振蕩30、60、90 min，用量均為25 mg 時的脫毒率及吸附劑用量為10、25、50 mg， 振蕩均為60 min 時的脫毒率。

式中：a 為空白組，表示未加吸附劑的標(biāo)準(zhǔn)品的ZEN 含量；b 為試驗組， 表示添加吸附劑的標(biāo)準(zhǔn)品的ZEN 含量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 采用SPSS 20.0 軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，試驗數(shù)據(jù)以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，采用單因素ANOVO 方差分析和Duncan’s 檢驗各組間差異顯著性，P＜0.05 表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 5 種吸附劑脫毒效果比較 由表1 可知，5種吸附劑均對ZEN 有脫毒效果，其中載鋅蒙脫石顯著高于腐殖酸鈉、膨潤土與黑云母復(fù)合吸附劑、蒙脫石、葡甘露聚糖與腐殖酸鈉復(fù)合吸附劑（P＜0.05）。 膨潤土與黑云母復(fù)合吸附劑、 腐殖酸鈉2種吸附劑脫毒率差異不顯著（P＞0.05）。

表1 5 種吸附劑的脫毒率比較%

2.2 3 種吸附劑不同吸附時間脫毒效果比較 選擇載鋅蒙脫石、膨潤土與黑云母復(fù)合吸附劑、腐殖酸鈉3 種吸附劑， 比較添加量均為25 mg 37 ℃密封振蕩30、60、90 min 時的脫毒率。 由表2 可知，3 種吸附劑脫毒率隨時間延長而提高，3 種吸附劑60 min 和90 min 脫毒率差異均不顯著（P＞0.05），但均顯著高于30 min 時脫毒率（P＜0.05）。

表2 3 種吸附劑不同時間處理的脫毒效果%

2.3 3 種吸附劑不同添加量脫毒效果比較 選擇載鋅蒙脫石、膨潤土與黑云母復(fù)合吸附劑、腐殖酸鈉3 種吸附劑， 比較37 ℃密封振蕩60 min 添加量分別為10、25、50 mg 時的脫毒率。 由表3 可知，3 種吸附劑脫毒率隨添加量增加而提高，其中載鋅蒙脫石、 膨潤土黑云母復(fù)合吸附劑25 mg 和50 mg 脫毒率差異均不顯著（P＞0.05），但均顯著高于10 mg 時脫毒率（P＜0.05）。 腐殖酸鈉50 mg脫毒率顯著高于25 mg 與10 mg （P＜0.05），25 mg脫毒率顯著高于10 mg（P＜0.05）。

表3 3 種吸附劑不同添加量處理的脫毒效果%

3 討論

研究表明，蒙脫石作為一種含硅鋁酸鹽的層狀礦物，具有較強離子交換能力，能夠與霉菌毒素結(jié)合形成螯合物， 競爭性減少動物胃腸道對霉菌毒素的吸收， 達到脫毒目的 （李林儒等，2019）。 載金屬處理是常見的蒙脫石改性方法，改性處理后， 吸附材料的離子交換能力能夠加強且產(chǎn)生較強的抑菌殺菌作用 （王曉娟等，2020）。本研究中蒙脫石吸附劑對ZEN 脫毒率為37.46%，經(jīng)載鋅改性處理后脫毒率顯著增加，表明改性處理增強了其離子交換能力， 脫毒能力增強。 研究報道，載銅蒙脫石對霉菌毒素脫毒能力隨時間、添加量變化，結(jié)果呈現(xiàn)遞增規(guī)律（李靜等，2016）。 本試驗與該研究結(jié)果趨勢一致，但60 min 與90 min 脫毒率差異不顯著， 推測金屬改性蒙脫石隨反應(yīng)時間延長，脫毒能力增加，到60 min 后處于穩(wěn)定水平。 此外，隨添加量增加，脫毒能力顯著增加， 但25 mg 與50 mg 載鋅蒙脫石對ZEN 的脫毒率差異不顯著， 表明一定劑量載鋅蒙脫石即可吸附ZEN 毒素。

本研究中， 腐殖酸鈉吸附劑對ZEN 脫毒率顯著高于腐殖酸鈉與葡甘露聚糖復(fù)合吸附劑，推斷腐殖酸鈉與葡甘露聚糖之間對ZEN 脫毒不具有加性作用， 復(fù)合吸附劑中腐殖酸鈉添加量降低反而脫毒效果下降。 此外也可能是葡甘露聚糖對ZEN 脫毒效果較弱所致。研究表明，黑云母與膨潤土結(jié)合可以作為抗生素替代品添加于飼料中（Lee 等，2015）。 膨潤土具有黏結(jié)性、吸附性、膨潤性、催化性、懸浮性、觸變性以及陽離子交換性，常用作飼料防霉劑（王凱，2014）。 本研究結(jié)果表明膨潤土與黑云母復(fù)合吸附劑對ZEN具有較強的脫毒效果，且隨時間、添加量增加，膨潤土與黑云母復(fù)合吸附劑對ZEN 的脫毒率顯著提高。