史上最全霉菌毒素知識(shí)！——飛測(cè)生物

       霉菌毒素是霉菌在生長(zhǎng)繁殖過程中產(chǎn)生的對(duì)動(dòng)物、人類和農(nóng)作物具有較大毒性的次級(jí)代謝產(chǎn)物。飼料及飼料原料在田間、加工、運(yùn)輸以及儲(chǔ)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(dòng)物體內(nèi)，引起人和動(dòng)物的急性或慢性毒性。損害機(jī)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(zhǎng)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(shí)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(huì)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(cuò)，常規(guī)指標(biāo)檢測(cè)分析結(jié)果也不錯(cuò)。但往往就是這些不錯(cuò)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(duì)霉菌毒素都存在這樣的認(rèn)識(shí)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(yùn)輸、加工、保藏的過程中外環(huán)境滿足霉菌的生長(zhǎng)需求，霉菌是會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)產(chǎn)毒的。此時(shí)霉菌毒素會(huì)一直積累疊加，最終危害動(dòng)物機(jī)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(qiáng)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(jī)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(qiáng)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(duì)熱不敏感，100℃/20小時(shí)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(huì)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(shí)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(huì)比個(gè)別霉菌毒素單獨(dú)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(dòng)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(zhǎng)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(cè)時(shí)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(cè)值為錯(cuò)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(cè)。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(dòng)物健康。

 

作用機(jī)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(guó)倉(cāng)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(gè)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(guó)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(duì)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??；新生小母豬陰部紅腫。

◆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(duì)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(duì)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(dòng)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(dòng)物免疫系統(tǒng)功能抑制。

2.造成哺乳動(dòng)物的肝臟及腎臟受損，尤其對(duì)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(duì)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(huì)造成皮下及肌肉出血，降低繁殖率及抑制各種動(dòng)物的免疫力。

允許極限：

★反芻動(dòng)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(duì)多數(shù)動(dòng)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(duì)豬的危害：不孕、肺水腫、呼吸困難、死亡。

3.對(duì)家禽的危害：降低食欲，免疫力下降。

4.對(duì)馬的危害：貧血、腦壞死。

5.允許極限：

★反芻動(dòng)物：50ppm

★豬：10ppm

★馬：2ppm

★人：1ppm[3]

 

對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)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(duì)動(dòng)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(shí)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(dòng)物特別是豬對(duì)脫氧雪腐鐮刀菌烯醇更為敏感。Danicke（2002）報(bào)道，對(duì)動(dòng)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(shí)，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(shí)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(zhǎng)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(yàn)期中，生長(zhǎng)速度和采食量分別比對(duì)照組降低 34.6 %和 32.6 %（ Swamy 等，2002）

 

對(duì)動(dòng)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(dòng)物繁殖過程（ Diekman 和Green，1992）。

 

玉米烯酮會(huì)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(bào)道，從斷奶到下一個(gè)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(duì)動(dòng)物免疫機(jī)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(bǔ)體和干擾素的活性，損害了巨噬細(xì)胞的功能（Corrier，1991）。

 

對(duì)動(dòng)物產(chǎn)品品質(zhì)的影響

　　霉菌毒素在動(dòng)物產(chǎn)品中會(huì)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(shí)才會(huì)在肉和奶中出現(xiàn)殘留（Fink，1989）。試驗(yàn)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(cè)生物霉菌毒素?zé)晒舛靠焖贆z測(cè)箱

上海飛測(cè)生物基于領(lǐng)先的熒光定量FPOCT技術(shù)平臺(tái)，推出了霉菌毒素移動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)--霉菌毒素?zé)晒舛靠焖贆z測(cè)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(diǎn)，可在8min內(nèi)快速準(zhǔn)確定量的測(cè)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(jiǎn)單（僅需7min），六種毒素一次提取即可，操作簡(jiǎn)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(chǎng)打印，準(zhǔn)確性高度符合HPLC法的檢測(cè)結(jié)果，為霉菌毒素的快速現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)提供了一種全新的技術(shù)手段，適用于各類原料收儲(chǔ)、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(cè)箱的組成

三、霉菌毒素檢測(cè)項(xiàng)目及性能參數(shù)

四、檢測(cè)樣本適用范圍

      五、檢測(cè)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(cè)過程

      1、 稀釋；
      2、 加樣反應(yīng)（8min）；
      3、 讀數(shù)，打印檢測(cè)報(bào)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(cè)儀進(jìn)行讀數(shù)，檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確、客觀。
      檢測(cè)結(jié)果將呈現(xiàn)于熒光讀數(shù)儀液晶顯示屏上，同時(shí)可按打印鍵打印獲得紙質(zhì)的檢測(cè)報(bào)告，另外，開通儀器的WIFI數(shù)據(jù)上傳功能后，檢測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)信息將自動(dòng)上傳至“食品安全溯源管理云平臺(tái)”，便于溯源及質(zhì)量管理。

    

   六、上海飛測(cè)熒光定量FPOCT技術(shù)平臺(tái)與其他方法學(xué)技術(shù)性能的對(duì)比

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

    ? 8min快速準(zhǔn)確定量檢測(cè)：集膠體金快速檢測(cè)、酶聯(lián)免疫定量檢測(cè)、色譜質(zhì)譜準(zhǔn)確檢測(cè)的特點(diǎn)于一身，可在8min內(nèi)實(shí)現(xiàn)多種霉菌毒素的快速準(zhǔn)確定量測(cè)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(cè)時(shí)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(cè)所有種類的霉菌毒素，無需對(duì)提取液進(jìn)行任何pH的調(diào)節(jié)，大大提升檢測(cè)的便捷性和效率；
    ? 隨到隨檢：無需做標(biāo)準(zhǔn)曲線，對(duì)檢測(cè)樣本量無要求，既可單個(gè)或少量樣本隨到隨檢，也可大量樣本同時(shí)檢測(cè)，檢測(cè)成本無區(qū)別；既可用于實(shí)驗(yàn)室常規(guī)質(zhì)控檢測(cè)，也可用于收糧現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，確保原料收購(gòu)的質(zhì)量；
    ? 操作簡(jiǎn)便：對(duì)配套的儀器設(shè)備和檢測(cè)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(guó)糧局權(quán)威驗(yàn)證：基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LST6111-2015、LST6112-2015和LST6113-2015，并通過國(guó)糧局及農(nóng)科院的權(quán)威驗(yàn)證；
    ? 樣本適用范圍廣：采用時(shí)間分辨熒光專利技術(shù)，抗基質(zhì)干擾強(qiáng)，樣本適用性廣，既可檢測(cè)小麥、玉米、大米等原糧，也可檢測(cè)各種粕類、麩皮、DDGS等飼料原料，還可檢測(cè)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(shí)現(xiàn)公司總部對(duì)各分公司、上級(jí)監(jiān)管部門對(duì)下級(jí)監(jiān)管部門或者監(jiān)管部門對(duì)各監(jiān)管對(duì)象檢測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)掌握和分析；
    ? 經(jīng)濟(jì)實(shí)惠：花膠體金試紙條的價(jià)格，獲得色譜檢測(cè)的質(zhì)量和結(jié)果，并且節(jié)省人力物力，大幅降低檢測(cè)費(fèi)用；

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