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降解--脱霉剂未来的发展趋势

发布时间:2017-12-14    浏览次数:319

面对饲料中和养殖现场层出不穷的霉菌毒素问题时,首先要确认两个问题:自己的饲料是安全的吗,您正在使用的脱霉剂有效吗?


1霉菌毒素污染从田间开始

霉菌毒素是霉菌生长过程中的代谢产物,不像霉菌那样视觉直观,肉眼并不可见。危害比较严重的霉菌毒素主要有6种:黄曲霉毒素、呕吐毒素、玉米赤霉烯酮毒素、T-2毒素、赭曲霉毒素和伏马毒素。

图1 主要产毒霉菌(由左向右:曲霉、镰刀菌、青霉)


其中呕吐毒素、玉米赤霉烯酮和T-2毒素常在农作物收获前就被感染,被称为田间霉菌毒素。所以在作物收获后添加防霉剂,只能做到预防新的霉菌生长,但是不能去除作物中已有的霉菌毒素。

图2 玉米感染镰刀菌穗腐病(产玉米赤霉烯酮毒素)


霉菌的生长和产毒温度范围很广,不仅局限于高温高湿的环境,最易在20-27℃时感染霉菌并产生2种或以上的霉菌毒素。虽然饲料厂和大型养殖场对饲料原料的把控比较严,但饲料加工、储存和现场饲喂等环节会不可避免地再次发生霉菌感染。

 

2霉菌毒素污染普遍且严重

据猪谷粒《2017年第二季度霉菌毒素报告》,273份饲料样品采自2017年4-6月,来自全国12个省份猪场。所有样品均被检出含有霉菌毒素:检测到3种及以上霉菌毒素污染样品占96.7%,2种霉菌毒素污染样品占3.3%。与去年同期相比,今年的霉菌毒素混合污染种类增加。


霉菌毒素阳性污染率以呕吐毒素(95.6%)、玉米赤霉烯酮(85.71%)、伏马毒素(85.71%)污染最为严重;饲料污染高低情况依次是豆粕、猪全价料、麸皮、玉米。与2015年和2016年相比,霉菌毒素污染阳性率更高了,而猪对呕吐毒素和玉米赤霉烯酮毒素都比较敏感。

图3 加工制粒后的原料更易发霉


尽管原料中大多数污染毒素含量均在国标限量范围内,仅麸皮呕吐毒素超过国标限量值,但由于以上数据是通过ELISA法测定获得,对于和谷物结合形成新的代谢产物的毒素不能有效萃取检测出来,所以毒素测定结果可能偏于乐观,实际毒素含量会更高。


另外,霉菌毒素间存在协同作用,尤其低浓度状况下毒素间的加成和协同作用会更明显。因此,常见仔猪饲粮呕吐毒素、玉米赤霉烯酮均未超过0.5ppm,但养殖现场会发现仔猪有下痢、呕吐或外阴红肿的症状。其原因就是呕吐毒素和玉米赤霉烯酮的毒性协同作用,加强了毒素的危害程度。所以虽然饲料中各种霉菌毒素均未超过限量标准,但也会造成猪只发生霉菌毒素中毒症状。

 

3吸附型脱霉剂

吸附型脱霉剂已被业界普遍接受,能够部分解决饲料被霉菌毒素污染的状况。但吸附型脱霉剂发生作用需要两个条件:有适合大小的空间(恰好容纳毒素分子)、有吸引力(极性分子)。霉菌毒素按照其所含基团,被分为极性和非极性两大类。


极性霉菌毒素:黄曲霉毒素(强极性)、玉米赤霉烯酮毒素(弱极性)和伏马毒素(弱极性),可以通过吸附方式脱霉。水合硅铝酸盐类脱霉剂可以高效吸附黄曲霉毒素,而水合硅铝酸盐和酵母细胞壁对弱极性的玉米赤霉烯酮和伏马毒素吸附效率却很低。


非极性毒素:呕吐毒素、T-2毒素、赭曲霉毒素由于极性基团极少,吸附型脱霉剂基本不能吸附该类毒素。即使一些吸附剂通过工业加工“改性”,也不能用来吸附非极性分子。


吸附类的脱霉剂需要足够的使用量才能确保吸附效果,但吸附空间往往会被一些极性的维生素和矿物质所占用,因为这些营养物质在饲料中的比例更高。这会导致饲料的营养缺失,还会引起适口性差、采食量低、加重母猪便秘等问题。  

 

4降解型脱霉剂

随着养殖生产的不断反馈和对霉菌毒素深入研究,降解型脱霉剂陆续被国内外的科学家重视起来。Hult等,(1976年)首先研究发现牛的瘤胃细菌能代谢霉菌毒素。Wang等(2011)报道,在体外培养48小时,锰过氧化酶能降低黄曲霉毒素B1的80%诱变活性。


降解型脱霉剂作用原理:利用微生物产生的降解酶对目标霉菌毒素作用,使后者分子结构中的毒性基团被破坏,从而生成无毒降解产物。人们发现通过酶降解的方式,减少食入毒素对机体侵害,是一种高效、安全的脱毒方式,是脱霉剂未来的发展趋势。


降解型脱霉剂具有高效、专一、无污染、不吸附营养、避免霉菌毒素重新生成、用量少的特点。


匈牙利八达博士公司(Dr. Bata)于1997年研发了一种复合酶降解型脱霉剂--敌毒素,其产酶菌株筛选自猪胃(低pH值),更适合单胃动物,是国际上降解型脱霉剂研究的先驱。敌毒素加强型也于2017年7月进入中国市场。

图4 敌毒素加强型宣传海报

 

5降解型脱霉剂应用效果


5.1体外模拟测试效果


5.1.1脱霉效果

在一个体外连续5小时的模拟实验中(图5),敌毒素可以在5小时内100%快速降解玉米赤霉烯酮毒素、T-2毒素和赭曲霉毒素,80%快速降解伏马毒素。


由于饲料在猪胃中的停留时间为3-5小时,霉菌毒素被吸收的主要位置是小肠,所以,敌毒素可以保证在霉菌毒素进入小肠前将之降解,既避免了毒素被吸收,也降低了毒素对肠道和免疫系统的伤害。


 

图5 敌毒素体外模拟胃部消化5小时的结果

 

5.1.2耐酸和耐热测试

在耐热测试部分,敌毒素所含酶在90℃高温时仍可发挥95 %以上的酶活,可以耐受一般的饲料加工温度(65到90度)(图6)。因为菌株特性,在pH=2~4.5时具有最佳的酶活性,在猪胃的强酸环境下可发挥最大的降解毒素的能力(图7)。

图6 敌毒素耐热测试结果

图7 敌毒素耐酸测试结果

 

5.2动物试验--猪

Rafai等(2011)报道,尽管各组中试验猪都没有表现出T-2毒素中毒症状,但是添加了敌毒素的T-2毒素处理组,不仅采食量显著提高(意味着采食了更多T-2毒素),还获得了显著较高的增重和饲料转化效率。


Brydl等(2014)报道,证实敌毒素具有降解玉米赤霉烯酮毒素的能力,添加敌毒素的正面效应包括防止猪子宫增大,对卵巢、子宫和阴道组织病理学评分产生有利影响,降低肝脏中玉米赤霉烯酮毒素及其代谢物(α-玉米赤霉烯醇和β-玉米赤霉烯醇)的含量。


在敌毒素普通型去除呕吐毒素的攻毒测试中,每组饲料添加1.25 ppm呕吐毒素,敌毒素组每吨饲料添加1kg敌毒素。试验结果证明:添加敌毒素可以改善猪只因呕吐毒素造成饲料转换率不佳的情形(图8)。

图8 添加敌毒素对改善猪因采食呕吐毒素造成饲料效率低的影响

 

在敌毒素普通型去除T-2毒素的攻毒测试中,每组分别添加0.45ppm的T-2毒素,敌毒素組每吨饲料添加1公斤敌毒素。试验结果证明:敌毒素可有效改善猪因T-2毒素造成饲料体增重和转换率不佳的情形(图9)。

 图9 添加敌毒素对改善猪因采食T-2毒素造成每日增重低和飼料效率不佳的影响

 

在敌毒素普通型去除赭曲霉毒素的攻毒测试中,赭曲霉毒素组和敌毒素组分别添加1.45ppm的赭曲霉毒素,敌毒素组每吨饲料添加1公斤敌毒素。试验结果证明:添加敌毒素可有效改善猪因采食赭曲霉毒素造饲料转换率不佳的情形(图10)。 

图10 添加敌毒素对改善猪因采食赭曲霉毒素造成飼料效率不佳的影响

 

在敌毒素普通型去除伏马毒素攻毒测试中,伏马毒素组和敌毒素组分别添加10.7ppm的伏马毒素,敌毒素组每吨饲料添加1公斤敌毒素。试验结果证明:添加敌毒素可有效改善猪只因伏马毒素造成体重下降和肺水肿的情形(图11)。

图11 添加敌毒素对改善猪因采食伏马毒素造成体重降低和肺水肿的影响

 

6小结

随着霉菌毒素在动物体内不断蓄积,中毒症状会逐渐开始表现,这期间不用脱霉剂或者使用错误的脱霉剂都会造成养殖效益波动。


食入霉菌毒素会影响饲料的适口性,造成肠道的损伤以及免疫抑制,危害整群的健康安全。制定科学的毒素控制方案,不仅可以消除不同批次饲料霉菌毒素含量差异造成的养殖波动,及时清除体内蓄积的霉菌毒素,还可以避免因爆发霉菌毒素中毒症状对养殖场造成的重大损失。


敌毒素能高效去除猪较为敏感的霉菌毒素(呕吐毒素和玉米赤霉烯酮),在3-5小时即可达到100%去除效果,在毒素被小肠吸收前及时降解。同时,敌毒素具有耐热和耐胃酸的特性,可广泛应用于饲料加工和养殖现场。




谨以此文祝:

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