霉菌毒素污染现状及危害、霉菌毒素快速检测技术原理及实际应用

霉菌毒素污染及危害现状新型霉菌毒素快速检测技术原理及实际应用徐超上海澳灵生物科技有限公司2015年9月15日霉菌污染现状•玉米100%被霉菌污染---程度不同而已•混合饲料（预混、浓缩、全价）90%以上被污染•常见霉菌毒素：黄曲霉毒素、玉米赤霉酮、赭曲霉毒素、T-2、呕吐毒素、烟曲霉毒素、伏马菌素等毒素•污染严重季节：每年3月---10月，连续阴雨•受现代整体环境影响，已经不存在无污染地区，即传统认为的北方干燥没有霉菌的概念是非常有害的•直接经济损失：2003-2004年度霉菌污染造成饲料畜牧业损失（含家禽）超过150亿元中国霉菌污染情况霉菌毒素对饲料、养殖的影响•干扰营养的利用，使饲料转化率降低•畜禽生产力降低•干扰破坏免疫系统，使免疫力下降，疾病增加，尤其是几种疾病同时感染现象更加严重（如无名高热病、圆环病毒病、细小病毒病等）•繁殖障碍，降低繁殖性能•因食用畜产品而对人类健康的潜在威胁加重•药物使用增加、药物残留现象严重，药效不断下降•生产成本升高，效益下降•动物死亡几种疾病的元凶疾病名称食物来源病原名称毒素名称食物中毒白细胞缺乏症谷类食物链孢属单端孢菌毒素巴尔干半岛肾病和慢性间隙性肾病谷类食品青霉赭曲霉毒素A心血管脚气病大米曲霉和青霉属黄绿青霉素麦角中毒裸麦谷类食品麦角真菌麦角生物碱食管瘤玉米还珠状链孢烟曲霉毒素B1肝癌HCC（急性黄曲霉毒素中毒）谷类食品落花生金黄色曲霉和寄生曲霉黄曲霉毒素B1人类神经管缺陷玉米还珠状链孢烟曲霉毒素B1大骨节病（乌聋病）谷类食品链孢属单端孢菌毒素恶性营养不良病谷类食品金黄色曲霉和寄生曲霉黄曲霉毒素B1阿肯病粟高粱点霉（茎点霉属）不确定雷氏症候群谷类食品曲霉黄曲霉毒素B1睾丸癌多种青霉赭曲霉毒素A各种市场质量投诉•动物不采食换料后采食•后备母猪、母猪繁殖障碍和其他疾病•高温季节的禽类、水产动物等着色不均匀或者不上色的投诉•各种肠道类、内脏病变导致的生长不良，饲料转化率降低•雏鸡阶段着色很好，青年鸡阶段反而褪色？是不是色素的问题呢？•鸡蛋变形，蛋黄易破裂、色彩不自然惨痛的教训•直接经济损失：2003-2004年度霉菌污染造成饲料畜牧业损失（含家禽）超过150亿元•间接损失：母猪繁殖障碍症及其他各种病症相继爆发•2009年4-5月份，华东地区饲料企业近1000万元的损失（鸭料中黄曲霉菌严重超标）•原因不明导致饲料厂埋单现象（后备母猪繁殖病症、家禽软骨病、乳猪采食下降）霉菌污染现状及危害•霉菌与霉菌毒素•防霉剂的作用•霉菌毒素的危害霉菌的问题•在气候温湿度适宜的情况下，容易出现发霉变质的现象，实际上是不同的霉菌大量繁殖的结果，霉菌是真菌中的一个系列，广泛存在于我们的各种粮食作物、饲料原料以及粮食加工产品和副产品当中，对我们的生活影响很大•有益类真菌可以被人类利用为我们的健康提供保障，而有害类真菌则正好相反会严重危害我们的健康•霉菌污染中的提到的各类霉菌均是后者常见产毒素的霉菌•黄曲霉菌•呕吐霉菌•赤霉霉菌•赭曲霉菌•烟曲霉菌•T-2霉菌什么是霉菌毒素？•霉菌毒素是由真菌(霉菌)产生的具有毒性的次级代谢产物。主要的产毒素霉菌为曲霉属（Aspergillus）、镰刀菌属（Fusarium）和青霉菌属（Penicillium）•已知的霉菌毒素有数百种，其分子量在200-500道尔顿，多数没有得到充分研究。•霉菌毒素在动物体内可产生多种生理作用:肝毒、肾毒、对中枢神经系统的作用以及类似雌激素效应，等等。主要的霉菌毒素•黄曲霉毒素(aflatoxin)•玉米赤霉烯酮(zearalenone)•单端孢霉烯族毒素(trichothecenes)•烟曲霉毒素(fumonisin)•赫曲毒素A(ochratoxinA)•麦角生物碱(ergotalkaloid)•黄曲霉毒素T-2毒素赫曲毒素A黄曲霉毒素的化学结构式黄曲霉毒素B1黄曲霉毒素B2黄曲霉毒素G1黄曲霉毒素M1黄曲霉毒素G2黄曲霉毒素M2防霉剂的作用•抑制霉菌生长繁殖---不能解除霉菌毒素•接触被动型防霉剂：以丙酸钙为主的产品•需要有水分的环境才起作用•接触主动型防霉剂：以具有挥发性酸盐类为主的产品，如早期的克霉霸产品等•产生微量气体，即所谓的气雾熏蒸型产品•注意：防霉剂对已经产生的霉菌毒素无作用霉菌毒素的产生•在谷物收割前或贮存、运输、加工和饲喂过程中,霉菌都可在其中生长并产生霉菌毒素（田间毒素与仓储毒素）。霉菌的生长和霉菌毒素的产生与极端气候造成的植物应激有关,还与虫害、不当的贮存和不良的饲喂条件有关。总之,环境条件,比如热、水和虫害,都会造成植物应激,使植物在农田中易受到霉菌毒素的污染。•在收割后,温度、含水量和昆虫活动情况是影响霉菌毒素污染饲料和食品的主要因素(Coulumbe,1993)。植物应激霉菌毒素的产生差异•每年霉菌毒素的产生情况和浓度均不相同。•每年的气候条件、植物的应激情况均不相同。•预测田间玉米黄曲霉毒素浓度的数学模型就是以温度、降水量和虫害为条件的（Dowd,2004)•最新研究表明，低温情况下，霉菌已然繁殖迅速，但是是否产生毒素目前还不知霉菌毒素的毒害作用总体表现霉菌毒素对动物造成的危害表现霉菌毒素名称产毒来源敏感动物主要表现症状黄曲霉毒素黄曲霉Aspergillusflavus所有动物免疫力下降，生长延缓，肝脏受损伤，家禽肝小叶坏死AlfatoxinsB1,B2，G1,G2M1，M2，P1寄生曲霉Aspergillusparisiticus呕吐霉素DON，Vomitoxin镰刀菌Gibberellazea猪拒食、呕吐，血尿，内出血，免疫反应被抑制玉米赤霉烯酮镰刀菌Fusarium猪，奶牛雌激素中毒症:不孕，流产，假发情(与DON几乎同时存在)ZearalenoneGraminearumFusariummoniliformeT-2毒素三线镰孢霉Fusariumtricictum猪厌食，呕吐，血尿，内出血，运动失调T-2Toxin，DAS烟曲霉毒素烟曲霉Aspergillusfumigatus猪，禽，马胚胎畸形，生长受抑制或变小，抗生素丧失效力Fumonisin赫曲霉毒素A，B赫曲霉Aspergillusocharceus猪，禽腹泻，肾脏受损，生殖器肿块OchratoxinsAspergillusvirdicatum桔霉素桔青霉Aspergilluscitrimum所有畜禽损伤口肾粘膜，增加水摄入量霉菌毒素对饲料养分的破坏•霉菌毒素会改变饲料的营养成分组成；表现为降低动物对养分的利用（下降10%）。•研究表明：贮存期间发霉的玉米，其脂肪含量明显减少，由3.8%降低为2.4%，胡萝卜素含量由3.1mg/kg降低为2.3mg/kg，VE含量由此22.1mg/kg降低为20.6mg/kg。（Bartov等，1982）饲料转化率下降饲料转化率下降三黄鸡着色变差畜禽生产能力降低•黄曲霉毒素体增重腿畸形评分肝脏相对重量ug／kg（g／100g体重）60602a1.73a5.72a120147b2.21b7.81bKhajarern，1999•ab字母不同表示同列均值差异显著（Ｐ＜０．０５）黄曲霉毒素对0～21日龄雏鸭的毒副作用畜禽生产能力降低•黄曲霉毒素体重瘀伤能量ug／kg（g）（微焦耳）•0552441•0.625558365*•1.25547314*•2.50481*229*•5.00385*212*•10.00327*206*•Tung等，1971•*表示与对照组相比差异显著（Ｐ＜０．０５）黄曲霉毒素中毒对家禽体重和胴体瘀伤的影响畜禽生产能力降低黄曲霉毒素对生长鸡生产性能的影响Jones等，1982指标企业按生产性能分组优中差养鸡企业数101010家禽总数122，052110，290105，167平均体重，磅3.883.833.79平均饲料转化率2.132.152.16成活率，％95.9895.6192.78黄曲霉毒素水平ug／kg6.136.4913.99黄曲霉毒素阳性样本数，％18.0422.0831.25畜禽生产能力降低T-2毒素对产蛋鸡生产性能的影响T-2毒素（ppm）产蛋率（％）蛋重（g）体重（g）0.096.29d52.45b1331.8c0.593.81c51.77ab1312.5b1.091.75b51.35a1286.0a2.086.65a51.33a1284.9aManoj和Devegowda等，2001ａｂ表示同列差异显著（Ｐ＜０．０５）致病机理•赭曲霉毒素•引起主要淋巴器官中细胞（淋巴细胞）的退化、减少，显著影响了家禽的细胞免疫水平。•由于赭曲霉毒素使免疫系统效应细胞特别是巨噬细胞数量减少，引起循环系统中的免疫球蛋白的数量也减少，导致体液免疫功能也受到次级抑制，人与动物免疫力缺失与下降•赭曲霉毒素Ａ、环匹克尼酸和桔霉素一旦被吸收立即与血浆蛋白结合，这样造成毒素在体内积聚和存留时间延长。•T-2毒素中毒引起的免疫抑制主要表现为白细胞数减少和法氏囊退化。随着毒素浓度的增加巨噬细胞的活性也会降低。•霉菌毒素潜在的危害非常大，这正是它被称为“隐行杀手”的原因。霉菌毒素的特点•隐蔽性–除了急性霉菌毒素感染，多数情况下属于慢性霉菌毒素污染造成临床症状。同时，由于污染浓度不高，检测有难度。•复杂性–霉菌毒素具有相互协同作用。受霉菌毒素的自然污染的饲料，其毒性高于人工添加相同浓度霉菌毒素的制成的饲料。–发生霉菌毒素中毒的动物并不常常呈现出典型症状，而是消化功能紊乱、采食量降低、健康程度下降、被毛粗乱、饲料效率降低、增重减缓，繁殖性能变差等非特异症状。•物种特异性–不同霉菌毒素对于不同动物造成的危害不一样。例如，猪对DON非常敏感（1ppm），但是18ppm的DON并不影响来航鸡的增重。蛋鸡对DON的耐受程度更高。霉菌毒素的协同效应霉菌毒素的协同效应•几种霉菌毒素协同作用对动物健康和生产性能的副作用比一种霉菌毒素单独作用的副作用要大，即实际生产条件下引起动物生产性能下降和中毒症的单一霉菌毒素的含量低于试验控制条件下引起同样毒性效应的剂量(Swamy，2003)。•实际生产条件下动物生产性能下降和某些不可预期的中毒现象，可能是由于不同霉菌毒素间的相互作用造成的。霉菌毒素问的互作可改变中毒的临床症状，导致一系列诊断特征不同于单独作用的症状之和。霉菌毒素危害的作用机制与外在表现降低采食量；影响养分消化吸收；影响动物内分泌和外分泌系统；诱发细胞死亡；抑制免疫系统；霉菌毒素引起的免疫抑制，从而导致条件性病原菌或者病毒引发疾病在临床上越来越常见霉菌毒素对仔猪免疫系统的危害随处可见的霉菌毒素配合饲料和饲料原料中霉菌毒素配合饲料和饲料原料中霉菌毒素配合饲料和饲料原料中霉菌毒素配合饲料和饲料原料中霉菌毒素配合饲料和饲料原料中霉菌毒素饲料和饲料原料中的霉菌毒素2006-2007年亚洲地区霉菌毒素污染情况0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.8AFT2ZONOTAFUMDON200620072008年饲料以及原料的霉菌毒素•342份样品，包括配合饲料、玉米、玉米加工副产品、小麦、麸皮、蛋白原料（豆粕、鱼粉其他蛋白原料）。•仅有20份样品完全没有检测到已知的霉菌毒素。-张丞等《饲料广角》2009.5霉菌毒素调查结果2008中国饲料原料霉菌毒素污染调查5.80%12.60%15.20%17.30%49.10%无毒素1种毒素2种毒素3种毒素4种以上毒素霉菌毒素调查结论•原料中主要关注玉米和玉米加工副产物（DDG/DDGS、玉米蛋白粉、玉米胚芽粕、酒精糟），这些原料是饲料中霉菌毒素的主要来源。玉米加工副产品霉菌毒素污染程度比玉米本身更严重。•各种原料及饲料中霉菌毒素主要为FUMB1、DON及ZON。•多种霉菌毒素共存的现象很普遍，80%以上样品中存在两种或者更多的霉菌毒素污染。•霉菌毒素导致的动物机体免疫抑制是目前动物疾病频发的首要原因•高热病病因(免疫抑制+细菌耐药+猪瘟强毒和高致病性蓝耳病)霉菌毒素对仔猪的危害•仔猪的耐受力低，极易中毒，中毒的仔猪常呈急性发作，出现中枢神经症状，头弯向一侧，头顶猪栏，数天内