霉菌、霉菌毒素与脱毒产品

LOGO2019/8/24霉菌、霉菌毒素与脱毒产品田亚磊2019/8/24内容霉菌霉菌毒素霉菌毒素吸附剂2019/8/24霉菌介绍生活习性分类2019/8/24霉菌概述霉菌在自然界广泛存在，在微生物分类学上属真菌。真菌是一大类特性各异、分布广泛的单细胞和多细胞真核微生物。依据形态和结构特点，分为酵母菌和霉菌。前者为单细胞，不形成菌丝体；后者为多细胞，有菌丝组成。2019/8/24概述霉菌毒素是谷物或饲料（如：玉米、小麦、高粱、棉籽饼）中霉菌生长产生的次级代谢物。是由于各种植物和环境因素相关的应激反应（如：干旱、环境温度过高、虫害、收割时的机械损伤、植物活力降低）或霉菌生长条件的改变造成的。霉菌毒素是由霉菌所产生，但未检出霉菌并不等于不存在霉菌毒素！同样未检出霉菌毒素或霉菌毒素含量很低并不代表没有霉菌2019/8/24霉菌的生长繁殖与温度、湿度有密切关系;大多数适宜温度是25~30℃，湿度＞70%以上，低于10℃或大于40℃其生长反而明显减弱；霉菌生长的PH值4.0～6.0，较适宜的在5～5.5左右；霉菌生活习性2019/8/24霉菌概述世界上有一万多种真菌，大多数对人类有益，但有50多种对人类、畜禽、有害。霉菌的种类：毛霉、根霉、毛壳霉、曲霉、青霉、镰刀菌等；按生活习性分为：仓储性霉菌（曲霉菌）和田间霉菌（青霉菌属、麦角菌属和镰刀菌属）。2019/8/24蛋白、糖分含量高的动物源基质上产毒能力较低，如乳、蛋等，而同样的植物源基质上产毒能力强，如玉米、豆粕、棉粕、花生上，加工后的副产品又通常比原产品产生更多的毒素，如：DDGS、玉米蛋白粉、花生粕等；霉菌毒素通常有需氧霉菌产生，一种霉菌可以产生多种毒素，相反，不同的霉菌也可产生一种相同的霉菌毒素；基质的水分在17~18%时是真菌产生毒素的最适条件；2019/8/24与人畜相关的霉菌黄曲霉、寄生曲霉（产生黄曲霉毒素即B1）禾谷镰刀菌（产生玉米赤霉烯酮即F2毒素）三线镰刀菌、拟技包镰刀菌、梨包镰刀菌等（产生T2毒素）赭曲霉菌（赭曲霉毒素）串珠镰刀菌（烟曲霉毒素）禾谷镰刀菌、尖包镰刀菌等镰刀菌属及头孢菌属、漆班菌属和木霉菌属等（呕吐毒素即DON）麦角菌（麦角毒素）2019/8/24霉菌毒素概述产生过程分类危害2019/8/24霉菌毒素概述霉菌毒素是由霉菌或真菌产生的有毒有害物质。在土壤中，在植物上，包括谷物、饲草和青贮饲料均可发现霉菌毒素。霉菌毒素可在农作物在大田收获时形成；在不适宜的贮存条件下，霉菌毒素也可继续在收获后的农作物上形成。较高的湿度通常有利于饲料中霉菌的生长和霉菌毒素的产生。温度是另一个重要的因素。高温和干旱环境下的农作物很容易遭受霉菌孢子的侵害，一旦条件允许，霉菌孢子可产生霉菌毒素。2019/8/24霉菌孢子产生孢子菌丝生长产生霉菌毒素霉菌毒素产生过程2019/8/24霉菌毒素的特征：1.毒性物质2.由真菌产生3.分子量较大4.多种化学结构5.没有蛋白6.热稳定7.产生于玉米等谷物中2019/8/24霉菌毒素发生的特点霉菌毒素的产生具有季节性和地区性。某些地区被认为是某些特定霉菌毒素的高发区。环境和管理可影响霉菌毒素的产生和动物接触霉菌毒素。一种霉菌或毒株可产生几种不同的毒素。而一种毒素也可由几种霉菌产生。2019/8/24人畜日粮中常见的霉菌毒素及其特点黄曲霉毒玉米赤霉烯酮（镰刀霉菌毒素类）T2毒素赭曲霉毒素烟曲霉毒素呕吐毒素麦角毒素2019/8/24黄曲霉毒素黄曲霉毒素（AFT）是一类化学结构类似的化合物，均为二氢呋喃香豆素的衍生物。黄曲霉毒素是主要由黄曲霉（aspergillusflavus)）寄生曲霉（a.parasiticus)）产生的次生代谢产物，在湿热地区食品和饲料中出现黄曲霉毒素的机率最高。2019/8/24黄曲霉毒素习性曲霉菌属——黄曲霉毒素（AF）：分子量312~346，无色结晶体。适宜生长条件：温度：11~37℃；湿度＞70%最适合条件→温度：30℃；湿度＞80%耐高温，280℃以上才开始分解；-40℃也不能破坏。剧毒1、损害肝脏；2、致肿瘤、致癌、致畸变；3、免疫抑制；2019/8/24黄曲霉毒素三种症状（1）急性中毒：它是一种剧毒物质，毒性比KCN大10倍，比砒霜大68倍，仅次肉毒霉素，是目前已知霉菌中毒性最强的。它的毒害作用，无论对任何动物，主要变化是肝脏，呈急性肝炎、出血性坏死、肝细胞脂肪变性和胆管增生。脾脏和胰脏也有轻度的病变。（2）慢性中毒：长期摄入小剂量的黄曲霉毒素则造成慢性中毒。其主要变化特征为肝脏出现慢性损伤，如肝实质细胞变性、肝硬化等。出现动物生长发育迟缓，体重减轻，母畜不孕或产仔少等系列症状。2019/8/24黄曲霉毒素三种症状（3）致癌性：AFT是目前所知致癌性最强的化学物质其致癌特点是：A致癌范围广，能诱发鱼类、禽类，各种实验动物、家畜及灵长类等多种动物的实验肿瘤；B致癌强度大，其致癌能力比六六六大1万倍；C可诱发多种癌，AFT主要诱发肝癌，还可诱发胃癌、肾癌、泪腺癌、直肠癌、乳腺癌，卵巢及小肠等部位的肿瘤，还可出现畸胎。2019/8/24黄曲霉毒素作用机理黄曲霉毒素对人和动物健康的危害均与黄曲霉毒素抑制蛋白质的合成有关.黄曲霉毒素分子中的双呋喃环结构是产生毒性的重要结构.研究表明，黄曲霉毒素的细胞毒作用是干扰信息RNA和DNA的合成，进而干扰细胞蛋白质的合成导致动物全身性损害（Nibbelink,1988）.黄光琪等（1993）研究指出黄曲霉毒素B1能与tRNA结合形成加成物，黄曲霉毒素-tRNA加成物能抑制tRNA与某些氨基酸结合的活性对蛋白质生物合成中的必需氨基酸，如赖氨酸亮氨酸，精氨酸和甘氨酸与tRNA的结合均有不同的抑制作用，从而在翻译水平上干扰了蛋白质生物合成影响细胞代谢..2019/8/24黄曲霉毒素与动物疾病黄曲霉毒素中毒（Aflatoxicosis）主要对动物肝脏的伤害，受伤害的个体因动物种类年龄，性别和营养状态而异.研究结果表明黄曲霉毒素可导致肝功能下降，降低牛奶产量和产蛋率.并使动物的免疫力降低易受有害微生物的感染.此外，长期食用含低浓度黄曲霉毒素的饲料也可导致胚胎内中毒.通常年幼的动物对黄曲霉毒素更敏感.黄曲霉毒素的临床表现为消化系统功能紊乱降低生育能力.降低饲料利用率，贫血等.黄曲霉毒素不仅能够使奶牛的产奶量下降而且还使牛奶中含有转型的黄曲霉毒素M1和M2.2019/8/24黄曲霉毒素与动物疾病黄曲霉毒素能导致家禽法氏囊和胸腺萎缩，皮下出血，反应差，抵抗力下降，疫苗失效，度疫病感受性提高，蛋变小，蛋黄重量变低，受精率、孵化率降低，胚胎死亡增加及不健康，。对家畜引起生长缓慢，饲料率下降，黄疸，皮毛粗糙，低蛋白血症，肝癌和免疫抑制。2019/8/24黄曲霉毒素与人类疾病黄曲霉毒素Bl的半数致死量为0.36毫克/公斤体重，属特剧毒的毒物范围（动物半数致死量10毫克/公斤=它的毒性比氰化钾大10倍比砒霜大68倍）.它引起人的中毒主要是损害肝脏，发生肝炎肝硬化，肝坏死等.临床表现有胃部不适食欲减退，恶心呕吐，腹胀及肝区触痛等;严重者出现水肿昏迷，以至抽搐而死.黄曲霉毒素是目前发现的最强的致癌物质.其致癌力是奶油黄的900倍比二甲基亚硝胺诱发肝癌的能力大75倍，比3,4苯并芘大4000倍.它主要诱使动物发生肝癌也能诱发胃癌，肾癌直肠癌及乳腺，卵巢小肠等部位的癌症.2019/8/24根据计算，AFB1致癌力为二甲基偶氮苯的900倍，比二甲基亚硝酸胺诱发肝癌的能力大75倍，为砒霜的68倍，氰化钾的10倍！是目前发现的最强的化学致癌物质。除肝癌外，还可引发胃、肾、乳腺、卵巢、小肠等肿瘤。动物实验证明：用含量15PPb的饲料喂养白鼠68周诱发肝癌。通常又称：肝毒素！原料中最易产生的依次是：花生、棉粕、玉米及其副产品等；2019/8/24正常肝脏脂肪变性逐渐加重的肝脏在相同时间内给予逐渐增高剂量的黄曲霉毒素后豚鼠肝脏的眼观病理变化。饲料中黄曲霉毒素依次由零增至最大剂量，见肝脏外观色泽由正常暗红色变为极度苍白，并伴随逐渐明显的肝脏脂肪变性2019/8/24DecreasedBursaFabriciusBruising,capillaryfragility擦伤毛细血管易破裂SecondaryInfectionDecreasepancreaticenzymes黄曲霉毒素抑制蛋白合成与致癌2019/8/24黄曲霉毒素导致产生传染性疾病2019/8/24102030CTC.030.060.090.120CHLORTETRACYCLIN四环素(µgCTC/mlplasma)TIME(HOURS)●●●●○○○▲▲▲▲▲▲○●▲∆∆∆黄曲霉毒素对药血清浓度的影响2019/8/240.20.10.050.020255075100AflatoxinControlChlortetracycline(mg/ml)黄曲霉毒素对药物半的影响Time(minutes)2019/8/24黄曲霉毒素对繁殖性能的影响1.精液量2.睾丸重3.雄激素4.睾丸囊肿5.卵巢重6.卵泡数量7.饲料转化率5周黄曲霉毒素期对公鸡精液的影响2019/8/24黄曲霉毒素对肉种鸡繁殖性能的影响黄曲霉素（mg/kg)种蛋受精率（%）孵化率（%）噬菌性巨噬细胞（%）098.682.835.81092.435.39.71、母鸡日粮中的黄曲霉毒素水平2、Qureshi等，1998年2019/8/24AFLATOXINB1CALCIUMPHOSPHORUS(mg/Kg)------(mg/100mL)----___________________________________09.36a8.17a47.29b6.67b____________________________________Adapted,Ledouxetal.,PoultrySci.78:204-210,1999黄曲霉毒素对血浆钙/磷的影响2019/8/24黄曲霉毒素对家禽的毒性●钙磷代谢问题●产软壳蛋●减少产蛋●减少蛋重●腿病●铁铜代谢问题●降低卵巢重量●减少卵泡数量2019/8/24AFLATOXINPRODUCTION(µg/g)(%LayingEggs)0821.25712.50615.005110.003720.003黄曲霉毒素降低产蛋率2019/8/24黄曲霉毒素对肝脏的损害脂肪肝胆管增生纤维原细胞渗透肝坏死肝脆肝重大胆重大2019/8/24黄曲霉毒素对免疫力的影响1.对产生淋巴B细胞的法氏囊的影响2.对产生淋巴T细胞的胸腺的影响3.体液免疫的影响4.细胞免疫的影响5.对嗜菌作用的影响6.免疫应答作用的影响7.对子代的影响2019/8/241974年3月wyatt和Hamilton的试验，显示霉菌毒素被摄食后严重影响疫苗计划；黄曲霉毒素及火鸡对巴斯德杆菌（pasteurellamutocida）的免疫力试验，见下表：接种疫苗黄曲霉毒素死亡率（%）--100-+100+-0++672019/8/24不同黄曲霉毒素B1对IBD和ND的抗体滴度的影响黄曲霉毒素（ug/kg)IBDND06180±1955800±1991003800±2123025±2082003046±2202650±2144002200±2251850±2171、同列差异显著；2、摘自Swamy\Devegowda,1998年；2019/8/241984年TexasA&m肉鸡增重试验，在饲料中添加霉菌毒素对生长影响很大，见下表：黄曲霉毒素体重（克）对比01633±43-2.5PPM1405±3814%↓2019/8/24上述两位专家分析原因可能：1、降低聚集抗体滴定度（下降可达50%）；2、降低产生异嗜抗体的能力；1979年chang.c和Hamilton的试验验证了猜想；黄曲霉毒素对异嗜细胞平均吞噬活性的影响，见下表：n：指每个异嗜细胞在30分钟内温度、41℃时吞噬