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了解和应对家禽饲料中的霉菌毒素污染

2015/10/15 8:55:46 0人评论 1790次浏览 分类:饲料与营养

 

随着最近几十年的研究发现霉菌毒素存在于大多数饲料原料中,那么认识霉菌毒素的发生和流行性及其对家禽的影响越来越有必要。

最新的酶解技术也有助于消除霉菌吸附剂产品不能吸附的霉菌毒素。

2013年世界范围的霉菌毒素调研显示在分析的3000份谷物和饲料样品中其中有81%的样品含有至少一种霉菌毒素。

这远远高于10年(2004-2013年)前的平均水平,在25994份样品中有76%的样品含霉菌毒素,根据今年百奥明、密苏里-哥伦比亚大学基督教多普勒霉菌毒素代谢实验室、维也纳自然资源和生命科学大学(BOKU)、普渡大学西拉法叶动物科学系和德州农工大学构成的科学小组公布的一项研究。

研究人员说在2013年阳性样本数的增加可能是由于检测方法及其敏感性的改进所致。

霉菌毒素会以单一或组合方式影响动物,可能会损害多种器官如胃肠道、肝脏和免疫系统,必然造成鸡的生产力下降,严重情况下甚至造成鸡只死亡。

虽然霉菌吸附剂已经被广泛用来对抗霉菌毒素,但是研究人员认为很明显没有一种单一方法可以完全去除饲料中的霉菌毒素。

因此,必须使用多种策略组合以特异性地针对目标霉菌毒素而且不能影响饲料的质量。

酶或者微生物脱毒,这被称为生物转化生物脱毒,它们是使用微生物或微生物生产的纯化酶来催化整个霉菌毒素或将霉菌毒素转化或裂解成低毒或无毒的形式。

但是,有关霉菌毒素污染的意识、可用的分析霉菌毒素的现代技术、霉菌毒素的作用以及安全去除饲料中霉菌毒素的最近进展情况生产者知之甚少。

这篇综述,霉菌毒素污染以及对家禽健康和生产性能的影响以及霉菌毒素应对策略的最新进展,发表在消除霉菌毒素对家禽健康和生产性能影响的最新策略研讨会的专题论文集上,这些研讨会是在去年的家禽科学协会年度会议上举行,重点是解决家禽饲料中霉菌毒素的进展情况。

霉菌毒素,顾名思义,就是霉菌产生的毒素。目前发现的有200多种产生毒素的霉菌品种。

全世界的谷物和饲料样品分析表明虽然霉菌毒素整体污染较少,但是存在一些极高浓度的霉菌毒素污染的谷物饲粮。这些数据也反应了霉菌毒素污染的饲粮通常不只含有一种霉菌毒素。

霉菌毒素直接或与其他主要应激源人病原结合会带来各种疾病,霉菌毒素中毒症

这些疾病会表现症状和损伤,这些症状和损伤被广泛用于临床诊断霉菌毒素,当然有时这些症状也不是特异性的。

食入高水平霉菌毒素引起的急性病例会导致家禽死亡以及生产力的急剧下降。

然而,研究认为在大多数病例中,霉菌毒素是慢性的,是低水平摄入霉菌毒素代谢产物引起的,这就造成了生产性能明显下降,包括肉鸡的皮下初学以及免疫抑制。

研究认为为了诊断慢性病例的霉菌毒素中毒,除了进行历史评估、临床和尸检评估以及组织的微生物学检测外,有必要分析饲料中的霉菌毒素。

认识到霉菌毒素会影响家禽的健康和繁殖后,近几十年对消除霉菌毒素的方法进行了大量的研究,包括检测和消除霉菌毒素或霉菌毒素脱毒。

最常见的脱毒方法是使用霉菌吸附剂。这包括使用能结合并固定动物胃肠道霉菌毒素的内营养惰性吸附剂,这样来降低霉菌毒素的生物利用度。

尽管这种方法成功地消除了某些霉菌毒素的风险,但是它并不对家禽业的所有霉菌毒素都有效,研究说。

通过生物转化改变霉菌毒素的分子结构已经被证明是能解除非吸附的霉菌毒素的毒性。

抑制霉菌毒素中毒症需要一个从检测到脱毒的综合方法来。

黄曲霉毒素(AF)、玉米赤霉烯酮(ZEN)、赭曲霉毒素AOTA)、伏马毒素(FUM)、单端孢如呕吐毒素(DON)以及T-2毒素是一些霉菌毒素,可以显著影响健康和家禽的生产率。在一般情况下,受污染的饲料通常含有多个霉菌毒素。

有效测定霉菌毒素及其代谢物是所有应对霉菌毒素对牲畜产生有害影响的干预、减缓或补救策略中非常重要的一步。

通常,霉菌毒素的测定方法包括色谱方法、免疫化学方法和其他的方法,其中包括直接光谱方法。

农产品种的霉菌和霉菌毒素情况很大程度上取决于环境因素,例如水和温度。

这项研究说,略微提高CO2浓度也会刺激霉菌增长。

极端天气情况下,暴雨和干旱会导致植物遭受应激,从而使得它们更容易受到霉菌感染。

作为一个合适的霉菌毒素风险管理的一部分,研究霉菌毒素的发生是非常重要的,这样饲料和动物生产者可以评估使用某些饲料原料或来自不同地区的饲料的风险,在2004年公布的一个年度全球调查计划以探索全球饲料和饲料原料中霉菌毒素的污染程度。

2004-2013年的十年间,76%的样品含有至少一种达到检出量的霉菌毒素,但研究小组说,这些年来,霉菌毒素在全世界的发病率存在差异。

作为年度霉菌毒素调查的一部分,2013年的结果显示DONFUM存在于一半以上的所分析的成品饲料及饲料原料样品中。

研究表明,最近的文献已经表明低水平或常见水平的霉菌毒素污染会影响动物的生理和免疫效果。

因为许多霉菌毒素及其代谢物可抑制蛋白质合成,蛋白质合成和周转水平高的组织,如胃肠道(GIT)对霉菌毒素的毒性作用非常敏感。特别是,GIT经常暴露在比其他器官系统高浓度的霉菌毒素中。

肠道还可以作为特定霉菌毒素代谢活化或失活的位点。

霉菌毒素可以抑制动物的免疫反应使得动物应对病原的能力下降,从而更易感染。

相比其他物种如猪,家禽被认为是对霉菌毒素不太敏感的物种,尤其是来自镰刀菌属的毒素。家禽的许多实验报告了霉菌毒素的毒性作用,但在该领域在剂量上没有预测。

然而,最近的研究已经表明,在低于那些会引起明显的临床霉菌毒素中毒症的水平上,霉菌毒素调节免疫功能,可能会降低对传染性疾病的抵抗力。

最近的流行病学数据表明新城疫爆发与肉鸡日粮中AF污染之间呈现高度相关性。

饲喂含DON 3-12 mg/kg日粮的鸭和肉鸡也会降低对普通疫苗(新城疫和传染性支气管炎)的抗体滴度,并且法氏囊重量下降。

对于DONAF,在法氏囊上的影响,以及对抗体的后续影响可能是抑制蛋白生物合成的直接后果。

还有越来越多的证据,这取决于不同的水平和暴露在毒素上的时间。

研究认为,有必要更加关注低于明显临床症状效果以下剂量的影响。

不像病原体暴露,因为大多数情况下,在霉菌代谢物以低水平存时,动物不表现霉菌毒素中毒的临床症状。

然而,霉菌毒素能够影响活化和增殖的细胞,破坏上皮组织,增加肠的渗透性,因此可能会削弱免疫系统。

其结果是,当病原体进入生物体,如果免疫反应不合理作出有效反应,最终会产生更强的临床症状。

霉菌毒素在化学结构上有差异,这就带来了其在化学、物理和生化特性上的差异。而生物化学性质决定霉菌毒素的毒性,化学和物理性质决定了可用来消除其毒性的方法。

考虑到不同种类的霉菌毒素结构繁多,研究人员说,没有单一的方法可以用于去除饲料中的霉菌毒素。

因此,为了特异性消除个体霉菌毒素必须采用不同的策略,同时不影响饲料的质量。

霉菌毒素失活的最佳已知的方法是使用吸附剂吸附,这被称为霉菌吸附剂。

它们可以是有机的(微生物)或无机(主要是粘土矿物质)的。

另一种方法是生物保护,它采用不同的物质(藻类、植物成分等等),能保护脆弱的器官如肝以及增强动物的免疫系统。

酶促或微生物解毒,有时被称为生物转化生物脱毒,使用的是微生物或纯化的酶来降解整个霉菌毒素或将霉菌毒素转换或裂解成更小或无毒的化合物。

在日粮中添加吸附剂或肠道吸附剂作为减少食源性暴露在霉菌毒素的一项战略已经给予了相当的关注。

使用粘土材料吸附毒素并不新。几个世纪以来,均报道人和动物出现吃粘土矿物的现象,这称为食土癖。在发展中国家(以及美国)人和动物鉴于各种目的而食用粘土很常见,在大多数情况下这被认为是有利于健康的。

在动物的日粮中添加非营养性粘土矿物已被广泛用于降低毒素的生物利用度以及接触污染霉菌毒素的饲料。

由于AF肠道吸附剂较低的饲料添加要求以及易于管理,畜牧业对这些产品普遍接受,这就导致各种多样性的材料和/或复杂的AF吸附混合物被引入到畜牧业。

这些都被标记为霉菌毒素肠道吸附剂、粘合剂、多价螯合剂、拦截器分子、捕获剂、吸附剂、毒素吸附剂等等。

这些材料(和/或混合物)被报道包括蒙脱石粘土、沸石、高岭石、云母、二氧化硅、炭,以及各种生物成分包括叶绿酸、酵母制品、乳酸菌、植物提取物和藻类。

在动物和人的广泛研究上,钙双八面体绿土(NovaSilNS)和类似蒙脱土已经报道在摄入AF高达20g/kg的日粮后能显著减少AF暴露及其毒性影响。用NS和其他材料的研究表明,潜在的AF霉菌吸附剂应严格在体外和体内评价。

这些应该符合以下标准,研究人员说:
?
有利的热力学吸附特性
?
可容忍水平的优先级金属、二恶英/呋喃等有害物质含量
?
在多个动物物种上的安全性和有效性
?
在长期的啮齿类动物研究上的安全性和有效性
?
与维生素、铁、锌可忽略不计的相互作用

然而,结合剂或肠道吸附剂的吸附效力仅限于少数霉菌毒素,如AF、麦角生物碱以及一些其他的霉菌毒素,而吸附剂已被证明对单端孢是无效的。

因此,需要可替代的脱除霉菌毒素的方法。

使用微生物及其酶来解毒特定的霉菌毒素不仅适用于非吸附的霉菌毒素,对所有其他能从自然界中分离获得的微生物所产的毒素。

这种方法已被告知很长一段时间,甚至早于吸附剂。

其中一种微生物已经被进一步开发为实际应用,它就是Trichosporon mycotoxinivorans(高效四环素降解酵母菌),一种能够解毒OTAZEN的酵母菌株。这种酵母在家禽日粮中应用已被证明能解毒OTA

许多吸附剂产品和带有霉菌吸附的流动剂(粘土矿物)或饲料原料(酵母及其衍生物)已经在全世界的动物饲料中添加。

然而,由于各种原因霉菌毒素吸附剂和钝化剂的规定在世界很多地区还没有执行。对此,研究小组说,取消对这类产品对用户的安全性和有效性保证。

因此,重要的是有执行到位的指导准则,该指导准则在不同的体外和体内条件下能证明添加剂的安全性和功效。

为了克服这种令人不满意的法律状况,最近,欧盟委员会制定了一组新的技术饲料添加剂来减少饲料中的霉菌毒素。

2010年,欧洲食品安全局(EFSA)出版了严格要求的指导准则,如必须证明吸附剂的吸附能力;霉菌毒素降解产品必须对靶动物和消费者是安全的;至少进行三个具有明显效果的体内最低推荐剂量研究;必须使用每个单独的霉菌毒素的相关生物标志来证实产品的功效来评估霉菌毒素钝化产品。

因此,认识霉菌毒素如何发生以及饲料中污染浓度是确保有效应对措施的保障。

需要特定分析来确定霉菌毒素的类型和污染量,所以,最新酶促技术可以用来消除霉菌毒素吸附剂产品不能发挥作用的霉菌毒素。

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