反刍动物粗饲料中的霉菌毒素污染

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本文摘自《第十二届中国牛业发展大会论文集》

作者：

张立阳※※，赵雪娇，姜鑫，刘帅，张永根※※※

（东北农业大学动物科学技术学院，哈尔滨）

摘要：每年，反刍动物消耗数百万吨污染了各种真菌的粗饲料，有些草料，如干草、秸秆或青贮饲料，在收获前或贮藏过程中就感染了真菌。真菌能产生多种次生代谢产物以增强在自然界中的竞争力，这些代谢产物很多具有抗真菌和抗细菌的活性。目前，对霉菌毒素大多的研究主要集中在单胃动物，包括猪和家禽，这不仅是了考虑到它们的经济价值，还考虑到反刍动物对大多数霉菌毒素的敏感性较弱，因为瘤胃微生物能有效地降解部分毒素。然而霉菌毒素的抗菌作用严重影响了瘤胃的功能，不仅导致营养不良，而且还促进了正常情况下不会通过瘤胃的其他霉菌毒素的吸收。同时粗饲料中的多种霉菌毒素仍引起反刍动物生产力的下降和毒素中毒。粗饲料是饲喂反刍动物最经济的饲料资源，因此草料中的霉菌毒素污染造成的经济损失会很严重，应引起研究者们的广泛重视。

关键词：动物生产、粗饲料、霉菌毒素、综述

反刍动物的日粮基本上包括粗饲料和精料。与不采食草料的单胃动物相比，反刍动物感染霉菌毒素污染的可能性更大。在全混合日粮中（TMR），饲料成分的多样性会增加多种霉菌毒素混合感染的机会，但也会降低被高浓度霉菌毒素污染的风险。在过去几十年，保存湿草料的技术有了新的发展，例如青贮和裹包。但厌氧条件控制不严格，贮存的湿草料更容易滋生霉菌并产生相应的毒素[1]。配制反刍动物日粮时经常会使用农业和工业食品加工副产物，如水果渣、甜菜渣、啤酒糟等，这些原料通常含有较高的水分，这就意味着在贮藏和运输过程中易于霉菌的生长和毒素的产生。反刍动物对大多数霉菌毒素的敏感性较弱，这是因为瘤胃微生物能有效地降解大部分的毒素[2]，但一次摄入大量霉菌毒素或长期小剂量摄入也会给奶牛带来营养不良、生长缓慢、免疫力下降等危害。粗饲料是饲喂反刍动物最经济的饲料资源。牧草含有丰富的蛋白质，其营养丰富、适口性好、经济安全和方便环保，特别是豆科牧草（紫花苜蓿、红豆草等）是集约化奶牛养殖最可靠、最经济的优质蛋白质来源。在苜蓿的干物质中，粗蛋白质含量高达18%~24.8%，包括人和动物的全部必需的氨基酸，以及一些稀有氨基酸(瓜氨酸、刀豆氨酸等)，其中赖氨酸的含量为1.06%~1.38%。苜蓿叶蛋白与联合国粮农组织推荐的成人氨基酸模式基本符合[3]。因此草料中的霉菌毒素污染造成的经济损失会很严重，应引起研究者们的广泛重视。了解霉菌毒素在不同粗饲料中的污染情况，更有助于针对性的预防和脱毒策略。

1.生长牧草中的霉菌毒素

1.1内生真菌毒素

许多内生真菌都可能感染生长的牧草。尤其是瘤座菌属和香柱菌属，它们产生的菌丝体可以进入草的叶肉细胞和茎的软组织内。菌丝体也可以进入胚珠，感染胚芽，内生真菌就这样随着种子感染宿主的下一代。内生真菌通常被认为是共生生物，因为它能够给寄主带来各种益处，如增强植物对病原微生物、寄生虫和昆虫的抵抗力。可是，内生真菌也能够产生多种生物检，它们会造成反刍动物多方面的负面影响。其中内生真菌产生的最主要的霉菌毒素是麦角碱，麦角缬氨酸和麦角缬氨酸素是主要的毒素。

采食感染内生毒素干草的反刍动物通常表现为体重下降，受精率下降，产乳量减少，且在夏季对高温的耐受力下降而表现为高热。有些还会观察到动物呼吸加快，心率减慢[4-5]。麦角缬氨酸不仅是多巴胺抗体拮抗剂，他还与“羊茅足”有关，这种疾病是有麦角缬氨酸引起的动物强烈血管收缩，从而造成的末端坏疽。多年生黑麦草的所有种类都可以被内生真菌感染，其导致的主要临床症状是震颤。蹒跚综合征的早期临床症状是头震颤和肩部肌肉抽搐，随后是腿部肌肉抽搐。犊牛往往会躺卧，很难再次站立[6]。

1.2防止反刍动物内生真菌毒素中毒的方法

由于很多内生真菌是通过种子传播的，因此草籽的合理贮存是降低感染传播的主要方法。贮存草籽中的内生真菌活力在数月内会下降。随着温度（＞20℃）和湿度（＞70%）的增加，草籽的活力丧失速度会加快。但是在温度为5℃和湿度为%的贮藏条件下，黑麦草草籽中的内生真菌可存活15年[7]。这种对草籽的钝化方法在培育新牧草过程中的应用是很成功的，但牧草经连续栽培后，其中的内生真菌数量还会增加。生产中尝试用筛选的无毒性分离株替代有毒性的内生真菌，还可用花生中黄曲霉毒素脱毒方法相似的氨化降解毒素法[8]。氨水处理后毒素水平下降，但是与处理花生相比，用氨水处理牧草降低毒素的方法成本过高。

2.豆科牧草中的霉菌毒素

豆科牧草是第二大牧草种类也是第二大有毒植物种类。感染豆类的最主要的真菌种类是大豆黑痣病毒。由于大豆黑痣病毒的感染，植物的叶子和茎上会出现黑点。据报道在豆科植物中最主要的毒素是流涎胺和苦马豆素。

家畜采食感染的植物后引发“流涎病”，其症状表现为分泌大量的唾液，随后出现食欲减退、气胀、腹泻尿频和多泪[9]。所继发的其他负面影响包括体重下降、产奶量下降和流产。流涎病中的的确切机理尚不明确。在体内，流涎胺被肝脏微粒体激活后生成酮亚胺。有活性的酮亚胺结构与乙酰胆碱类似，因此可以作为肌肉突触受体的拮抗剂。这个机理可以解部分典型临床症状。反刍动物采食疯草和摄入苦马豆素引起的中毒，表现为共济失调、精神沉郁、本体感受降低、意向性颤抖，出现应急状态下的过度反应，由于采食和饮水困难偶尔导致死亡[10]。母畜采食受感染的疯草除了出现神经症状外，还出现胎儿骨骼畸形、胎水积聚、卵巢发育异常和心律不齐。

3.贮存牧草中的霉菌毒素

收获前感染霉菌毒素，贮存是毒素还可能存在而且在贮存过程中经常能保持稳定、存在很长一段时间。另外储存的草料会被典型的贮藏真菌感染，包括青霉属和曲霉属真菌。所以贮存牧草中含有多种霉菌毒素。

3.1干草和秸秆中的霉菌及霉菌毒素

生长的粗饲料中所能感染的霉菌毒素在干草中均能检测到，虽然在贮藏过程中由于发酵的作用毒素浓度有所下降。贮存的干草经常感染的是霉菌是链格菌类[11]。尤其是烟曲霉是反刍动物“复发性呼吸道疾病”的病原[12]，其孢子被人和动物吸入后会侵入上呼吸道和肺，引起严重感染，尤其是免疫力低下的人或动物更易感[13]。收获前感染霉菌的植物秸秆中能发现多种镰孢毒素，而且毒素在正常的贮存条件下很稳定。由于秸秆通常用作家畜的垫料，也有大部分被用做粗饲料，因此很多报道中提到了皮肤毒素如T-2毒素造成皮肤病变，还有部分报道提到大环类单端孢霉烯和非大环类单端孢霉烯，尤其是葡萄穗毒素引起的皮肤病变[14]。

3.2青贮中的霉菌及霉菌毒素

青贮是传统的饲料贮存方法之一。利用植物原料中天然微生物群进行厌氧发酵，产生乳酸、乙酸和丁酸，通过降低草料中的PH来保存牧草，起到抗菌和防霉的作用。不同的青贮原料通常有不同的青贮方法，通常青贮原料为青草、全株玉米、粮食作物等。近年来，发酵剂或添加有机酸在青贮制作过程中越来越常见。青贮方法不当时，草料中会产生梭菌，动物采食梭菌污染的草料会引起感染。玉米青贮中最主要的霉菌种类是娄地青霉，它也污染青草和甜菜产品。其次是曲霉（烟曲霉，很少情况下有杂色曲霉和赭曲霉）、毛霉、地霉和根霉。虽然不同报道中的霉菌种类有很大区别，对不同地区、不同年份和不同青贮方法进行比较时，其分析结果差异更大，但总的认为娄地青霉是青贮饲料中最普遍的霉菌种类。

3.3.贮存牧草中霉菌毒素污染的预防和脱毒策略

在干草、青贮生产过程中，收获前受霉菌及其毒素污染情况主要取决于环境变化及田间管理，且饲料中超过90%的霉菌毒素产生于田间，避免受到霉菌毒素污染的第一步应该在作物生产地完成，如加强田间管理，对收获活动进行严谨的规划；在投喂前要检查干草霉变情况，严禁使用霉变干草饲喂反刍动物；在反刍动物日粮中应用优质的霉菌毒素吸附剂，可有效降低反刍动物消化系统对霉菌毒素的吸收作用；奶牛在应激或免疫力降低的条件下对霉菌毒素更为敏感，因此，应控制各种应激危害，降低应激，提高家畜自身抵抗力；日粮中的维生素、微量元素等对提高奶牛免疫力也有着至关重要的作用。

4.结论

霉菌毒素作为霉菌的次级代谢产物，被世界公认为是食品和家畜饲料中的有害物质。霉菌毒素的种类很多，不同种类的霉菌毒素在化学结构上有差别，其生物学特性也不尽相同。虽然反刍动物瘤胃能够将部分霉菌毒素降解为无毒或低毒物质，但草料中的多种霉菌毒素仍能引起反刍动物生产力的下降和毒素中毒。目前，研究多集中于反刍动物混合日粮中单一霉菌毒素的影响，还需要研究多种霉菌毒素同时作用的影响，因为这种混合感染在反刍动物日粮中经常发生。同时我们还需进一步研究、开发生产中行之有效的粗饲料及全混合日粮霉菌毒素脱毒策略，降低霉菌毒素对人类及动物健康的威胁。

参考文献（略）