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發酵飼料中霉菌毒素的危害及其防控措施
發布時間:2019-05-01        瀏覽次數:1814        返回列表
導讀
發酵飼料因其具有氣味芳香、營養豐富、適口性好、消化率高等優點,而成為奶牛優良的飼料。發酵飼料可提高產奶性能、提升牛奶質量、促進奶牛體質健康, 在奶牛飼養中被廣泛使用,但是發酵產生的霉菌會影響發酵飼料的品質。發酵飼料中的霉菌污染主要來自于兩個方面:一是取用過程中飼料的二次發酵;二是田間污染。飼料被霉菌污染后不僅會導致飼料質量降低、營養物質流失, 而且會嚴重侵害奶牛的消化和免疫系統。因此,對發酵飼料必須加強霉菌毒素的防御、檢驗和管理工作。

霉菌毒素是霉菌在生長代謝過程中產生的有毒次級代謝產物。比如黃曲霉菌經過外界環境氧化應激刺激后產生黃曲霉毒素B1(AFB1)、黃曲霉毒素B2(AFB2)等,鐮刀菌產生玉米赤霉烯酮(ZEA)等。飼料及谷物中常見的產毒素霉菌包括曲霉菌屬(黃曲霉菌、寄生曲霉菌等)、鐮刀菌屬(禾谷鐮刀菌、雪腐鐮刀菌等)(Labuda 等,2005)。一種霉菌可產生多種霉菌毒素,比如禾谷鐮刀菌既可以產生ZEA, 也可以產生嘔吐毒素(DON)。發酵飼料可能會受到多種霉菌毒素污染,在開窖取用發酵飼料時,空氣與飼料外表面接觸,進入飼料內部,引起被抑制的好氧性微生物(霉菌和酵母等)復蘇,開始繁殖和滋生,窖內飼料溫度隨之上升,導致微生物進一步繁殖,使飼料腐敗變質加速。

1霉菌毒素的危害
1.1 霉菌毒素對發酵飼料的危害

1.1.1 影響飼料的適口性

發酵飼料霉變后經常散發出霉臭的氣味,飼料的顏色也會變黑。飼料中的各類有機成分被霉菌分解, 產生很多帶有刺激性氣味的特殊物質,若飼料的霉變程度高,飼料中的蛋白質會分解生成硫化物、氨及氨化物,有機碳化合物分解生成酮類和碳醛類等, 這些物質都會散發異味,并帶有極強的刺激性,進而導致飼料的適口性大幅度下降, 禽畜也會拒絕采食霉變程度高的飼料。

1.1.2 降低飼料的營養價值

霉菌會在發生霉變后的飼料中快速繁殖, 飼料中的營養物質是其生長繁殖所必需的,因此,霉菌會消耗有價值的飼料養分, 如維生素和氨基酸, 并將能量轉化為水和CO2(Dnicke 等,2014)。霉菌也會分泌可以使飼料分解的酶,進而大幅度削弱飼料的營養價值。發酵飼料中蛋白質的質量下降,特別是精氨酸、賴氨酸的含量明顯下降。隨著霉菌的快速增殖, 維生素A、維生素D、維生素E 等的比例也隨之減少。



1.2 霉菌毒素對奶牛的影響

1.2.1 霉菌毒素對奶牛消化系統的影響

霉菌毒素會破壞奶牛消化道的生理功能, 使胃腸道內營養物質的消化和吸收受到影響, 使奶牛的生產性能降低,危害奶牛的健康。分析原因可能是:

(1)進入奶牛瘤胃、網胃、瓣胃和皺胃的霉菌和霉菌毒素,會影響瘤胃內的微生物平衡,造成奶牛瘤胃等的代謝紊亂;

(2)霉菌毒素毒性強烈,能夠破壞奶牛胃腸道黏膜的完整性,造成病理性變化,如胃腸道出血、腸黏膜脫落、肝中毒等。

Dnicke 等(2014)證實,奶牛瘤胃發酵特性和膽汁的形成會受ZEA及其代謝物的影響。車玉媛等(2014)研究發現,采食AFB1含量為213.6 μg/kg 羊草死亡的奶牛,其胃壁內有較嚴重的損傷,真胃中出血點比較明顯,肝臟出血點十分密集且伴有明顯的腫大現象,腸黏膜呈現出不同水平的黏連, 小腸呈現出潰爛狀態。王安福等(1996)報道,在奶牛精料中含AFB11%、AFB2 5‰的情況下,奶牛猝死的頻率最高,病死奶牛后胴體蒼白,皺胃和小腸內充斥血凝塊。

1.2.2 霉菌毒素對奶牛生產性能的影響

當含有一定量霉菌毒素的日糧被奶牛采食后, 會引發奶牛肝臟壞損、消化系統病變。AFB1被奶牛采食后,其在奶牛體內經過羥基化變成黃曲霉毒素M1(AFM1), 從而破壞奶牛肝臟正常的生理功能,引起牛乳中霉菌毒素的含量升高、牛奶品質下降、牛奶產量降低。Charmley 等(1993)研究表明,荷斯坦牛一天采食日糧7 kg,日糧中DON 量為6 mg/kg,會使乳中乳脂含量降低。研究發現,僅有1.69% ~1.28%的AFB1轉化到乳中, 而牛奶中AFM1含量隨著飼料中AFB1添加量的增加顯著提高(齊琪,2012)。Keese 等(2008) 給荷斯坦奶牛飼喂含有DON 的日糧,結果表明,DON 含量為4.4 mg/kg 和4.6 mg/kg 組產奶量顯著提高,但奶中乳脂的含量卻明顯下降。研究發現,奶牛采食了被鐮刀菌污染的飼料, 每天的產奶量下降5.8 kg (Richard,2004)。另外,采食含有一定量玉米赤霉烯醇的奶牛配種受孕率降低(Richard,2004)。

1.2.3 霉菌毒素對奶牛免疫機能的影響

霉菌毒素被奶牛采食后, 侵害奶牛的多種免疫細胞,能夠從分子水平上毒害其免疫細胞,影響奶?;迕庖吖δ?, 使免疫球蛋白和抗體的生成減少,造成補體和干擾素失活,并侵害吞噬細胞,降低奶牛對細菌、病毒和寄生蟲的防御能力(Keese 等,2008)。研究發現,用含AFB1(含量為0.5 ng/mL)的培養液培養牛血中性粒細胞,會引起牛血中性粒細胞對葡萄球菌、大腸桿菌的吞噬和殺滅功能降低, 因此認為AFB1有抑制牛的非特異性免疫能力(Mehrzad 等,2011)。研究發現,霉菌毒素也可以促進牛外周血單核細胞Toll 受體4(與非特異性免疫相關的蛋白質分子) 的mRNA 表達(Mehrzad 等,2013)。

2減少霉菌毒素的措施
2.1 做好飼草的耕種和收獲時間

飼草的品種、耕作方式和收獲方式對發酵飼料品質有很大影響。首先應該選擇對霉菌毒素抵抗力強的飼草品種,使用有效的昆蟲控制方法, 選擇恰當的耕作方式,輪換耕作飼草種類,嚴格控制雜草;其次選擇恰當的收獲時間,收獲后快速降低水分,除去多余的雜質。



2.2 添加發酵菌劑

發酵飼料時選取可以抑制引發霉菌及酵母霉變的青貯飼料, 是防止霉菌繁殖的重要途徑。劣質青貯飼料不易發生霉變,因為其含有的酪氨酸能夠有效減少酵母及霉菌的滋生;普通的青貯料易產生霉變,是因為其含有較多的酵母。所以,為減少青貯飼料發生霉變,可以在制作過程中加入促進發酵的乳酸菌, 得到酵母含量低的高品質青貯料。乳酸菌是一種重要的生物保鮮劑,作為可食用的安全菌株,其在食品發酵以及飼料的生產、保存中被廣泛應用(Messens 等,2002;Lavermicocca 等,2000)。乳酸菌不僅可以抑制某些真菌產毒與生長, 而且能做到吸附已有毒素。乳酸菌能吸附黃曲霉毒素,也能降解黃曲霉毒素,實現其脫毒解毒的目的。研究發現,乳酸乳球菌接種發酵乳后, 有毒的AFB1被轉變為無毒性的黃曲霉毒素B2a(AFB2a)和弱毒性的黃曲霉毒素R0(AFR0),與AFB1相比,AFR0的毒性已大大降低(Megalla 等,1984)。微生物是通過破壞黃曲霉毒素的毒性基團從而降低毒素的含量。Liu 等(2001)研究表明,假蜜環菌的胞內多酶體系可以將AFB1水解打開雙呋喃環基團, 從而達到降低毒素的效果。崔彥召等(2013)試驗證明,乳酸菌劑可以使發酵全混合日糧中的霉菌毒素含量大大減少,BM 乳酸菌劑的作用尤為突出。芽孢桿菌對霉菌、腐敗菌和病原微生物等的滋生存在抑制作用。生物發酵飼料的發酵可借助多種有益菌,包括大腸桿菌、乳酸菌、芽孢桿菌等,它們可生成氨基酸、維生素、酶制劑類、乳酸等有益物質。作為純天然的香味劑、去霉劑、酸化劑和自然改善劑的乳酸, 可以去除飼料中80%以上的霉菌毒素,使中毒性腹瀉的可能性降低。與普通飼料相比,發酵飼料中沙門氏菌、大腸桿菌等雜菌的含量下降了大約1000 倍, 可以有效地加快飼料轉化率和營養物質的攝取。飼喂動物時,可以通過加入生物發酵飼料實現降解霉菌毒素的效果。發酵飼料不僅營養成分全面(粗灰分<9.0%、粗蛋白質>24%、粗纖維<8.0%、鈣2.0% ~ 3.5%、磷>0.6%、有益菌>1×107 個/g),還可提供充足的有益菌群(陸文清等,2008)。



2.3 物理處理方法

物理方法脫毒包括: 微波、熱處理、紫外線、水洗、射線、加入吸附劑等。在日糧中加入吸附劑可以有效減少霉菌毒素對動物的侵害。吸附脫毒法是目前應用最為廣泛的物理方法。吸附法作為一種運用比較成熟、經濟可行的物理脫毒法, 本質是在已發生霉變飼料中加入能夠吸附霉菌毒素的物質, 使毒素在通過胃腸道時直接從體外排出,并不被吸收。這種物質對霉菌毒素具有選擇性吸附的能力, 是由于其片狀結構和大的比表面積,負電荷缺失,從而得到結合陽離子化合物的能力。常用的吸附劑有:

(1)鋁硅酸鹽。對霉菌毒素具有選擇性吸附的能力,但吸附力有限、效率低、飼料空間占用大, 還會吸附一部分營養物質,一般不會直接加入到飼料。

(2)甘露聚糖。酵母細胞壁的重要活性組成, 其可強有力的吸附霉菌毒素,并成功地抵御其毒性。

(3)活性炭?;钚蘊靠梢雜行У匚矯咕舅贗訊?。

3小 結
奶牛飼料中霉菌毒素含量過高,會引起牛奶中存在過多的霉菌毒素,飲用這種牛奶會使人類健康受到危害。另外,霉菌毒素對奶牛造成的危害,包括生理機能、生產性能下降等。但目前的研究并未徹底反映出霉菌毒素對奶牛生產及健康的危害機制。霉菌毒素在動物體內的吸收、代謝機制以及如何降低飼料中的霉菌和霉菌毒素的含量也許會成為今后的研究熱點。