饲料技术:玉米赤霉烯酮的防控措施

饲料降本增效 2024-10-14 17:09:45

防止饲料受到玉米赤霉烯酮(ZEA)污染的关键是在作物种植期间采取一系列措施防止作物产生霉菌毒素,但在田间抑制作物产生霉菌毒素的方法大部分会降低作物产量。作物收获后储存环境潮湿也会导致霉菌滋生。

因此,在畜牧业中,主要采用物理、化学和生物脱毒法在饲料加工过程中进行脱毒。

PART1物理脱毒法

物理脱毒法包括人工剔除、水洗、热处理、压煮和吸附剂吸附等。

对于轻微污染的谷物,通常采用剔除和水洗手段进行部分清除。ZEA热稳定性较好,热处理和压煮方式对ZEA破坏作用较小。

目前,在工业上常使用吸附剂吸附法进行脱毒。物理吸附的原理是在饲料中添加具有结合ZEA能力的物质,从而降低饲料中ZEA的浓度。

磁性埃洛石(MHNTs)作为ZEA吸附剂,具有抗炎、抗氧化和抗菌活性。

蒙脱石吸附剂可将2 mg/LZEA吸附90%以上。

在饲料中加入0.2%的酯化葡甘露聚糖,可以显著减轻ZEA的毒性,避免家畜在养殖过程中遭受ZEA的毒害。

此外,使用活性炭也能够有效地吸附ZEA。

综上所述,物理脱毒法的优点是成本低、操作简单、无有毒代谢物产生,且对原料特性不会造成影响,但物理脱毒法脱毒所需时间长、过程复杂,易吸附饲料中的营养物质,所以在生产实践中物理脱毒法应用较少。

PART2化学脱毒法

化学脱毒法主要采用臭氧、氨水、碳酸钠和过氧化氢等将毒素转变为其他物质,从而达到去除ZEA的目的。

研究表明,2 mL 50 μg/mL ZEA 在10.2 mg/L臭氧处理后可迅速完全降解,且不会产生副产品。

采用 100 ml/L过氧化氢脱毒 16 h,80% 的 ZEA 都能被降解。

研究表明,ZEA是一种弱酸性物质,在碱性条件下的溶解性较强,所以在被 ZEA 污染的饲料中添加 20 g/L 碳酸钠时,会明显降低ZEA含量。

因此,化学脱毒法可有效去除ZEA,但会严重破坏饲料中的营养成分,且效果不稳定,因此不适用于对大量霉变饲料脱毒。

此外,使用化学脱毒法易留下过量残留化学物质,从而造成二次污染问题,所以化学脱毒法在实际应用中也受到限制。

PART3生物脱毒法

目前,对ZEA脱毒的研究主要集中在生物脱毒方面。生物脱毒法主要通过微生物酶作用分解霉菌毒素,或者将ZEA吸附在微生物细胞壁上,从而达到有效脱毒的目的。

ZEA在微生物酶催化下发生的反应主要有四条途径,分别是内酯环水解、加氧成酯、C-6-羰基还原以及C14/C-16-OH 衍生化。

研究表明,链霉菌属和红球菌属对ZEA具有较好的降解作用,红球菌能够有效地降解芳香族真菌毒素,使其胞内酶降解率高达87.1%,其中红球菌NI1和吡啶红球菌K408能够彻底清除ZEA的雌激素效应。

此外,部分益生菌细胞壁上具有多种能有效吸附ZEA的吸附中心。

酵母菌、乳酸菌等多种菌体细胞也具有吸附ZEA的能力。酵母细胞壁内的多糖通过氢键或疏水作用吸附ZEA。

研究表明,酿酒酵母细胞壁内的β-D-葡聚糖对ZEA具有很强的吸收作用,能降低肠道中40%的ZEA,且菌体数目越多吸附效果越好。仔猪饲粮中添加0.2%酵母细胞壁提取物可有效减弱ZEA导致的生殖毒性。

乳酸菌吸附主要是依靠菌体细胞壁表皮官能团以离子交换和络合的方式结合ZEA,但吸附所需时间通常较长且吸附过程部分可逆。因此,利用生物降解酶催化ZEA反应,使其转变为无毒小分子代谢物的生物转化方法成为生物脱毒中研究的重点。

相比物理和化学方法,生物方法脱毒更安全、有效,且不会对饲料的营养成分造成影响。

PART04

其他方法

维生素类药物也可缓解ZEA诱导的毒性反应,例如,维生素C可显著降低ZEA诱导机体产生的生殖毒性和血液毒性,维生素A、维生素E可降低ZEA 诱导的机体氧化应激。

部分中草药及其提取物也可缓解ZEA毒性,例如,白藜芦醇可通过降低活性氧生成、增加线粒体膜电位等减轻ZEA诱导的细胞毒性。

黄芩苷可通过抑制机体炎症反应和细胞凋亡,减轻ZEA诱导的动物机体肝、肾损伤。

藏红花作为一种独特的类胡萝卜素,能够使生殖系统恢复活力并有效改善ZEA所致的卵泡数目下降、卵泡闭锁等现象。

5 μg/mL原花青素可减轻ZEA诱导的牦牛颗粒细胞的细胞毒性,降低细胞内ROS水平,减弱其氧化损伤。

500 mg/kg水飞蓟素可有效减轻ZEA所致的大鼠生殖毒性和肝毒性。

研究表明,植物精油也可降解 ZEA 的毒性作用,如肉桂精油、花梨木精油等对ZEA 均具有明显的脱毒效果,且随着精油的用量越大,脱毒效果越好。

来源:徐文静,魏文娟,陈晓光,等.玉米赤霉烯酮对猪的危害及防控研究进展[J].饲料研究,2024,47(05):166-171.DOI:10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.031.

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