1 霉菌毒素简介
霉菌毒素是霉菌在生长过程中产生的次生代谢产物，菌在适宜的条件下(养分、温湿度、通风等)会大量、快速生长，产生毒素[1]。霉菌普遍存在于饲料及饲料原料中，被霉菌污染的饲料其养分被霉菌消耗，同时散发出霉味，从而破坏了饲料的营养价值并致使适口性下降，而产生的霉菌毒素则更会对动物及人类的健康造成危害。
饲料中常见的且危害较大的霉菌毒素有黄曲霉毒素(Aflatoxins，AF)、玉米赤霉烯酮(Zearalenone，ZEA)、赭曲霉毒素(Ochratoxins，OT)、单端孢霉烯(族)化合物(Trichothecenes)(包括呕吐毒素DON、雪腐镰刀菌烯醇及T-2毒素等)以及伏马菌素(Fumonisins，F)等[2]，这些毒素都可能导致畜禽生长受阻、繁殖机能下降、组织坏死、免疫抑制、致癌以及基因突变等[3]。在饲料中，特别是全价饲料中有可能同时存在多种霉菌毒素，而霉菌毒素之间的协同效应会对动物产生更大的影响及危害[4]。
近期由于饲料原料的价格普遍上涨，部分相关企业使用DDGS等谷物副产品以降低生产成本，这就更加增加了饲料霉菌毒素污染的概率[5]，造成动物全价饲料中霉菌毒素含量超标。近年来调查结果显示，我国饲料和原料霉菌毒素污染超标的比例高达60%~70%[6]。动物若摄入被霉菌毒素污染的日粮就可能发生霉菌毒素中毒，导致畜禽出现多种难以判断的综合病症，进而通过动物的肉、奶、内脏等进入人类的食品链中，危害人类健康。因此，我们应该清楚地认识到霉菌毒素的危害，积极采取措施减小霉菌毒素对动物健康及生产性能产生的影响，从而减少生产中许多不必要的损失，提高生产效益，保护动物以及人类自身的健康。
2 玉米及其副产品中的霉菌毒素对猪健康的影响
玉米是畜禽能量饲料的主要原料，占畜禽日粮添加比例的 50%~70%；在其生长发育、收割、运输和贮存的过程中受湿度、温度等条件的影响，会产生多种不同的毒素，主要是玉米赤霉烯酮、呕吐毒素和黄曲霉毒素，而玉米中霉菌毒素的污染较其他谷物而言比较常见和普遍。因此，玉米中的霉菌毒素对畜禽健康及生产性能的影响不容忽视。
目前，随着酒精工业及玉米深加工的快速发展，产生了大量的 DDGS等玉米加工副产品；同时，由于蛋白质资源紧缺已成为一个世界性难题，我国情况则更为严重，这就需要寻找一些非常规蛋白质饲料作为替代品来缓解这种原料缺乏的现状。而玉米 DDGS含有丰富的蛋白质、脂肪、氨基酸、维生素和矿物质，并且产量大、价格低，是一种优良的非常规蛋白质饲料。但是，玉米DDGS经过发酵，在浓缩了3倍的玉米营养成分的同时霉菌毒素的浓度也得到了浓缩。2007年有试验对我国部分地区玉米DDGS中的AFB、ZEA、DON、OT等6种霉菌毒素做了检测[7]，其中，ZEA和DON的污染已达重度，并且其检测超标率达到了100%。这一检测结果表明，由于DDGS对毒素的浓缩效应，与玉米和全价饲料样品相比，DDGS中霉菌毒素的污染不但普遍，而且检出水平更高。因此，为了保证动物的健康及动物性食品的安全，我们必须对玉米及其副产品中的霉菌毒素给予特别的关注和严格的监控。
我国是世界第一养猪大国，养猪业受霉菌毒素的影响首当其冲。在畜禽中，猪对霉菌毒素(尤其是ZEA和DON)最为敏感。霉菌毒素对猪具有很强的毒副作用，若发生霉菌毒素中毒，猪群易发猪皮炎肾病综合症，表现出：采食量降低，生长受阻，生产性能下降，繁殖性能降低，出现免疫抑制，抗体水平低下，抗病力下降，组织器官受损等[8]。公猪中毒出现睾丸萎缩、性欲减退、精液质量下降：母猪会出现流产、产仔数减少等：生长育成猪则会表现为被毛粗乱、生长发育停滞、肉品质下降等[9]。
2.1黄曲霉毒素(AF)
黄曲霉毒素(aflatoxin，AF)是黄曲霉和寄生曲霉的次级代谢物，其主要的生物学效应是致癌、致畸和致突变作用[11]。据报道，目前世界上在污染谷物的霉菌毒素中，最严重的就是AF[11]。黄曲霉毒素属于肝毒物，肝脏是其靶器官[7]，该毒素被动物摄入后在肝脏中累积，抑制磷脂和胆固醇的合成，从而影响了脂类在肝脏的运输，导致肝脏因脂肪沉积而引起肿大[12]。
饲料中污染的黄曲霉毒素有黄曲霉毒素B1、B2、G1和G2 4种，其中以AFB，存在最为普遍且毒性最大。AFB1能够明显抑制肝脏实质细胞的有丝分裂中[13]，并且可以引起脂质过氧化反应，从而破坏细胞膜的完整性[14-15]，这些都严重影响了肝脏功能。它还可以通过抑制蛋白质生物合成酶的活性、改变 DNA模板的活性、抑制RNA的合成、成熟与翻译以及阻断氨基酸转运这几种途径来抑制蛋白质的合成[14]，同时减少淋巴细胞并抑制 T淋巴细胞产生白细胞介素(L)及其它淋巴因子，也会在一定程度上影响巨细胞的功能和补体(CD4)的产生[15]。因此，在所有霉菌毒素中，黄曲霉毒素高强度地抑制动物免疫系统，是最强的免疫抑制剂[16]，而其广泛性免疫抑制的分子细胞学机制直接与削弱蛋白质的合成有关[17]。另外，黄曲霉毒素可造成凝血障碍[16]，加剧猪维生素A和维生素E的缺乏，导致母猪繁殖力降低[18]。
黄曲霉毒素对猪的毒性作用：环氧化物是AF的主要代谢产物，它能够同蛋白质和核酸共价结合，这使得蛋白质的合成受损，继而抑制脂肪的动员，最终导致肝脏脂肪的早期特征性损伤[19]。
Schell等[20]和 Harvey等[21]的研究表明，日粮中添加0.9~1mg/kgAF，都能使猪的肝脏相对质量显著增加。Shi等[22-23]报道，仔猪发生 AF中毒时，肝脏受到严重损伤，使得血清中 ALP、GPT、GOT等酶类的活性显著升高。Marin等[24]指出，即使低剂量的黄曲霉毒素也会抑制猪的生长，改变猪的体液及细胞免疫。Guylaine[25]等的试验结果表明，猪日粮中连续4周食入添加了AFB1 1807ug/kg，则出现肝脏纤维化肝功能异常，肝脏中细胞色素P450、睾酮的代谢作用及部分蛋白的表达水平都显著降低。Liu等[26]对猪的肺泡巨细胞进行的体外培养试验表明，AFB1能够降低肺泡巨细胞的成活力，诱导其中与吞作用相关的热激蛋白72(HSP72)的表达，细胞的吞噬能力也有所下降。
另外，AF的毒性受其剂量、接触持续时间及动物所处生长阶段的影响。青年猪对AF比肥育猪和成年猪更加敏感[19]。AF中毒会使猪的生长、繁殖受到抑制，饲料转化率降低，生产性能明显下降[27]，并会引起母猪流产，产弱仔、死胎、木乃伊胎及产仔数减少[28]。
2.2 玉米赤霉烯酮(ZEA)
玉米赤霉烯酮(Zearalenone，ZEA)是镰孢属真菌在温度适宜的条件下通过多聚乙烯途径生物合成的一类非固醇类雌激素毒素[29]，会污染玉米、大麦、燕麦、小麦和高粱等谷物，其中，自然状态下玉米受其污染的概率最高，由ZEA衍生出的玉米赤霉烯醇(ZEN)通常可在玉米茎及许多玉米副产品中检测出。ZEA代谢产物的作用机制是与17β-雌二醇竞争性结合胞浆雌激素受体，发生一系列拟雌激素效应，从而影响细胞分裂和生长[30]。另外，由于该毒素与雌激素受体的结合会导致雌激素分泌失调，而免疫器官是雌激素分泌失调时的靶器官[31]，加之此毒素能够抑制T、B淋巴细胞的增殖、转化以及降低 NK细胞活性，因此ZEA同样会引起免疫抑制，影响动物的免疫功能。Vlata等[32]通过研究ZEA对外周血液单核细胞的影响，发现高浓度的 ZEA(30μg/ml)是通过刺激植物凝集素和有丝分裂而抑制TB淋巴细胞的增殖。ZEA能够抑制 DNA、RNA以及蛋白质的合成，诱导程序性细胞死亡，诱发靶组织中脂类的过氧化反应[33]。Kouadio等[34]通过试验证明了玉米赤霉烯酮能够引起脂质过氧化，从而引起细胞膜形状的改变，导致细胞死亡。
针对玉米赤霉烯酮对猪的毒性作用，Olsen等[35]提出，ZEA在动物体内的主要生物转化途径有两条：一条是经3α-和3β-羟化类固醇脱氢酶催化的羟基化作用导致了α-ZEA和β-ZEA的生成；另一条则是ZEA及其代谢物经尿苷二磷酸葡糖醛酸基转移酶催化，与葡糖醛酸发生了结合反应。
Olsen等[36]通过体外试验得出，ZEA可通过猪肠黏膜代谢生成α-ZEA和β-ZEA。Malekinejad等[37]报道，ZEA在不同动物肝脏内的生物转化是不同的，在猪体内主要转化成α-ZEA。ZEA经口服之后很快被吸收，猪在口服了占其体重10mg/kg的 ZEA之后，对该毒素的吸收量到达了80%~85%[38]。Biehl等[38]表明，胆汁的分泌和肠肝循环是影响ZEA代谢的主要途径。ZEA通过胆汁、经由小肠黏膜细胞代谢，最终进入肝脏，经由肝门静脉进入血液循环。
ZEA对子宫以及输卵管中雌激素受体的亲和力因动物品种的不同而各异[39]，在所有家畜中，猪对ZEA最为敏感[40]，生殖系统是受到影响最大的部位[41]。食入ZEA会造成母猪子宫内膜、卵泡及卵巢变性[42]，子宫黏膜对雌激素感受性受到抑制，致使母猪发情周期延长、繁殖能力下降[28]。若小母猪采食了被ZEN污染的饲料，则会导致提前发情，早熟性乳房发育，持续假发情、假妊娠甚至不孕[11]。Kordic等[43]在日粮中添加22.09mg/kg ZEA，青年母猪的繁殖性能显著降低。成年母猪食入ZEA，会出现卵巢萎缩、泡变性：黄体滞留、不发情或发情延迟、返情率上升、屡配不孕等[9]。如果给处于发情中期的母猪饲喂含有3~10mg/kg ZEA的日粮，则可引发休情期[19]。妊娠母猪采食含ZEA的日粮，会导致死胎、木乃伊胎、流产或新生仔猪死亡以及产后发情不正常[44]。ZEA可能是通过降低促黄体激素和孕酮的分泌及改变子宫的组织形态而对子宫产生负面影响[45]。该毒素能引起公猪睾丸生精细管上皮细胞变性[35]，血清中的睾酮水平降低，睾丸萎缩、雌性化[28]，性欲减退、精液品质下降、死精增多 、精子畸形率升高[9]。Minervini等[46]自公猪 32日龄起饲喂含有9μg/gZEA的日粮，发现公猪1岁时出现睾丸萎缩，并且其精液浓度明显降低。
2.3 呕吐毒素
脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol，简称 DON)也叫呕吐毒素，是B型单端孢霉烯族毒素。DON主要存在于玉米、小麦和大麦中。DON在急性、短期和长期给药后都会对动物的健康造成伤害[47]。
家畜低剂量采食感染有该毒素的饲料或牧草后，表现为生长减慢 、拒食等；而大量采食后，则会出现反胃、呕吐、腹泻等症状，所以称该毒素为呕吐毒素[48]。摄入 DON产生会两种特征性毒理学效应：食欲下降和呕吐，这都是通过中枢神经系统调控的。其中，5-羟色胺系一种很重要的神经递质，是导致动物厌食与呕吐的原因之一，它的前体物是色氨酸。当畜禽发生该种毒素中毒后，大量的色氨酸因脑和中枢神经受到损伤而通过血脑屏障进入脑内，增加了脑中5-羟色胺的合成[49-51]。DON能够抑制肝脏的蛋白合成并且引起氨基酸血症[52]，其毒性比其他单端孢霉烯族毒素低；但由于该毒素是玉米、小麦、大麦及混合饲料中最普遍存在的一种毒素[53]，其危害也因此受到关注并加以防控。
DON对猪的毒性作用：DON与ZEA一样，都是玉米中含有的主要的霉菌毒素，主要侵害猪的肠道、骨髓、脾脏。猪若食入该毒素，则会出现拒食、呕吐、肠炎、运动失调、生殖器官受损等症状。DON也能引起母猪受胎率下降、泌乳性能降低等[54-55]。
猪对 DON非常敏感，当摄入占体重0.5mg/kg的DON5~7min后便出现呕吐现象，若饲料中含有1mg/kg以上的DON，就会引起猪生长缓慢，采食量显著下降，并且饲料摄入量的降低与饲料中DON浓度的升高呈线性关系[56]。Prelusky等[50]报道，猪摄入 DON后，脑中5-羟色胺和5-羟哚乙酸的浓度增加，这就会对脑神经产生麻痹作用。在仔猪饲料中添加占体重0.2mg/kg和0.4mg/kg的 DON，则仔猪胃肠道出现营养代谢紊乱，肝脏和淋巴结的退行性损伤表现十分明显[57]。
DON也会影响猪体液免疫力，其中最明显的影响之一就是血清IgA水平显著上升，同时IgM和IgG水平下降。Etienne等[58]已证实，猪采食了被 DON污染的饲料后，其血清IgA水平升高，Pimton等[59]的试验也表明仔猪采食被呕吐毒素污染的日粮后，其肠系膜淋巴结处的IFN-Y和TGF-β的表达减少。
ZEA和DON是玉米及其副产品中最常见且检测超标率最高的两种霉菌毒素，并且猪对其最为敏感。它们都对猪具有肝脏毒性，并在一定程度上影响猪的受胎率。
Tiemann等[60]给母猪饲喂含有不同配比的DON和 ZEA混合毒素(混合比例为210/4，3070/88，6100/235和9570/358ug/kg)的日粮，猪群没有表现出明显的临床症状，但其组织病理学结果显示了肝脏的功能异常，包括肝糖原不同程度降低、血铁黄素升高和肝小叶间的组织连接膜度显著增加。对于日粮中霉菌毒素的浓度，肝细胞呈现出剂量依赖性；同时，核糖体减少，脂肪自体吞泡数量增加。Giovanni等[61]对猪的卵巢粒层细胞进行体外培养，并向其中分别添加不同剂量的ZEA、DON及ZEA与DON的混合毒素，结果发现DON和ZEA对IGF-诱导的雌二醇的产生具有双相效应在低剂量时促进雌二醇的产生而在高剂量时则出现抑制作用。另外，只有DON和ZEA的联合作用才能促进血清诱导的细胞增殖。这两种毒素对猪的卵巢粒层细胞的增殖、类固醇的生成和基因表达都具有直接的剂量依赖效应，而对子宫的直接影响可能是饲料中镰孢菌属霉菌毒素影响猪繁殖性能的一个机制。
3 霉菌毒素危害的预防
为了避免或减少霉菌毒素对动物的损害，应从以下几方面进行关注并着手处理：饲料的贮藏环境应保持干燥、通风清洁，尽可能缩短饲料的存放时间，以降低霉菌的生长概率对饲料中主要存在的毒素进行实时监控和常规检测，及时挑除带霉的饲料颗粒、弃毁霉变严重的饲料；在高温高湿季节向饲料中添加防霉剂或霉菌毒素吸附剂，从而有效降低饲料中的霉菌毒素；适时适量补充营养性抗氧化剂，这样能够减小或防止霉菌毒素对动物的危害。
应建立一个霉菌毒素的HACCP标准控制程序，主要对以下几个重要方面进行监控：产毒真菌和农作物的互作；作物在田间的生长及收获方法：谷物及其它饲料原料的运输及处理；霉菌毒素中毒症状的诊断标准；人们所消费的食品的加工、运输和贮存。只有做一个详细的霉菌毒素的检测记录，这样才能更好地监控和维持所有的控制点，保证最终供给消费者的食品的安全性。
对于饲料原料，应严格限定其中霉菌毒素的含量并进行实时监测：对于玉米 DDGS等谷物副产品，最好做到不但对乙醇工业发酵过程中谷物的霉菌菌素水平进行监测，对饲用的DDGS中霉菌毒素水平也进行分析和测定。
当前，霉菌毒素几乎存在于所有的饲料原料及人类食品原料中，它造成的危害已成为一个全球性问题。而就目前而言，饲料中霉菌毒素的污染及其所造成的危害仍是养殖者们易于忽视的问题。因此，要从根本上解决霉菌毒素的危害，就必须正确认识霉菌毒素的危害并加以科学地引导和管理。