張振玲(編譯)
(徐州生物工程職業技術學院動物工程學院,江蘇 徐州 221006)
霉菌毒素是某些種類的真菌所產生的有毒化合物,若谷物和動物飼料受到污染則會對動物的生長以及人類的健康構成重大威脅。一定要重視并采取有效措施來避免霉菌毒素污染谷物。
谷物霉菌毒素污染率可高達60%~80%,霉菌毒素含量超標的谷物約占全部谷物的1/4左右(高于歐盟和美國食品法典的標準)。
為免受或減輕動物飼料及人類食物中的霉菌毒素污染,通常采取以下幾種常見措施:
1)良好的農藝措施:正確的農藝措施有助于防止真菌生長及霉菌毒素的產生。如播種經認證的種子,適當輪作以及適當的土壤和作物管理等農藝措施。
2)田間監測:對作物進行定期監測以及早發現真菌感染及霉菌毒素污染的跡象。如目視觀察、使用遙感技術監測以及田間抽檢谷物中霉菌毒素的含量水平等措施或方法。
3)適時收獲:適時在有利條件下收獲谷物有助于減少真菌污染問題。延誤收獲則會增加谷物在田間產生霉菌毒素的機會和風險。
4)及時干燥和儲存:干燥是減少谷物中水分含量和防止真菌生長的關鍵措施。良好的儲存條件(比如適當通風和控制貯藏溫度)有助于防止谷物儲存過程中霉菌毒素的產生。
5)進行分級和清潔:去除發霉或明顯受到污染的谷物顆粒及谷物碎片有助于降低最終谷物產品中霉菌毒素的含量水平。
6)合理使用殺菌劑:作物感染真菌病害時,審慎地使用殺菌劑有助于殺死或抑制真菌的生長,從而降低或減少霉菌毒素的產生。
7)飼料或食品的全程及定期檢測:在動物飼料或人類食品的生產及整個供應鏈中定期進行霉菌毒素的檢測,以確保最終的谷物類產品符合法規和安全標準。
上述這些措施既有預防措施,也有治理措施(剔除受污染的顆粒)。即使有少量谷物受到霉菌毒素污染,大量谷物也會將之稀釋到符合限量規定的水平,另外亦可將輕微污染谷物做成動物飼料或生產乙醇。雖然既耗時又費錢地監測和治理谷物真菌毒素,但是在全球范圍內霉菌毒素仍造成較為嚴重的經濟損失。
動物飼料中若使用了被霉菌毒素嚴重污染的谷物,這種飼料就會對養殖動物造成嚴重影響,如大大降低其生長性能(從而降低飼肉轉化率),嚴重的造成動物生病甚或死亡。
能產生毒素的真菌種類通常是些植物的病原體,這些病原真菌在微生物菌群失衡的環境中更易生長,進而造成土壤中以及植物上微生物菌群的進一步不平衡。近25年來,許多研究人員在尋找生物防治劑方面做出了重要貢獻,目前這些生防制劑有許多已商業化。生防制劑的原理有些是直接抑制真菌生長,有些則是具有脫毒功能。
研究表明,一些絲狀真菌,如非致病性曲霉(Aspergillus)、非致病性鐮刀菌屬中的若干種(Fusariumspp.),根霉屬(Rhizopusspp.)的若干種,木霉屬(Trichodermaspp.)的若干種;酵母如毛孢子菌(Trichosporon)和酵母菌(Saccharomyces);以 及 細 菌 如芽孢桿菌(Bacillus)、假單胞菌(Pseudomonas)和乳酸菌等都可以在田間作物生長期間抑制病原真菌的生長并顯著減少霉菌毒素的產生。上述這些真菌、細菌和酵母等微生物通常是從健康土壤中分離出來的一些微生物,可以做成經濟實惠的商品并可以接種在種子上或田間,為植物提供更好的生長環境(圖1)。

圖1 抑制真菌生長和減輕真菌毒素對谷物和動物生產影響的主要生物防治策略
采取生物防治的策略(使用有益微生物菌群)可以抑制真菌生長和霉菌毒素的產生
殺真菌劑現在仍大量用于田間作物生長期間以及谷物儲存期間,但必須極其謹慎地使用以防止危害操作人員。
其實,植物本身所產生的許多化合物(如許多種精油或精油混合物都可以在相對較低的劑量下抑制真菌的生長)都能有效抑制真菌生長,可以看作是植物的免疫系統。由于其具有揮發性,精油混合物可以在儲存的谷物中作為熏蒸劑噴灑使用,精油通過破壞和抑制真菌的生長而降低霉菌毒素產生的風險。
研究表明,芥末油(異硫氰酸烯丙酯)(在黃芥末、綠芥末和其他一些芥屬植物中發現)可以抑制貯藏谷物中的真菌生長,并且極微量就可起作用(作用濃度水平低至100 μg/kg)。芥末油對玉米、小麥和堅果等貯存可起到很好的保護作用。要達到最佳效果,必須保持糧倉內空氣循環以使芥末油更均勻地分布。芥未油價格方面的差異較大(從6 $/L~100 $/L),目前還沒有完全商業化。由于全球范圍內芥未油的生產一般在發展中國家,所以這也可能為發展中國家提供一個機會。
表1是近期一篇文章中對轉基因(GM)和非轉基因玉米中霉菌毒素含量水平對比情況的研究結果,出自于一篇綜述性文章,文章中共收集了11項研究(28個試驗)。研究結果表明轉基因玉米中霉菌毒素含量水平要低于非轉基因玉米,且差異極為顯著。目前轉基因作物應用在一些國家仍存在爭議。

表1 轉基因和非轉基因玉米中霉菌毒素含量水平對比情況
與常規玉米相比,轉基因玉米中總的霉菌毒素含量降低了54%,顯著降低。轉基因玉米中的伏馬毒素(FUM)、黃曲霉毒素(AFL)和玉米赤霉烯酮(ZEA)分別比常規非轉基因玉米下降了56%、49%和51%,下降顯著。多數轉基因作物具有抗蟲,抗除草劑或抗生素抗性,幾乎沒有具抗黃曲霉(產生黃曲霉毒素)特性的作物。害蟲能破壞作物的整個植株及其所產谷物,為真菌以后在其上增殖和產生霉菌毒素建立一個物理通道或缺口;雜草可作為產毒真菌污染玉米的一個載體。因此,在一些技術不是那么發達的國家,這些具抗蟲和抗除草劑特性的轉基因作物就可保障人類食品和動物飼料更為安全(免受或少受霉菌毒素危害),它和其他可以殺蟲和除草策略產生的結果相似。
在與霉菌毒素斗爭的過程中,要有一攬子(或整套)計劃或方法。谷物在從田間到倉庫的整個過程中,要采取積極主動的防御措施(如嚴格監控、良好的農藝措施以及嚴格的存儲條件)。天然的生物防治劑(包括微生物和植物源殺菌劑),有望阻止真菌生長和清除、降解真菌毒素。轉基因玉米也可顯著降低玉米中霉菌毒素的含量水平。
總之,只有整合使用這些策略或方法,才能保證食品和飼料供應的安全,保護人類健康和養殖業健康持續地發展。
( 原 文 題 目:Nature vs Mycotoxins: Strategies to reduce mycotoxins in feed
原 文 作 者: Dr Fernando Bittencourt Luciano
原 文 出 處:https://www.allaboutfeed.net/specials/nature-vsmycotoxins-strategies-to-reducemycotoxins-in-feed)