黴菌毒素對水產養殖的影響及其防控措施

近年來，隨著魚粉和魚油價格不斷上漲，植物性蛋白源在水產飼料中的使用越來越廣泛。即使是肉食性魚類的配合飼料，植物性原料也能佔到50%~70%的比例。然而，隨著植物性原料的廣泛使用，黴菌毒素對飼料原料及其成品的汙染問題也日益突出。

1.黴菌毒素汙染現狀

黴菌毒素是產毒真菌在穀物或者飼料上生長繁殖產生的一系列種類繁多的有毒代謝產物（NRC,&nbsp1993）。這些產毒真菌能夠在穀物的生長、收穫過程中生長，或是在飼料的儲存、運輸和加工過程中生長，因而會在這些過程中對穀物或者飼料造成黴菌毒素汙染。據估計，全球每年約有25%甚至更多的農作物受到了黴菌毒素的汙染(CAST,&nbsp2003)。杜妮（2014）對2014年1~6月期間來自全國13個省份的816份飼料及原料樣品進行了檢測，結果表明，97.67%的受檢樣品已經受到了黴菌毒素的汙染，且高達88.60%的飼料及原料受到2種或2種以上黴菌毒素的汙染，多種黴菌毒素共存的現象很普遍。

在水產飼料製備的過程中，最常見的產毒真菌生物包括麴黴菌屬、青黴菌屬和鐮刀黴菌屬。而在魚類營養中關注較多的毒素是黃麴黴毒素B1、赭麴黴毒素A、伏馬菌素B1、單端孢黴烯毒素，特別是脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（嘔吐毒素）、T-2毒素和玉米赤黴烯酮。

Santacroce等（2008）調查表明，花生、幹椰子肉、棕櫚仁、棉粕、玉米及其相應產品是動物飼料中的黃麴黴毒素汙染的主要來源。百奧明(張丞等，2008)、奧邁生物科技(季海霞等，2015)、建明工業（黃廣明，2015）等生物公司，對全國各地的黴菌毒素汙染情況進行了調查，研究表明玉米及其副產品和DDGS（國產）類原料的黴菌毒素汙染一直比較嚴重，且以玉米赤黴烯酮和嘔吐毒素含量較高。程傳民等（2014）對2013年小麥類飼料原料中黴菌毒素汙染情況的調查表明，嘔吐毒素對其汙染較嚴重，且小麥副產品受到的汙染程度遠高於小麥。在水產商品料中，檢出頻率最高的是嘔吐毒素(王金勇等，2012)。

此外，調查顯示，黴菌毒素汙染的一個顯著特點就是多種黴菌毒素共同存在。一種黴菌可以產生多種黴菌毒素，而多種黴菌也可以產生同種黴菌毒素，如麴黴菌和青黴菌均能產生赭麴黴毒素和環匹阿尼酸(Varga等,&nbsp2001)。同時，用含有不同黴菌毒素的飼料原料製成配合飼料時，會產生交叉汙染，如穀物和豆粕的混合增加了黃麴黴毒素和鐮刀菌毒素共存的機會(Smith,&nbsp2001)。多種飼料原料製成配合飼料大大增加了配合飼料受多種黴菌毒素汙染的機會。此外，黴菌毒素之間能夠產生相互作用，而黴菌毒素間的協同作用對動物的危害比任何一種黴菌毒素單獨作用的危害都要大(Swamy,&nbsp2003)。

總的來說，黴菌毒素汙染已成為阻礙飼料業和水產養殖業發展的一大障礙。由於不同水產動物對黴菌毒素的耐受存在很大差異，因而水產飼料中各種不同的黴菌毒素也都具有一定的防控價值，其重要性和緊迫性應當引起我們的高度重視。

2.黴菌毒素對水產動物的危害

目前，關於黴菌毒素對魚類影響的研究較少且不系統。對於動物，黴菌毒素中毒的症狀包括攝食量下降，消化系統紊亂，影響內分泌、免疫和神經系統，誘發各器官癌變甚至死亡（Santacroce等,&nbsp2008）。種內和種間動物對黴菌毒素的敏感性差異很大，而且動物的生長階段、營養、健康狀況和環境條件也會影響動物對黴菌毒素的敏感性。

黃麴黴毒素由麴黴菌真菌產生，按其化學結構可分為B1、B2、G1和G2（Cotty等,&nbsp1994），其中，以黃麴黴毒素B1的毒性最強。黃麴黴毒素具有致癌、致畸、致突變的作用，其作用的靶器官主要是在肝臟。早在40多年前，就有報導黃麴黴毒素B1對虹鱒是劇毒的。當虹鱒被飼餵極低濃度（0.4~20&nbspμg/kg）的黃麴黴毒素B1時，就能觀察到虹鱒的肝癌和死亡(Halver等,&nbsp1969)。當濃度高於80&nbspμg/kg時，會引起急性中毒反應，包括肝壞死、水腫和出血(Roberts,&nbsp2002)。與其他鮭科魚類和諸如斑點叉尾鮰、羅非魚等暖水性魚類相比，虹鱒對黃麴黴毒素B1更為敏感(Manning,&nbsp2001)。

赭麴黴毒素A&nbsp(OTA)，由麴黴菌和青黴菌產生，被認為是世界上第二大黴菌毒素。其作用的主要機制可能是通過抑制苯丙氨酸tRNA的合成、線粒體ATP的產生以及誘導氧化應激來幹擾細胞功能。動物研究表明，OTA是一種腎毒素和肝毒素、免疫抑制劑、強有力的致畸原和致癌物(EI-Syed等,&nbsp2009)。關於OTA在魚和蝦上的毒理學效應的研究很少。在給虹鱒腹腔注射急性中毒劑量後，會導致死亡率、變性率、腎臟和肝臟壞死的概率增加(Doter等,&nbsp1973)。相同的，在給斑點叉尾鮰飼餵有OTA汙染的飼料（2和4&nbspmg/kg）後，觀測到增重和飼料效率的降低，肝臟和腎臟的病理性損傷，死亡率的增加(Manning等,&nbsp2005)。海鱸也表現出了對OTA的敏感性，據估計，其急性致死劑量為285μg/kg體重(EI-Sayed等,2009)。

伏馬菌素至少由28種不同的化合物組成，可分為A、B、C三組。這些化合物中，B組的毒性最強。伏馬菌素B1是被研究得最廣泛和最徹底的(Sulyok等,&nbsp2007)。其主要作用機制是幹擾鞘脂類的代謝。而鞘脂類是細胞壁的組成部分，對細胞的存活、分化、抗逆性和凋亡有重要作用(Hannun等,&nbsp2002)。用含有20~720mg/kg伏馬菌素B1的飼料飼餵斑點叉尾鮰幼魚後，觀測到了攝食量和飼料利用率的降低、抗體產生的受損、肝損傷和血液學指標的變化(Yildirim等,&nbsp2000)。在最低含量下，只觀測到了對攝食量的影響，而在最高含量下還觀測到了高死亡率。尼羅羅非魚對伏馬菌素B1與斑點叉尾鮰一樣敏感(Tuan等,&nbsp2003)，而鯉魚的反應則更為嚴重，還表現出了大腦中的神經中毒和退行性改變。

單端孢黴烯毒素是一大類主要由鐮刀菌屬真菌產生的化學相關的真菌毒素。根據其化學特性，它們通常被分為A、B、C、D四種。其中被研究較多的是T-2毒素、嘔吐毒素（DON）和雙乙酸基草鐮刀菌醇（DAS）。單端孢黴烯毒素是強大的蛋白質合成抑制劑，作用於60s核糖體亞單位(Rocha等,2005)。它們能影響細胞分裂，抑制線粒體功能，誘導細胞凋亡。它們能很容易地通過機體的屏障，如皮膚、肺和腸道的黏膜，而且不需要激活就能發揮有害的作用。細胞更新速度較高的組織對單端孢黴烯毒素更為敏感。單端孢黴烯毒素的毒性對動物的影響包括生長阻滯，卵巢功能的降低和生殖障礙，免疫應答的改變，厭食和嘔吐(Rocha等,&nbsp2005)。Manning等（2003）發現斑點叉尾鮰在攝入T-2毒素水平為1.3~5.0&nbspmg/kg的飼料後，其胃、頭腎和體腎會發生病變。當T-2毒素水平為1和2&nbspmg/kg時，斑點叉尾鮰對愛德華氏菌的抵抗力也會下降(Manning等,&nbsp2005)。此外，當用T-2毒素水平為15&nbspmg/kg的飼料飼餵虹鱒時，觀測到了生長的降低，水腫，腸道和血液學指標的改變(Poston等,&nbsp1982)。Woodward等（1983）報導稱，通過人工感染玉米，使飼料DON的含量為1.0~12.9&nbspmg/kg時，能引起虹鱒幼魚的肝增重、攝食量和飼料效率的逐步降低。近來，Hooft&nbsp(2010)報導稱，通過自然感染的玉米，實際飼料的DON含量為0.3~2.6&nbspmg/kg，會導致虹鱒幼魚（24g）生長和營養利用的顯著下降。當用DON含量為0.3（對照）~2.0mg/kg的飼料飼餵魚時，其影響僅僅是攝食量的下降，並沒有發現粗蛋白和總能的表觀消化率係數上的不同。然而，當用DON含量為1.4和2.6&nbspmg/kg的飼料飼餵虹鱒幼魚時，發現了肝臟的組織學病變（Hooft,&nbsp2010）。不同種類的魚對DON的敏感性不同，這可能是由於不同種類魚的腸道菌群將DON轉換為其低毒性的代謝產物的能力不同。

玉米赤黴烯酮，由幾種鐮刀菌屬的真菌產生。由於其結構與雌激素具有相似性，能與雌激素受體結合表現出弱雌激素活性，因此具有雌激素作用，能擾亂許多動物的繁殖。它廣泛存在於穀物中。腹腔內注射玉米赤黴烯酮，會導致虹鱒卵黃蛋白原和放射帶蛋白質的產生（Celius等,&nbsp2000），影響鯉魚精子的數量和質量（Sandor等,&nbsp1990）。

儘管關於黴菌毒素對魚類影響的知識是有限的，但顯而易見的是，在魚飼料中使用黴菌毒素汙染過的飼料原料會嚴重影響養殖魚類的健康，之後則可能會造成巨大的經濟損失。而且，在陸生動物的生產中，飼料中如果有黴菌毒素存在，黴菌毒素可能會部分轉移到肉、奶和蛋中（Goyarts,&nbsp2007），水產養殖中可能也存在同樣的問題。因此，為消除黴菌毒素所帶來的危害，對黴菌毒素進行有效的檢測和防控非常重要。

3.黴菌毒素的檢測方法

目前，檢測黴菌毒素的方法有很多。根據其可行性，以及生產中不同的需求，我們將這些方法分為定性和定量兩大類。

定性方法一般是為了簡便快速地獲得一個初步的結果，可檢出限制水平下的黴菌毒素，常作為篩選方法使用。目前使用比較普遍的是酶聯免疫法(ELISA)。此法操作簡便、成本較低，可在短時間內完成大量樣品的分析，具有廣闊的應用前景，且多種黴菌毒素的ELISA檢測試劑盒已經商業化。

定量方法通常用於黴菌毒素的進一步準確定量，包括高效液相色譜法（HPLC）、氣相色譜法（GC）和薄層色譜掃描法（TLC）等。其中，穀物中大多數黴菌毒素，如黃麴黴毒素、赭麴黴毒素、伏馬毒素和玉米赤黴烯酮等，均是採用HPLC。且HPLC結合螢光或紫外檢測器法，具有準確度和靈敏度高、檢測限低、自動化程度高等優點，已經在國際上得到了廣泛的使用。但對於單端孢黴烯毒素而言，GC檢測則具有更高的靈敏度。

儘管黴菌毒素的檢測技術已經有了很大的發展，但由於飼料及其原料生產、加工、運輸和貯藏條件的複雜多變，其檢測仍存在較大的困難。我們應建立科學合理的黴菌毒素監測體系，找到各個環節的關鍵控制點，使飼料黴菌毒素的檢測和防範科學化、系統化和規範化。

4.黴菌毒素的防控措施

黴菌毒素的可行性控制措施可分為兩個階段，即防黴（阻止黴菌的生長和黴菌毒素的產生）和脫毒（去除飼料中已經存在的黴菌毒素）。

防黴即是要從源頭抓起，包括培育防蟲、防倒伏和防黴的作物品種，在飼料貯存過程中控制溫度及溼度，以及通過添加防黴劑來防止黴菌的生長。研究表明，黴菌大多數屬於中溫型微生物，最適生長溫度一般在20~30℃。例如，鐮刀屬真菌的最適生長溫度為20℃，青黴菌屬真菌為25℃，麴黴菌屬真菌為30℃。水分是決定飼料中黴菌生長的另一重要因素。當飼料中水分含量超過15%時可導致飼料黴菌的大量生長繁殖，當水分含量達到17%~18%時為真菌繁殖產毒的最適條件。因此，飼料應貯存於陰涼、乾燥、通風、清潔的環境下，並儘可能的縮短貯存時間以減少黴菌的生長機率。此外，在飼料生產中，添加防黴劑可有效地抑制黴菌生長，延長飼料的保質期。防黴劑種類包括丙酸及其鹽類、雙乙酸鈉（SDA）以及諸如苯甲酸、山梨酸等有機酸。目前市場上使用的防黴劑主要為前兩種或多種防黴劑組成的複合型防黴劑。

如果作物在生長或存儲過程中感染了黴菌，它的代謝產物，即黴菌毒素會一直存在於作物乃至飼料中，此時再添加防黴劑也無濟於事。此時，需要採用物理清除、黴菌抑制、化學降解和使用吸附劑等措施來消除原料及飼料中黴菌毒素對動物的危害（Devegowda等,&nbsp2002）。

中和飼料中黴菌毒素最有效的方法就是在這些黴菌毒素被腸道吸收之前將它們吸附並形成無活性的物質，也就是在飼料生產過程中添加黴菌毒素吸附劑或結合劑。按照吸附劑或結合劑的有效成分，可將其分為3大類：

一是黏土類和鋁矽酸鹽類。此類吸附劑由於表面帶有負電荷，形成負電荷吸附中心，從而具有吸附各種陽離子和極性分子的能力。因此，此類吸附劑適於吸附帶有極性基團的黴菌毒素，如黃麴黴毒素；但是對於那些極性不強的黴菌毒素（如玉米赤黴烯酮和赭麴黴毒素），則吸附能力較弱（Santin等,&nbsp2002）。市場上常見的此類產品包括膨潤土、沸石粉、水合鋁矽酸鈉鈣（HSCAS）等。

二是活菌以及活菌產生的酶類。此類吸附劑的作用機理為利用活菌或者酶類對黴菌毒素分子中特定的功能性原子團進行降解，使黴菌毒素的毒性降低或是完全去除。但是，受制於飼料加工過程中的高溫高壓等逆境條件，動物消化道內降解條件的複雜性，降解產物的不確定性，以及酶的特異性等因素，這種方法尚未成熟，還需進一步研究。此外，在規模化的飼料生產中添加此類吸附劑還存在操作困難、成本較高、脫毒效率難以檢驗等問題。

三是酵母或酵母細胞壁類。其有效成分為酵母細胞壁內的葡甘露聚糖（GM）。研究表明，葡甘露聚糖對黃麴黴毒素有較好的吸附作用（Aravind等,&nbsp2003）。而且，應用葡甘露聚糖吸附劑對飼料進行脫毒不會產生其它有害物質，而且也不會影響到飼料的營養價值、適口性等（Bronius等,&nbsp2005）。但是，另有研究表明，其對玉米赤黴烯酮、T-2毒素、嘔吐毒素以及赭麴黴毒素A的吸附力則相對較弱（Yiannikouris等,&nbsp2002）。而且利用不同種屬酵母製成的產品對黴菌毒素的吸附能力差別較大（Bronius等,&nbsp2005）。因此，此類吸附劑還需進一步研究以改善其吸附能力。

5.結語

隨著我國水產養殖業和飼料業的迅速發展，黴菌毒素汙染飼料原料及飼料，其帶來的危害與損失也顯得尤為重要。同時，黴菌毒素還可殘留在動物體內，通過食物鏈進而危害人類健康。因此，我們有必要對黴菌毒素進行深入的研究和防控，積極採取措施從生產的各個環節去降低或消除黴菌毒素汙染的機率。從而實現水產養殖業和飼料業的健康可持續發展，保障人類的水產品安全。（完）




1、來源：《中大水生通訊》第58期
2、作者：廣州市誠一水產科技有限公司&nbsp李傑/文
3、微信號：gzchengyi2013


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