家禽飼料中霉菌毒素解毒策略的研究進展

黃選洋

摘 ?要：有效控制飼料霉菌毒素污染是飼料加工者和使用者最關注的問題，使用霉菌毒素解毒劑可在很大程度上減少霉菌毒素的不良影響。

關鍵詞：家禽;霉菌毒素;解毒劑;飼料

中圖分類號：S816.9 文獻標志碼：C 文章編號：1001-0769（2019）08-0066-03

控制飼料霉菌毒素污染的第一步是在進入飼料廠前防止霉菌毒素產生，但效果有限。

一旦飼料被霉菌毒素污染，幾乎不可能消除。事實上，霉菌毒素具有化學和熱穩定性，這意味著常用的飼料加工工藝不能有效地去除霉菌毒素。

例如，需要在高于150 ℃的溫度下擠壓加工才能使玉米赤霉烯酮和伏馬毒素有效減少，但黃曲霉毒素僅稍有減少，而嘔吐毒素的變化不大。

用篩網去除生長大量霉菌的谷粒、破碎的谷粒和細小的谷粒，可顯著降低總霉菌毒素的污染。然而，這樣可能會濾除大量的飼料，造成巨大的經濟損失。

1 ?霉菌毒素解毒劑

減少動物接觸霉菌毒素最常見的方法是在飼料中加入各種霉菌毒素解毒劑來降低霉菌毒素的生物利用度，其目的是減少霉菌毒素的吸收，以及其在血液和靶器官中的分布。

根據它們的作用方式，這些飼料添加劑可能通過降低霉菌毒素的生物利用度（吸收劑也稱為結合劑、吸附劑或黏合劑）或將其降解為毒性較低的代謝物（生物轉化劑）來發揮作用。

霉菌毒素吸附劑是一種大分子化合物，動物無法消化，最終會進入糞便。吸附劑必須能夠結合受污染飼料中的霉菌毒素而不會沿著動物的胃腸道分解，以便通過糞便排出毒素吸附劑復合物。這可以最大限度地減少動物接觸霉菌毒素。

吸附劑可以是礦物質或有機化合物。

它們的作用模式基于分子間的相互作用（毒素結合劑），這取決于靜電/疏水相互作用（氫鍵結合力和范德華力）和形狀效應（平面或非平面幾何形狀），因吸附劑的性質以及霉菌毒素的類型而不同。

許多霉菌毒素可以在飼料中同時產生，它們具有不同的化學和物理性質。

它們在疏水性/極性和可能的鍵類型（數量和性質）方面可能有很大的不同。霉菌毒素的大小在家族之間可能相似，但具有截然不同的三維構象和體積。

例如，黃曲霉毒素呈平面型，玉米赤霉烯酮是變形型，單端孢霉烯族毒素呈球形，是剛性分子，不過它們都具有類似大小。

吸附劑的總電荷分布、孔隙大小或可及表面決定了它們對不同霉菌毒素的吸附效果。面對大量現有可選的吸附劑，需要篩選來評估其功效以及選擇合適的材料。體外試驗是篩選潛在的霉菌毒素解毒劑的有力工具。

如果螯合劑在體外不能吸附霉菌毒素，那么在體內吸附霉菌毒素的可能性會很小。

可以在靜態或動態條件下測試吸附劑的體外效果。體外靜態模型中應用最廣泛的是單濃度法，而吸附等溫線則是用來了解吸附劑的特性。

然而，使用靜態模型有一定的局限性，可能會高估其吸附能力。

Vekiru等研究表明，當采用動態模型模擬胃腸條件時，吸附劑的效率通常較低。

2 ?主要吸附劑的功效

活性炭是一種經加工的、具有小孔的炭，這些小孔增加了其可用于吸附或化學反應的表面積。

活性炭吸附不同類型霉菌毒素的功效已在靜態和動態模型中得到證實，但這種吸附劑沒有選擇性，意味著它也能有效結合維生素等小分子。因此，活性炭通常不再用于飼料中，但在一些研究中仍是一種參考。

硅酸鹽礦物是市場上最常見的霉菌毒素吸附劑。它們可能是層狀硅酸鹽（蒙脫石）和網狀硅酸鹽（沸石），與層狀硅酸鹽（尤其是蒙脫石）相比，網狀硅酸鹽的功效有限。

構成蒙脫石的層間空間（層間距）可以讓黃曲霉毒素這樣的平面分子進入，并與之有效結合，根據蒙脫石的質量，其功效多變。然而，蒙脫石對黃曲霉毒素以外的其他霉菌毒素的吸附效果非常有限或沒有效果。

De Mil等的研究表明，通過增加蒙脫石的層間空間（層間距）可以改善其吸附霉菌毒素的范圍，這與旨在提高具有有限功效的黏土（富含陽離子的改性蒙脫石）的陽離子交換能力的策略相反。

由Olmix公司開發的一種基于蒙脫石和藻類提取物的創新材料，可以將蒙脫石的層間空間增加到5 nm，因此可以結合嘔吐毒素和伏馬毒素等大分子。該材料在動態模型（TNO，荷蘭）和許多體內模型（例如，Samitec，巴西）中顯示了對多種霉菌毒素的有效性，但不影響營養成分的有效利用（圖1）。

有機吸附劑，如酵母細胞壁，也經常出現在飼料市場，因為它們能夠與一些霉菌毒素復合但不降低營養物質的生物利用率。它們主要由多糖（β-葡聚糖和甘露寡糖）組成，參與形成與霉菌毒素相互作用的氫鍵和范德華力。

酵母細胞壁吸附玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素等變形型霉菌毒素的能力已在體外靜態模型中得到廣泛證實。

吸附效果隨酵母細胞壁中β-葡聚糖、甘露寡糖和幾丁質含量的變化而變化，不過酵母成分與吸附能力無直接關系。但是，酵母細胞壁對結合嘔吐毒素和伏馬毒素，甚至黃曲霉毒素的效果非常有限。

3 ?生物轉化策略

許多微生物都具有將霉菌毒素降解或解毒為無毒代謝物的能力。市場上許多產品都是以此為基礎，不過很少被證明有效。

從瘤胃液中分離出的革蘭氏陽性厭氧菌可以產生一種能夠解毒嘔吐毒素的酶（環氧酶）。

這種微生物可用于飼料中，但這種反應在嚴格的厭氧條件下才可進行，且需要24 h才能完成。這可以解釋為什么許多不同的研究未能證明產品的去環氧酶活性。此外，體內研究表明，該產品不能減輕嘔吐毒素在各種動物中的毒性作用。

人們從土壤中分離的鞘氨酰基單胞菌中鑒定出了另一種解毒酶（羧酸酯酶），可以解毒伏馬毒素，但是這種解毒劑的功效數據非常有限。即使在特定的體外條件下，生物轉化顯示出有效，體內應用的有效性仍有待證明。

4 ?結論

活性炭曾是嘔吐毒素和伏馬毒素等多種霉菌毒素的唯一有效解決方案，但由于其對營養物質的生物利用率的負面影響而不合時。

研究證明，蒙脫石黏土和酵母細胞壁分別對黃曲霉毒素和玉米赤霉烯酮有功效。

同時，目前由Olmix公司開發的改性蒙脫石已經獲得認可，因為它在體外動態模型中顯示出對嘔吐毒素和伏馬毒素有功效，且不影響營養物質的生物利用率。□□

原題名：A review of mycotoxin detoxification strategies for poultry feed（英文）

原作者：Julia Laurain