霉菌毒素对养猪生产的影响

饲料霉败不仅导致饲料的营养价值降低，而且霉败饲料中的霉菌毒素能引起动物急性或慢性中毒，因此，对饲料中霉菌毒素的污染问题应引起足够重视。近年来，饲料中霉菌毒素的污染问题显得尤为重要。全球每年大约有25%的农作物受到霉菌毒素的危害（CAST，1989），据估计，霉菌毒素每年给美国农业经济造成的损失平均达到14亿美元（CAST，2003），这一损失包括家畜生产率受到危害、农作物的损失以及对霉菌毒素进行处理的成本等方面。黄曲霉毒素是世界上研究较为彻底的一种毒素，也是对世界食品和饲料生产危害最严重的一种毒素。研究表明，饲料中黄曲霉毒素浓度高低与动物疫情流行有着密切的关系。如美国20世纪80年代在霉菌毒素暴发区域，随后发生了猪大肠杆菌病的流行；2003年底-2004年秋天，亚洲各国均发生较广泛的动物疫情，究其原因与2003年天气异常导致谷物大面积发霉有直接关系。因此，我们必须正确认识不同种类的霉菌毒素的危害。

    1 霉菌毒素的危害
    当前，已有很多研究向我们展示了霉菌毒素的危害，但很多脱离了生产实际，饲料中霉菌毒素的产生情况和浓度每年均不相同。有时，霉菌毒素在饲料中的浓度很高，危及动物的健康和生产性能；然而，大多数情况是霉菌毒素在饲料中的浓度比较低，但与其他应激因子相互作用可使动物出现亚临床性的性能降低、发病率提高和繁殖性能下降。对动物生产者而言，这些亚临床性的损失比急性作用更为重要，但却更难作出诊断。
    1.1 黄曲霉毒素
    黄曲霉毒素是由黄曲霉和寄生曲霉（Aspergillus parasiticus）产生的一类毒性极强、可致突变和致癌的物质（Deiner等，l987；Kurtzman等，1987）。黄曲霉毒素是对养猪生产危害最严重的毒素，当饲料受到较高浓度的黄曲霉毒素污染时，首先是免疫系统正常功能发挥受到干扰，表现为抗体滴度低，疫苗不能正常发挥作用（Diekman和Green，1992），对疾病易感性高，同时由于黄曲霉毒素主要靶器官是肝脏，肝脏受攻击后功能下降，肝脏肿大，胆汁分泌减少，同时胰脏分泌的蛋白酶及脂肪酶活性降低，导致饲料中蛋白质及脂肪利用率下降；黄曲霉毒素是较强的凝血因子抑制剂，表现为动物在受伤后或在打针后，针孔或伤处长时间流血不止（Sun，2003）；还可引起母猪繁殖性能下降，主要表现为初生活仔数和断奶仔猪数减少。FDA已制定了无约束干预水平，作为实施饲料中黄曲霉毒素含量要求的非正式指导方针（Wood和Trucksess，1988），并禁止将受污染的饲料与清洁饲料混合以降低饲料中黄曲霉毒素的浓度。研究表明，饲料中的黄曲霉毒素在仔猪生产中应控制在5μg/kg以下（法定范围为10μg/kg），在种猪大猪生产中应控制在20μg/kg以下。
    1.2 玉米赤霉烯酮及呕吐毒素
    美国普渡大学Mark教授进行的有关不同浓度的玉米赤霉烯酮及呕吐毒素对不同阶段的猪的毒害作用的研究（Mark等，2004），为我们提供了有效控制霉菌毒素的方向。研究结果显示，玉米赤霉烯酮的主要危害表现为对后备母猪、未配种的母猪正常发情期的干扰，以及对受胎早期胚胎发育的影响。虽然1mg/kg玉米赤霉烯酮会导致后备母猪的假发情现象，但自配种到怀孕85d，饲喂3.6～4.3mg/kg的玉米赤霉烯酮的日粮并不会导致胚胎数量减少、死胎、木乃伊及流产；而饲喂60mg/kg的玉米赤霉烯酮对怀孕中、后期母猪的繁殖性能也没有显著危害，说明玉米赤霉烯酮对发育到一定阶段的猪胚胎并没有明显地干扰及破坏作用，而对胚胎有破坏作用的主要是黄曲霉毒素，其次是T2毒素、烟曲霉毒素。黄曲霉毒素在怀孕早期会导致胚胎死亡而被吸收，从而导致空怀或产仔数大幅下降；在怀孕中期会导致胚胎死亡而多形成木乃伊；在怀孕后期会导致弱仔、八字脚，严重者会死亡；但高浓度的玉米赤霉烯酮（60～90mg/kg）对配种后 2～15d内的后备母猪则能彻底地阻止胚胎的正常发育，配种后10d内胚胎对玉米赤霉烯酮的影响较敏感。
    高浓度的玉米赤霉烯酮对哺乳期的母猪会有影响。母猪在仔猪断奶前饲喂含玉米赤霉烯酮50mg/kg的日粮2周，在断奶后饲喂100mg/kg的玉米赤霉烯酮的日粮63d，母猪表现出连续发情；母猪在断奶前2周饲喂10mg/kg玉米赤霉烯酮的日粮表现为断奶后发情间隔延长，但对受胎率没有影响；低浓度玉米赤霉烯酮的（2.1～4.8mg/kg）日粮饲喂整个怀孕期及哺乳期对产后的正常配种没有影响。
    我国绝大部分饲料中所含的玉米赤霉烯酮浓度在2mg/kg以下，如果单纯存在玉米赤霉烯酮，应该不会导致繁殖性能下降，更不会导致怀孕母猪流产、死胎，但在生产上的确能观察到阴户红肿症状，说明在实际生产条件下隐藏的黄曲霉毒素在起毒害作用，一旦黄曲霉毒素得到控制，流产、死胎等现象就会得到控制。
    玉米赤霉烯酮对种公猪的毒性相对较轻，饲喂60mg/kg玉米赤霉烯酮日粮为期8周不影响种公猪的性欲及精液质量，饲喂200mg/kg 的日粮与对照组相比，公猪性欲不受影响，精液质量也正常；但对后备公猪饲喂40mg/kg的玉米赤霉烯酮日粮，表现出性欲下降；饲喂含玉米赤霉烯酮9mg/kg的日粮不影响后备公猪的性欲。
    基于以上对玉米赤霉烯酮不同浓度对不同阶段不同种猪的研究，我们对玉米赤霉烯酮的毒性已不能再用笼统的“雌激素中毒症或攻击母猪的生殖系统”等字样来描述，对于影响种公猪精液质量等不科学的描述应当停止，应针对不同的症状初步确定中毒程度然后采取对策。
    呕吐毒素的纯化试验（Isabelle等，2003）显示，10mg/kg 的呕吐毒素不会诱导呕吐现象的产生，对采食量也无影响，呕吐毒素会从母猪粪便及尿中高浓度排出；20mg/kg的呕吐毒素在采食15min后会诱导呕吐的产生。综合这些试验结果，可以说明通常在农场出现的呕吐是一种生理调节，而这种呕吐现象应是由多种毒素互作产生的，而不是由单独的呕吐毒素产生，因为在多数饲料中呕吐毒素浓度在1mg/kg 以下，这种浓度的单独呕吐毒素并不会诱导产生呕吐现象。
    根据美国普渡大学对玉米赤霉烯酮及呕吐毒素研究的新进展，普渡大学已推荐出新的饲料中霉菌毒素控制标准（表1），该标准将呕吐毒素放大到1mg/kg，玉米赤霉烯酮放大到2mg/kg。官方控制标准也只是建议把上述两种毒素列入参考指标，并且把两种毒素在仔猪料中的建议控制指标从2001 年以前的200μg/kg提高到现在的5mg/kg。但官方对黄曲霉毒素B1的控制标准丝毫没有降低，依然是10μg/kg。

表1 美国FDA饲料霉菌毒素标准

    1.3 烟曲霉毒素
    烟曲霉毒素（Fumonisin，FB）是由镰刀菌属在一定的温度和湿度下产生的水溶性代谢产物，是一类由不同的多氢醇和丙三羧酸组成的结构类似的双酯化合物。到目前为止，发现的烟曲霉毒素有FA1、FA2、FB1、FB2、FB3、FB4、FC1、FC2、FC3、FC4和FP1共11种，其中60%以上是FB1，其毒性也最强。烟曲霉毒素可以引起人畜急性中毒和慢性毒性，并具有种属特异性和器官特异性，不同的动物产生的疾病不同，相应的耐受限量也有很大差别。虽然猪对烟曲霉毒素不像其他动物（如马）那样敏感，但是高水平的烟曲霉毒素会导致大量的体液渗透进入肺组织，从而造成肺水肿。Zomborszky等（2000）研究发现低浓度FB1（1～10mg/kg）饲喂断奶仔猪8周以及中浓度FB1（10～40mg/kg）饲喂4周，对其采食量、增重均无明显影响，也未能观察到临床症状及与FB1毒性影响有关的致死发生。但解剖发现，10mg/kg剂量组出现了轻度肺水肿，20mg/kg组5头断奶仔猪中分别有2头出现中度肺水肿，2头出现了重度肺水肿，40mg/kg组所有5头试验猪均出现了重度肺水肿，表明长期接触较高浓度FB1对动物具有慢性毒性，且这种慢性损伤具有剂量依赖性。根据Becker等（1995）对泌乳母猪及其哺乳小猪饲喂含FB1饲料后的研究结果，发现100mg/kg FB1饲喂14d后，未出现致死病例，解剖也未发现内脏器官损伤，且在母乳中30μg/kg半定量检测也未检测到FB1，包括一头饲喂含175mg/kg FB1饲料后死于猪肺水肿综合征的母猪，其乳汁中也未检测到FB1。还有研究发现成年健康猪盲肠的微生物群可使FB1部分水解（46%）（2007），添加一定浓度的葡萄糖可降低FB1对猪的毒性。FDA的畜牧医学中心（CVM）也发布了动物饲料中烟曲霉毒素的最高限量指导性公告，规定其限量范围为1～50mg/kg（表2）。因此，我们在受到烟曲霉毒素困扰时，最主要还是密切注意隐藏在背后的其他霉菌毒素的存在，尤其是黄曲霉毒素，它使烟曲霉毒素的危害比实际严重的多。

表2 猪饲料中霉菌毒素推荐限量标准（普渡大学，2004）

   *待确定。此标准在控制呕吐毒素及玉米赤霉烯酮方面比以前来自美国的标准已提高5倍。

表3 FDA对烟曲霉毒素在动物饲料中的推荐限量标准

           *不超过日食量的20%，以干基作为计算基准。

    2 霉菌毒素的控制
    联合国粮农组织（2001）出版了关于危害分析和关键控制点（HACCP）技术的应用手册，指导霉菌毒素的预防和控制。通常，霉菌毒素的化学性质比较稳定，在饲料加工过程中不会被破坏。虽然霉菌通常可因饲料的加工而减少，但是如有适合的条件就会生长。利用农艺措施进行收割前的控制，尽可能减小田间作物的应激、真菌的入侵及霉菌毒素的积聚。这些措施包括科学的灌溉、在有些情况下使用农药、培育抗病品种或适应性杂种、耕作方式和正确的施肥。控制收割后霉菌毒素污染的最佳方法是对饲料进行科学地贮存和加工。通常可通过保持饲料的低水分含量、保持饲料的新鲜、保持加工设备的清洁以及使用防霉剂等途径来控制霉菌生长和霉菌毒素的产生。控制收割后霉菌毒素污染的其他方法包括：对饲料进行霉菌毒素分析、剔出受污染的饲料批次，对饲料进行处理以减少霉菌的生长、对受污染饲料进行稀释和处理以降低霉菌毒素的浓度。受霉菌毒素污染的谷物可以作为制造酒精的原料，在某些情况下，可以用清洁的饲料稀释污染饲料（Dejardins等，1993），但是FDA禁止对受黄曲霉毒素污染的饲料进行稀释，将这种行为称作掺假。降低霉菌毒素影响的最有效的方法之一是在饲料中使用霉菌毒素吸附剂，选择霉菌毒素吸附剂应将实用与科学放在首位。参阅国内外文献，一般应从如下6条入手选择毒素吸附剂：
    （1）必须具备高吸附能力。高吸附能力来源于巨大的吸附表面积。美国霉菌毒素委员会Phillips教授认为，沸石粉、膨润土不能作为母猪的毒素吸附剂，其原因主要是不能有效保护胚胎发育。活性炭虽然有巨大表面积，但在动物体内并不能用来预防黄曲霉毒素中毒，其原因是它并不能真正的结合黄曲霉毒素。
    （2）必须具备实验室及动物试验双重资料方能证明有效，许多公司只提供实验室具备吸附能力的资料（注意在标准浓度下），如活性炭在实验室内证明能吸附一定量的黄曲霉毒素，但在动物试验中却不能预防动物中毒。
    （3）选择性吸附。理想的毒素吸附剂应具备只吸附毒素，不吸附营养物的特点。至今在国际权威学术刊物上发表的有关选择性吸附的文献非常有限。美国霉菌毒素委员会强调，只有通过试验证明只吸毒素而不吸收营养物，才可称作具备选择性吸附的特点，否则不能自称具备选择性吸附特点。事实上多数吸附剂都具有吸收营养的特点，这在快速生长的肉鸡会引起严重的营养缺乏症。
    （4）广谱吸附。要求在较高毒素浓度的前提下对多种毒素能够很好地吸附，脱霉素的研究证明能同时特异性地吸收黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮及赫曲霉毒素。美国联合饲料公司总裁Donald 博士的研究显示，脱霉素能很好地克服呕吐毒素及玉米赤霉烯酮对仔猪的毒害作用，而实验室研究显示一般呕吐毒素很难被吸附剂吸收。
    （5）无副作用。即此类产品对动物或人类食物链不存在明显的不利作用或污染：首先不能吸收大量的营养物。动物在毒素高浓度存在时，对微营养物的需求较平时高。该条件决定沸石粉及膨润土不能作为毒素吸附剂使用；吸附剂不能含有对人类食物链有污染的物质（如二恶英），二恶英在人体内致癌潜伏期可达20年以上。在西方国家，二恶英被列为头号污染物；在美国的膨润土已被多次报道含有超标的二恶英，因此每家公司在进口时应提供二恶英合标的证明。
    （6）为确保产品具备以上所有条件，及所提供资料的可靠性，所有以上资料应为权威的学术刊物上发表过。
    笔者认为上述选择吸附剂的指导原则对所有的产品都比较公平，然鉴于国内对知识产权保护的有限，加之国内许多资料来源不可靠，有条件的公司希望参阅原始的英文文献。众多研究显示脱霉素（Novasilplus）具有巨大吸附表面积，上一代产品达到848m2/g，可特效吸附黄曲霉毒素等多种毒素，是至今全球唯一在学报刊物 （Poul Sc. 1990，Nature Toxin，1995） 发表证实具有选择性吸附特点，即只吸附毒素，不吸附主要营养物的代表产品。在初生仔猪，因吃母乳而导致在肝脏中黄曲霉毒素比猪乳中高 5倍之多，在饲料中添加脱霉素可有效地降低仔猪肝脏中的黄曲霉毒素沉积。当饲料受3.5mg/kg高剂量黄曲霉毒素污染时，猪的肝脏会受到严重破坏，添加0.25%的脱霉素可去除黄曲霉毒素对仔猪肝脏的危害 （图1）。同时，脱霉素对呕吐毒素与玉米赤霉烯酮引起的对猪的毒害作用也有明显的改善作用，美国联合饲料公司Donald 博士早在1987年的研究报告就显示脱霉素对于高达1mg/kg的呕吐毒素及1mg/kg的玉米赤霉烯酮的乳猪料有显著改进仔猪增重的效果。

图1 黄曲霉毒素破坏肝组织结构 （左：AFB1：3.5mg/kg）及脱霉素对肝组织的保护作用（右）

    3 结语
    由于霉菌毒素的复杂性，需要对谷物收获、运输、仓储、饲料加工及动物生产各环节加以注意，严格定期的卫生检查方案加上对饲料的合理处理及农场的输送系统加以检查会有助于减少饲料中霉菌毒素的累积。减少饲料在农场的存放时间，增加运送次数是减少霉菌毒素方案中重要因素之一。在有霉菌毒素或怀疑有霉菌毒素污染的地方应在饲料加工的开始使用有效地防霉剂和吸附剂有助于减低毒性。
    （参考文献略）

饲料广角

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