技術(shù)交流
計(jì)成教授 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
陳峰副教授 上海交通大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
潘安老師 武漢金華農(nóng)生物營銷部
編者按：霉菌毒素污染已經(jīng)成為全球畜禽飼料和人類食品安全的嚴(yán)重威脅因素之一，選擇合適的霉菌毒素脫毒劑是預(yù)防和治療動(dòng)物霉菌毒素中毒癥的重點(diǎn)。然而，并不是所有的霉菌毒素吸附劑或結(jié)合劑都是同等有效，許多在市場(chǎng)上流通的類似產(chǎn)品可能不利于其他營養(yǎng)物質(zhì)的利用。目前，生物降解霉菌毒素作為一種安全有效的脫毒方法，日益成為行業(yè)關(guān)注和研究熱點(diǎn)，鑒于此，《新飼料》雜志與百奧明飼料添加劑(上海)有限公司合作在2009年第11期開辦“特別關(guān)注”欄目，主題為“霉菌毒素與生物脫毒研究進(jìn)展”，邀請(qǐng)行業(yè)內(nèi)權(quán)威專家共同探討，以供科研人員及飼料工作者參考。
目前，大量的研究及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)案例表明飼料及其原料中不可避免地存在霉菌毒素污染，對(duì)動(dòng)物和人類健康產(chǎn)生威脅，克服霉菌毒素對(duì)動(dòng)物和人類的影響，首先要從預(yù)防入手，防止原料被霉菌所污染。但是，只有黃曲霉毒素基本上是在谷物收獲后的倉儲(chǔ)期產(chǎn)生，加強(qiáng)倉儲(chǔ)條件和管理可以降低黃曲霉毒素污染的發(fā)生率。而單端孢菌霉烯毒素（嘔吐毒素、T-2毒素）、玉米赤霉烯酮、煙曲霉毒素等這些毒素是當(dāng)作物還在田間生長(zhǎng)時(shí)由鐮刀霉菌產(chǎn)生的，對(duì)這些毒素的預(yù)防難有成效，因此必須采用有效的脫毒手段來消除這些霉菌毒素的影響。對(duì)霉菌毒素的脫毒，已經(jīng)嘗試過的方法很多，比如漂洗法、密度沉降法、氨處理、石灰石處理、射線照射等等。但是因?yàn)檫@些方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，會(huì)破壞飼料營養(yǎng)成分，甚至可能造成更大的霉菌毒素或者其他有毒物質(zhì)污染，因此在實(shí)際生產(chǎn)中并不可行。而比較可行的方法是在飼料中添加針對(duì)霉菌毒素的添加劑，包括霉菌毒素吸附劑和采用其他方式脫毒的脫毒劑。
用于物理吸附的物質(zhì)主要是鋁硅酸鹽類的礦物吸附劑（Huwig等，2001），鋁硅酸鹽如沸石、蒙脫石、硅藻土、高嶺土等，因?yàn)榫哂休^大的比表面積和離子吸附能力，對(duì)霉菌毒素有一定的吸附能力。不過，天然鋁硅酸鹽礦物吸附力小，效率低，占飼料容量大，對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)有一定吸附，因而直接用于飼料效果不好。
目前，有許多科學(xué)家在進(jìn)行分離具有降解霉菌毒素能力的微生物方面的研究工作，將霉菌毒素進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化變成無毒的產(chǎn)物而脫毒，是一種全新的脫毒技術(shù)。這種技術(shù)的先進(jìn)性在于：①這種方法能將毒素徹底分解而不會(huì)有毒性物質(zhì)殘留。采用吸附法脫毒時(shí)毒素雖然與吸附劑結(jié)合而被排出動(dòng)物體外，不會(huì)對(duì)動(dòng)物造成損害，但是因?yàn)槎舅胤肿臃浅７€(wěn)定而不會(huì)被破壞，它們會(huì)在畜舍內(nèi)或者土壤中蓄積，并且在一定的溫度濕度和酸堿條件下會(huì)從吸附劑中解離出來而變成游離的毒素分子，人或者動(dòng)物接觸或食入這些毒素后又會(huì)產(chǎn)生危害。而生物轉(zhuǎn)化法則將毒素分子轉(zhuǎn)化成無毒的產(chǎn)物，無殘留，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成有害影響；②這種脫毒方法特異性高，只針對(duì)霉菌毒素起作用而不會(huì)破壞飼料和原料中的其它成分，不會(huì)降低飼料的營養(yǎng)價(jià)值。生物轉(zhuǎn)化是通過酶的催化而進(jìn)行的，酶的催化作用具有高度的專一性，一種酶只能催化一個(gè)或者一類反應(yīng)的發(fā)生；③生物轉(zhuǎn)化法對(duì)玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素、T-2毒素和赭曲霉毒素特別有效，而吸附劑只能吸附黃曲霉毒素。
霉菌毒素對(duì)農(nóng)作物的污染給世界工業(yè)、飼料工業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)帶來了一系列不容忽視的問題。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)估計(jì),全世界每年約有25%的農(nóng)作物受到霉菌毒素的污染，這是一筆極大的浪費(fèi)。因此解決霉菌毒素污染谷物糧食和動(dòng)物飼料是一個(gè)世界性難題。
傳統(tǒng)的物理和化學(xué)的霉菌毒素去毒方法中有很多能成功地破壞霉菌毒素，但是要么成本太高，要么產(chǎn)生有毒的副產(chǎn)物或者使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的質(zhì)量發(fā)生嚴(yán)重的變化；目前廣泛使用的吸附劑法也不能徹底去除黃曲霉毒素的毒性，只是使毒素隨吸附劑排到環(huán)境中，嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境的安全。
因此，霉菌毒素污染的控制急切需要一種高效率、特異性強(qiáng)、以及對(duì)飼料和環(huán)境沒有污染的技術(shù)。霉菌毒素生物降解的過程是指毒素分子的毒性基團(tuán)被微生物產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物或者所分泌的胞內(nèi)、胞外酶分解破壞，同時(shí)產(chǎn)生無毒的降解產(chǎn)物的過程；毒素生物降解是一種化學(xué)反應(yīng)的過程，不是對(duì)毒素的物理性吸附作用，代表了生物解毒的新方向，且生物酶催化方法具有專一性強(qiáng)、轉(zhuǎn)化效率高的特點(diǎn)。
目前國內(nèi)外眾多研究者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)包括細(xì)菌、真菌及酵母菌在內(nèi)的大約上千種微生物能夠降解霉菌毒素，其研究主要集中在以下三個(gè)方面：①采用微生物競(jìng)爭(zhēng)性抑制霉菌毒素在農(nóng)產(chǎn)品收獲前產(chǎn)生；②采用發(fā)酵工程技術(shù)降解產(chǎn)品中的霉菌毒素；③利用霉菌毒素超標(biāo)的糧食發(fā)酵生產(chǎn)工業(yè)酒精和燃料酒精。
總而言之，生物脫毒劑的研究任重而道遠(yuǎn)，雖然已經(jīng)有很大的研究進(jìn)展，但是離實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用還有一定的距離，且其解毒機(jī)制不明確，有待于進(jìn)一步研究。
目前霉菌毒素脫毒劑主要有三類作用方式：第一類是通過物理吸附的方式，即霉菌毒素吸附劑，這也是目前最常見的脫毒劑；第二類是通過生物降解的方法，即通過微生物或酶來降解毒素；第三類則是通過藥物(如中草藥或植物成份)提高動(dòng)物的抗毒或排毒能力。霉菌毒素吸附劑通過物理吸附來去除霉菌毒素，這是目前飼料市場(chǎng)上較為成熟、較可行的一種毒素脫毒方法。目前用于物理吸附的物質(zhì)主要是鋁硅酸鹽類和酵母細(xì)胞壁成份。
對(duì)天然的鋁硅酸鹽進(jìn)行改性后可以改善它對(duì)霉菌毒素的選擇性吸附能力，如水合鋁硅酸鈉鈣對(duì)黃曲霉毒素B1有較好的選擇性吸附能力。研究表明水合鋁硅酸鈉鈣對(duì)其它幾種主要的霉菌毒素吸附能力不是很理想，對(duì)鋁硅酸鹽類表面基團(tuán)或電荷分布進(jìn)行適當(dāng)改性之后，可以改善其對(duì)其它霉菌毒素的吸附能力。
酵母或酵母細(xì)胞壁成份也作為霉菌毒素吸附劑使用。試驗(yàn)結(jié)果表明，酵母細(xì)胞壁對(duì)玉米赤霉烯酮有較好吸附，在這一點(diǎn)它比鋁硅酸鹽類吸附劑有優(yōu)勢(shì)，但它對(duì)黃曲霉毒素的吸附又不如水合鋁硅酸鹽。
此外，研究者和生產(chǎn)者也在不斷地探索新的霉菌毒素吸附劑。如陰離子交換樹脂消膽胺，可以吸附赭曲霉毒素A和玉米赤霉烯酮。交聯(lián)聚乙烯基吡咯烷酮可以吸附玉米赤霉烯酮。本實(shí)驗(yàn)室在最近研究發(fā)現(xiàn)一株有極強(qiáng)的玉米赤霉烯酮脫毒能力的細(xì)菌，初步判定它是通過細(xì)胞壁吸附來脫毒的，且吸附能力大大強(qiáng)于一般的酵母細(xì)胞壁，進(jìn)一步的研究仍在進(jìn)行當(dāng)中。
通過生物降解是近些來較為熱門的研究領(lǐng)域，已經(jīng)有越來越多的細(xì)菌被發(fā)現(xiàn)與霉菌毒素的脫毒有關(guān)，更深入的研究可能會(huì)發(fā)現(xiàn)更高效的細(xì)菌或酵母。本實(shí)驗(yàn)室另發(fā)現(xiàn)了一株細(xì)菌可以將赭曲霉毒素A降解成另一種化合物，新產(chǎn)物的毒性得以大大降低，目前正在對(duì)該菌株進(jìn)行深入研究，以期找到相關(guān)的酶和基因。生物降解的主要問題在于，降解后的產(chǎn)物是否能做到完全無毒？如果這一點(diǎn)不能解決，相關(guān)研究也只能停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段。
植物提取物(中草藥)中有許多成份都可以提高動(dòng)物肝臟的解毒能力，這給我們一些啟示。我們生產(chǎn)的脫毒劑可以加入這些成份，以直接提高動(dòng)物的解毒能力。
遺憾的是，由于中草藥研究的復(fù)雜性，這方面還缺少極有說服力的研究論文。
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