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不同吸附剂对黄曲霉毒素B1吸附效力的研究

百奥明公司2016-01-13 10:41:00

【导读】　　编者按：饲粮（料）中霉菌毒素污染是目前动物养殖过程中遇到的一个全球性的难题。常见的主要霉菌毒素有黄曲霉毒素、单端孢霉烯族毒素（新月毒素）、烟曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素A、麦角碱等。黄曲霉毒素多见于热带和亚热带...

　　编者按：饲粮（料）中霉菌毒素污染是目前动物养殖过程中遇到的一个全球性的难题。常见的主要霉菌毒素有黄曲霉毒素、单端孢霉烯族毒素（新月毒素）、烟曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素A、麦角碱等。黄曲霉毒素多见于热带和亚热带地区的谷物农产品中，而黄曲霉毒素B1（AfB1）是由寄生曲霉所产生的重要代谢产物。AfB1能引发多种急性中毒性疾病和慢性免疫抑制性疾病。在动物养殖过程中避免动物霉菌毒素中毒最常用的办法是使用霉菌毒素吸附剂，将其混入饲粮（料）中吸附霉菌毒素，避免动物在饲粮（料）消化过程中摄入毒素。目前报道的可作为霉菌毒素吸附剂的物质有：活性炭、水合铝硅酸钙钠（hydrated sodium calcium aluminosilicates, HSCAS）、膨润土和其它粘土材质。活性炭虽然可吸附多种霉菌毒素，但由于其吸附是非特异性的，也会吸附饲粮（料）中一些必需的营养成分。近年来，对商业化的HSCAS开展了广泛的研究，认为其用于AfB1的吸附非常有效。也有报道认为另一个对AfB1有较好吸附效果的是膨润土。本文是Elisavet Vekiru 在奥利里农业技术研究所christian doppler霉菌毒素研究所开展的实验研究，该研究结果体现了多角度评价吸附剂体外吸附效率的重要性，以及应用相关动物进行体内试验来验证体外测试结果的必要性。

　　译者加注：吸附剂对霉菌毒素吸附能力评价都是在缓冲液模式或胃肠液模式下进行，这与测试样品中霉菌毒素含量有所不用。测试样品中霉菌毒素含量所用有机溶剂（如乙腈）可以将样品中的霉菌毒素毒素全部萃取出来，进行测定，样品中即使加入了吸附剂，也不会影响样品霉菌毒素的测定结果。吸附剂的作用是从进入消化系统开始吸附毒素，并将毒素随粪便带出体外，从而减少毒素对机体的损害。

　　正文部分

　　拮抗黄曲霉毒素B1（AfB1）最常用的方法是使用吸附剂，因为在动物饲粮（料）消化消化过程中，添加在饲料中的吸附剂吸附了霉菌毒素，降低了毒素的生物利用度。本项研究测试了不同吸附剂在不同的pH值和不同的介质条件下对AfB1的吸附能力，同时还计算出不同吸附剂的化学吸附指数。

　　在所有的谷物农产品中，因黄曲霉毒素污染引起经济损失和多种疾病一直是一个世界性难题。而拮抗霉菌毒素最常用的方法是使用吸附剂（或称粘合剂），以降低霉菌毒素的生物活性。其中被广泛使用的吸附剂是膨润土（含大量近晶硅酸盐蒙脱石），据报道膨润土能有效减少饲粮（料）中的AfB1的含量。

　　对霉菌毒素的吸附可通过物理吸附、化学吸附而达到目的。评价霉菌毒素吸附剂应用效果的重要标准（Huwing et al, 2001）包括：（1）化学吸附性强；（2）强吸附能力（g毒素/kg吸附剂）；（3）不或少量重复吸附已经被吸附失活的毒素；（4）不或少量吸附饲粮（料）中必需营养成分；（5）吸附剂自身无毒（要求吸附材料不含重金属、二恶英等）。基于以上要求，在elisavet vekiru 的监管下，在christian doppler霉菌毒素研究所和BIOMIN GmbH开展了本项目中霉菌毒素吸附剂的研究。

　　1 实验目的

　　通过体外消化实验评价不同组成的吸附剂——膨润土对霉菌毒素的吸附效率、吸附特征和吸附原理，并与水合铝硅酸钙钠（HSCAS）产品和活性炭等对霉菌毒素吸附的效果进行比较。

　　2 试验设计

　　60种不同经天然钙、钠或酸处理的膨润土（文中标注为S3，S4……S61），分别来自于欧洲、亚洲、南美等处，通过本实验得到关于吸附剂的吸附效率、吸附特征和吸附原理等方面的信息。在实验中，用广受好评的一款商品HSCAS作为参照物（文中文中标注为R1），用活性炭和具有中等吸附力的膨润土作另一参照物（文中标注为R2）。在酸性（pH 1-2）条件下进行体外实验，着重探讨吸附剂与AfB1和AfB2a之间的相互作用。文中各实验所用毒素的浓度除特别说明外均为4 ml/L（即4 ppm）。

　　2.1 吸附试验

　　该实验是在缓冲液中进行，以测评吸附剂在pH为2.0、5.0和7.0条件下对AfB1的吸附能力。实验中吸附剂含量为0.02%（w/v），即每吨饲料中混入200 g吸附剂。实验方法是将吸附剂和含有AfB1的缓冲液共孵育（37 ℃震荡摇匀1 h），离心，取上清液进行HPLC测试（高效液相色谱法测试）。

　　2.2 化学性吸附

　　此实验是在测定醋酸盐缓冲液中，0.5%含量（5 kg/t）的吸附剂的吸附效力。将其共孵育（37 ℃震荡摇匀1 h），后用甲醇萃取吸附剂小丸，依据此实验结果计算化学性吸附指数（效力）。

　　2.3 在pH为5的缓冲液、合成胃液和真实胃液中的吸附效果的对比

　　在合成模拟胃液、猪胃液和pH为5.0的醋酸缓冲液中进行吸附剂吸附效果比较，以探查各种吸附剂的吸附特征。实验所用吸附剂浓度为0.02%（w/v），在使用前，猪胃液样品在实验之前，需要进行额外的净化步骤，即需要将其离心、过滤，去除颗粒后共孵育（37 ℃震荡摇匀1 h），取样进行测试。

　　2.4 等温分析

　　等温分析用于测定吸附剂最大的吸附能力，该测定过程是在磷酸盐缓冲液中进行，pH为7.0，吸附剂浓度为0.002%（20 g/t）。AfB1浓度范围是0.4～8.0 mg/L（ppm）。经过24 h对样品的孵育（37 ℃震荡摇匀）后，离心，取上清液进行分析。最大吸附能力（qmax，）、分布常数（Kd），即吸附剂对AfB1的亲和力的计算方法按文献报道进行（Grant et al, 1998）。

　　2.5 维生素吸附试验

　　进行吸附剂对选择性维生素的非特异性吸附能力，在pH为3.0和6.5的缓冲液中，吸附剂浓度为0.2%（2 kg/t），AfB1浓度为4 mg/L，维生素VitB12、VitH、VitB5含量分别为4 mg/L、4 mg/L、10mg/L。将其共孵育（37 ℃震荡摇匀1 h）后，取样进行分析。

　　2.6 矿物学研究

　　在本实验中所选的黏土（膨润土）吸附剂的组成和其它特征，如阳离子交换能力（CEC）等在奥地利维也纳的应用生命科学大学（BOKU）的应用地质学院进行测定。

　　3 结果与讨论

　　3.1 吸附试验结果

　　一般情况下，25种膨润土在pH值为中性时的吸附效力的实验结果相近或较高，比pH为5.0条件下的吸附率高45%（见图1）。在pH为2.0时，各种吸附剂对AfB1的吸附试验结果几乎都达到了100%，可能是因为在强酸性条件下，部分AfB1会转化为AfB2a 。因为AfB2a 几乎不会被任何种吸附剂吸附，而AfB1的水平已经降低到无法检测，因此造成了AfB1被100%吸附的检测结果。实验中观察到AfB1转化为AfB2a 的量与pH和作用时间密切相关。

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