霉菌毒素(mycotoxin)一詞源自希臘語的“mykes”,指霉菌和“toxicum”,指毒物。霉菌毒素(Mycotoxins)是由霉菌自然產生的。人們目前所知道的霉菌毒素就有上百種,但還有更多的霉菌毒素不被我們所了解。霉菌產生霉菌毒素是自身的一種防御機制和/或有助于在宿主體內定植。霉菌通過這一天然方法增強它們在環境中的競爭性。與霉菌一樣,霉菌毒素無處不在地存在于我們周圍的環境中。由于霉菌毒素種類繁多,霉菌毒素以多種方式影響動物的健康和生產性能,診斷和確認霉菌毒素中毒癥通常是非常困難的。
霉菌毒素是有毒的二級代謝產物,農作物在大田生長、收獲和貯存期間,由生長在作物上的真菌產生。霉菌毒素通過飼料(濃縮料、青貯料或飼草)或鋪草進入動物養殖生產系統。霉菌毒素危害動物的生長、生產和繁殖性能,危害動物的健康和產品質量。因此,控制霉菌毒素對于生產效益、動物福利、產品質量和食品安全都是至關重要的。
霉菌毒素是一個具有不同化學特性的分子量在200-500 kD的大家族。我們現在已經知道的霉菌毒素有幾百種,但開展深入研究的也只有其中的很小一部分,這很小一部分中的更小的一部分我們有方法可以對它們進行分析檢測。霉菌毒素的危害性差異很大。
霉菌毒素的危害作用主要通過以下四個機制:
1、采食量減少或拒食
2、改變飼料的營養含量,從而改變營養物質的吸收和代謝
3、影響內分泌和外分泌系統
4、免疫機能抑制
這些影響通常導致的是一些非典型性癥狀,這些癥狀也可能由許多其他的因素導致,從而造成難以準確、恰當地診斷霉菌毒素問題。當存在中等水平的霉菌毒素時,常見的中毒癥癥狀有:生產性能降低,免疫機能降低。在霉菌毒素中毒癥的診斷中,因接觸霉菌毒素,源自免疫機能抑制而導致的機會致病癥的二級癥狀可誘發進一步的并發癥
霉菌毒素的協同作用
不同種類的霉菌可共存,和平相處,大多數霉菌可產生一種以上的霉菌毒素。霉菌毒素具有協同和疊加效應,也就是說,當多種霉菌毒素同時存在時,它們復合在一起的影響遠遠大于單一霉菌毒素的毒性作用。因此,看上去濃度很低的單個霉菌毒素,當它們同時存在于飼料中共同對動物產生作用,其不利影響是不容忽略、至關重要的。
霉菌是通過產生長絲,又稱菌絲,生長和繁殖的,這對于真菌的存活和擴散是很重要的。菌絲的網絡形成將谷粒牢固地粘黏在一起,導致谷物或飼料在貯存時結塊,難以分離。導致谷物霉變的真菌還產生孢子,孢子在大田中或谷物/飼料倉的空氣中到處擴散。通常,這些孢子聚集在一起使得霉菌具有顏色特征。孢子可休眠數月或數年,一旦適宜真菌生長和發育的條件具備,霉菌孢子還會重新復蘇。
真菌的生長
真菌通常分為兩大類:
1、大田真菌
2、貯存真菌
當農作物還在大田生長時,大田真菌可侵害作物的種子,它們需要高濕度條件(20-21%)。這些真菌包括:鐮刀菌(Fusarium),鏈格孢菌(Alternari),分支孢子菌(Clodosporium),色二孢菌(Diplodia),赤霉菌(Gibberella)和長蠕孢菌(Helminthosporium)。
當谷物或種子貯存期間,貯存真菌,又稱貯存霉菌,可侵害谷物或種子。它們對濕度的要求不如大田真菌(13-18%),通常,貯存霉菌對未收獲的農作物不會造成嚴重的危害。貯存霉菌包括:曲霉菌(Aspergillus)和青霉菌(Penicillium)。
當大田/貯存術語常規地用于表明不同的真菌對其所需要的溫度和濕度差異時,實際上,特定微生物生長所需要的適宜條件可同時出現在大田或貯存場所。真菌生長所需要的理想條件依霉菌的種類,但通常來說,霉菌喜好高溫和高濕。
霉菌毒素是霉菌的二級代謝產物。在大田條件下,應激和隨之而來的生長活力降低常導致植物易受蟲害和有毒真菌的侵襲。貯存期間,濕度、溫度、底物、氧氣、二氧化碳濃度、真菌生物量、以及害蟲的存在,這些因素之間復雜的相互作用導致了有毒真菌的感染和霉菌毒素的產生。蟲害影響真菌的分化,即特定的蟲害決定特定的真菌菌種。
綜上所述,大多數真菌至少需要1-2%的氧氣,通常生長于20-30°C的溫度條件下。需要注意的是,如果谷物在高溫時節收獲,收獲后應將谷物保留在高溫條件下數天或數周,除非貯存設備具有降溫設施。貯存期間,真菌通常可在13-18%的濕度條件下生長,如果谷物含有較高水平的油(如花生),真菌可在較低的濕度7%條件下生長。
霉菌毒素產生的條件是什么?
霉菌具有高度的適應性,在非常寬泛的條件下,可在任何生長的作物或貯存的飼料上生長和繁殖。霉菌可在非常寬泛的條件下產生霉菌毒素,因此,霉菌毒素的威脅無處不在,下列因素增加了霉菌毒素的危害性:
1、植物應激:土壤貧瘠,蟲害,極端化的溫度和濕度
2、收獲應激:延遲收獲
3、貯存應激:潮濕的谷物
4、飼喂時的問題:衛生環境差,貯存條件差
霉菌毒素概述
在適當的條件下,真菌增殖,生成菌落,霉菌毒素水平增高。需要注意的是,由于大田和貯存真菌所需的生長條件差異很大,可能存在不同的真菌群落,從而導致不同真菌所產生的的霉菌毒素同時存在。在進行危害性評估和采取預防措施時,應考慮這一點。雖然存在幾百種霉菌毒素,但根據它們的毒性和常見性,這些是我們需要重點關注的霉菌毒素:黃曲霉毒素(Aflatoxin),赭曲霉毒素A(Ochratoxin A),單端孢菌毒素(Trichothecenes),玉米赤霉烯酮(Zearalenone),煙曲霉毒素(Fumonisin)和串珠鐮刀菌素(Moniliformin)(表1)。
表1:常見的霉菌毒素
霉菌毒素 | 產生毒素的真菌 | 毒素影響的作物 |
黃曲霉毒素 | 黃曲霉 寄生曲霉 | 玉米,棉籽,花生,大豆 |
赭曲霉毒素A | 赭曲霉 黑曲霉 疣孢青霉菌 | 小麥,大麥,燕麥,玉米,其他 |
單端孢菌毒素(去氧瓜萎鐮菌醇DON,T-2毒素,蛇形菌素DAS等) | 禾谷鐮刀菌 | 玉米,小麥,大麥 |
玉米赤霉烯酮 | 禾谷鐮刀菌 | 玉米,小麥,大麥,草 |
煙曲霉毒素 | 輪狀鐮刀菌 | 玉米 |
串珠鐮刀菌素 | 曲串珠鐮刀菌 | 玉米 |
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