時從來，李金貴

(1.揚(yáng)州大學(xué) 獸醫(yī)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225009 ；2.江蘇省動物重要疾病與人獸共患病防控協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 揚(yáng)州 225009)

玉米赤霉烯酮(zearalenone, ZEA)主要是由禾谷鐮刀菌(Fusarium graminearum) 和三線鐮刀菌 (F. tricinctum)、黃色鐮孢 (F. culmorum)、木賊鐮孢(F. equiseti)、半裸鐮孢 (F. sernitectum)、茄病鐮孢 (F. solani) 等真菌產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物[1]，可對人和動物健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。其主要特點(diǎn)是具有類雌激素樣作用，對雌性動物的生殖系統(tǒng)損害極大[2]。此外，其還能導(dǎo)致免疫抑制、肝腎損傷、具有潛在的致癌性[3]。目前，國內(nèi)外主要采取物理、化學(xué)和生物脫毒的方法降低ZEA毒性，但各方法均有優(yōu)缺點(diǎn)。本文將對ZEA的危害及其近年來脫毒方法進(jìn)行簡要陳述。

1 玉米赤霉烯酮毒性

1.1 生殖系統(tǒng)毒性

研究發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加1.04 mg/kg ZEA，較短的時間內(nèi)不影響斷奶仔豬的生長性能，但與正常仔豬相比，生殖器官的重量顯著增加。ZEA可能通過調(diào)控卵巢中生長激素受體、饑餓激素和增殖細(xì)胞核抗原的表達(dá)，促使斷奶仔豬發(fā)育提前，卵巢早熟，造成生殖毒性。豬對ZEA最為敏感，食用小劑量被ZEA污染的飼料可以使小母豬發(fā)情期提前，表現(xiàn)出早熟、外陰部充血水腫、直腸脫出、假妊娠等臨床癥狀。若增大ZEA劑量，則會導(dǎo)致母豬流產(chǎn)，死胎，甚至終身不育[5]。

ZEA對雄性動物生殖系統(tǒng)同樣有損傷作用，公豬食用含有ZEA的飼料，易出現(xiàn)睪丸炎、精子活力降低、性欲減退等現(xiàn)象。使用不同濃度的ZEA處理小鼠，可顯著降低小鼠的體重和精液質(zhì)量。隨著ZEA劑量增加，小鼠睪丸乳酸脫氫酶、堿性磷酸酶、酸性磷酸酶的活力顯著升高，血清睪酮和雌激素濃度顯著下降[6]。總之，ZEA不僅嚴(yán)重影響雌性動物的生育與繁殖能力，同樣影響雄性動物的生殖系統(tǒng)。

1.2 肝腎毒性

ZEA能夠引起動物的肝腎損傷，用ZEA處理小鼠，小鼠血液的尿酸、尿素氮、谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶顯著升高，肝臟中總超氧化物歧化酶(T-SOD)、谷胱甘肽過氧化酶(GSH-Px)活性降低，丙二醛(MDA)含量顯著升高。由此可見，ZEA能夠?qū)π∈蟾闻K造成氧化損傷[7]。ZEA還可以引起倉鼠腎細(xì)胞活力和腎組織內(nèi)SOD含量顯著下降，而MDA含量則顯著上升[8]。采用腹腔注射的方式給小鼠注射50 mg/kg劑量的ZEA，可觀察到肝臟壞死、肝細(xì)胞變性和腎上皮細(xì)胞腫脹變性[9]。組織細(xì)胞的氧化損傷是目前普遍接受的ZEA引起肝腎損傷機(jī)制之一。

1.3 免疫損傷

ZEA可直接損傷免疫系統(tǒng)，導(dǎo)致動物抵抗力下降。小鼠連續(xù)腹腔注射ZEA后，可顯著降低小鼠的胸腺指數(shù)，胸腺明顯萎縮，誘導(dǎo)胸腺細(xì)胞凋亡[10]。母鼠飼喂150 mg/kg的ZEA之后，可以使血清免疫球蛋白A(IgA)和免疫球蛋白G(IgG)含量顯著降低。另外，脾臟SOD和GSH-Px的水平顯著降低，脾臟炎癥因子的水平顯著提升，從而造成脾臟病理性損傷[11]。用不同濃度的ZEA飼喂斷奶小母豬，隨著劑量的增加，小母豬的淋巴細(xì)胞增殖率，白細(xì)胞介素2(IL-2)的含量顯著下降，顯微鏡下可見脾臟白髓和紅髓明顯萎縮[12]。長期飼喂低劑量的ZEA(8 μg/kg BW)會降低B細(xì)胞上CD21的表達(dá)，抑制IL-2和IFN-γ的分泌，降低了機(jī)體對病毒和腫瘤的抵抗力[13]。對雌性小豬連續(xù)飼喂18d的ZEA，血清中淋巴細(xì)胞、白細(xì)胞含量顯著下降，CD4+、CD8+細(xì)胞含量下降，第18d抗體效價顯著降低[14]。飼喂ZEA可導(dǎo)致妊娠母豬脾臟淋巴細(xì)胞活性和增殖率顯著降低，初生仔豬脾臟淋巴細(xì)胞活性降低。以上研究結(jié)果表明，ZEA可以顯著降低動物的免疫性能。

2 玉米赤霉烯酮脫毒方法

2.1 物理脫毒法

物理脫毒法主要是應(yīng)用物理學(xué)方法使毒素分離或破壞，目前研究最多的有：吸附、輻射和高溫破壞三種方法。不同材質(zhì)的吸附劑對ZEA吸附度有所不同。常用的吸附劑有沸石(吸附率37.8%)、凹凸棒(吸附率43.2%)、海泡石(吸附率55.6%)和活化酵母細(xì)胞壁(吸附率33.8%)等。使用組合吸附劑對ZEA吸附效率達(dá)到95.17%[15]。以埃洛石作為吸附劑，對ZEA污染的飼料進(jìn)行吸附實驗，埃洛石可以吸附95% 的ZEA，降低其毒性作用[16]。但是，埃洛石與性腺激素作用結(jié)果類似無法在飼料中添加。將活性硅藻土添加到飼料中用來吸附ZEA，可以吸附大部分ZEA[17]。由于吸附劑成本較大，而且需要控制各種條件才能達(dá)到最大吸附度，因此無法大面積推廣使用。Denli等研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過120-140℃高溫處理被ZEA污染的飼料，能除去73%-83% 的ZEA，但高溫處理的方法會改變飼料的營養(yǎng)價值[18]。采用紫外線、射線照射方法可以穿透毒素，達(dá)到降解的效果，但輻射法存在污染和破壞飼料中正常營養(yǎng)物質(zhì)結(jié)構(gòu)，因此該方法也不能推廣。物理脫毒法對ZEA破壞程度低，但成本高，甚至?xí)淖冿暳媳旧淼臓I養(yǎng)價值，因此不適用于飼料大規(guī)模ZEA脫毒。

2.2 化學(xué)脫毒法

化學(xué)脫毒法是利用酸、堿、強(qiáng)氧化劑等化學(xué)物質(zhì)破壞被污染飼料中ZEA的活性基團(tuán)，從而達(dá)到分解ZEA的效果。例如在80℃條件下，10%的過氧化氫可以有效破壞ZEA的活性基團(tuán)；此外，高濃度的臭氧能在較短的時間內(nèi)完全清除ZEA[19]。由此可見，化學(xué)脫毒法雖然能高效降解ZEA，但也存在相應(yīng)的弊端，比如會改變飼料的營養(yǎng)成分、適口性，不適宜用于大批量處理ZEA污染的飼料。

2.3 生物脫毒

生物脫毒法是利用一些對人和動物沒有危害的生物來高效降解ZEA。目前國內(nèi)外研究比較熱的是利用細(xì)菌、酵母和霉菌等微生物進(jìn)行ZEA脫毒。張倩等從赤霉病高發(fā)區(qū)域土壤樣品中成功篩選出具有較強(qiáng)ZEA清除作用的芽孢桿菌，經(jīng)檢測轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物無雌激素效應(yīng)，可以考慮作為脫毒劑使用[20]。王國賓對來源于污泥的微生物富集培養(yǎng)，篩選到了高效降解ZEA的菌株，降解率都在75%以上[21]。郝小龍從人工構(gòu)建的工程菌和酵母里面純化得到ZEA降解酶，對ZEA進(jìn)行降解，在最適條件下降解率可達(dá)95.4%[22]。此外，結(jié)構(gòu)修飾也可以降低ZEA的毒性，如糖基轉(zhuǎn)移酶可將ZEA轉(zhuǎn)化為葡萄糖苷而明顯降低ZEA的毒性，其具體做法是將大麥UDP-糖基轉(zhuǎn)移酶基因?qū)敫惺軕B(tài)大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá)，通過色譜柱親和純化得到相應(yīng)的酶，并轉(zhuǎn)化ZEA，轉(zhuǎn)化效率很高，極大的降低了ZEA的毒性[23]。通過LC/MS-MS檢測zearalenone-14-glucoside在奶牛體內(nèi)代謝產(chǎn)物，結(jié)果顯示在血清中檢測到ZEA，這說明轉(zhuǎn)化后的產(chǎn)物在體內(nèi)可能發(fā)生水解反應(yīng)，又會生成ZEA[24]。

生物轉(zhuǎn)化ZEA可以不破壞飼料營養(yǎng)成分，有相對的優(yōu)勢，但轉(zhuǎn)化后產(chǎn)物的安全性如何，仍需要開展深入細(xì)致的研究工作來進(jìn)行綜合評價。

3 討論與展望

我國南方雨水充沛，霉菌容易滋生，飼料谷物易遭到霉菌毒素污染。王若軍等報道我國華南、華北等地飼料中ZEA檢出率達(dá)到100%，且超出國家標(biāo)準(zhǔn)[25]。因此，去除飼料中ZEA已成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。物理、化學(xué)方法雖研究比較透徹，但存在很多弊端，難以推廣使用。生物方法主要通過微生物吸附和微生物降解，生物降解法有明顯的優(yōu)勢，將會成為今后主要的研究方向。目前ZEA生物降解技術(shù)研究還存在對降解機(jī)制的研究不夠深入，未來通過生物方法脫毒將主要集中在以下幾個方面: (1)闡明ZEA 生物合成和調(diào)控途徑，尤其是在田間合成的機(jī)制，從根源阻斷ZEA 污染；(2)通過大量取樣，篩選出高效的微生物可將ZEA 轉(zhuǎn)化為無毒產(chǎn)物；(3)利用基因工程技術(shù)將降解基因異源表達(dá)、純化，制成酶制劑，播撒到田間或添加到飼料中，降解ZEA；(4)通過轉(zhuǎn)基因工程，將 ZEA 降解酶基因轉(zhuǎn)化成禾谷類作物，使轉(zhuǎn)基因作物直接降解ZEA。總之，隨著人們對食品安全的日益關(guān)注，ZEA生物降解的研究必將引起廣泛的重視。