我国饲草霉菌毒素污染情况及防控措施

2019-01-03      荷斯坦奶农俱乐部网   访问量:90 [ 字号: ]

微信原文:【荷斯坦◆推荐】国家牧草产业技术体系:我国饲草霉菌毒素污染情况及防控措施

 


张福金  国家牧草产业技术体系  质量安全与营养品质评价岗位

近年来,随着我国饲料和养殖行业规模化发展,市场对饲草原料的需求也大幅增加,但由于地域、天气等客观原因,不可避免地使部分玉米、饲草等主要饲料原料发生霉变。使用已霉变的原料加工饲料,不仅会降低饲料的利用效率,产生极大浪费,更会对畜禽的健康产生危害,造成巨大经济损失。羊吃了霉变的饲草料,通常会导致食欲减退,腿软卧地,有的拉稀,有的歪脖转圈,盲目行走,有的倒地抽搐、口流涎沫。由此可见,霉菌毒素污染给养殖业带来了巨大危害,严重威胁着畜禽的健康,进而因霉菌毒素的残留问题威胁到人类食品的安全。我国在《饲料卫生标准(GB 13078—2017)》中,对饲草产品及原料中的霉菌毒素最高限量做了明确规定,见表1。

 

表1 饲草产品及原料中霉菌毒素的限量标准

 

 
我国饲草产品霉菌毒素污染组成

饲草产品中霉菌毒素污染越来越普遍。FAO数据显示,全球25%的农作物受到不同程度污染,约2%的农作物因霉菌毒素污染而失去价值,饲料原料均受到不同程度的污染,霉菌毒素检出率达70%-100%,大部分还有2-3种霉菌毒素,部分达到7~8种。

玉米、青贮饲料发霉比例相对较高,而青贮饲料中霉菌毒素的检出率最高。研究发现,黄曲霉毒素(AFT)、玉米赤霉烯酮(ZEN)、呕吐毒素(DON)和伏马毒素(FUM)是饲草产品及原料中主要霉菌毒素,多种霉菌毒素在饲草料中共存现象普遍。如图1所示,周建川等在2016年对全国各地1304份饲料及原料样品共进行了3912项次检测,其中3466项次检测结果呈阳性,阳性率为88.60%。在1304 份样品中,完全没有检测出霉菌毒素的样品仅32份,占总样品量的2.45%;仅检出1 种霉菌毒素污染的样品199 份,占总样品量的15.26%;检出2 种霉菌毒素污染的样品168 份,占总样品量的12.88%;检出3 种霉菌毒素污染的样品905 份,占总样品量的69.40%。

2017年对全国各地1034份饲料及原料样品共进行了3102项次检测,其中2501项次检测结果呈阳性,阳性率为80.63%。在1034份样品中,完全没有检测出霉菌毒素的样品仅16份,占总样品数的1.55%,仅检出1种霉菌毒素污染的样品仅136份,占总样品量的13.15%;检出2种霉菌毒素污染的样品仅281份,占总样品量的27.18%;检出3 种霉菌毒素污染的样品有601份,占总样品量的58.12%。数据表明,多种霉菌毒素在饲草料中共存占很大比例。有研究表明,3种霉菌毒素叠加后,细胞存活率显著下降,叠加后毒性增强,成为饲草产品及食品安全的重大威胁。

 

 

图1  饲料及饲料原料中霉菌毒素污染组成

 
不同年份饲草产品霉菌毒素污染情况分析

饲草产品及原料的霉菌毒素处于动态变化中,不同年份差异很大。2015年中国饲料和原料霉菌毒素检测数据显示(图2),青贮玉米与青贮苜蓿中黄曲霉毒素压力较低,苜蓿干草和大麦燕麦草黄曲霉毒素不可低估。青贮玉米的呕吐毒素较高,计算饲料毒素时不可忽略。苜蓿,尤其是国内中南区域的青贮苜蓿,玉米赤霉烯酮污染几率大、污染程度高。

 

 

图2  2015年中国饲草产品霉菌毒素阳性率

 

2016年中国饲料和原料霉菌毒素检测报告显示(图3),总体看来,各种饲草产品的呕吐毒素和玉米赤霉烯酮压力仍旧较大。从种类上看,由于规模牧场玉米青贮制作水平的提高,主要在贮存过程中产生的黄曲霉压力减少,但是呕吐毒素和玉米赤霉烯酮主要是在田间产生,无法通过管理青贮窖和使用发酵剂降低毒素含量。因而,需要特别关注玉米青贮中的呕吐毒素和玉米赤霉烯酮。

与2015年的检测结果相同,苜蓿青贮仍旧是受到高黄曲霉毒素、高呕吐毒素和高玉米赤霉烯酮的污染。苜蓿干草中黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮压力也很大,主要是由于大多数牧场对苜蓿干草只做常规营养成分检测,并未关注霉菌毒素含量。

 

 

图3  2016年中国饲草产品霉菌毒素阳性率

 

2017中国饲料和原料霉菌毒素检测报告数据显示(图4),呕吐毒素和玉米赤霉烯酮仍然是饲草产品中最主要的霉菌毒素。黄曲霉毒素基本淡出大型奶企所用的饲草与其原料,但是苜蓿具有特殊性仍会引入黄曲霉毒素风险,而且还可能是高污染数值,所以作为奶企防控红线来说,吸附黄曲霉毒素策略应该始终作为常规策略。青贮、苜蓿、牧草中天然存在呕吐毒素与玉米赤霉烯酮,通过产品控制可以适度降低高毒素原料的引入,但作为必需原料品种,可操作性与时效性较难保证。

 

 

图4  2017年中国饲草产品霉菌毒素阳性率

 

以上数据反映出,饲草企业和牧场对饲草产品及原料中黄曲霉毒素含量把关越来越严格,送检精补料样品未测出黄曲霉毒素,但是呕吐毒素和玉米赤霉烯酮含量较高。对霉菌毒素的防控,不应该仅停留在黄曲霉毒素上,需要关注和加大对呕吐毒素和玉米赤霉烯酮污染的防控。由于呕吐毒素与玉米赤霉烯酮直接影响畜禽的繁殖与健康,进而影响到畜产品质量,所以建议对这两种霉菌毒素加强针对性脱毒剂防控研究。企业/牧场在采购饲草原料时,把呕吐毒素和玉米赤霉烯酮的污染,也同时纳入检测范畴内。如果存在多种毒素(黄曲霉毒素,呕吐毒素和玉米赤霉烯酮等)的污染,建议选用可以同时处理这几种毒素的脱毒剂产品。

 
不同区域饲草霉菌毒素污染情况分析

饲草产品及原料的霉菌毒素污染程度一方面会逐年发生变化,另一方面受产地区域的不同而有所差异。中国饲料和原料霉菌毒素检测报告就此进行了跟踪。215年的监测显示,不同产地玉米四种霉菌毒素污染情况均出现几率大、程度高的特点(图5)。黄曲霉毒素污染主要集中在华南地区,呕吐毒素污染在各个区域都较严重,玉米赤霉烯酮污染程度由南向北逐渐减轻,烟曲霉毒素污染较严重。

 

 

图5  2015年不同产地玉米霉菌毒素阳性率

 

相较于2015年,2016年不同产地玉米霉菌毒素污染情况(图6)数据显示,南方产区玉米黄曲霉毒素暴增,污染极为普遍,且污染水平高。黄曲霉毒素污染也向北延伸到北京周边,粗略来看黄河以北到北京以南的黄曲霉毒素污染已经出现,偶有高值但问题尚不严重。东北新玉米尚不必考虑黄曲霉毒素问题。呕吐毒素表现为南方的污染风险低于往年;河北山东呕吐毒素污染的普遍性降低但阳性样品污染程度略高于2015 年。辽宁吉林玉米呕吐毒素污染暴增,非常普遍并且污染程度翻倍有余,赤峰呕吐毒素略低于辽宁吉林,但也已经呈现高污染态势。黑龙江呕吐毒素污染比往年增加。玉米赤霉烯酮污染压力减轻,河北山东和黑龙江产区玉米存在部分高污染情况,其他产区新玉米偶有高污染数值。烟曲霉毒素污染已经呈现出来普遍性与高污染程度特点,开始在东北地区呈现普遍污染态势。

 

 

图6  2016年不同产地玉米霉菌毒素阳性率

 

2017年不同产区玉米霉菌毒素污染情况(图7)显示,黄曲霉毒素高污染主要集中于南方。河北、山东偶有高值但问题尚不严重。东北玉米几乎不存在黄曲霉毒素污染。安徽、河南、河北、山东呕吐毒素的污染程度较2016年大幅增加。辽宁、吉林略降但仍处于高均值状态;黑龙江呕吐毒素在2016年高污染水平的基础上又有所增加;通辽赤峰呕吐毒素压力相对较轻。玉米赤霉烯酮在南方污染程度较2016年大幅增加,河北、山东玉米赤霉烯酮污染变化不大。辽宁、吉林、通辽、赤峰出现上升趋势,也开始出现高污染数值,这是新情况。黑龙江玉米赤霉烯酮有减轻。伏马毒素:安徽、河南、河北、山东污染程度较2016年大幅增加。辽宁、吉林、通辽、赤峰较2016年降低;黑龙江基本无变化。

 

 

图7  2017年不同产地玉米霉菌毒素阳性率

 

综合以上不同产区玉米霉菌毒素检测结果,不同产区的霉菌毒素污染类型及程度均有差异,呕吐毒素仍是污染最为严重的毒素类型,黄曲霉毒素污染程度较低,一般出现在南方地区。玉米赤霉烯酮的污染状况偏高;近年来,烟曲霉毒素和伏马毒素污染也较普遍,且程度较高。


霉菌毒素预防及防控措施

饲草料霉菌毒素的污染日益加重,不同时间、不同区域的饲草产品及原料中霉菌毒素污染存在很大差异。为减轻霉菌毒素对饲草料的污染、保证畜禽的健康生产,对霉菌毒素的预防和防控极为重要。科学地认识霉菌毒素,合理地选择饲料原料和加强原料品控是防控霉菌毒素风险的重要手段。根据实际情况,可以合理地选择霉菌毒素脱毒产品,有效地控制霉菌毒素的污染,可以提高饲料品质,改善动物健康。

我们应该从饲草料的生长、收获、加工、运输、贮藏和采购等各个环节来预防和控制,以期最大限度地减少霉菌毒素的污染。对于干草产品等饲料原料一般使用防霉剂来预防发霉,包括化学防霉剂和天然防霉剂。我国目前允许使用的饲草料化学防霉剂品种有甲酸、甲酸钙、甲酸铵、乙酸、双乙酸钠、丙酸、丙酸钙、丙酸钠、丙酸铵、丁酸、乳酸、苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钠、山梨酸钾、富马酸,但由于起步较晚,研究报道还不够系统化。天然防霉剂主要以中草药及其提取物、天然矿物质及其复合物为主。如,陈皮、藿香、艾叶、杜仲、大蒜素、丁香、黄柏、苦参等的抗霉菌活性较强,生姜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌特别是黄曲霉具有强烈的抑制作用。目前,研究较多的天然矿物质防霉剂是氧化钙和沸石粉,主要利用前者具有碱性抑菌特性,而后者具有霉菌吸附作用。

对已经存在霉菌毒素污染的饲草产品及原料原料,应采取合适的措施对霉菌毒素污染进行控制。目前,主要的霉菌毒素去除方法有:传统的物理化学方法、吸附剂吸附法以及最新的生物降解法。传统的物理化学方法存在效果不稳定、营养成分损失较大以及难以规模化生产等缺点,难以广泛应用。吸附剂吸附法是目前应用较多的方法。当前市场上霉菌毒素吸附剂种类繁多,常用毒素吸附剂主要成分为蒙脱石、硅铝酸盐、酵母细胞壁等。无机硅铝酸盐类吸附剂对吸附黄曲霉毒素有一定效果,但对营养物质有吸附,对玉米赤霉烯酮、呕吐毒素吸附效果差。

近年来研究发现,利用微生物及其代谢产生的酶对霉菌毒素进行生物降解克服了以上缺点,生物降解法具有专一性强、转化效率高等特点越来越受到研究者的关注。未来利用生物酶制剂的方法来降解饲料中的霉菌毒素将是霉菌毒素去除方法的发展方向。

 

 


(团队成员范文强、张欣昕、刘广华、孙林为本文共同作者)

 


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