霉菌毒素的危害及其防治

2024-02-27 10:14张振玲编译
猪业科学 2024年1期
关键词:谷物霉菌转基因

张振玲(编译)

(徐州生物工程职业技术学院动物工程学院,江苏 徐州 221006)

霉菌毒素是某些种类的真菌所产生的有毒化合物,若谷物和动物饲料受到污染则会对动物的生长以及人类的健康构成重大威胁。一定要重视并采取有效措施来避免霉菌毒素污染谷物。

谷物霉菌毒素污染率可高达60%~80%,霉菌毒素含量超标的谷物约占全部谷物的1/4左右(高于欧盟和美国食品法典的标准)。

为免受或减轻动物饲料及人类食物中的霉菌毒素污染,通常采取以下几种常见措施:

1)良好的农艺措施:正确的农艺措施有助于防止真菌生长及霉菌毒素的产生。如播种经认证的种子,适当轮作以及适当的土壤和作物管理等农艺措施。

2)田间监测:对作物进行定期监测以及早发现真菌感染及霉菌毒素污染的迹象。如目视观察、使用遥感技术监测以及田间抽检谷物中霉菌毒素的含量水平等措施或方法。

3)适时收获:适时在有利条件下收获谷物有助于减少真菌污染问题。延误收获则会增加谷物在田间产生霉菌毒素的机会和风险。

4)及时干燥和储存:干燥是减少谷物中水分含量和防止真菌生长的关键措施。良好的储存条件(比如适当通风和控制贮藏温度)有助于防止谷物储存过程中霉菌毒素的产生。

5)进行分级和清洁:去除发霉或明显受到污染的谷物颗粒及谷物碎片有助于降低最终谷物产品中霉菌毒素的含量水平。

6)合理使用杀菌剂:作物感染真菌病害时,审慎地使用杀菌剂有助于杀死或抑制真菌的生长,从而降低或减少霉菌毒素的产生。

7)饲料或食品的全程及定期检测:在动物饲料或人类食品的生产及整个供应链中定期进行霉菌毒素的检测,以确保最终的谷物类产品符合法规和安全标准。

上述这些措施既有预防措施,也有治理措施(剔除受污染的颗粒)。即使有少量谷物受到霉菌毒素污染,大量谷物也会将之稀释到符合限量规定的水平,另外亦可将轻微污染谷物做成动物饲料或生产乙醇。虽然既耗时又费钱地监测和治理谷物真菌毒素,但是在全球范围内霉菌毒素仍造成较为严重的经济损失。

动物饲料中若使用了被霉菌毒素严重污染的谷物,这种饲料就会对养殖动物造成严重影响,如大大降低其生长性能(从而降低饲肉转化率),严重的造成动物生病甚或死亡。

1 使用商品生防制剂,抑制真菌生长和霉菌毒素的产生

能产生毒素的真菌种类通常是些植物的病原体,这些病原真菌在微生物菌群失衡的环境中更易生长,进而造成土壤中以及植物上微生物菌群的进一步不平衡。近25年来,许多研究人员在寻找生物防治剂方面做出了重要贡献,目前这些生防制剂有许多已商业化。生防制剂的原理有些是直接抑制真菌生长,有些则是具有脱毒功能。

研究表明,一些丝状真菌,如非致病性曲霉(Aspergillus)、非致病性镰刀菌属中的若干种(Fusariumspp.),根霉属(Rhizopusspp.)的若干种,木霉属(Trichodermaspp.)的若干种;酵母如毛孢子菌(Trichosporon)和酵母菌(Saccharomyces);以 及 细 菌 如芽孢杆菌(Bacillus)、假单胞菌(Pseudomonas)和乳酸菌等都可以在田间作物生长期间抑制病原真菌的生长并显著减少霉菌毒素的产生。上述这些真菌、细菌和酵母等微生物通常是从健康土壤中分离出来的一些微生物,可以做成经济实惠的商品并可以接种在种子上或田间,为植物提供更好的生长环境(图1)。

图1 抑制真菌生长和减轻真菌毒素对谷物和动物生产影响的主要生物防治策略

采取生物防治的策略(使用有益微生物菌群)可以抑制真菌生长和霉菌毒素的产生

2 使用天然杀真菌剂,抑制真菌生长

杀真菌剂现在仍大量用于田间作物生长期间以及谷物储存期间,但必须极其谨慎地使用以防止危害操作人员。

其实,植物本身所产生的许多化合物(如许多种精油或精油混合物都可以在相对较低的剂量下抑制真菌的生长)都能有效抑制真菌生长,可以看作是植物的免疫系统。由于其具有挥发性,精油混合物可以在储存的谷物中作为熏蒸剂喷洒使用,精油通过破坏和抑制真菌的生长而降低霉菌毒素产生的风险。

研究表明,芥末油(异硫氰酸烯丙酯)(在黄芥末、绿芥末和其他一些芥属植物中发现)可以抑制贮藏谷物中的真菌生长,并且极微量就可起作用(作用浓度水平低至100 μg/kg)。芥末油对玉米、小麦和坚果等贮存可起到很好的保护作用。要达到最佳效果,必须保持粮仓内空气循环以使芥末油更均匀地分布。芥未油价格方面的差异较大(从6 $/L~100 $/L),目前还没有完全商业化。由于全球范围内芥未油的生产一般在发展中国家,所以这也可能为发展中国家提供一个机会。

3 转基因作物避免虫害和草害

表1是近期一篇文章中对转基因(GM)和非转基因玉米中霉菌毒素含量水平对比情况的研究结果,出自于一篇综述性文章,文章中共收集了11项研究(28个试验)。研究结果表明转基因玉米中霉菌毒素含量水平要低于非转基因玉米,且差异极为显著。目前转基因作物应用在一些国家仍存在争议。

表1 转基因和非转基因玉米中霉菌毒素含量水平对比情况

与常规玉米相比,转基因玉米中总的霉菌毒素含量降低了54%,显著降低。转基因玉米中的伏马毒素(FUM)、黄曲霉毒素(AFL)和玉米赤霉烯酮(ZEA)分别比常规非转基因玉米下降了56%、49%和51%,下降显著。多数转基因作物具有抗虫,抗除草剂或抗生素抗性,几乎没有具抗黄曲霉(产生黄曲霉毒素)特性的作物。害虫能破坏作物的整个植株及其所产谷物,为真菌以后在其上增殖和产生霉菌毒素建立一个物理通道或缺口;杂草可作为产毒真菌污染玉米的一个载体。因此,在一些技术不是那么发达的国家,这些具抗虫和抗除草剂特性的转基因作物就可保障人类食品和动物饲料更为安全(免受或少受霉菌毒素危害),它和其他可以杀虫和除草策略产生的结果相似。

4 小结

在与霉菌毒素斗争的过程中,要有一揽子(或整套)计划或方法。谷物在从田间到仓库的整个过程中,要采取积极主动的防御措施(如严格监控、良好的农艺措施以及严格的存储条件)。天然的生物防治剂(包括微生物和植物源杀菌剂),有望阻止真菌生长和清除、降解真菌毒素。转基因玉米也可显著降低玉米中霉菌毒素的含量水平。

总之,只有整合使用这些策略或方法,才能保证食品和饲料供应的安全,保护人类健康和养殖业健康持续地发展。

( 原 文 题 目:Nature vs Mycotoxins: Strategies to reduce mycotoxins in feed

原 文 作 者: Dr Fernando Bittencourt Luciano

原 文 出 处:https://www.allaboutfeed.net/specials/nature-vsmycotoxins-strategies-to-reducemycotoxins-in-feed)

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