奥迈讲稿.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Page,Page*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Page*,*,内容提要,饲料中的主要霉菌及其毒素,我国饲料的霉菌污染程度及特点,霉菌毒素对猪生产的危害,霉菌毒素危害的消除方法,霉菌毒素吸附剂的研究现状,新型霉菌毒素吸附剂的研制,新型霉菌毒素吸附剂的效果评价,霉菌毒素危害防范的其他措施,注：饲料产品341份，饲料原料286份，样品来自全国28省、区、市104个饲料厂或养殖场。,陈必芳 等，1996，中国饲料,我国各地饲料的带菌数及种类,我国饲料中的主要霉菌,曲霉,(,Aspergillus,)：,黄曲霉,(,A.flavus,),、寄生,曲霉,(,A.,parasiticus,),、赭曲霉,(,A.ochraceus,),等；,青霉,(,Penicillus,)：,疣孢青霉,(,P.verrucosum,)、,展青霉,(,P.patulum,),等；,镰孢菌,(,Fusarium,)：,大刀镰孢菌,(,F.,culmorum,),、,轮生体镰孢菌,(,F.,verticillioides,Sacc,.,),、,增生镰孢菌,(,F.,proliferatum,Matsushima,),、,禾谷镰孢菌,(,F.graminearum,),、拟枝镰孢菌,(,F.sporotrichioides,)等。,饲料的霉菌污染非常普遍：,玉米、麸皮,100%,，豆粕,99%(N=286),；配合粉料,100%,，颗粒料,96%(N=341),(,陈必芳 等，,1996),。,配合饲料由多种原料组成，霉菌污染几率增加,携带霉菌不可避免,!,我国饲料霉菌毒素的分布特点,以,镰孢霉毒素,为主，黄曲霉毒素次之：,依次为：脱氧瓜萎镰菌醇,(,Deoxynivalenol,DON),、,玉米赤霉烯酮,(,Zearalenone,ZEN),、,烟曲霉毒素,(,Fumonisins,FUMs,),、,T-2,毒素和黄曲霉毒素,(,Aflatoxins,AFLs,),。,其它有：赭曲霉毒素,(,Ochratoxins,OTA,),、,雪腐镰刀菌烯醇,(,Nivalenol,NIV),和,蛇形菌素,(,Diacetoxyscirpenol,DAS),等。,农副产品,用量多，毒素含量浓缩，污染几率增加。如：小麦麸,(25,),、,DDGS,(3,),、玉米蛋白粉,(23,),等。,多种毒素,共存，增加协同危害。,83,个饲料样品中,97.6%,同时检测出,2,种以上毒素,(,应遇龙等，,2011),。,我国饲料中霉菌及其毒素限量,霉菌数量：,GB 13078-2001,410,万个,/,克,限用，,10,万个,/,克,禁用。,AFB,1,：,GB 13078-2001,大猪和蛋鸡料,20 mg/kg,，,仔猪和肉鸡料,10 mg/kg,，,豆粕,30 mg/kg,，,玉米和花生粕,50 mg/kg,。,ZEN,：,GB 13078.2-2006,配合料和玉米,500,ug,/kg,；,OTA,：,GB 13078.2-2006,配合料和玉米,100,ug,/kg,；,DON,：,GB 13078.3-2007,猪配合料,1.0 mg/kg,，,禽配合料,5.0 mg/kg,；,T-2,：,GB 21693-2008,猪禽配合料,1.0 mg/kg,。,饲料霉变的危害,消耗饲料养分；霉变产热加速养分破坏(Lys,FFA)；降低养分的利用率(M+C,淀粉)；,产生不良气味，影响饲料适口性；部分毒素刺激消化道黏膜，使动物采食量降低或拒食；,产生毒素,中毒死亡；,免疫抑制，,抗病力下降，发病率升高,抗病和炎症反应养分消耗增加，,生产性能下降；,致癌、致畸和致突变；,干扰动物正常的生殖机能；,畜产品中沉积,降低畜产品品质，,影响人类健康。,霉菌毒素的危害急性毒性,半数致死剂量,(LD,50,mg/kg BW,，,经口,),：,AFB,1,：,雏鸭,0.240.56,；,1228,ug,/,只；相当于饲料中的浓度为,0.41.0,mg/kg,；,猪,0.62,；,鸡,6.6,；,OTA,：,猪,6.0,；,鸡,3.4,；,T-2,：,鸡,2.0,；,猪,1.2(,肌注,),；,DON,：,小鼠,70,(,腹腔注射,),；,ZEN,：,老鼠、大鼠和豚鼠,2.020.0,；,麦角毒素：总量,20,mg/kg,猪即中毒死亡。,AFB,1,的毒性是砒霜的,68,倍,，氰化钾的,10,倍！,AFLs的毒理与,慢性毒性,毒理：,经细胞色素,P450,活化后与,DNA,中,鸟嘌呤,N,7,结合，引起基因突变,(p53,G,T,),、,染色体断裂，产生致癌、致畸性和免疫毒性。,毒性症状：,肝脏毒性,，肝炎、黄疸、肝脏充血、出血、肿大、变性和坏死等；,胸腺萎缩、嗜中性粒细胞趋化能力和巨噬细胞吞噬能力下降，抑制迟发型超敏反应，抗体反应减弱等,免疫抑制,能力；,通过胎盘,，导致胎儿初生重下降、畸形、肝脏和消化道等产生恶性肿瘤。,家畜中,猪最敏感,，鸡和牛次之；,DON,NIV,T-2,的毒理与,慢性毒性,毒理：,抑制,DNA,、,RNA,和蛋白质合成,，与核糖体,60S,亚基结合，引起细胞增殖速度下降，加速凋亡，消化道上皮组织坏死，,免疫抑制,。,毒性表现：,食欲减退,、腹泻、呕吐；上皮组织过敏、发炎、结痂；,LOAEL(,猪,mg/kg BW/d):DON,0.05,0.1;NIV,0.7;T-2,0.03,；,猪最,敏感,(,致,呕吐,ED,50,mg/kg BW),：,北京仔鸭,27,，,肉仔鸡,27,，,仔猪,0.05,，,生长猪,0.085,；,断奶仔猪,4ppm,25%,拒食；,1020ppm,完全拒食；,20ppm,引起,呕吐,(,Eriksen,&,Pettersson,2004),。,ZEN的毒理与,慢性毒性,毒理：,与雌激素受体不可逆结合，引起哺乳动物生殖激素分泌失调，,繁殖周期,紊乱,，繁殖性能下降,；,抑制免疫,淋巴细胞增殖、分化，,IL-2,和,IL-5,升高；,猪最敏感,，牛羊次之,(,5ppm,),，禽的耐受力最高,(,80 mg/kg,才见,Sa/So,升高。,肝、肾和体液游离二氢鞘氨醇,(,sphinganine,)-,鞘氨醇,(,sphingosine,),比例,(,Sa/So,),升高；,猪饲料,FB,1,1 mg/kg,淋巴管和胸膜结缔组织增生；,5 mg/kg Sa/So,升高；,10 mg/kg,消化系统、肝、肺、心血管和免疫系统受损；,15 mg/kg,猪,肺水肿综合征,(porcine pulmonary edema PPE),；,饲喂含毒饲料,37,天后，表现呼吸困难，苍白虚弱，直至死亡，尸检可见肺小叶间隔或肺泡内水肿，胸膜和胸腔内严重积水，但无明显的炎症。,低剂量毒素间的交互作用,AFL,ug/kg,OTA,ug/kg,体重,(g),肝脂肪,(%),0,0,625.8,9.7,16.5,0.5,0,2.0,549.6,11.7,14.6,0.2,2.5,0,551.1,10.7,24.5,1.6,2.5,2.0,380.4,5.5,17.3,0.5,肉鸡，21d,Huff and Doerr(1981).,AFL,ug/kg,OTA,ug/kg,体重,(kg),增重(kg),0,0,33.7,1.5,18.2,0.9,2.0,0,29.7,1.5,13.5,0.7,0,2.0,29.9,1.1,13.8,0.9,2.0,2.0,24.6,2.0,8.8,0.9,仔猪，40d,Huff W.E.et al,(1988).,病理状态下养分利用的优先顺序,病原繁殖的需求,维持需要,免疫活化,炎症反应与病原排除,体温调节,组织修复,生产需要,胎儿发育,生殖器官发育,泌乳,/,产蛋,肌肉生长,霉菌毒素的脱毒处理方法,农作物抗病育种：,物理法：,机械筛选、比重筛选、微波烘烤、膨化/蒸煮、湿法研磨；,化学法：,氨化、亚硫酸氢盐、碱水/双氧水/苏打水浸泡、臭氧熏蒸；,生物法：,酵母和乳酸菌等微生物发酵、环氧化酶、内酯酶；,添加抗氧化剂、胆碱、含硫氨基酸、维生素、氨基酸和蛋白质等提高抵抗力；,吸附法：,物理吸附+化学吸附，目前饲料-养殖业经济、方便可行和被证实有效的方法！,目前霉菌,毒素吸附剂的种类,硅铝酸盐类：,沸石、膨润土、,HSCAS,、,绿泥石、氧化铝；,酸或热活化粘土,(Turk,1997),硅铝酸盐,+,磷酸聚合物改性,(Phillips,1992),硅铝酸盐,+,长链脂肪酸季铵盐改性,(,Lemke,1998,;,Yilmaz,和,Yapar,2004),聚糖类：,葡甘露聚糖及其酯化产物,(,Freimund,2003),细菌和酵母细胞壁，小麦麸、苜蓿等纤维；,活性碳，变性糊精,(,Umrigar,和,Kuan,1996),离子交换树脂：,PEG,PVP,消胆胺,新型霉菌毒素吸附剂的设计思路,增加基质的表面积，提高基质的,非特异吸附,能力；,改变基质的表面特性，提高对,非极性毒素,(ZEN,和,DON,等,),的吸附能力；,组合配伍，增加吸附毒素的种类，提高吸附的,广谱性,；,尽量减少对饲料中有效养分的吸收，,避免营养干扰,；,所用材料对动物无毒副作用,(GRAS),，提高产品的,安全性,。,2:1,的晶层结构；,比表面积大；,表面带负电荷。,材料一,非金属材料的结构,单糖,比表面积大；,多羟基，活性高；,可形成大量氢键。,材料二,聚糖类物质的结构,插层原理示意图,基质片层,插入寡糖,新工艺(1)置换与插层,水分子渗入片层,加热活化分子,提供高剪切力,插层效果表征,原始基质,0.5%Glc,2.5%Glc,铝硅酸盐,e,-,e,+,e,-,e,-,e,-,e,-,e,-,e,-,e,+,e,+,e,+,e,+,e,+,e,+,e,+,两亲物质,e,-,e,+,新工艺(2)表面修饰,表面修饰原理示意图,基质极化,活化修饰剂,交换成键,红外图谱表征,修饰剂量2,修饰剂量1,原始基质,吸附能力评价方法,毒素储备液 40ug/mL：水/乙腈=90/10,猪胃肠食糜,20000 rpm,10 min,胃上清液 pH 4.45;肠上清液 pH 6.96,反应液,离心管,吸附剂,悬浊液 2mg/mL,300 rpm,30 min,37C,300 rpm,4 hrs,0.25 mL,0.1 mL,5.0 mL,100 mg,日立D2000,C18反相柱,1.0 mL/min梯度洗脱，荧光检测器,AFB,1,Ex=360 nm,Em=440 nm;ZEN Ex=235 nm,Em=418 nm;,上清液,10000 rpm,10 min,0.2 mL 二氯甲烷萃取2次,合并,吹干,复溶,HPLC,思路：克服消化道pH、可溶性养分和分泌物对吸附容量和吸附稳定性的影响，使评价结果尽可能接近体内真实。,体外评价：,新产品与已有产品的体外吸附率比较,半体内评价(1)：,新产品与已有产品对,AFB,1,的半体内吸附率比较,吸附剂,胃液中,肠液中,C,1,58.370.28,bc,85.940.89,a,C,2,12.583.85,f,42.623.34,e,C,3,33.727.23,e,47.063.74,f,C,4,76.941.60,a,79.720.23,ab,C,5,54.7510.05,cd,66.043.47,cd,C,6,42.973.02,de,58.722.91,e,P,1,44.554.52,d,58.670.83,d,P,2,50.838.88,cd,66.080.43,cd,P,3,71.221.81,a,75.320.78,bc,半体内评价(2)：,新产品与已有产品对,ZEN,的半体内吸附率比较,吸附剂,胃液中,肠液中,C,1,95.340.02,a,66.488.30,c,C,2,29.360.02,d,72.480.74,bc,C,3,15.080.18,f,15.380.29,e,C,4,41.024.07,c,29.632.94,d,C,5,73.211.61,b,82.771.49,b,C,6,76.155.44,b,86.223.43,ab,P,1,23.942.00,d,94.552.95,a,P,2,86.673.20,ab,96.321.75,a,P,3,87.090.05,ab,94.380.52,a,毒素,交互作用,对半体内吸附率的影响,胃液中,肠液中,AFB,1,(ng/ml),ZEN(g/ml),ZEN(g/ml),1,2.5,5,1,2.5,5,10,10.60,64.43,51.79,29.11,86.21,39.30,50,71.93,69.37,70.93,73.91,78.63,75.06,100,73.27,69.86,69.40,76.55,73.22,77.34,胃液中,肠液中,ZEN,(g/ml),AFB,1,(ng/ml),AFB,1,(ng/ml),10,50,100,10,50,100,1.0,88.08,89.88,91.57,31.05,16.46,19.84,2.5,88.77,84.06,82.17,33.82,32.28,30.14,5.0,87.74,84.19,84.07,40.08,41.74,40.14,对养分吸附的定性评价,维生素B,12,维生素B,2,油性颜料,每组从左到右依次为：养分溶液、养分溶液+对照吸附剂、养分溶液+P3,体内验证试验,玉米人工致霉：,试验设计：,70kg后备母猪6*8=48头，含基础日粮(,C,)、C+吸附剂P3(,CP,)、C+吸附剂1(,CO,）、C+霉玉米(,CM,)、C+吸附剂P3+霉玉米(,CMP,)和C+吸附剂1+霉玉米(,CMO,)共6组。,最终配合饲料中AFB1 和ZEN 含量为,45 g/kg,和,365 g/kg,。GB 50,500 g/kg,。,试验期35天。,*,吸附剂P3为南京奥迈科技公司生产的产品益康，吸附剂1是国外某知名公司的产品，市场价格60多元/公斤,菌种活化,PDF培养基,玉米人工发霉,接种,菌种扩大培养,生长性能指标,组别,C,CP,CO,CM,CMP,CMO,ADG,（kg),0.81,0.80,0.77,0.63,0.87,0.74,AFI,（kg),2.25,2.31,2.21,1.94,2.29,2.17,料肉比,2.79,2.89,2.87,3.1,2.64,2.93,血液生化指标,1,组别,红细胞,免疫球蛋G,IgG(g/ml),白细胞总数,血小板,淋巴细胞,单核细胞,C,6.90.4,365.087.5,31.41.8,366.39.4,b,0.680.00,b,0.020.00,ab,CP,6.80.3,326.947.3,26.10.5,353.54.5,b,0.720.03,b,0.020.00,ab,CO,6.40.2,385.841.3,25.83.9,361.715.7,b,0.690.02,b,0.020.00,ab,CM,6.40.1,237.552.0,20.20.5,246.314.2,a,0.520.04,a,0.000.00,a,CMP,6.40.2,325.054.1,30.65.5,347.511.5,b,0.720.04,b,0.040.01,b,CMO,6.80.3,337.57.5,29.86.0,372.015.5,b,0.660.02,b,0.030.00,ab,P,值,毒素,0.438,0.547,0.774,0.063,0.063,0.843,吸附剂,0.971,0.229,0.781,0.043,0.036,0.049,交互作用,0.315,0.364,0.133,0.024,0.177,0.049,血液生化指标2,组 别,谷丙转,氨酶(U/l),谷草转,氨酶(U/l),谷氨酰胺,转移酶(U/l),E,2,（pg/ml）,LH,（MIV/ml）,C,50.07.2,45.05.3,48.82.1,a,1532.143.5,a,6.580.39,CP,48.31.2,48.38.9,49.71.6,bc,1488.29.7,a,6.510.07,CO,44.55.0,49.26.2,58.41.3,bc,1262.629.2,a,6.490.41,CM,58.41.6,59.07.8,66.71.9,c,3498.173.5,b,4.660.06,a,CMP,48.27.3,46.32.3,53.53.2,ab,1484.544.3,a,6.510.64,a,CMO,53.81.6,42.06.4,50.84.5,ab,2041.957.2,ab,6.470.22,a,血液和粪便中的毒素含量,组别,粪样,血清,AFB,1,ZEN,AFB,1,ZEN,C,ND,ND,ND,ND,CP,ND,ND,ND,ND,CO,ND,ND,ND,ND,CM,270.85.9,c,1992.612.6,c,ND,13.61.0,CMP,348.65.8,a,2646.03.4,a,ND,ND,CMO,322.17.1,ab,2628.83.1,b,ND,ND,结语,我国猪饲料中霉菌毒素污染较严重，其中北方以镰孢霉产生的,ZEN,DON,和,FUMs,为主，,AFLs,主要分布在南方地区。,低剂量镰孢霉毒素干扰,繁殖,、,抑制免疫,、扰乱,代谢,和损伤上皮组织等慢性毒性对动物生产性能和健康造成的影响值得引起重视。,猪对镰孢霉毒素敏感，以,ZEN,和,DON,为最。,采用新工艺生产的新型霉菌毒素吸附剂，提高对常见霉菌毒素的吸附能力，拓宽了吸附毒素的种类。,谢谢大家！,美国与欧盟饲料中霉菌毒素的安全限量,FDA,AFLs,：,棉粕,300,；玉米和花生用于肉牛,300,，猪,200,，种肉牛、种猪和种禽,100,；玉米用于奶牛和幼龄动物,20,；其它,20,ug,/kg,。,DON(,建议值,),：谷物在成年反刍动物饲料中用量,50%10 mg/kg,，,在猪禽饲料中,20%5 mg/kg,。,FUMs,：,玉米及其副产物在马和兔饲料中用量,20%5,，猪和鲶鱼饲料中,50%20,，种畜禽饲料中,50%30,，成年反刍动物中,50%60,，肥育禽,50%100,，其它,50%10 mg/kg,。,EFSA 2006,AFB,1,：,花生和玉米等原料,20,；反刍动物精料补充料,50,，猪禽浓缩料,30,；全价料 猪禽,20,，犊牛羔羊,10,，奶牛,5,，其它,10,。,DON,：,食用谷物,0.5 mg/kg,ZEN,：,玉米籽实,200,，其它谷物籽实,100,，玉米面,200,，其它谷物面粉,75,。,生物脱毒法的优缺点,优点：,降解毒素，降低总含量，无环境残留；,不引起饲料或食品的营养与商业价值下降。,局限：,毒素种类繁多,vs,酶特异性强；,消化道环境变化,vs,酶反应,(,微生物,),最适条件；,食糜滞留时间短,vs,酶浓度低，微生物复活慢；,代谢产物的毒性不一定低于原毒素。,饲料加工过程中的活性存留,？,转基因生物的安全性？,未来发展的方向，目前尚无商业化。,Jean Pierre Jouany,2007,Methods for preventing,decontaminating and minimizing the toxicity of mycotoxins in feeds.Animal Feed Science and Technology,137,342362.;Gonalez Edlayne,et al,2009,Recent Patents on Food,Nutrition&Agriculture,Chemical and Biological Approaches for Mycotoxin Control:A Review 1,155161.,