霉菌与霉菌毒素（一）
— 1—综述：霉菌与霉菌毒素简介霉菌毒素是饲料最重要的危害之一
联合国粮食及农业组织（FAO）估计，动物蛋白产量在2010-2050年间每年增长1.7%，肉类产量预计增长近70%，水产养殖增长90%，乳制品增长 55%。预计到2050年，动物饲料需求将在目前基础上增长60%以上。因此，动物饲料安全已逐渐变得更加重要，而霉菌毒素是饲料最重要的危害之一 。据估计,全世界谷物25%受霉菌毒素污染，饲料中90％的霉菌毒素在田间已经产生（一般认为黄曲霉属于仓贮霉菌，主要产生于仓储期），平均有2%的粮食由于霉变不能人用。全世界由于霉菌毒素污染造成每年数千亿美元的损失。
霉菌毒素研究自1960 年代以来一直是个热门课题。霉菌毒素污染通常发生在田间以及饲料产品的加工和储存过程中。水分含量和环境温度是霉菌毒素产生的关键决定因素。霉菌毒素是非常稳定的小分子，极难祛除或根除，在进入饲料链的同时保持其毒性。
研究表明，饲料日粮中的霉菌毒素污染造成的危害，最主要的不是急性疾病发作，而是不同霉菌毒素协同效应，导致动物一系列慢性/亚临床症状：动物生产力下降、免疫抑制导致疾病发病率增加、重要器官受损以及生殖能力下降，由此造成的经济影响，远远超过霉菌毒素急性中毒和死亡造成的影响。
在规模化养殖场利润微薄的当下，必需最大限度地降低霉菌毒素造成的损失，以提高饲料性能至关重要。
世界各地的动物饲料和饲料原料中都能检测到霉菌毒素的存在，且各种毒素的流行情况存在地区差异。大多数饲料样本中都能检测出霉菌毒素，有时一个样本可检测到多种霉菌毒素。一项针对来自63个国家的8452个饲料样本的调查结果显示，呕吐毒素(DON)阳性样本比例为81%，烟曲霉毒素为71%，玉米赤霉烯酮为52%，黄曲霉毒素为26%，T-2毒素为19%，赭曲霉毒素为18%。且78%的样品检测到2种以上毒素。由于各地区霉菌毒素含量监管标准不同，虽然检测结果显示出较低的霉菌毒素水平，但实际上却存在高水平霉菌毒素中毒的风险。
发达国家及世界卫生组织公认黄曲霉毒素是危害最严重的毒素。在国内却有许多公司利用毒素自然存在的浓度差异，片面夸大次要毒素如呕吐毒素，T-2 毒素的危害。
目前已知的霉菌毒素超过400种，其中饲料中比较常见、危害较大、我国饲料卫生标准规定了最低限量标准的毒素有六种：
1、黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1/ AFB1)；
2、呕吐毒素(Deoxynivalenol /Type A TCT /DON)；
3、玉米赤霉烯酮(Zearalenone /ZEN)；
4、烟曲霉毒素B/伏马霉素B(Fumonisins /FB)；
5、赭曲霉毒素A(OchTatoxin /OTA)；
6、T-2毒素 （Trichothecene /Type A /TCT）。
一、霉菌
霉菌属于真菌，普遍存在于土壤和一些腐烂植物中。土壤中的霉菌孢子经空气、水及昆虫传播到植物上，一旦孢子接触到破裂的种子，便迅速生长，使种子出现明显的发霉现象。
1、造成饲料霉变的主要原因有：
（1）田间发霉
谷物、玉米在收获前就受到霉菌毒素污染。饲料中90％的霉菌毒素在田间已经产生。
研究表明：
植物或霉菌应激因素（干旱、环境温度过高、虫害、收割时的机械损伤、植物活力降低）使作物易受霉菌感染。
（2）玉米粉碎后贮存时间较长
粉碎后的玉米大量堆积在一起，很易结块、发热，因散热不良易受到污染而霉变，尤其是在高温、高湿地区和季节。
（3）颗粒饲料生产不当
颗粒饲料调制过程中会以蒸汽形式引入3%～5%的水分。饲料制粒后必须冷却降温、挥发水分并使温度接近室温后才能贮存运输，否则易导致霉菌生长。
（4）饲料加油
脂肪极易酸败霉变
（5）饲料贮存与管理不善
例如绝大部分养鸡场都使用自动乳头饮水器，一般是水槽在上料槽在下，这比较适合鸡采食、饮水，但同时漏下的水会滴在料槽内。混水的饲料鸡不爱采食，若不及时清除，高温或通风不良季节鸡舍内饲料容易发霉变质。
2、霉菌的分类：
根据生活习性分，饲料中的霉菌分为两大类：
（1）田间霉菌：镰刀菌属
主要分泌的毒素：
·单端孢霉烯族毒素（呕吐毒素（DON）、T-2毒素）、
·玉米赤霉烯酮（ZEN/ F-2毒素）、
·伏马菌素B/烟曲霉毒素B（FB）
（2）仓储霉菌：曲霉菌属
主要分泌：
·黄曲霉毒素（Aflatoxin, AF）、
·赭曲霉毒素（OT）；
3、霉菌生长的条件
霉菌生长需要的条件有四个：基质、温度、水分、氧气。
其中水分和环境温度是霉菌生长的关键决定因素。
4、说明：
不同霉菌的生长对水分要求有差异：
储藏霉菌需要低水分（最低12%）和低水分活度（最低0.7）。
田间霉菌在田间时侵入种子，需要高湿度条件（最低22%）和高水分活度（最低0.7）。它可引起胚珠死亡、种子皱缩、胚虚弱或死亡。田间霉菌在收获后的储藏过程中生长极差，而且即使干燥的谷物受潮，也不会产生毒素(Christensen和Kaufmann，1965)。
二、霉菌毒素
霉菌毒素是由霉菌产生的毒素，是霉菌生长过程中产生的次级代谢产物。
次级代谢产物指的是由霉菌增殖过程中形成的丙酮酸、酯酸、氨基酸等初级代谢产物作为前体物质，进行生物合成的物质。
霉菌毒素可产生于世界上几乎所有的农作物。任何谷物在生长、收获、储藏或加工过程中均易受到霉菌的污染, 同时产生霉菌毒素, 破坏作物的营养价值。
霉菌毒素具有稳定性强、毒性大、协同性、相加性等特征。对畜禽危害最大的霉菌毒素主要有黄曲霉毒素 B1(Aflatoxins B1, AFB1)、T-2 毒素(T-2 toxin)、玉米赤霉烯酮(Zearalenone, ZEN)、呕吐毒素(Deoxynivalenol, DON)、伏马毒素B/烟曲霉毒素B (Fumonisins, FB)和赭曲霉毒素A(Ochratoxin A, OTA)等六种。毒素可通过饲料进入动物机体,引起动物的急性或慢性中毒,损害机体健康、影响生产性能。
1、霉菌毒素根据其化学结构和生物活性分类：
（1）致癌：例如黄曲霉毒素 B1、赭曲霉毒素 A、烟曲霉毒素B/伏马菌素 B；
（2）雌激素：玉米赤霉烯酮
（3）神经毒性：烟曲霉毒素B/伏马菌素 B
（4）肾毒性：赭曲霉毒素A
（5）皮肤坏死：单端孢霉烯族毒素----（T-2毒素、呕吐毒素DON）、玉米赤霉烯酮ZEN、烟曲霉毒素B /伏马菌素B）
（6）免疫抑制：黄曲霉毒素 B1、赭曲霉毒素 A 和 T-2毒素。
2、霉菌毒素特点
（1）毒性大：
很低的浓度(ppb级)即能产生明显的毒性。在污染比较严重的几种霉菌毒素当中,黄曲霉毒素B1(AFB1)具有很强的毒性,其毒性是氰化钾的10倍，砒霜的68倍。
（2）协同性及相加性：
两种以上的霉菌毒素混合在一起时,其造成的伤害,会比个别霉菌毒素单独造成的伤害总和还要大。
（3）稳定性强：
霉毒素具有非常稳定的化学性质,可耐高温、耐储存、耐加工，如黄曲霉毒素耐高温280℃。无论怎样的饲料加工设备，只能杀死部分霉菌，并不能破坏霉菌毒素。
（4）富集性：
毒素不能被化学、生物制剂及物理作用灭活，可以在生物链中不断传播、富集。原本被分泌及污染而残留在土壤中的霉菌毒素会被后来种植的谷物所吸收，从而引起更多霉菌毒素污染及感染的问题。
（5）特异性：
分子结构不同，毒性相差很大。如黄曲霉毒素族有黄曲霉毒素B1,B2,M1,M2,其毒性大小不一样。
3、常见霉菌于霉菌毒素生长、合成的条件
ERH：平衡相对湿度；EMC：平衡水分浓度
4、产毒霉菌产生毒素需要的条件
（1）基质：
所需营养物质主要是糖、少量氮质和无机盐
（2）基质的水分含量：
大部分霉菌需要水分活性（aw） 0.70以上（相对湿度70%以上）/水分含量12%以上；
（3）温度：
霉菌生长最适宜温度12~25℃。低于10℃和高于30℃时减弱，0℃几乎不生长。产毒温度略低于霉菌生长最适温度。
（4）空气流通性：氧气
5、影响霉菌毒素对动物危害程度的因素主要有：
（1）毒素因素：毒素种类、摄入剂量、暴露时间、多种毒素的协同与相加效应；
（2）动物因素：动物种属、年龄、性别、健康状态、营养水平、免疫状态；
（3）农场管理因素：动物应激水平（卫生、温湿度、通风、饲养密度）、脱霉剂的应用效果。
6、已经产生毒素加防霉剂有效吗？
使用防霉剂是一个很常用的控制霉菌生长的措施，它可阻止霉菌的生长，因而可延缓谷物的损失和霉菌毒素产生。尽管如此，应该强调的是一旦霉菌已经污染了谷物和或产生了霉菌毒素，这种措施就不起作用了。
霉菌毒素的可行控制措施必须分两个阶段完成 ：
（1）阻止霉菌生长和阻止霉菌毒素产生（防霉）
（2）祛除饲料中存在的霉菌毒素（脱毒）
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饲料中主要霉菌毒素简介
一、黄曲霉毒素(Aflatoxin, AF)
黄曲霉毒素是世界上研究最彻底的一种毒素，同时也是对世界饲料和畜牧生产危害最严重的一种毒素。
影响AF产生的最重要环境因子是温度和水分，适宜黄曲霉生长和产毒的温度范围是12～42℃，最适温度为25～32℃；最低相对湿度78%，最适相对湿度98%；谷物含水分18%以上，花生含水分12%以上，在通气条件下，黄曲霉即能迅速生长和产毒。
AF是曲霉菌的次级代谢物，已确定的黄曲霉毒素有16种，主要的黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2、M1、M2、GM、P1、Q1、毒醇等，黄曲霉毒素的各种代谢产物的毒性强弱顺序是：AFB1> AFM1> AFG1>AFB2> AFM2> AFG2。从毒性顺序可以看出，结构中双呋喃环末端具有双键结构的毒性大，不具双键结构的毒性相对较小。其中AFB1毒性最强，其毒性是氰化钾的10倍，是砒霜的68倍。并且AFB1的存在极为普遍,在农作物和饲料中广泛存在。
对同一动物不同毒素的限制水平代表相对毒性的强弱。按毒性级别分类，黄曲霉毒素B1属于超剧毒级。
自1962 年分离出黄曲霉毒素以来，人们对其毒性进行了较深入的研究，发现其毒性属于极毒，其剧烈的毒性比人们熟知的剧毒药氰化钾要强10倍，比眼镜蛇、金环蛇的毒汁还要毒，比剧毒农药1605、1059的毒性强28～33倍，一粒严重发霉含有黄曲霉毒素40μg的玉米，可令两只小鸭中毒死亡。
研究表明饲料中的黄曲霉毒素在仔猪应控制在5ppb以下（法定范围为 10ppb），在种猪、大猪应控制在 20ppb以下。
2003年底至2004年秋天，亚洲各国均发生较广泛的动物疫情大规模爆发，究其原因与 2003年天气异常导致谷物大面积发霉有直接关系，这场疫情导致中国养猪生产损失达200亿元以上。
1、黄曲霉毒素来源
玉米、棉籽和花生是动物饲料中一些最重要的黄曲霉毒素来源。小谷物（大麦、燕麦和小麦）偶尔也会被致病霉菌定殖，这些霉菌会产生少量至中等量的黄曲霉毒素。大豆很少产生黄曲霉毒素。
2、黄曲霉毒素的毒性
（1）急性毒性：
黄曲霉毒素对畜禽及其他动物有强烈的毒性，黄曲霉毒素主要危害表现为：对动物多系统的直接破坏（靶向器官主要为肝脏、胃肠道、生殖系统）；高强度地抑制动物的免疫系统，降低动物对病原的抵抗力及对疾病的易感性，因而会诱导或增强动物疫情的传播；动物繁殖性能障碍；此外，黄曲霉毒素还具有强烈的致癌、致畸、致突变作用。
急性毒性表现为：食欲明显减退、体重下降；便血、皮肤出血或充血；生长缓慢、发育停滞；随后出现过度兴奋、抽搐、死亡等症状。中毒的主要病变在肝脏，表现为肝出血、坏死和胆管增生，也可见到肾脏和其他内脏器官损伤。
（2）慢性毒性
黄曲霉毒素慢性中毒/亚临床症状是：生产性能和繁殖性能下降、放大应激反应、胃肠道疾病。
幼龄动物生长缓慢是慢性黄曲霉毒中毒的一个敏感临床指标。
3、最新饲料卫生标准对黄曲霉毒素的限量：
4、注意事项：
黄曲霉毒素的估计误差:现通常以AFB1占总黄曲霉毒素比例为40%来估算总黄曲霉毒素，那是以B1占B1,B2, G2, G2四种比例推算。但现在已发现黄曲霉毒素多达16种之多，所以比例严重低估。
二、镰刀菌毒素（Fusantium Mycotoxin）
镰刀菌毒素主要是镰刀菌属产生的有毒代谢产物的总称。根据其化学结构和毒性作用可主要分为：
（1）单端孢霉烯族毒素(Trichothecenes)
·T-2毒素（Trichothecene /Type A ）
·呕吐毒素(Deoxynivalenol /DON)
（2）玉米赤霉烯酮(zearalen one/ ZEN / F-2毒素)
（3）烟曲霉毒素B /伏马菌素B(fumonisns/FB)
(一)单端孢霉烯族毒素(Trichothecenes)
单端孢霉烯族毒素是谷物和青贮饲料中常见的田间毒素。基本化学结构是倍半萜烯，分为二型：
单端孢霉烯A 型 ---(Trichothecene：T-2)
单端孢霉烯B 型 ---(呕吐毒素 Deoxynivalenol: DON)
单端孢霉烯族毒素的共同特点是：较强的免疫抑制和急性细胞毒性。单端孢霉烯族毒素中毒的临床症状包括：食欲废绝、生长受阻、繁殖能力下降。
单胃动物特别是仔猪，非常敏感；
1、T-2毒素（Trichothecene /Type A TCT）
T-2 是单端孢霉毒素中最致命的，其对动物的毒性因年龄、剂量和物种而异。该毒素性质稳定，有很强的耐热性和紫外线耐受性，因此在食物生产和加工过程中高压灭菌不易灭活。
（1）T-2毒素的主要靶器官是肝脏。在体内主要危害免疫系统、造血组织、胃肠道。
家禽、牛、羊、猪都对T-2毒素敏感。
（2）动物中毒临床症状
出血性综合征；胃肠道功能受损(食欲废绝、体重减轻、生长迟缓、腹泻和呕吐)是动物慢性和急性T-2 毒性的主要症状，对畜禽健康和畜牧业生产的危害很大。
家畜中，猪为最易感动物。可引发猪的免疫抑制，增加对致病菌的易感性；胃肠黏膜受损，引起食欲不振、生长缓慢、腹泻和呕吐；损伤骨髓、淋巴结、脾脏、胸腺等造血器官，引起白细胞减少；严重者造成死亡。
奶牛：拒食；腹泻、肠出血；生产性能下降；死亡。
家禽：免疫系统受损；造血系统破坏；胃肠道损伤。导致拒食、腹泻、生长受阻、体重减轻；疾病易发；产蛋量减少、蛋壳变薄等。
（3）最新GB2761（2017年）饲料卫生标准对T-2毒素的限量：
2、呕吐毒素(Deoxynivalenol / DON)
呕吐毒素(DON)属于单端孢霉烯B型，又称脱氧雪腐镰刀菌烯醇，该毒素与玉米赤霉烯酮ZEA均由禾谷镰刀菌产生，因此两类毒素常出现共存现象。
（1）、呕吐毒素(DON)主要作用于增殖活跃的细胞组织，如淋巴细胞、粘膜上皮、骨髓和肝等。淋巴细胞的损害最为严重，可引起动物的免疫抑制、生殖性能下降。
（2）猪对呕吐毒素(DON)最为敏感
呕吐毒素(DON)摄入量高时，主要症状是呕吐（因此被称为“呕吐毒素”）；食欲废绝体重减轻；免疫失调；皮肤损伤和出血；流产、死胎和弱仔。
呕吐毒素(DON)摄入量低时，主要症状厌食、采食量下降；胃肠道损伤、腹泻；生长缓慢。
（3）最新GB2761（2017年）饲料卫生标准对呕吐霉毒素的限量：
(二)、玉米赤霉烯酮(Zearalenone ZEA)
玉米赤霉烯酮(Zearalenone ZEA)也称为F-2毒素，其作用的靶器官主要为生殖系统，能引起雌激素反应，其强度为雌激素的十分之一。其雌激素效应包括生育力下降、胚胎致死吸收率增加、产仔数减少。
1、玉米赤霉烯酮毒素(ZEA)的毒性：
在较高剂量下，玉米赤霉烯酮会干扰受孕、排卵、植入、胎儿发育和新生动物的生存能力。
2、在所有畜禽中，猪对ZEA最敏感。
可见母猪症状有：外阴和乳腺肿胀、阴道炎、阴道和/或直肠脱垂；发情间隔延长；卵巢萎缩；流产、死胎和不育；
可见公猪症状有：玉米赤霉烯酮诱导雌性化，减少精子发生，睾丸重量，降低性欲，并降低睾酮水平。
3、值得指出的是，现有研究公认的结论是：
小母猪阴唇红肿是猪群霉菌毒素中毒症状中出现频率最高与最早的症状之一。更是猪群健康水平高低的指标。在生产上观察到阴门红肿症状，就意味着猪群已处于多种霉菌毒素中毒症中，在猪群中必然可以发现多种霉菌毒素引起的其它复杂的临床现象。
4、最新GB2761（2017年）饲料卫生标准对玉米赤霉烯酮毒素的限量：
(三)、烟曲霉毒素B(fumonisins，FB)（又称伏马菌素B）
烟曲霉毒素B/伏马菌素B由串珠镰刀菌产生，是亲水性的代谢产物（其他霉菌毒素是脂溶性）。马特别敏感。
烟曲霉毒素B/伏马菌素B (FB)有三种，分别是FB1、FB2和FB3，在世界范围内普遍存在。饲料与饲料原料中最普遍的烟曲霉毒素B/伏马菌素B以FB1为主，主要污染玉米及其制品。
1、与其他霉菌毒素相比，FB在瘤胃和胃肠道中代谢缓慢，因此毒性较低。
2、FB具有神经毒性和可能的致癌物。会损害动物免疫功能；损伤肝脏和肾脏；采食量减少、体重增速减缓、腹泻;产奶量减少；增加大多数动物的死亡率。
3、FB的特点：
（1）FB在马中能导致马脑白质软化症（通常称为霉玉米中毒症或“脑洞病”，ELEM），一旦出现临床神经症状，通常就是致命的。研究发现浓度为10ppm烟曲霉毒素能导致马脑白质软化症。
（2）高剂量或者与其他毒素协同时，可引起猪肺水肿症候群(PPE)。
4、最新GB2761（2017年）饲料卫生标准对烟曲霉毒素（又称伏马菌素）的限量：
三、赭曲霉毒素(ochTatoxinOT)
赭曲霉毒素是由曲霉属和青霉属的一些菌种产生的一组结构相似的霉菌代谢产物，具有强烈的肾毒素，尤其对猪和家禽（肾脏损伤）危害更大。赭曲霉毒素是对家禽最毒的霉菌毒素之一，被认为家禽霉菌毒素中毒的指示性毒素。
牛的瘤胃能够分解赭曲霉毒素。在正常运作的瘤胃中，赭曲霉毒素会迅速降解，因此它对反刍动物的威胁较小。
1、赭曲霉毒素包括赭曲霉毒素A、B、C和D。其中赭曲霉毒素A(OTA）毒性最强。赭曲霉毒素主要污染玉米、大豆等。
相对其他霉菌毒素较高的污染率，赭曲霉毒素A的阳性检出率较低。全球饲料阳性污染率约18%。
2、赭曲霉毒素A的毒性
赭曲霉毒素主要影响所有动物物种的肾脏，但在高浓度时也会损害肝脏。毒素会在动物组织中积累。
OTA已被证明是一种有效的肾毒性、免疫毒性、神经毒性、肝毒性和致畸化合物。
3、赭曲霉毒素A对家禽的毒性
（1）肉鸡：可引起生长停滞、肠炎、气囊炎、色素沉积不良、死亡。
病变包括肾脏损伤（苍白肾脏、萎缩、肾小管变性、间质纤维化）、也可能肝脏损伤；
（2）蛋鸡：产蛋减少、蛋壳质量下降、孵化率低；
（3）鹅：出现肝病、痛风和轻度肾病。
4、最新GB2761（2017年）饲料卫生标准对赭曲霉毒素A的限量：
来源：谭谈球虫，作者：谭校长
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