解決霉菌毒素吸附的可行方法

　　前言

　　隨著上世紀后50年散裝和集裝箱海運費的增長，現代食品和飼料分配系統開始成為一個全球實體。這對消費者的選擇和利用率產生了重大的積極影響，但由此產生的食源性毒素也存在消極后果，這些毒素隨著運輸和儲藏的延長以及在糧食生長和收獲期間出現。

　　食品法典委員會（CODEX）于1961年至1963年首次由糧食及農業組織（FAO）和世界衛生組織（WHO）建立。食品法典委員會的目的是產生食品標準以及食品安全國際標準建議，并保護消費者健康。食品法典委員會采用廣泛的業內和科學認證組織的審慎科學建議建立的風險管理工具來確保食品安全和質量標準。鼓勵世界貿易組織成員將國家飼料法規等同于國際公認的標準。食品法典包含有助于降低真菌次生代謝產物霉菌毒素的風險的建議和飼料管理技術。然而，假設飼料及其前體物經過一段時間間隔、大氣濕度和溫度進行儲藏和運輸，不可能完全從動物和人類食品鏈中去除這種霉菌毒素。現代飼料分配網絡需要涵蓋商業方法以保證飼料含有最小量對動物健康和生產有害的霉菌毒素。

　　本文報告了有關新的霉菌毒素吸附劑的開發，該吸附劑能將霉菌毒素吸附到非常穩定的中性化合物上但不吸收養分，同時使生產致病霉菌毒素的真菌有機體失活或將之消滅，

　　霉菌毒素在動物產品上引起的問題

　　　霉菌毒素是一個由某一真菌，尤其是黑曲霉、鐮刀菌、青霉菌、麥角菌和鏈格孢屬產生的多家族毒素。食品中的霉菌毒素可導致人和動物產生巨大問題。消費霉菌毒素污染的日糧會導致急性或長期慢性病，進而導致畸形、癌癥或免疫抑制作用。食入霉菌毒素污染的動物飼料的直接后果：采食量降低、拒絕采食、飼料轉化率低、體增重降低、疾病發生率增加（由于免疫抑制）以及繁殖能力降低（Fink-Gremmels和Malekinejad, 2007; Morgavi和Riley, 2007; Pestka, 2007; Voss和Haschek, 2007），這些都會帶來經濟損失（Huwig等, 2001; Wu, 2004; Wu, 2006）。最常見的霉菌毒素是黃曲霉毒素、赭曲霉毒素A、單端孢霉烯、玉米赤霉烯酮及伏馬菌素。

　　唯一的實用解決方法

　　如今農產品的全球化已深入我們的社會結構中，其已經成為芝加哥交易所（GBOT）交易的一個重要組成部分。CBOT精于商品貿易和農產品的未來銷售。動物飼料市場已經全球化，其多樣性和規模具有生產技術優勢也有其劣勢。一個重要的劣勢就是生產地點和消費市場之間的距離較遠，從而產品流通相應地依賴運輸環節，而在運輸途中會遭遇不同的小氣候。農產品在包裝技術上不能保證產品最后能保持足夠的商業價值，其可能會遭遇諸如溫度和空氣濕度的變化。這樣霉菌毒素就存在可趁之機，從而發揮其有害作用，在這些作物栽培和收獲階段霉菌毒素也可能會產生。因此，如果無法避免霉菌毒素，唯一的實用解決方法是使用高活性的霉菌毒素吸附劑。

　　廣譜菌霉菌毒素吸附劑應包括諸如安全特性、易購性、營養上對動物有益，而且可以很容易在動物飼料中添加。完全的霉菌毒素控制可能需要多種不同的方法并結合各種作用模式。并不是所有的霉菌毒素吸附劑都具有相同的保護牲畜對抗霉菌毒素有害作用的能力。Chung等（1990）研究表明許多吸附劑可能會削弱必須營養素的利用率。生物去污方法具有消除輕度霉菌毒素污染的能力且不損壞飼料的營養價值或適口性。

　　可行的解決方法

　　活性炭是有機材料的熱解產物。它是一種多孔的非水溶性粉末，具有高的質量表面積比（500– 3500m 2 /克）。它吸附霉菌毒素但是不同類型的活性炭對霉菌毒素有不同的作用效果（A.Huwing等，2001）。

　　鋁硅酸鹽（沸石，水合鈉鈣鋁HSCAS，粘土）用于霉菌毒素吸附已有20多年（Masimango等，1978；Mumpton和Fishman，1977）。沸石是結晶鋁硅酸鹽礦物（Harben，1999）。大約有50種不同的天然沸石，另有150種特殊用途的合成沸石如工業催化劑。斜發沸石，在希臘意思是‘斜羽石’，屬于礦物沸石組（Harben，1999）。斜發沸石是一種天然沸石，由數百萬年的湖泊和海洋水域的火山灰失透形成。這是所有沸石中最有研究價值的，且普遍被認為是最有用的。斜發沸石能吸附各種霉菌毒素，形成高度穩定的配合物 (Tomasevic-Canovic等，2001； Huwig等，2001)。研究表明斜發沸石可吸收動物飼料中霉菌產生的毒素，并提高了牛、豬、羊和其他動物對養分的吸收。斜發沸石吸附各種霉菌毒素，將其添加到飼料對動物健康有益 (Huwig，2001； Phillips，1990)。

　　酵母和益生素酵母細胞壁可用作霉菌毒素吸附劑（Grunkemeier，1990；Bauer，1994）。最近幾年，研究表明益生素具有吸附和生物轉化霉菌毒素的能力（Biagi，2009）。

　　聚合體 – 聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)是一種高極性兩性聚合體吸附劑，可在體外吸附玉米赤霉烯酮（Alegakis等，1999）。

　　抗霉菌劑。抗霉菌劑（香精油 ）不能去除霉菌毒素本身，但是可以殺滅生產霉菌毒素的致病有機體。這確保了霉菌毒素濃度不會增加，且這完美補充了霉菌毒素吸附劑的作用方式。

　　不同吸附劑吸附霉菌毒素的功效

　　試驗研究中鋁硅酸鹽和沸石的益處

　　據建議，活性炭，為一種多孔的非可溶性粉（質量比為500-3500 m 2 /g）可滅活真菌毒素。如果在飼料中的濃度高于霉菌毒素，活性炭可潛在吸收必需養分。

　　黃曲霉毒素是研究最廣泛的一種霉菌毒素。斜發沸石能吸附黃曲霉毒素從而改善豬、羊和雞的健康（Mumpton，1999；Parlat等，1999；Kyriakis等，2002）。添加斜發沸石到豬、家禽、反芻動物和其他動物的日糧中改善了這些動物的體增重，并提高奶牛的產奶量（Kyriakis等，2002；Mumpton，1985）。另外還發現動物腹瀉、腸炎和其他腸道疾病大降低（Mumpton，1985）。大量發表的數據表明，天然沸石在日糧中使用降低了牛犢和仔豬腹瀉的頻率、嚴重程度和持續時間（Mumpton等，1977）。Katsoulos等，（2006年）研究表明，斜發沸石在預防產乳熱上是有效的，在飼料中添加2.5%，酮病的發生率降低。

　　Hempken等研究表明含尿素的奶牛日糧添加斜發沸石后明顯地降低了瘤胃NH3濃度。在肉牛和羔羊日糧中添加斜發沸石也發現同樣的趨勢。

　　據發現，添加水合鈉鈣鋁硅酸鹽（HSCAS）和/或活性炭到含有102 ppb黃曲霉毒素的日糧中減少或基本消除了肝臟組織損傷（Bonna等，1991）。Kubena等（1998）認為HSCAS在年輕肉雞上對黃曲霉素而不是T-2毒素具有很好的防護水平。包括鈣膨潤土在內的黏土產品在效果上與HSCAS具有類似的效果，可恢復食入黃曲霉毒素后的豬的生長性能 (Schell 等，1993a；Schell等，1993b)。不同粘土研究結果顯示，赭曲霉毒素A和玉米赤霉烯酮的吸附率在在0-100%范圍內。

　　由于其高離子交換能力，沸石已被有效用于預防動物重金屬中毒(Pond等，1983)。

　　沸石還具有吸附放射性元素和重金屬的能力，并因此被認為是改變毒素攝入的一種方式（Papaioannou等，2005）。Ivan等（1992）觀察到使用沸石后羊肝臟中銅含量顯著降低，并建議用沸石防止銅中毒。Wells 和McHugh（1983）飼喂含10%沸石的日糧給大鼠。他們發現，當用巴西日圓線蟲感染時，沸石消除了腸腔內的寄生蟲。

　　首先用體外試驗研究不同的霉菌毒素吸附劑的吸附作用，結果證實大多數霉菌毒素都至少被一種吸附劑充分吸附（Phillips等，1988, 1990；Bauer，1994；Galvano等，1997, 1998；Huebner等，1999）。現在有一個廣泛的基礎科學數據證實使用沸石有助于改善動物健康狀況。另外這類研究還表明能有效改善最終的肉和奶品質。

　　試驗研究中酵母、益生素和聚合體的益處

　　Biernasiak等(2006)報道使用微生物作為吸附劑是一種成功的管理動物飼料中霉菌毒素的策略。他得出結論釀酒酵母和乳酸菌具有獨特的消滅黃曲霉素（B1、B2、G1、G2）和赭曲霉毒素A的特性。釀酒酵母具有吸附不同形式的對動物健康和性能產生不利影響的霉菌毒素的能力。根據許多不同的研究，建議使用釀酒酵母將霉菌毒素吸附到細胞壁表面以去除霉菌毒素。另據報道，死亡的酵母細胞壁具有很好的吸附霉菌毒素的功能。酵母細胞壁的甘露聚糖可結合大量的黃曲霉毒素、赭曲霉毒素A和T - 2毒素（Biernasiak等，2006）。除了具有吸附霉菌毒素的能力，釀酒酵母還具有營養價值，因為其含有必須氨基酸、維生素和礦物質，這些對動物健康和性能都很重要。

　　Biagi (2009)說明研究人員對能夠吸附和生物轉化霉菌毒素的特定產乳酸菌越來越感興趣。Niderkorn等(2007)鑒定出生物轉化玉米烯酮的乳酸桿菌和明串珠菌。還發現鏈球菌和腸球菌具有吸附嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮，和伏馬菌素的能力。研究顯示，屬李糖乳桿菌系可體外（Haskard等，2001；Lahtinen等，2004）和體內（Gratz等，2006）吸附黃曲霉毒素B1。El-Nezami et al., (2002) 鑒定有些乳酸桿菌屬和丙酸桿菌屬可體外吸附單端孢霉烯族毒素類。Schatzmayr等(2006)證實真細菌屬具有使單端孢霉烯族毒素失活的能力。

　　人造聚合物也可以用來去除霉菌毒素。人造水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的研究發現其可體外去除玉米赤霉烯酮和黃曲霉毒素（Alegakis等，1999）。Ramos等(1996b)認為PVP在濃度為0.3mg/g時可體外吸收玉米赤霉烯酮。但是 Alegakis等(1999)發現一改進的交聯聚乙烯吡咯烷酮凍凝膠可增加去除玉米赤霉烯酮值為2.1mg/g（Alegakis等，1999）。

　　試驗研究中抗真菌劑的益處

　　馬來西亞博特拉大學 獸醫學院使用三種曲霉和一種青霉菌霉菌毒素研究牛至精油抑制霉菌生長的能力。標準的真菌培養基濃度以104CFU/ml勻質接種到SDA瓊脂上。標準的無菌環用牛至精油浸漬的并在室溫下孵育5天。下列顯示的抑制區的范圍證實牛至精油可抑制這兩種真菌品種的生長。

　　曲霉菌在瓊脂盤A&B上的抑制圈

　　曲霉菌的抑制圈 青霉菌在 C盤上的抑制圈

　　香芹酚和百里酚在使用濃度為 0.06%時導致80%的生物膜抑制并顯示了強大的抗生物膜抗白色念珠菌 ATCC 3153系活性（Dalleau等，2008）。 (Adam 1998) 發現，牛至精油抑制3種真菌抑制三種人類皮膚真菌秕糠馬拉癬菌、紅色毛癬菌和白吉利毛孢子菌的增長。通過接種瓊脂對真菌深紅酵母的抑制試驗，（Dulger 2005）也發現牛至精油具有抗真菌特性。香芹酚和丁香酚，是一些芳香的植物主要酚類成分，其研究表明當用白色念珠菌挑戰時，在大鼠的舌頭上具有抗真菌特性（Chami等，2004年）。牛至精油體外抗輪枝樣鐮刀菌的抗真菌霉菌毒素的活性是所有植物精油中最好的，且體內實驗使用牛至精油可高度抑制玉米伏馬菌素B1的生產（Lopez等，2004）。 Velluti 2002在玉米上進行了一個類似的試驗，其發現精油的抗真菌和真菌霉素活性的能力取決于溫度和水分含量的環境條件。

　　結論

　　霉菌毒素吸附劑可以三種方式發揮作用：可通過粘附物理吸附毒素和金屬例子；可通過靜電荷或者陽離子交換吸附毒素；通過增加細胞膜對產霉菌毒素的真菌的滲透性消滅毒素源。有一系列商業可用的霉菌毒素吸附劑和抗真菌劑已經表明在降低或消滅動物飼料日糧和原料中的霉菌毒素的毒力上具有潛在的作用。一個成功的商業霉菌毒素吸附劑的開發應該具有下列特征：各個活性成分在所需濃度上都能最好的確保總功能能夠降低霉菌毒素在動物營養上的有害作用效果。

　　使用融合技術將吸附和生物轉化技術相結合（梅里亞動物保健公司）生產出一種產品，其能使農業生產中的主要霉菌毒素失活，這些霉菌毒素包括黃曲霉毒素、伏馬菌素、單端孢霉烯族毒素、赭曲毒素、嘔吐毒素和玉米赤霉烯酮。融合是一項前瞻性思維和創新產品，其提高了霉菌吸附劑在市場上的門檻標準。融合提供了最佳的益處，最大限度地提高動物的健康，不妥協。

　　參考文獻略（選自the poultry site)