現(xiàn)代社會人們越來越重視食品安全,飼料中的各種營養(yǎng)素維持著動物正常生命活動和生產(chǎn)性能,動物產(chǎn)品則作為人類的食物,因此飼料與人類身體健康密切相關(guān)。但在生產(chǎn)、加工、貯存、運輸?shù)冗^程中,飼料可能被某些有毒有害物質(zhì)污染,影響動物健康和動物產(chǎn)品安全,最終對人類健康造成不利影響。因此,控制和減少飼料中污染物是非常必要的。目前,新版《GB 13078—2017 飼料衛(wèi)生標準》已于 2018 年 5 月 1 日正式實施。有毒有害物質(zhì)控制項目增至 5 類 24 個(見表 1),并細化飼料產(chǎn)品中的限量值,涵蓋技術(shù)指標164個,其中80%達到歐盟標準。
按污染物來源可將飼料中有毒有害物質(zhì)分為飼料源性和非飼料源性有毒有害物質(zhì)。飼料源性有毒有害物質(zhì)是指來源于各種飼料和飼料添加劑中的毒害物,包括飼料原料本身存在的抗營養(yǎng)因子,比如天然植物毒素。非飼料源性有毒有害物質(zhì)是指在飼料生產(chǎn)鏈中,對飼料產(chǎn)生污染的外界有毒有害物質(zhì),包括霉菌毒素、有機氯污染物、微生物污染物、無機污染物等。
霉菌毒素
1.1 飼料中霉菌毒素污染狀況
對于蛋雞飼料而言,最常見、最嚴重的毒害物則是霉菌毒素。霉菌毒素由多種真菌合成的毒性較強的次生代謝產(chǎn)物,在環(huán)境(濕度、溫度和氧氣)適宜的條件下,可在飼料、飼料原料和食品中產(chǎn)生。據(jù)估計,至少存在300種真菌代謝物對人類和動物會有潛在的毒性危害,其中黃曲霉毒素B1(AFB1)、玉米赤霉烯酮(ZEA)、嘔吐毒素(DON)和赭曲霉毒素A人們熟知并廣泛研究。飼料及飼用原料霉菌毒素污染問題日益突出,受檢飼料及原料的霉菌毒素檢出率極高,在同一樣品中也經(jīng)常檢測到多種霉菌毒素,容易產(chǎn)生協(xié)同致毒效應。霉菌毒素的污染已成為全球性難題,引起人們的廣泛關(guān)注。家禽對霉菌毒素敏感,在蛋雞飼料和飼料原料中,危害性最大的霉菌毒素是黃曲霉毒素(AFs),主要由黃曲霉菌、寄生曲霉和軟毛青霉等產(chǎn)生的一組自然發(fā)生的真菌代謝產(chǎn)物。
AFB1普遍存在于玉米、棉籽及其餅粕等飼用原料中,作物的生長期和貯藏期檢出率極高。
如果飼料含水分過高、儲存環(huán)境的溫濕度不適宜,也導致其被 AFB1污染。飼料中 AFB1的數(shù)量與儲存時間存在線性關(guān)系,它不僅產(chǎn)生迅速,且毒性也比其他霉菌強。此外,黃曲霉毒素耐熱性強,其分子結(jié)構(gòu)中雙呋喃環(huán)和氧雜萘鄰酮環(huán)與其毒性及致癌性密切相關(guān),在配合飼料加工過程中不易分解。
1.2 霉菌毒素對蛋雞的危害
1.2.1 抑制DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成
AFs 是高毒性和高致癌性毒素,可與細胞核和線粒體DNA結(jié)合,抑制蛋白質(zhì)合成。細胞色素P450酶氧化AFB1生成AFB1-8,9-環(huán)氧化合物,其與鳥嘌呤N7共價結(jié)合形成AFB1-N7-鳥嘌呤化合物,導致核苷酸上的堿基 T 取代堿基 G 而發(fā)生基因突變,進而造成蛋白質(zhì)合成受損,阻礙肝臟正常代謝功能,且肝細胞脂類的從頭合成、運輸及調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達也被降低,抗氧化功能和脂質(zhì)代謝受到損傷。感染AFs的蛋雞臨床表現(xiàn)為無精打采,采食量、日增重、料蛋比和產(chǎn)蛋率顯著降低,死亡率顯著升高。研究表明AFB1引起產(chǎn)蛋率降低的原因可能與血漿甘油三酯水平的下降有關(guān)。此外還會造成動物貧血、畸形和誘發(fā)癌變最終對蛋雞生長和繁殖性能造成不良影響。
剖檢感染病雞可見其肝臟腎臟腫大,皮下及脂肪出血,幼齡雞法氏囊萎縮等。鏡檢可見肝臟脂肪變性、膽管增生。
1.2.2 破壞腸道黏膜屏障
霉菌毒素可破壞細胞間的緊密連接,改變腸道免疫屏障結(jié)構(gòu),降低腸道免疫功能,誘導腸道組織病變和炎癥。豬腸上皮 IPEC-1 和 IPEC-J2細胞被霉菌毒素吸附后,可顯著降低閉鎖小帶蛋白 1(ZO-1)的表達量,激活絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路中的細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶,從而破壞腸道黏膜機械屏障的完整性。
1.2.3 降低蛋殼和雞蛋品質(zhì)
除影響機體組織器官功能外,AFs 還會對蛋殼和雞蛋品質(zhì)造成不良影響。研究證實,AFs 顯著降低蛋重、蛋黃重、蛋白指數(shù)和哈氏單位,且蛋殼厚度、蛋殼強度和蛋形指數(shù)也均發(fā)生顯著性改變。研究表明,AFs 可干擾脂質(zhì)代謝,顯著降低脂蛋白含量,影響類胡蘿卜素的沉積,后者是雞蛋黃著色主要色素,需要以脂蛋白為載體才能被轉(zhuǎn)運到蛋黃中。這說明AFs可能是通過干擾脂質(zhì)代謝影響蛋黃顏色和脂質(zhì)沉積。
1.3 霉菌毒素防治
1.3.1 防止原料、飼料霉變
霉菌毒素的預防工作應從飼用作物的生產(chǎn)做起,選育抗霉菌的作物品種、采取輪作制度,盡量減少原料生產(chǎn)中霉菌的滋生;對于收割后的作物,要嚴格控制水分含量;飼料的霉變程度與存儲時間呈正相關(guān),時間越久,霉變程度越嚴重。所以在生產(chǎn)中處理和存儲飼料和作物時應注意時間。同時,在存儲時還可加入一些防霉劑(丙酸及丙酸鹽類等)。
1.3.2 霉菌毒素脫毒
實際生產(chǎn)中,為防止飼料霉變,經(jīng)常在飼料中添加霉菌毒素吸附劑,結(jié)合家禽胃腸道中的霉菌毒素,防止其通過消化道被吸收,減少其毒性作用。市場上常見的霉菌毒素吸附劑有鋁硅酸鹽類、蒙脫石、活性炭、復合吸附劑等。
0.11%的葡甘露聚糖可有效吸附蛋雞飼料中AFB1,顯著降低胃腸道組織中的 AFB1水平。吸附劑還可調(diào)節(jié)動物機體功能,0.15%的蒙脫石顯著增加蛋雞血清中谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和總超氧化物歧化酶(T- SOD)的活性 ,降低丙二醛(MDA)的含量,對調(diào)節(jié)蛋雞機體氧化平衡起到顯著作用。載鋅納米蒙脫石能夠顯著提高蛋雞產(chǎn)蛋率,但長期使用霉菌毒素吸附劑,會導致雞蛋蛋殼強度和哈氏單位顯著降低。
吸附劑、霉菌毒素和飼料的本身性質(zhì)會影響吸附劑結(jié)合霉菌毒素的效果。吸附劑的物理性質(zhì)如總電荷量和分布、碘值、吸藍量和 p H 均影響其活性。霉菌毒素的極性、溶解度、形態(tài)和大小等性質(zhì)也影響吸附效果。因此,物理脫毒法效果不穩(wěn)定,無法完全消除或降低毒性,且營養(yǎng)成分損失大、飼料適口性變差。而微生物脫毒法具有污染小、效率高及對飼料營養(yǎng)物質(zhì)無損傷等優(yōu)點,被認為是去除霉菌毒素的理想方式。微生物脫毒機制分 2 類:吸附法脫毒和酶解法脫毒。酶解法是在微生物中找出降解毒素的關(guān)鍵酶,利用基因工程技術(shù)構(gòu)建高效表達生物酶的菌株,分離獲得純酶。目前,采用微生物脫毒法去除霉菌毒素的研究較多,但因霉菌毒素種類較多,酶解法要求酶系復雜完整,微生物降解酶分離純化過程復雜、酶活不穩(wěn)定且成本較高,難以在實際生產(chǎn)中推廣使用。因此,通過現(xiàn)代分子生物學方法、基因工程等手段將降解酶在成熟模式生物中進行克隆和表達,將是以后研究的重點方向,有望實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
天然植物毒素
2.1 飼料中天然植物毒素污染狀況
當前飼料行業(yè)發(fā)展受限于蛋白質(zhì)資源匱乏的問題日益突出,棉籽粕和菜籽粕的能量和蛋白與豆粕相當,并且來源廣泛,價格也較低,成為家禽飼料生產(chǎn)中常用的餅粕類飼料原料。我國是世界上棉花生產(chǎn)大國之一,棉籽餅粕年產(chǎn) 500 萬噸以上。但由于有毒物質(zhì)游離棉酚(FG)會沉積于雞蛋中并惡化蛋品質(zhì),食用后會對人體健康產(chǎn)生危害,限制了其在蛋雞生產(chǎn)中的應用。
2014年對34份來自新疆與山東各地的棉粕樣品進行檢測,發(fā)現(xiàn)其FG含量在196.2~2259.2 mg/kg之間。菜籽粕含有硫葡萄糖甙類化合物,雖然其本身無毒,但加工不當或經(jīng)本身的芥子酶的酶解作用,可生成異硫氰酸酯(ITC)、噁唑烷硫酮(OZT)及氰類等對蛋雞有毒有害的物質(zhì)。
2.2 天然植物毒素對蛋雞的危害
FG會導致家禽器官變性壞死、采食量下降、消化功能紊亂。在生產(chǎn)上表現(xiàn)為體增重和產(chǎn)蛋率顯著下降、雞蛋畸形、蛋黃和蛋白存在色斑沉積等。
蛋雞對 FG 的耐受水平相對其它動物較高,高玉時研究發(fā)現(xiàn),當飼料中 FG 含量低于 210 mg/kg時,蛋雞生產(chǎn)性能和常規(guī)蛋品質(zhì)不會發(fā)生顯著性改變。此外,F(xiàn)G 還會導致蛋雞肝臟脂質(zhì)代謝異常,包括脂肪酸的從頭合成、運輸、脂蛋白的合成與分泌,這些變化可能是FG造成蛋雞生產(chǎn)性能降低的原因。
2.3 天然植物毒素防治
為提高棉籽粕和菜籽粕在蛋雞飼糧中的用量,常用的天然植物毒素去除法有物理、化學、微生物處理法等。物理處理法包括高溫、蒸煮和膨化等。
化學脫毒法主要包含鹽處理法、堿處理法、酸處理法等,基本原理為根據(jù)這些毒素的理化性質(zhì),進行分解、中和、溶解、結(jié)合等,以去除毒性。
3.1 飼料中無機污染物污染狀況
一直以來,伴隨著工農(nóng)業(yè)發(fā)展,土壤、水等環(huán)境中重金屬嚴重超標,逐漸被富集到農(nóng)作物中,從而造成飼用原料被砷(As)、鉛(Pb)、汞(Hg)、鎘(Cd)、鉻(Cr)等重金屬污染。在對河南省開封市的小麥和玉米重金屬含量抽檢結(jié)果發(fā)現(xiàn),Pb、Hg、Cd 的超標率分別為 1.87% 和 1.69% 、3.57% 和1.58%、9.46%和 7.43%。此外,為了節(jié)約成本,部分飼料廠家使用劣質(zhì)礦物質(zhì),同樣造成飼料重金屬超標。無機污染物進入到蛋雞體內(nèi)后,還可以在雞蛋中形成生物富集。
2010年,對全國200個雞蛋樣品進行無機污染物含量抽檢時,發(fā)現(xiàn)As、Pb、Hg、Cd 和 Cr 的檢出率達 100%,28 個蛋樣 Pb 含量大于 0.1 mg/kg,As、Hg 和 Cd 含量大于 0.01 mg/kg的蛋樣分別有141、22和8個。
3.2 無機污染物對蛋雞的危害
雞蛋重金屬污染的主要原因就是飼料中存在過量重金屬,蛋雞飼料和雞蛋一旦受到重金屬污染將很難去除,將對動物和人類健康產(chǎn)生嚴重危害。重金屬污染物隨飼料進入蛋雞體內(nèi),在蛋雞的肝臟和腎臟沉積,引起蛋雞慢性中毒,高劑量可導致急性中毒或死亡。Cd 逐漸富集在動物體內(nèi),引發(fā)動物腎小管重吸收功能的損傷,同時Cd中毒也會顯著降低蛋雞的生產(chǎn)性能、免疫功能和蛋品質(zhì);當飼料中Cr含量大于600 mg/kg 時,孵化率顯著降低,肝臟、腎臟也會遭受不同程度損傷;當飼料中Pb含量達到100 mg/kg時,會導致蛋雞活體重、胴體重、抗氧化能力和蛋品質(zhì)發(fā)生顯著性下降,肝臟和血清中脂肪酸的形成也會受到影響。飼料 Pb 污染顯著提高蛋雞血清和肝腎中 MDA 含量,降低 T-SOD、GSH-Px 活性,造成蛋雞機體與肝腎組織氧化損傷。研究表明不同的無機污染物可通過氧化損傷造成蛋雞繁殖性能衰退,進而導致生產(chǎn)性能和蛋品質(zhì)下降。此外,Pb 和 Cd 在蛋雞肝臟和腎臟富集的同時,雞蛋中微量元素含量也會受到機體重金屬污染的影響,其中錳(Mn)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、硒(Se)的含量顯著降低。由此表明,無機污染物對蛋雞的毒性作用可通過與其他元素(Ca、Cu、Zn和Mn)的相互作用,影響其吸收和平衡,從而影響其他礦物元素的正常生理功能,最終導致蛋品質(zhì)下降。
更值得關(guān)注的是飼料中 Cd、Cr、Pb 富集到雞蛋被人類食用后,會影響嬰兒和青少年智力發(fā)育,并破壞腎臟功能和心血管系統(tǒng)。
3.3 無機污染物防治
飼料無機物污染要以“預防為主,檢測為輔”為原則,依法實施綜合防治對策。提高家禽及其蛋產(chǎn)品的安全性,最重要、有效的方法是從源頭上杜絕污染物,田間禁止使用含有毒重金屬元素的農(nóng)藥、化肥等物質(zhì)。在土壤中施加石灰、碳酸鈣、磷酸鹽等改良劑和具有促進還原作用的有機物質(zhì)可降低無機污染物的活性,減少其向農(nóng)作物體內(nèi)遷移,從而最大限度降低動物對無機污染物的吸收和富集作用,防止無機污染物通過食物鏈危害人類健康。
在飼料配制過程中,考慮各元素的互作關(guān)系,適度提高Ca、Fe、Zn、S等元素的含量,可減少動物對鉛的吸收。此外,還可在飼料中添加一些吸附物質(zhì),例如沸石就具有極強的重金屬吸附和離子交換作用。研究還發(fā)現(xiàn),茶多酚可以清除活性氧或螯合過渡金屬,從而發(fā)揮抗氧化功能。飼料中添加茶多酚可緩解重金屬聯(lián)合暴露對蛋雞生產(chǎn)性能、蛋品質(zhì)和血清抗氧化狀態(tài)降低的影響。
有機氯污染物
4.1 飼料中有機氯污染物污染狀況
在我國 20 世 紀 50~80 年代間 ,含六六六(HCH)和滴滴涕(DDT)等物質(zhì)的有機氯農(nóng)藥廣泛用于農(nóng)作物病蟲害的治理。在此期間,HCH和DDT 的生產(chǎn)總量高達 490 萬噸和 40 萬噸,分別占世界生產(chǎn)總量的33%和20%。由于其化學性質(zhì)穩(wěn)定、半衰期長、難降解,致使有機氯污染物廣泛存在于各種環(huán)境介質(zhì)(地下水、土壤等)中。殘留在環(huán)境中的 HCH 和 DDT 通過飼料原料對畜禽養(yǎng)殖業(yè)造成嚴重的危害。全國大部分地區(qū)的農(nóng)作物和畜禽產(chǎn)品均可檢測出殘留的有機氯污染物,其中華北地區(qū)有機氯污染物殘留情況相比其他地區(qū)更嚴重,除農(nóng)藥用量高外,還可能是氣候和土壤成分等環(huán)境因素不同造成。北京某農(nóng)場雞肉中有機氯污染物含量檢測結(jié)果顯示,HCH和DDT含量分別為(0.122±0.061)ng/g 和(0.051±0.038)ng/g,比 1980 年報道的含量降低 1~2 個數(shù)量級。家禽和雞蛋中有機氯殘留主要來源于飼料,測定來自江蘇省雞飼料中有機氯污染物的殘留量時,發(fā)現(xiàn)其有機氯污染物含量約為65.62 ng/g,且檢出率高達100%。由此可見,我國蛋雞飼料受有機氯污染仍較普遍,應引起重視。
4.2 有機氯污染物對蛋雞的危害
有機氯污染物具有高度親油性和憎水性,經(jīng)飼料進入動物機體后,主要沉積在脂肪、肝臟等器官中,難以排出。對家禽生理影響體現(xiàn)在以下幾方面:直接影響成年雞繁殖性能和胚胎發(fā)育;孵化率下降,胚胎死亡率和弱雛率上升;通過模仿雌激素機制使骨骼畸形,破壞生殖和神經(jīng)系統(tǒng)分化,降低免疫功能。同時還會對蛋殼品質(zhì)產(chǎn)生不良影響,使蛋殼厚度變薄,破軟蛋率升高。
4.3 有機氯污染物防治
我國早在1983年就停止生產(chǎn)有機氯農(nóng)藥,并于1984年停止使用。目前,我國飼料中有機氯污染程度已大大降低,但污染情況仍然存在。相關(guān)單位應在加大監(jiān)測力度的同時,研發(fā)有效降解環(huán)境中有機氯污染物的辦法,從源頭上解決有機氯在畜產(chǎn)品體內(nèi)殘留問題。曹文等研究表明,向土壤中施入過碳酰胺,HCH和DDT的降解率分別為 20.03%和 30.00%,同時加入 Fe2+作催化劑后,HCH 和 DDT 的降解率分別達到 59.51%和69.92%。由于過碳酰胺組成中含過氧化氫,其分解后會釋放出單質(zhì)氧和氧原子,小部分過氧化氫還可產(chǎn)生強氧化性的自由基,因此可有效降解有機氯污染物。目前,采用微生物降解有機氯污染物的研究越來越多,已發(fā)現(xiàn)芽孢菌屬、無色桿菌屬、假單胞菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬等對有機氯污染物有良好的降解作用。微生物降解主要通過氧化和還原兩種途徑對污染物進行脫氯,使其轉(zhuǎn)化成可降解物質(zhì)。未來可以采用多種方法相結(jié)合的降解方式,如物理-微生物修復、植物-微生物修復等,提高有機氯污染物的降解效率。
微生物污染物
5.1 飼料中微生物污染狀況
飼料在生產(chǎn)、加工、運輸、儲存、銷售和使用過程中都可能受到微生物的污染。當飼料中的微生物達到一定數(shù)量時,就可能會發(fā)生腐敗變質(zhì),降低營養(yǎng)價值,如一些非致病菌、不產(chǎn)毒的霉菌和常見酵母菌。一些致病菌如沙門菌等還會導致所飼養(yǎng)動物發(fā)病甚至死亡。在我國細菌性食物中毒中,有70%~80%是由沙門菌引起的,其中約90%是由于肉、蛋、奶等畜產(chǎn)品被沙門菌污染。
5.2 微生物污染物對蛋雞的危害
沙門菌為革蘭氏陰性短桿菌,無芽孢,除雞白痢沙門菌和雞傷寒沙門菌外,其余畜禽病原菌均有周鞭毛,其中多數(shù)長有菌毛,能吸附于紅細胞表面,是危害現(xiàn)代養(yǎng)雞業(yè)最常見的細菌性、急慢性傳染病之一。該病的病原菌沙門菌血清型眾多,地域差別較大,廣泛存在于自然界和人畜腸道內(nèi),對外界環(huán)境如日光、干燥等有較強的抵抗能力。禽類是其最主要的感染宿主,尤其是 2 周齡以內(nèi)的雛雞最為易感。臨床上根據(jù)沙門菌抗原結(jié)構(gòu)的不同,可將雞沙門菌病分為雞白痢、雞傷寒和雞副傷寒三類。該病可水平傳播,也可經(jīng)種蛋垂直傳播,因此一旦雞群發(fā)病,傳染性非常高,給養(yǎng)雞場造成嚴重的經(jīng)濟損失。沙門菌可通過蛋禽消化道進入血液,進而侵入卵巢,最終使得蛋內(nèi)容物污染沙門菌。帶菌雞蛋的流通會嚴重危害人類健康,危害公共衛(wèi)生安全,因此必須加強沙門菌病的綜合防治工作。
5.3 微生物污染物防治
可以通過嚴格把控飼料原料,制定完善的生物安全措施,加強畜舍衛(wèi)生的管理,來預防飼料沙門菌污染。飼料干熱處理等可達到降低沙門菌數(shù)量的效果。此外,還可通過營養(yǎng)調(diào)控手段,使用一些飼料添加劑,增加腸道中有益菌數(shù)量,從而起到競爭性排斥沙門菌的效果,抑制沙門菌定植,同樣能夠有效預防禽蛋沙門菌感染。研究報道指出,飼糧和飲水中添加唾液乳桿菌可顯著降低沙門菌感染。其他益生菌如屎腸球菌、枯草芽孢桿菌等也可有效抑制沙門菌感染。多種益生菌的聯(lián)合使用可具有一定的協(xié)同效應,更有利于發(fā)揮抑菌效果。益生元可作為細菌定植的潛在抑制劑,通過競爭性排斥或形成抗菌代謝物起到抑菌作用,常用的益生元包括甘露寡糖、果寡糖、寡木糖和低聚半乳糖等。研究發(fā)現(xiàn),有機酸可調(diào)節(jié)沙門菌侵襲相關(guān)基因的表達,降低沙門菌在家禽體內(nèi)定植或入侵。
此外,有效成分為萜類化合物、糖苷類化合物、多酚化合物、精油和生物堿類等次級代謝產(chǎn)物的植物提取物飼料添加劑,同樣可用于預防沙門菌感染。還有一些飼料添加劑如抗菌肽和礦物質(zhì)等對沙門菌感染也可起到防治作用。
小 結(jié)
我國作為全球最大的雞蛋生產(chǎn)和消費國家,帶動了蛋雞飼料行業(yè)的發(fā)展。但由于原料控制、飼料加工、儲存和運輸?shù)冗^程中管理不當,蛋雞飼料中存在很多有毒有害物質(zhì)。不僅會影響動物健康和動物產(chǎn)品安全,還會對人類健康造成危害。
為確保人類健康和畜禽產(chǎn)品衛(wèi)生安全,為畜禽提供綠色、健康、無污染的飼料十分重要。綜合來看,目前相對較好的飼料脫毒技術(shù)是微生物脫毒法。但要在生產(chǎn)中大規(guī)模生產(chǎn)應用,還需利用先進技術(shù)實現(xiàn)降解酶的高效表達,這將是以后脫毒技術(shù)研究的重點方向。
*本文轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán),請聯(lián)系刪除,電話:0371-63357633*