史上最全霉菌毒素知識！——飛測生物

       霉菌毒素是霉菌在生長繁殖過程中產(chǎn)生的對動物、人類和農(nóng)作物具有較大毒性的次級代謝產(chǎn)物。飼料及飼料原料在田間、加工、運輸以及儲存的過程中都可能產(chǎn)生霉菌毒素。它們可通過飼料或食品進(jìn)入人和動物體內(nèi)，引起人和動物的急性或慢性毒性。損害機體的肝臟、腎臟、免疫系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)及生殖系統(tǒng)等。迄今為止，人類所發(fā)現(xiàn)的霉菌毒素就有三百多種。

 

霉菌毒素來源

收獲前霉菌毒素的來源

 

　　任何生長中的農(nóng)作物，包括飼草和谷物等，都容易受到霉菌的污染同時產(chǎn)下霉菌毒素。霉菌在隨農(nóng)作物由田間向飼料加工廠再向飼料槽的轉(zhuǎn)換過程中，可能不會存活下來，但是霉菌毒素卻完整地保留了下來。

　　飼料原料看上去顏色外觀都不錯，常規(guī)指標(biāo)檢測分析結(jié)果也不錯。但往往就是這些不錯的原料很可能早就已經(jīng)成為霉菌毒素的避風(fēng)港了。很多人對霉菌毒素都存在這樣的認(rèn)識誤區(qū)。

 

收獲后霉菌毒素的來源

 

　　收獲后的農(nóng)作物，如果在貯存、運輸、加工、保藏的過程中外環(huán)境滿足霉菌的生長需求，霉菌是會繼續(xù)生長產(chǎn)毒的。此時霉菌毒素會一直積累疊加，最終危害動物機體而不自知。曲霉菌（Aspergillu）和青霉菌（Penicillium）是作物收獲后導(dǎo)致作物霉變危害最大的霉菌。

 

霉菌毒素種類

霉菌毒素是由一些真菌類，特別是曲霉菌、鐮刀霉、青霉菌、鏈格孢菌等真菌產(chǎn)生。這些霉菌毒素由幾百種化學(xué)成分不同的有毒化合物組成。

飼料中其中最常見的霉菌毒素有：

　　黃曲霉毒素B1（Aflatoxin：AFB1）

　　赭曲霉毒素 A（Ochratoxin：OTA）

　　單端孢霉烯：A型（Trichothecene：T-2）、B型（嘔吐毒素Deoxynivalenol：DON）

　　玉米烯酮（Zearalenone：ZEN）

　　伏馬菌素（Fumonisin： FB）

（Sweeney和 Dobson，1998）。

 

霉菌毒素特性

1、高效性：很低的濃度即能產(chǎn)生明顯的毒性（μg/kg）。在污染比較嚴(yán)重的幾種霉菌毒素當(dāng)中，黃曲霉毒素 B1（AFB1）是具有很強毒性的一種毒素，其毒性是氰化鉀的10倍，砒霜的68倍，被世界衛(wèi)生組織的腫瘤研究機構(gòu)（IARC）列為Ⅰ類致癌物質(zhì)，并且 AFB1 的存在極為普遍，在農(nóng)作物和飼料中廣泛存在。主要損害肝臟功能并有強烈的致癌、致畸、致突變作用，能引起肝癌，還可以誘發(fā)骨癌、腎癌、直腸癌、乳腺癌、卵巢癌等。

2、高穩(wěn)定性：低分子化合物，非常穩(wěn)定，可耐高溫。黃曲霉素具有比較穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，只有在280℃以上高溫下才能被破壞，它對熱不敏感，100℃/20小時也不能將其黃曲霉素完全去除。

3、富集性：抗化學(xué)生物制劑及物理的滅能作用，可以在生物鏈中不斷傳播、富集。原本被分泌及污染而殘留在土壤中的霉菌毒素會被后來種植的谷物所吸收，從而引起更多霉菌毒素污染及感染的問題。

4、特異性：分子結(jié)構(gòu)不同毒性相差很大。如黃曲霉毒素族有黃曲霉毒素B1，B2，M1，M2，毒性均不一樣。

5、協(xié)同性：由于農(nóng)作物可能被幾種真菌共同污染，因此，飼料中可能同時存在幾種霉菌毒素。

6、相加性：當(dāng)兩種以上的霉菌毒素混合在一起造成的傷害，會比個別霉菌毒素單獨造成的傷害總和還要大。

 

▲表1霉菌毒素間的相互作用 

7、污染地域性：動物飼料及農(nóng)產(chǎn)品中霉菌毒素的產(chǎn)生具有一定的地域性。例如，熱帶和亞熱帶區(qū)域是曲霉菌生長的最佳環(huán)境。盡管如此，飼料和農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易的全球化導(dǎo)致霉菌毒素在全世界范圍內(nèi)傳播。

 

8、隱蔽性：霉菌毒素檢測時也常受到小分子物質(zhì)（糖苷，葡糖苷酸，脂肪酸酯和蛋白質(zhì)）的掩蓋，這些小分子物質(zhì)與霉菌毒素結(jié)合在一起，導(dǎo)致檢測值為錯誤的陰性結(jié)果。最終，這些被掩蓋的霉菌毒素不能被傳統(tǒng)的分析方法所檢測。但這些結(jié)合到霉菌毒素上的分子可能在消化過程中被解除，從而釋放出霉菌毒素，危害動物健康。

 

作用機理

       黃曲霉毒素 B1能抑制 DNA 的合成、抑制RNA酶的活性、信使RNA以及蛋白質(zhì)的合成。還可以導(dǎo)致染色體異常，微核的產(chǎn)生、姐妹染色單體的交換、DNA的無序合成、染色體鏈的斷裂，以及在人類和嚙齒類細(xì)胞中形成加合物（ Giuseppina 等，2003）。

 

      赭曲霉毒素 A是抑制蛋白質(zhì)合成的關(guān)鍵酶，其可降低蛋白質(zhì)的合成效率，進(jìn)而影響DNA和 RNA的合成（王曉峰，2003）。

 

在體外玉米烯酮能引起姐妹染色單體的交換、染色體的斷裂以及中國倉鼠卵母細(xì)胞的多倍性。在小鼠和大鼠上也觀察到玉米烯酮誘導(dǎo) DNA加合的現(xiàn)象。

 

　　單端孢霉烯是已知蛋白質(zhì)合成的抑制劑，該毒素結(jié)合于肽基轉(zhuǎn)移酶，此酶是60S核糖體亞基的一個重要組成部分（Feinberg 和McLaughlin，1989）。此外，單端孢霉烯還能抑制 DNA和 RNA 的合成（WHO，1990）。

 

霉菌毒素危害

1.黃曲霉毒素

特征：

1.主要由黃曲霉菌和寄生曲霉菌產(chǎn)生。

2.由約20種結(jié)構(gòu)相似的化學(xué)物質(zhì)組成，其中以B1、B2、G1、G2及M1最為重要。

3.國家法規(guī)規(guī)定飼料中這種毒素的含量不得超過20ppb.

4.敏感性：豬>牛>鴨>鵝>雞

危害：

2.玉米赤霉烯酮

特征：1.主要由粉紅色鐮刀菌產(chǎn)生。

2.主要來源是玉米，熱處理不能破壞此毒素。

3.敏感性：豬>>牛、畜類>禽類

危害：

玉米赤霉烯酮是一種具有雌激素類物質(zhì)活性的毒素，主要危害種用畜禽，其中青年母豬對之最為敏感。

◆1～5ppm：后備母豬陰部紅腫，假發(fā)情。

◆>3ppm: 母豬和后備母豬不發(fā)情。

◆10ppm： 保育及育肥豬增重減緩，仔豬脫肛，八字腿。

◆25ppm： 母豬偶發(fā)性不孕。

◆25～50ppm：窩數(shù)少，新生仔豬體型?。恍律∧肛i陰部紅腫。

◆50～100pm：假懷孕，乳腺變大，乳汁滲出，出現(xiàn)臨產(chǎn)前的征兆。

◆100ppm：持續(xù)性不孕，乘架其它母豬，卵巢萎縮變小。

3.T-2 毒素

特征：1.主要由三線鐮刀真菌產(chǎn)生。

2.主要來源是玉米、小麥、大麥、燕麥。

3.對豬、乳牛、家禽和人都有危害。

4.敏感性：豬>牛畜類>禽類

危害：1.為毒性高的免疫抑制物質(zhì)，破壞淋巴系統(tǒng)。

2.危害生殖系統(tǒng)，可引起種豬不孕、流產(chǎn)或產(chǎn)下虛弱仔豬。

3.采食量降低、嘔吐、下血痢甚至死亡。

4.目前被認(rèn)為是對家禽最毒的毒素，可引起口腔和腸道出血、潰瘍，降低免疫力，產(chǎn)蛋量下降，體重減輕。

5.允許極限：

★反芻動物和蛋禽：5ppm

★肉禽和豬：2ppm

★人、小豬和馬：1ppm

4.赭曲毒素

特征：1.主要由曲霉菌產(chǎn)生。

2.主要來源是玉米。

危害：1.造成動物免疫系統(tǒng)功能抑制。

2.造成哺乳動物的肝臟及腎臟受損，尤其對豬和人危害更大。

3.造成母豬流產(chǎn)和產(chǎn)仔重偏輕。

4.高毒性，可致癌。

5.允許極限：

畜禽：50ppb

人：20ppb

5.嘔吐毒素

特征：1.最常見的鐮刀霉毒素，高溫處理完全無法破壞它。

2.主要來源是玉米、小麥、大麥、燕麥。

3.敏感性豬>>牛畜類>禽類

危害：對豬只影響較大，主要癥狀為豬只厭食，嚴(yán)重者表現(xiàn)為拒食或嘔吐。

★1～2ppm：攝食量減少，增重減緩。

★5ppm：攝食量減少30～50%。

★10ppm：由于拒食導(dǎo)致飼料消耗量和增重急劇減少。

★12ppm：完全拒食。

★20ppm：導(dǎo)致嘔吐。

此外，還會造成皮下及肌肉出血，降低繁殖率及抑制各種動物的免疫力。

允許極限：

★反芻動物和蛋禽：5ppm

★肉禽和豬：2ppm

★人、小豬和馬：1ppm

6.串珠鐮孢菌毒素

特征：

1.1988年由南非學(xué)者發(fā)現(xiàn)。

2.主要由串珠鐮孢菌產(chǎn)生。

3.主要來源是玉米、高梁。

危害：1.對多數(shù)動物：降低免疫功能，損害肝臟和腎臟，降低增重，增加死亡率。

2.對豬的危害：不孕、肺水腫、呼吸困難、死亡。

3.對家禽的危害：降低食欲，免疫力下降。

4.對馬的危害：貧血、腦壞死。

5.允許極限：

★反芻動物：50ppm

★豬：10ppm

★馬：2ppm

★人：1ppm[3]

 

對飼料營養(yǎng)價值及消化利用率的影響

 

霉菌能使飼料脂肪迅速變質(zhì)，蛋白質(zhì)消化率降低，嚴(yán)重降低飼料中賴氨酸和精氨酸水平，使飼料代謝能減少（遲俊和于安琳，1998）。

 

對動物生產(chǎn)性能的影響

高水平（3.5 mg/kg 飼料）的黃曲霉毒素的混合物，能降低肉仔雞體增重，增加肝臟和腎臟的重量（Smith 等，1992）。黃曲霉毒素同時也使血液尿素氮的水平升高，血清總蛋白、白蛋白、甘油三脂和血清磷水平降低。

 

單胃動物特別是豬對脫氧雪腐鐮刀菌烯醇更為敏感。Danicke（2002）報道，對動物生產(chǎn)性能起抑制作用的日糧脫氧雪腐鐮刀菌烯醇臨界濃度，豬為 1 mg/kg飼料。

 

Southern 和 Clawson 等（1979）給育成豬飼喂含有不同水平（0.02、0.385、0.75、 1.48 mg/kg飼料）的黃曲霉毒素的飼糧，當(dāng)黃曲霉毒素濃度在0.385 mg/kg以上時，平均日增重隨濃度的升高呈線性降低。

 

Huff等（1988）發(fā)現(xiàn)給豬飼喂含有黃曲霉毒素（2 mg/kg飼料）、赭曲霉毒素A（2 mg/kg飼料）或者同時含有這2種毒素的飼料，體增重分別降低 26 %、24 %和52 %。豬采食霉菌毒素污染的飼糧，其血清白蛋白、總蛋白和血清尿素氮的水平降低，這表明豬生長速度的降低可能是由于蛋白質(zhì)合成降低所致（ Lindemann 等，1993）。

 

斷奶仔豬飼喂被多種鐮刀霉菌毒素污染的飼糧，在21d的試驗期中，生長速度和采食量分別比對照組降低 34.6 %和 32.6 %（ Swamy 等，2002）

 

對動物繁殖性能的影響

 

粉紅色鐮孢菌主要產(chǎn)生2種類型的霉菌毒素，非雌激素活性的單端孢霉烯（如去氧雪腐鐮刀菌烯醇）和雌激素樣活性的玉米烯酮及其代謝物玉米赤霉烯醇。玉米烯酮及其代謝物 α - 玉米赤霉烯醇、β-玉米赤霉烯醇具有和β -雌二醇相似的作用，可干擾動物繁殖過程（ Diekman 和Green，1992）。

 

玉米烯酮會引起成年的繁殖母豬多方面的繁殖功能紊亂（Rainey等，1990）。Chang等（1979）報道，從斷奶到下一個妊娠期開始連續(xù)飼喂含有25 ～100 mg/ kg玉米烯酮的飼糧能夠引起持續(xù)發(fā)情，假妊娠，甚至不育。

 

對動物免疫機能的影響

霉菌毒素導(dǎo)致免疫抑制可表現(xiàn)為降低 T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的活性，抑制免疫球蛋白和抗體的產(chǎn)生，降低補體和干擾素的活性，損害了巨噬細(xì)胞的功能（Corrier，1991）。

 

對動物產(chǎn)品品質(zhì)的影響

　　霉菌毒素在動物產(chǎn)品中會有一定的殘留。黃曲霉毒素和赭曲霉毒素A由于代謝較慢，在肉中的檢出率較高，而單端孢霉烯很快代謝，基本沒有殘留，只有在很高的濃度時才會在肉和奶中出現(xiàn)殘留（Fink，1989）。試驗中已觀察到赭曲霉毒素 A由飼料向肉中轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象（Madsen 等，1982）。

一、 上海飛測生物霉菌毒素?zé)晒舛靠焖贆z測箱

上海飛測生物基于領(lǐng)先的熒光定量FPOCT技術(shù)平臺，推出了霉菌毒素移動檢測平臺--霉菌毒素?zé)晒舛靠焖贆z測箱，結(jié)合了膠體金快速、酶聯(lián)免疫定量以及色譜法準(zhǔn)確的特點，可在8min內(nèi)快速準(zhǔn)確定量的測定出糧油谷物飼料中的霉菌毒素，包括黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素、赭曲霉毒素A、伏馬菌素、T2毒素等含量，樣品前處理簡單（僅需7min），六種毒素一次提取即可，操作簡便，只需一步加樣，無需標(biāo)準(zhǔn)品，無需做標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果準(zhǔn)確可靠且可現(xiàn)場打印，準(zhǔn)確性高度符合HPLC法的檢測結(jié)果，為霉菌毒素的快速現(xiàn)場檢測提供了一種全新的技術(shù)手段，適用于各類原料收儲、糧油加工企業(yè)、飼料加工企業(yè)、養(yǎng)殖企業(yè)及政府相關(guān)監(jiān)管部門。

               

二、 霉菌毒素?zé)晒舛靠焖贆z測箱的組成

三、霉菌毒素檢測項目及性能參數(shù)

四、檢測樣本適用范圍

      五、檢測過程

      5.1 樣品前處理過程

      1、 粉碎；
      2、 振蕩提取（5min）；
      3、 離心（2min）；

     5.2 檢測過程

      1、 稀釋；
      2、 加樣反應(yīng)（8min）；
      3、 讀數(shù)，打印檢測報告；

  5.3 結(jié)果判斷和輸出

      采用便攜式霉菌毒素?zé)晒舛繖z測儀進(jìn)行讀數(shù)，檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確、客觀。
      檢測結(jié)果將呈現(xiàn)于熒光讀數(shù)儀液晶顯示屏上，同時可按打印鍵打印獲得紙質(zhì)的檢測報告，另外，開通儀器的WIFI數(shù)據(jù)上傳功能后，檢測相關(guān)數(shù)據(jù)信息將自動上傳至“食品安全溯源管理云平臺”，便于溯源及質(zhì)量管理。

    

   六、上海飛測熒光定量FPOCT技術(shù)平臺與其他方法學(xué)技術(shù)性能的對比

   七、上海飛測生物霉菌毒素?zé)晒舛靠焖贆z測系統(tǒng)優(yōu)點

    ? 8min快速準(zhǔn)確定量檢測：集膠體金快速檢測、酶聯(lián)免疫定量檢測、色譜質(zhì)譜準(zhǔn)確檢測的特點于一身，可在8min內(nèi)實現(xiàn)多種霉菌毒素的快速準(zhǔn)確定量測定；
    ? 內(nèi)置定量標(biāo)準(zhǔn)曲線：儀器內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)曲線，無需使用標(biāo)準(zhǔn)品，無需檢測時再做標(biāo)準(zhǔn)曲線，既節(jié)省了成本，也避免了操作人員與霉菌毒素的接觸，保護(hù)操作人員的安全；
    ? 多合一的樣品前處理過程：前處理方法統(tǒng)一，一種提取液一次提取即可檢測所有種類的霉菌毒素，無需對提取液進(jìn)行任何pH的調(diào)節(jié)，大大提升檢測的便捷性和效率；
    ? 隨到隨檢：無需做標(biāo)準(zhǔn)曲線，對檢測樣本量無要求，既可單個或少量樣本隨到隨檢，也可大量樣本同時檢測，檢測成本無區(qū)別；既可用于實驗室常規(guī)質(zhì)控檢測，也可用于收糧現(xiàn)場檢測，確保原料收購的質(zhì)量；
    ? 操作簡便：對配套的儀器設(shè)備和檢測人員要求低，操作人員僅需短期培訓(xùn)就能熟練掌握；
    ? 行標(biāo)支持，國糧局權(quán)威驗證：基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LST6111-2015、LST6112-2015和LST6113-2015，并通過國糧局及農(nóng)科院的權(quán)威驗證；
    ? 樣本適用范圍廣：采用時間分辨熒光專利技術(shù)，抗基質(zhì)干擾強，樣本適用性廣，既可檢測小麥、玉米、大米等原糧，也可檢測各種粕類、麩皮、DDGS等飼料原料，還可檢測花生油、玉米油等各種植物油；
    ? 數(shù)據(jù)上傳及溯源管理：熒光定量分析儀具備數(shù)據(jù)無線上傳的功能，可根據(jù)客戶的需求定制開發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理和溯源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)公司總部對各分公司、上級監(jiān)管部門對下級監(jiān)管部門或者監(jiān)管部門對各監(jiān)管對象檢測數(shù)據(jù)的實時掌握和分析；
    ? 經(jīng)濟(jì)實惠：花膠體金試紙條的價格，獲得色譜檢測的質(zhì)量和結(jié)果，并且節(jié)省人力物力，大幅降低檢測費用；

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