周燦 隆雪明 楊昆
(1.湖南省獸藥飼料監(jiān)察所;2.湖南農(nóng)業(yè)大學)
飼料中的嘔吐毒素及其危害
周燦1隆雪明1楊昆2
(1.湖南省獸藥飼料監(jiān)察所;2.湖南農(nóng)業(yè)大學)
嘔吐毒素廣泛存在于飼料及飼料原料中,對各種動物有著不同程度的毒害作用。本文主要對嘔吐毒素的污染情況、毒性作用、國內(nèi)外限量情況進行了闡述,為嘔吐毒素進一步研究提供理論基礎(chǔ)。
嘔吐毒素;飼料;危害
脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON),是于1970年從被禾谷鐮刀菌污染的玉米中分離出來的一種能引起嘔吐的毒素,故稱嘔吐毒素(Vomitoxim)。屬單端孢霉烯族化合物B類,主要由禾谷鐮刀菌、尖孢鐮刀菌、串珠鐮刀菌、擬枝孢鐮刀菌、粉紅鐮刀菌、雪腐鐮刀菌等鐮刀菌產(chǎn)生的化學結(jié)構(gòu)和生物活性相似的有毒代謝產(chǎn)物,對人、家畜有著廣泛的毒性效應。聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織年聯(lián)合召開的第三次添加劑和污染物會議上,嘔吐毒素被定為最危險的自然發(fā)生污染物,被列入國際研究的優(yōu)先地位,同時,它也是危害人類食物鏈安全的一個主要因素,一旦進入食物鏈,就會嚴重威脅人類和動物的健康,因而引起了全世界的重視。本文主要對嘔吐毒素的污染情況、毒性作用等的研究進展進行了綜述。
嘔吐毒素作為一種天然生物毒素,廣泛存在于玉米、小麥、面粉和DDGS等飼料原料及飼料成品中,世界30多個國家和地區(qū)均有報道。SchothorstRC等報道歐洲4000例的送檢樣品,57%的樣品中檢測嘔吐毒素,且含量在91~5000μg/kg。Karani-Osboo等調(diào)查伊朗部分地區(qū)不同生產(chǎn)階段玉米的污染狀況時,發(fā)現(xiàn)嘔吐毒素的含量在54.4~518.4ng/g區(qū)間的污染率達到76.7%。BIOMINGmbH與新加坡羅馬實驗室(RomerLabs SingaporePteLtd.)從2007年10月至2008年9月合作實施霉菌毒素普查項目,所檢測的樣品中嘔吐毒素陽性污染率達到54%。
我國的飼料原料及飼料成品中嘔吐毒素污染同樣嚴重,農(nóng)業(yè)部飼料質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(成都)2008年在全國七大地區(qū)11省份的飼料原料及配合飼料共1018個樣品的檢測,嘔吐毒素檢測率為95.5%,超標率呈現(xiàn)北高南低的趨勢,平均為18.7%。吉生物營養(yǎng)優(yōu)先公司在調(diào)查全國13省飼料及飼料原料霉菌毒素污染時發(fā)現(xiàn),816份樣品中嘔吐毒素的檢測率高達87.47%。2013年,農(nóng)業(yè)部飼料質(zhì)檢中心對山東省314個飼料原料進行常規(guī)的真菌霉菌分析,嘔吐毒素的檢測率達到80.6%,超標率達到36.1%。農(nóng)業(yè)部飼料質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(成都)2014年在全國七大地區(qū)19省份的飼料原料及配合飼料共1655個飼料樣品進行檢測,檢出率均在89%以上,但超標率不高,最高才20%。

嘔吐毒素在歐盟分類標準中為三級致癌物,雖不及T-2毒素的毒性強烈,但因其污染率和污染水平均居單端孢霉烯族毒素之首,并常與其他真菌毒素協(xié)同作用,如嘔吐毒素與玉米赤霉烯酮常同時產(chǎn)生并相互增強其毒性作用。
嘔吐毒素急性中毒癥狀一般表現(xiàn)為站立不穩(wěn)、反應遲鈍、嗜睡、食欲喪失、嘔吐、腹瀉等;慢性毒性則表現(xiàn)為肝臟、腎臟、胃腸道等臟器損傷、體重嚴重下降、出現(xiàn)免疫功能和生殖功能障礙;致吐作用是嘔吐毒素中毒最主要的癥狀,不同物種、不同性別、不同年齡對嘔吐毒素敏感性不一樣:豬>小鼠>大鼠>家禽≈反芻動物;雄性>雌性;幼畜>成年畜;致吐機理主要是嘔吐毒素對粘膜以及神經(jīng)系統(tǒng)的刺激作用。同時嘔吐毒素還能引起豬流產(chǎn)、死胎和弱仔,抑制免疫作用和降低機體抵抗力(Swamy等,2002)。

嘔吐毒素具有很強的細胞毒性,它對于原核細胞、真核細胞、植物細胞、腫瘤細胞等均具有明顯的毒性作用,對于生長較快的細胞如胃腸道黏膜細胞、淋巴細胞、胸腺細胞、脾細胞、骨髓造血細胞等均有損傷作用,抑制蛋白質(zhì)的合成。Rizzo等(1992)發(fā)現(xiàn),不同濃度嘔吐毒素對于大鼠紅細胞有溶血作用,其溶血作用有一個閾值,低于此濃度紅細胞不會發(fā)生溶血反應。

研究表明,嘔吐毒素既是一種免疫抑制劑,又是一種免疫促進劑,其作用與劑量有關(guān)。免疫抑制作用表現(xiàn)為嘔吐毒素通過其倍半萜烯結(jié)構(gòu)抑制轉(zhuǎn)錄、翻譯過程;而免疫促進作用與機體正常免疫調(diào)節(jié)機制有關(guān)。在體內(nèi),嘔吐毒素可以抑制對病原體的免疫應答(李月紅等,2005),又可以誘發(fā)自身免疫反應。嘔吐毒素通過改變宿主抵抗力和體液細胞調(diào)解反應,改變血清IgA水平、細胞因子表達,引起淋巴組織的細胞凋亡;小鼠飼喂含有嘔吐毒素的飼料,會呈現(xiàn)出和人類腎小球腎炎相似的病狀,即IgA腎?。粐I吐毒素可使血清中IgA和IgE含量升高。Zhou等(2003、1997)經(jīng)口給予小鼠5 mg/kg和25mg/kg嘔吐毒素,結(jié)果致炎細胞因子白細胞介素mRNA表達明顯升高。一次性腹腔注射嘔吐毒素,12h后可觀察到小鼠胸腺發(fā)生凋亡的細胞明顯增多,增殖活性受到抑制,而且隨著嘔吐毒素濃度的升高,這種作用越明顯(Zhou等, 1999)。連續(xù)3d注射嘔吐毒素的小鼠,其胸腺和脾即出現(xiàn)髓質(zhì)增多,胸腺皮質(zhì)減少,脾白髓萎縮和局灶性壞死等病理性變化,說明嘔吐毒素對小鼠胸腺和脾有明顯的毒害作用(梁梓森,2010)。

嘔吐毒素是類雌激素真菌毒素,是唯一由霉菌產(chǎn)生的植物雌激素,具備雌性激素作用,有強烈的致畸作用(謝剛,2005),在上世紀九十年代初期,張永紅通過系列試驗證明蕎麥中的玉米ZON中毒,能夠引起人、豬的乳腺增生癥(張永紅,1996),嘔吐毒素主要引起雌性激素過多,對豬的影響尤為嚴重。同時,ZON可導致小牛性早熟,奶牛陰道炎、發(fā)情期延長、不育;羊不育。大多數(shù)研究結(jié)果表明該毒素具有“三致”作用,1998年,在國際癌癥研究機構(gòu)公布的評價報告中,嘔吐毒素被列為第3類致癌物。嘔吐毒素Ames實驗、誘導細胞染色體畸變等實驗,均顯示嘔吐毒素會引起突變和致畸;Yu等研究發(fā)現(xiàn)嘔吐毒素可顯著增加乳腺癌病因形成主要機制的細胞色素CYPIAI酶的活性及其mRNA的表達;余增麗等進一步研究發(fā)現(xiàn),嘔吐毒素是一種有效的促有絲分裂因子,能促進乳腺癌細胞的細胞增殖。有關(guān)嘔吐毒素毒素與關(guān)節(jié)軟骨病變及惡性腫瘤的亞慢性實驗研究中證實,嘔吐毒素可以導致實驗動物軟骨損傷。
嘔吐毒素的危害已引起不少國家的重視,一些國家已制定了谷物中嘔吐毒素的限量標準,如美國的FDA(食品藥品監(jiān)督管理局)規(guī)定食品中的嘔吐毒素的安全標準是1mg/kg,嘔吐毒素的含量超過1mg/kg時就會對人及牲畜的健康產(chǎn)生損害。同時,美國制定了飼料用小麥及小麥制品中嘔吐毒素的允許限量不得超過4mg/kg,而歐盟制定的限量標準相對較嚴,谷粉及玉米粉中允許限量≤0.75mg/kg,應歐委會的要求,歐盟食品安全局將半加工谷物產(chǎn)品中嘔吐毒素的最大限量由0.75mg/kg提高至1mg/kg。我國早在2005年就制定了谷物中的嘔吐毒素的限量標準,經(jīng)過修訂國標GB2761-2011中規(guī)定了谷物及谷物制品中(包括玉米、玉米面、大麥、小麥、麥片和小麥粉)嘔吐毒素的限量標準為1000μg/kg。GB13078.3-2007《配合飼料中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的允許量》規(guī)定了豬配合飼料、犢牛配合飼料、泌乳期動物配合飼料、牛配合飼料、家禽配合飼料的嘔吐毒素的限量。在修訂的《飼料衛(wèi)生標準》中,飼料產(chǎn)品中嘔吐毒素最低限量為仔豬、青年母豬配合飼料,限量值為1000μg/kg,其他幾種飼料產(chǎn)品限量值為5000μg/kg.
大量研究和生產(chǎn)實踐證明,嘔吐毒素通常導致動物腸道功能混亂,采食量下降,引起腹瀉,運動失調(diào)和內(nèi)臟出血,影響免疫調(diào)節(jié)和繁殖性能等,嚴重可導致死亡,并且主要污染小麥、玉米等谷類作物,也污染糧食作物,同樣危害人類的健康。世界衛(wèi)生組織長期以來一直倡導解決飼料中霉菌毒素的污染問題,加強對原料的監(jiān)督勢在必行。植物源性和動物源性的飼料原料要保證采購、生產(chǎn)、存儲、運輸過程中的安全,科研工作者要加強對嘔吐毒素的產(chǎn)毒機制、產(chǎn)毒條件、毒素積累規(guī)律及飼料原料受污染階段的研究,從源頭進行有效防控,同時加強脫霉方法研究,減少或防止嘔吐毒素帶來的經(jīng)濟損失與健康危害。
(略)