家禽饲料中霉菌毒素解毒策略的研究进展

黄选洋

摘  要：有效控制饲料霉菌毒素污染是饲料加工者和使用者最关注的问题，使用霉菌毒素解毒剂可在很大程度上减少霉菌毒素的不良影响。

关键词：家禽;霉菌毒素;解毒剂;饲料

中图分类号：S816.9 文献标志码：C 文章编号：1001-0769（2019）08-0066-03

控制饲料霉菌毒素污染的第一步是在进入饲料厂前防止霉菌毒素产生，但效果有限。

一旦饲料被霉菌毒素污染，几乎不可能消除。事实上，霉菌毒素具有化学和热稳定性，这意味着常用的饲料加工工艺不能有效地去除霉菌毒素。

例如，需要在高于150 ℃的温度下挤压加工才能使玉米赤霉烯酮和伏马毒素有效减少，但黄曲霉毒素仅稍有减少，而呕吐毒素的变化不大。

用筛网去除生长大量霉菌的谷粒、破碎的谷粒和细小的谷粒，可显著降低总霉菌毒素的污染。然而，这样可能会滤除大量的饲料，造成巨大的经济损失。

1  霉菌毒素解毒剂

减少动物接触霉菌毒素最常见的方法是在饲料中加入各种霉菌毒素解毒剂来降低霉菌毒素的生物利用度，其目的是减少霉菌毒素的吸收，以及其在血液和靶器官中的分布。

根据它们的作用方式，這些饲料添加剂可能通过降低霉菌毒素的生物利用度（吸收剂也称为结合剂、吸附剂或黏合剂）或将其降解为毒性较低的代谢物（生物转化剂）来发挥作用。

霉菌毒素吸附剂是一种大分子化合物，动物无法消化，最终会进入粪便。吸附剂必须能够结合受污染饲料中的霉菌毒素而不会沿着动物的胃肠道分解，以便通过粪便排出毒素吸附剂复合物。这可以最大限度地减少动物接触霉菌毒素。

吸附剂可以是矿物质或有机化合物。

它们的作用模式基于分子间的相互作用（毒素结合剂），这取决于静电/疏水相互作用（氢键结合力和范德华力）和形状效应（平面或非平面几何形状），因吸附剂的性质以及霉菌毒素的类型而不同。

许多霉菌毒素可以在饲料中同时产生，它们具有不同的化学和物理性质。

它们在疏水性/极性和可能的键类型（数量和性质）方面可能有很大的不同。霉菌毒素的大小在家族之间可能相似，但具有截然不同的三维构象和体积。

例如，黄曲霉毒素呈平面型，玉米赤霉烯酮是变形型，单端孢霉烯族毒素呈球形，是刚性分子，不过它们都具有类似大小。

吸附剂的总电荷分布、孔隙大小或可及表面决定了它们对不同霉菌毒素的吸附效果。面对大量现有可选的吸附剂，需要筛选来评估其功效以及选择合适的材料。体外试验是筛选潜在的霉菌毒素解毒剂的有力工具。

如果螯合剂在体外不能吸附霉菌毒素，那么在体内吸附霉菌毒素的可能性会很小。

可以在静态或动态条件下测试吸附剂的体外效果。体外静态模型中应用最广泛的是单浓度法，而吸附等温线则是用来了解吸附剂的特性。

然而，使用静态模型有一定的局限性，可能会高估其吸附能力。

Vekiru等研究表明，当采用动态模型模拟胃肠条件时，吸附剂的效率通常较低。

2  主要吸附剂的功效

活性炭是一种经加工的、具有小孔的炭，这些小孔增加了其可用于吸附或化学反应的表面积。

活性炭吸附不同类型霉菌毒素的功效已在静态和动态模型中得到证实，但这种吸附剂没有选择性，意味着它也能有效结合维生素等小分子。因此，活性炭通常不再用于饲料中，但在一些研究中仍是一种参考。

硅酸盐矿物是市场上最常见的霉菌毒素吸附剂。它们可能是层状硅酸盐（蒙脱石）和网状硅酸盐（沸石），与层状硅酸盐（尤其是蒙脱石）相比，网状硅酸盐的功效有限。

构成蒙脱石的层间空间（层间距）可以让黄曲霉毒素这样的平面分子进入，并与之有效结合，根据蒙脱石的质量，其功效多变。然而，蒙脱石对黄曲霉毒素以外的其他霉菌毒素的吸附效果非常有限或没有效果。

De Mil等的研究表明，通过增加蒙脱石的层间空间（层间距）可以改善其吸附霉菌毒素的范围，这与旨在提高具有有限功效的黏土（富含阳离子的改性蒙脱石）的阳离子交换能力的策略相反。

由Olmix公司开发的一种基于蒙脱石和藻类提取物的创新材料，可以将蒙脱石的层间空间增加到5 nm，因此可以结合呕吐毒素和伏马毒素等大分子。该材料在动态模型（TNO，荷兰）和许多体内模型（例如，Samitec，巴西）中显示了对多种霉菌毒素的有效性，但不影响营养成分的有效利用（图1）。

有机吸附剂，如酵母细胞壁，也经常出现在饲料市场，因为它们能够与一些霉菌毒素复合但不降低营养物质的生物利用率。它们主要由多糖（β-葡聚糖和甘露寡糖）组成，参与形成与霉菌毒素相互作用的氢键和范德华力。

酵母细胞壁吸附玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素等变形型霉菌毒素的能力已在体外静态模型中得到广泛证实。

吸附效果随酵母细胞壁中β-葡聚糖、甘露寡糖和几丁质含量的变化而变化，不过酵母成分与吸附能力无直接关系。但是，酵母细胞壁对结合呕吐毒素和伏马毒素，甚至黄曲霉毒素的效果非常有限。

3  生物转化策略

许多微生物都具有将霉菌毒素降解或解毒为无毒代谢物的能力。市场上许多产品都是以此为基础，不过很少被证明有效。

从瘤胃液中分离出的革兰氏阳性厌氧菌可以产生一种能够解毒呕吐毒素的酶（环氧酶）。

这种微生物可用于饲料中，但这种反应在严格的厌氧条件下才可进行，且需要24 h才能完成。这可以解释为什么许多不同的研究未能证明产品的去环氧酶活性。此外，体内研究表明，该产品不能减轻呕吐毒素在各种动物中的毒性作用。

人们从土壤中分离的鞘氨酰基单胞菌中鉴定出了另一种解毒酶（羧酸酯酶），可以解毒伏马毒素，但是这种解毒剂的功效数据非常有限。即使在特定的体外条件下，生物转化显示出有效，体内应用的有效性仍有待证明。

4  结论

活性炭曾是呕吐毒素和伏马毒素等多种霉菌毒素的唯一有效解决方案，但由于其对营养物质的生物利用率的负面影响而不合时。

研究证明，蒙脱石黏土和酵母细胞壁分别对黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮有功效。

同时，目前由Olmix公司开发的改性蒙脱石已经获得认可，因为它在体外动态模型中显示出对呕吐毒素和伏马毒素有功效，且不影响营养物质的生物利用率。□□

原题名：A review of mycotoxin detoxification strategies for poultry feed（英文）

原作者：Julia Laurain