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山东省明发同茂饲料有限公司

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发酵饲料中霉菌毒素的危害及其防控措施
发布时间:2019-05-01        浏览次数:1312        返回列表
导读
发酵饲料因其具有气味芳香、营养丰富、适口性好、消化率高等优点,而成为奶牛优良的饲料。发酵饲料可提高产奶性能、提升牛奶质量、促进奶牛体质健康, 在奶牛饲养中被广泛使用,但是发酵产生的霉菌会影响发酵饲料的品质。发酵饲料中的霉菌污染主要来自于两个方面:一是取用过程中饲料的二次发酵;二是田间污染。饲料被霉菌污染后不仅会导致饲料质量降低、营养物质流失, 而且会严重侵害奶牛的消化和免疫系统。因此,对发酵饲料必须加强霉菌毒素的防御、检验和管理工作。

霉菌毒素是霉菌在生长代谢过程中产生的有毒次级代谢产物。比如黄曲霉菌经过外界环境氧化应激刺激后产生黄曲霉毒素B1(AFB1)、黄曲霉毒素B2(AFB2)等,镰刀菌产生玉米赤霉烯酮(ZEA)等。饲料及谷物中常见的产毒素霉菌包括曲霉菌属(黄曲霉菌、寄生曲霉菌等)、镰刀菌属(禾谷镰刀菌、雪腐镰刀菌等)(Labuda 等,2005)。一种霉菌可产生多种霉菌毒素,比如禾谷镰刀菌既可以产生ZEA, 也可以产生呕吐毒素(DON)。发酵饲料可能会受到多种霉菌毒素污染,在开窖取用发酵饲料时,空气与饲料外表面接触,进入饲料内部,引起被抑制的好氧性微生物(霉菌和酵母等)复苏,开始繁殖和滋生,窖内饲料温度随之上升,导致微生物进一步繁殖,使饲料腐败变质加速。

1霉菌毒素的危害
1.1 霉菌毒素对发酵饲料的危害

1.1.1 影响饲料的适口性

发酵饲料霉变后经常散发出霉臭的气味,饲料的颜色也会变黑。饲料中的各类有机成分被霉菌分解, 产生很多带有刺激性气味的特殊物质,若饲料的霉变程度高,饲料中的蛋白质会分解生成硫化物、氨及氨化物,有机碳化合物分解生成酮类和碳醛类等, 这些物质都会散发异味,并带有极强的刺激性,进而导致饲料的适口性大幅度下降, 禽畜也会拒绝采食霉变程度高的饲料。

1.1.2 降低饲料的营养价值

霉菌会在发生霉变后的饲料中快速繁殖, 饲料中的营养物质是其生长繁殖所必需的,因此,霉菌会消耗有价值的饲料养分, 如维生素和氨基酸, 并将能量转化为水和CO2(Dnicke 等,2014)。霉菌也会分泌可以使饲料分解的酶,进而大幅度削弱饲料的营养价值。发酵饲料中蛋白质的质量下降,特别是精氨酸、赖氨酸的含量明显下降。随着霉菌的快速增殖, 维生素A、维生素D、维生素E 等的比例也随之减少。



1.2 霉菌毒素对奶牛的影响

1.2.1 霉菌毒素对奶牛消化系统的影响

霉菌毒素会破坏奶牛消化道的生理功能, 使胃肠道内营养物质的消化和吸收受到影响, 使奶牛的生产性能降低,危害奶牛的健康。分析原因可能是:

(1)进入奶牛瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃的霉菌和霉菌毒素,会影响瘤胃内的微生物平衡,造成奶牛瘤胃等的代谢紊乱;

(2)霉菌毒素毒性强烈,能够破坏奶牛胃肠道黏膜的完整性,造成病理性变化,如胃肠道出血、肠黏膜脱落、肝中毒等。

Dnicke 等(2014)证实,奶牛瘤胃发酵特性和胆汁的形成会受ZEA及其代谢物的影响。车玉媛等(2014)研究发现,采食AFB1含量为213.6 μg/kg 羊草死亡的奶牛,其胃壁内有较严重的损伤,真胃中出血点比较明显,肝脏出血点十分密集且伴有明显的肿大现象,肠黏膜呈现出不同水平的黏连, 小肠呈现出溃烂状态。王安福等(1996)报道,在奶牛精料中含AFB11%、AFB2 5‰的情况下,奶牛猝死的频率最高,病死奶牛后胴体苍白,皱胃和小肠内充斥血凝块。

1.2.2 霉菌毒素对奶牛生产性能的影响

当含有一定量霉菌毒素的日粮被奶牛采食后, 会引发奶牛肝脏坏损、消化系统病变。AFB1被奶牛采食后,其在奶牛体内经过羟基化变成黄曲霉毒素M1(AFM1), 从而破坏奶牛肝脏正常的生理功能,引起牛乳中霉菌毒素的含量升高、牛奶品质下降、牛奶产量降低。Charmley 等(1993)研究表明,荷斯坦牛一天采食日粮7 kg,日粮中DON 量为6 mg/kg,会使乳中乳脂含量降低。研究发现,仅有1.69% ~1.28%的AFB1转化到乳中, 而牛奶中AFM1含量随着饲料中AFB1添加量的增加显着提高(齐琪,2012)。Keese 等(2008) 给荷斯坦奶牛饲喂含有DON 的日粮,结果表明,DON 含量为4.4 mg/kg 和4.6 mg/kg 组产奶量显着提高,但奶中乳脂的含量却明显下降。研究发现,奶牛采食了被镰刀菌污染的饲料, 每天的产奶量下降5.8 kg (Richard,2004)。另外,采食含有一定量玉米赤霉烯醇的奶牛配种受孕率降低(Richard,2004)。

1.2.3 霉菌毒素对奶牛免疫机能的影响

霉菌毒素被奶牛采食后, 侵害奶牛的多种免疫细胞,能够从分子水平上毒害其免疫细胞,影响奶牛机体免疫功能, 使免疫球蛋白和抗体的生成减少,造成补体和干扰素失活,并侵害吞噬细胞,降低奶牛对细菌、病毒和寄生虫的防御能力(Keese 等,2008)。研究发现,用含AFB1(含量为0.5 ng/mL)的培养液培养牛血中性粒细胞,会引起牛血中性粒细胞对葡萄球菌、大肠杆菌的吞噬和杀灭功能降低, 因此认为AFB1有抑制牛的非特异性免疫能力(Mehrzad 等,2011)。研究发现,霉菌毒素也可以促进牛外周血单核细胞Toll 受体4(与非特异性免疫相关的蛋白质分子) 的mRNA 表达(Mehrzad 等,2013)。

2减少霉菌毒素的措施
2.1 做好饲草的耕种和收获时间

饲草的品种、耕作方式和收获方式对发酵饲料品质有很大影响。首先应该选择对霉菌毒素抵抗力强的饲草品种,使用有效的昆虫控制方法, 选择恰当的耕作方式,轮换耕作饲草种类,严格控制杂草;其次选择恰当的收获时间,收获后快速降低水分,除去多余的杂质。



2.2 添加发酵菌剂

发酵饲料时选取可以抑制引发霉菌及酵母霉变的青贮饲料, 是防止霉菌繁殖的重要途径。劣质青贮饲料不易发生霉变,因为其含有的酪氨酸能够有效减少酵母及霉菌的滋生;普通的青贮料易产生霉变,是因为其含有较多的酵母。所以,为减少青贮饲料发生霉变,可以在制作过程中加入促进发酵的乳酸菌, 得到酵母含量低的高品质青贮料。乳酸菌是一种重要的生物保鲜剂,作为可食用的安全菌株,其在食品发酵以及饲料的生产、保存中被广泛应用(Messens 等,2002;Lavermicocca 等,2000)。乳酸菌不仅可以抑制某些真菌产毒与生长, 而且能做到吸附已有毒素。乳酸菌能吸附黄曲霉毒素,也能降解黄曲霉毒素,实现其脱毒解毒的目的。研究发现,乳酸乳球菌接种发酵乳后, 有毒的AFB1被转变为无毒性的黄曲霉毒素B2a(AFB2a)和弱毒性的黄曲霉毒素R0(AFR0),与AFB1相比,AFR0的毒性已大大降低(Megalla 等,1984)。微生物是通过破坏黄曲霉毒素的毒性基团从而降低毒素的含量。Liu 等(2001)研究表明,假蜜环菌的胞内多酶体系可以将AFB1水解打开双呋喃环基团, 从而达到降低毒素的效果。崔彦召等(2013)试验证明,乳酸菌剂可以使发酵全混合日粮中的霉菌毒素含量大大减少,BM 乳酸菌剂的作用尤为突出。芽孢杆菌对霉菌、腐败菌和病原微生物等的滋生存在抑制作用。生物发酵饲料的发酵可借助多种有益菌,包括大肠杆菌、乳酸菌、芽孢杆菌等,它们可生成氨基酸、维生素、酶制剂类、乳酸等有益物质。作为纯天然的香味剂、去霉剂、酸化剂和自然改善剂的乳酸, 可以去除饲料中80%以上的霉菌毒素,使中毒性腹泻的可能性降低。与普通饲料相比,发酵饲料中沙门氏菌、大肠杆菌等杂菌的含量下降了大约1000 倍, 可以有效地加快饲料转化率和营养物质的摄取。饲喂动物时,可以通过加入生物发酵饲料实现降解霉菌毒素的效果。发酵饲料不仅营养成分全面(粗灰分<9.0%、粗蛋白质>24%、粗纤维<8.0%、钙2.0% ~ 3.5%、磷>0.6%、有益菌>1×107 个/g),还可提供充足的有益菌群(陆文清等,2008)。



2.3 物理处理方法

物理方法脱毒包括: 微波、热处理、紫外线、水洗、射线、加入吸附剂等。在日粮中加入吸附剂可以有效减少霉菌毒素对动物的侵害。吸附脱毒法是目前应用最为广泛的物理方法。吸附法作为一种运用比较成熟、经济可行的物理脱毒法, 本质是在已发生霉变饲料中加入能够吸附霉菌毒素的物质, 使毒素在通过胃肠道时直接从体外排出,并不被吸收。这种物质对霉菌毒素具有选择性吸附的能力, 是由于其片状结构和大的比表面积,负电荷缺失,从而得到结合阳离子化合物的能力。常用的吸附剂有:

(1)铝硅酸盐。对霉菌毒素具有选择性吸附的能力,但吸附力有限、效率低、饲料空间占用大, 还会吸附一部分营养物质,一般不会直接加入到饲料。

(2)甘露聚糖。酵母细胞壁的重要活性组成, 其可强有力的吸附霉菌毒素,并成功地抵御其毒性。

(3)活性炭。活性炭可以有效地吸附霉菌毒素脱毒。

3小 结
奶牛饲料中霉菌毒素含量过高,会引起牛奶中存在过多的霉菌毒素,饮用这种牛奶会使人类健康受到危害。另外,霉菌毒素对奶牛造成的危害,包括生理机能、生产性能下降等。但目前的研究并未彻底反映出霉菌毒素对奶牛生产及健康的危害机制。霉菌毒素在动物体内的吸收、代谢机制以及如何降低饲料中的霉菌和霉菌毒素的含量也许会成为今后的研究热点。