有機(jī)多糖蒙脫石脫出玉米赤霉烯酮的體外評(píng)測(cè)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)效果

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1、有機(jī)多糖蒙脫石脫除玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素的體外評(píng)測(cè)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)效果 赤峰和正美技術(shù)部 摘要：通過對(duì)多糖類酵母細(xì)胞壁改性，使之能夠在水環(huán)境下與蒙脫石進(jìn)行插層 反應(yīng)，形成的有機(jī)多糖蒙脫石對(duì)玉米赤霉烯酮（ZEA）、嘔吐毒素①ON）有較強(qiáng)的 脫除效果 前言：玉米赤霉烯酮（ZEN）,又稱F2毒素，化學(xué)名稱為6- （ 10-羥基-6-氧 基碳烯基）-B-雷鎖酸-?-內(nèi)酯，是一種具強(qiáng)烈致畸作用的生殖系統(tǒng)毒素，會(huì) 導(dǎo)致家畜生長(zhǎng)速度下降、 免疫抑制、 繁殖障礙等后果，從而給畜牧業(yè)帶來嚴(yán)重 威脅。 嘔吐毒素（D O N）是B型單端孢霉烯族化合物，主要由鐮刀菌屬等產(chǎn)生。 DON化學(xué)結(jié)構(gòu)為3a,7a, 15-

2、三羥基-12, 13-環(huán)氧單端孢霉-9烯-8酮，屬于B 型TCH。DON分子式為C15H20O6，相對(duì)分子質(zhì)量為296.32。DON純品為白色針狀 結(jié)晶，熔點(diǎn)151153 °C， DON易溶于水、乙醇等溶劑，性質(zhì)穩(wěn)定，具 有較強(qiáng) 的熱抵抗力 DON 具有影 響消化系統(tǒng) 、 細(xì)胞毒性 、 免疫毒性 、 神 經(jīng)毒性以及致癌 、 致畸 、 致突變等作用。 DON-BSA偶聯(lián)物紅外光譜圖⑸ 表1主要幾個(gè)霉菌毒素的分子大?。▎挝唬簄m）H：可能吸附位置上的分子近似大 小;L：從H位置旋轉(zhuǎn)90度后的分子近似大小 黃曲霉毒 素 赭曲霉毒 素 玉米赤霉 烯酮毒素 煙曲霉毒 素 嘔吐毒素

3、 H 0.8 0.7 2.0 2.0 1.5 L 2.0 3.0 1.5 6.0 2.5~4.0 目前，無論是體外評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)還是動(dòng)物飼喂效果實(shí)驗(yàn)，蒙脫石對(duì)黃曲霉毒素尤其 是黃曲霉毒素 B1 有很好的效果 【1】【2】【3】 但蒙脫石對(duì)玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素這些非極性大分子單端孢烯的吸收作用有限。 且這種作用一定范圍內(nèi)是非特異性的，與許多毒素的結(jié)合都不完全，還會(huì)吸附營 養(yǎng)成分，如礦物質(zhì)和維生素（Kramer等，1993： Chestnut等，1992）。 蒙脫石能夠有效吸附黃曲霉毒素 ，在體內(nèi)和體外試驗(yàn)中均能夠吸附帶極性電荷 的黃曲霉毒素和麥角堿。 然而對(duì)

4、極性較小的如具有疏水性質(zhì)的玉米赤霉烯酮霉 菌毒素吸附效果不佳。（Phillips等，1995） Volko 等（1998）研究表明：蒙脫石主要吸附黃曲霉毒素，而對(duì)玉米赤霉烯酮幾 乎沒有吸附能力。 feng 等 2008）蒙脫石在水溶液中對(duì) AFB1、FUMB 的吸附率在 95~99%、8.2~92.2%中，體外吸附對(duì)ZEN吸附率0.91mg/kg.由于黃曲霉毒素AFB1 具有剛性平面分子結(jié)構(gòu)，能進(jìn)入蒙脫石晶層間， ZEN 分子只是部分呈平面結(jié)構(gòu)， 其他部分較松散，由于位阻作用，不能進(jìn)入到晶層，因而吸附率較低（齊德生等 2002） 由此，將蒙脫石進(jìn)行季銨鹽等有機(jī)改性處理，體外實(shí)驗(yàn)表明，很大程度

5、上提高了 對(duì) ZEA 吸附率【4】單妹 2006；吡啶鹽蒙脫石對(duì) ZEN 的吸附可能與疏水力及電荷 靜電力有關(guān)，疏水作用力主要發(fā)生在蒙脫石層間，電荷靜電力主要是由于 ZEN 的陰離子狀態(tài)與蒙脫石表面的陽離子電荷發(fā)生作用而產(chǎn)生的（lemke等，1998）， 有機(jī)蒙脫石對(duì)ZEN的吸附主要靠疏水作用力（pimpukdee等，2004； 而生產(chǎn)實(shí)踐表明，飼料中添加酵母細(xì)胞壁能有效解除玉米赤霉烯酮對(duì)動(dòng)物的損害 【5】 酵母細(xì)胞壁的 MOS 的主鏈主要以高度分枝的吡喃甘露糖殘基鏈進(jìn)行排列，連接方 式是 a-l， 6 糖苷鍵連接。動(dòng)物消化道內(nèi)病原菌細(xì)胞表面或絨毛上具有類丁質(zhì)結(jié) 構(gòu)（外源凝集素），它能識(shí)別動(dòng)

6、物腸壁細(xì)胞上的“特異糖類”受體并與之結(jié)合，在 腸壁上繁殖導(dǎo)致腸道疾病的發(fā)生。而 MOS 與病原菌在腸壁上的受體具有相似的結(jié) 構(gòu)，它與病原菌表面的類丁質(zhì)也有很強(qiáng)的結(jié)合力，可競(jìng)爭(zhēng)性地與病原菌結(jié)合，使 其無法附植在腸壁上，結(jié)合后的甘露寡糖不能提供病原菌生長(zhǎng)所需的營養(yǎng)素，致 使病原菌死亡而失去致病能力。 B-D-葡聚糖是啤酒酵母細(xì)胞壁的主要成分之一， 但由于酵母B-D-葡 聚糖難溶于水，且對(duì) ZEA 脫除也不能用體外的方法進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，其應(yīng)用受到 了限制。因此對(duì)其進(jìn)行化學(xué)改性， 改善溶解性能，能夠在水介質(zhì)中能與蒙 脫石結(jié)合，形成有機(jī)多糖蒙脫石，即對(duì)黃曲霉毒素吸附有效，又對(duì)玉米赤霉 烯酮、嘔吐毒素也

7、有很好的脫除效果。 關(guān)鍵詞：有機(jī)多糖蒙脫石、玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素、評(píng)價(jià) 一、評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)： 1、用ELISA法體外評(píng)價(jià)有機(jī)多糖蒙脫石對(duì)ZEA、DON的脫除效果 1.1材料，自然霉變的玉米胚芽粕、有機(jī)多糖蒙脫石(赤峰和正美產(chǎn)) 1.2儀器 酶標(biāo)儀、快速混勻器、分析天平、高速離心機(jī)、恒溫水浴振蕩器、 1.3試劑 DON、ZEN酶聯(lián)免疫定量測(cè)試盒(北京勤邦生物科技有限公司)；甲醇；磷酸氫 二鈉、磷酸二氫鉀、氫氧化鈉、鹽酸(均為分析純)。 1.4試驗(yàn)方法 吸附試驗(yàn) 參照的《飼料中玉米赤霉烯酮的測(cè)定》GB/T19540-2004《谷物及其制品中脫氧雪 腐鐮刀菌烯醇的測(cè)定》GB/T 5

8、009.111-2003及北京勤邦試劑盒方法，取玉米胚 芽粕(ZEA含1102ug/kgDON含量565.3ug/kg)30克按照0.4%添加量添加有機(jī)多 糖蒙脫石，放入高速粉碎機(jī)中混合、粉碎至約60目。取混合物5g,加入60%甲 醇溶液，PH7.0的條件下，室溫、200r/min的恒溫振蕩水浴鍋上振蕩處理30min。 反應(yīng)結(jié)束后于5000r/min下離心3min，并收集上清液，ELISA法測(cè)定上清液中剩 余DON和ZEN的含量。按下列公式計(jì)算吸附量Q(mg/g)和吸附率Y(%): Q二VX(C-C)/m (1) 0 Y=100X (C-C)/C (2) 0 0 其中：V為溶液的體

9、積(ml)； m為吸附劑的用量(mg)； C、C分別為反應(yīng)前后霉菌 0 毒素的濃度(ng/ml) o 解吸附試驗(yàn) 上述實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，傾去離心管中上清液，在剩余物中加入10ml甲醇提取液，在 室溫、200r/min的恒溫振蕩水浴鍋上振蕩處理10min，反應(yīng)結(jié)束后于5000r/min 下離心3min，并收集上清液，ELISA法測(cè)定上清液中ZEA和DON的含量，經(jīng)殘液 校正后，計(jì)算解吸率。解吸過程重復(fù)3次，求累積解吸率R (%)。 R=m/m X 100% (3) 0 其中：m為3次解吸上清液中毒素的含量(ng)； m為解吸附前復(fù)合物中毒素的 0 含量(ng)。 1.5數(shù)據(jù)計(jì)算與分析

10、 根據(jù)各樣品OD值，用EXCEL2003計(jì)算各樣品中ZEA和DON的含量；所有數(shù)據(jù)采 用SPSS17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果采用平均數(shù)土標(biāo)準(zhǔn)差（X土SD）表示。 1.6結(jié)果與分析 有機(jī)多糖蒙脫石對(duì)玉米胚芽粕對(duì)ZEA、DON的吸附率和解吸率 序 號(hào) 脫霉 劑 添 加 量 添加 方式 粕原有 ZEA量 (ug/kg ) 加入 脫霉 劑后 ZEA量 （ug/k g） 脫 除 率％ 解 吸 率 粕原 有DON 量 (ug/k g) 加入脫 霉劑后 DON量 （ug/kg ） 脫 除 率％ 解 吸 率 1 有機(jī) 多糖 蒙脫 石 4%o 強(qiáng)力

11、 混合 1102 482.6 56. 2 2.2 3 565.3 330.7 41. 5 4.5 4 從表2吸附率看，有機(jī)多糖蒙脫石對(duì)ZEA、DON都呈現(xiàn)了較好的吸附，吸附率達(dá) 到50%左右；這是由于有機(jī)多糖蒙脫石中糖苷鍵在水介質(zhì)中與ZEA結(jié)合，與DON 中C4位點(diǎn)水解的脂鍵作用生成有機(jī)復(fù)合物。從解吸率看，解吸率也在2~4%，說 明有機(jī)蒙脫石吸附ZEA、DON后所形成的復(fù)合物穩(wěn)定性非常好。 2、通過給母豬飼喂含有ZEA飼料，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證有機(jī)多糖蒙脫石脫除飼料中ZEA的 效果； 2.1材料與方法 將40頭平均體重是9.8kg斷奶仔母豬，分為四種方法飼喂： 1） 飼料

12、； 2） 飼料+0.4%有機(jī)多糖蒙脫石； 3） 含有ZEA玉米胚芽粕的飼料； 4） 含有ZEA玉米胚芽粕的飼料+0.4%有機(jī)多糖蒙脫石。 每只豬分別在0.70平方米的豬舍單獨(dú)飼養(yǎng)，隨時(shí)記錄豬的飲食飲水情況。每周 對(duì)飼料攝取量，體重增加和飼料轉(zhuǎn)化率進(jìn)行了測(cè)量和計(jì)算。外陰大小的計(jì)算按照： 長(zhǎng)度X寬度X高度，每隔三天測(cè)量一次，飼養(yǎng)21天。在最后對(duì)試驗(yàn)組的母豬進(jìn) 行安樂處死，摘除豬的生殖道進(jìn)行重量和長(zhǎng)度的測(cè)定。 所有的測(cè)量結(jié)果通過方差分析表明，通過Tukey方法對(duì)兩個(gè)試驗(yàn)組的平均值進(jìn)行 比較，P<0.05差異顯著。 2.2小結(jié) 飼料中添加了 0.4%的有機(jī)多糖蒙脫石沒有降低性能。單獨(dú)飼喂

13、含有毒素的玉米 胚芽粕而沒有添加有機(jī)多糖蒙脫石的試驗(yàn)組，豬的外陰尺寸增加，但是在加入有 機(jī)多糖蒙脫石的試驗(yàn)組中，卻減小了對(duì)外陰的這種效果。相比那些飼喂對(duì)照日糧 的母豬，飼喂不添加有機(jī)多糖蒙脫石的玉米胚芽粕的母豬生殖道的重量和長(zhǎng)度均 有所增加。因此，在豬日糧中加入0.4%的有機(jī)多糖蒙脫石對(duì)生長(zhǎng)性能沒有影響， 但是降低了玉米赤霉烯酮的毒副作用。 由于玉米胚芽粕中嘔吐毒素含量太低，國家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中允許量為1000ug/kg, 所以飼喂含有DON的玉米胚芽粕對(duì)豬沒有明顯癥狀。 用氚標(biāo)記ZEA實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在豬及兔體內(nèi)，肝臟為主要分解代謝器官，主要由肝臟 中分子量約為230， 000道爾頓的3a-OH

14、脫氫酶使之分解轉(zhuǎn)化為a -zearalenol 和B-zearalenol然后通過小腸進(jìn)行吸收；空腸占小腸吸收的70%-85%，回腸 占小腸吸收的 30%-15%；嘔吐毒素干擾營養(yǎng)物質(zhì)在腸道中的吸收，如葡萄糖和 氨基酸。鈉-葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（SGLT-1）負(fù)責(zé)葡萄糖的攝取，低濃度的嘔吐毒素就 足以抑制 SGLT-1， 從而減少葡萄糖的攝取。 SGLT-1 是對(duì)嘔吐毒素最敏感的轉(zhuǎn)運(yùn) 蛋白，其次是果糖被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 GLUT-5。 SGLT-1 還負(fù)責(zé)水的重吸收，嘔吐毒素 對(duì) SGLT-1 的抑制作用，可能是嘔吐毒素常常誘發(fā)腹瀉的原因之一。同時(shí)， DON 能通過調(diào)節(jié)小腸 5-羥色胺 、 兒茶酚胺等受體

15、抑制小腸的正常蠕動(dòng) ，是豬嘔吐 的因素。 二、結(jié)論： 有機(jī)多糖與蒙脫石通過特殊工藝生產(chǎn)的有機(jī)多糖蒙脫石，使得多糖上的糖苷鍵 在水介質(zhì)中與ZEA、DON強(qiáng)力鍵合，對(duì)自然霉變產(chǎn)生的復(fù)合霉菌毒素玉米赤霉烯 酮(ZEA)、嘔吐毒素(DON)不論是體外評(píng)估還是飼喂效果實(shí)驗(yàn)，均呈現(xiàn)較好的 吸附脫除作用。 不僅吸附量大、作用強(qiáng)而且吸附速度快、解吸率低，有機(jī)多糖蒙脫石對(duì)于多種菌 屬產(chǎn)生的毒素有著一箭雙雕的功效。為解決飼料中ZEA、DON的吸附問題提供了 新的途徑。產(chǎn)生的有機(jī)復(fù)合物不會(huì)降解游離出毒素對(duì)環(huán)境不會(huì)造成二次污染。 三、參考文獻(xiàn)： 【1】齊德生；蒙脫石改性前后對(duì)AFI和營養(yǎng)成分的吸附及對(duì)AF,

16、的脫毒效果 【2】雷春龍等日糧中添加蒙脫石和酵母細(xì)胞壁對(duì)肉牛體內(nèi)內(nèi)毒素吸附、養(yǎng)分消 化率及生產(chǎn)性能的影響 【3】高 領(lǐng) 1, 王 蕾 2, 許小友 2, 李艷濤 3 飼料中的黃曲霉毒素對(duì)牛奶品質(zhì)的 影響鄭州牧業(yè)工程高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào) 2 0 1 1 年 2 月第 31 卷第 1 期 【 4 】單妹 2006 ；納米級(jí)硅酸鹽的改性及對(duì)玉米赤霉烯酮、維生素和礦物質(zhì)的吸 附作用研究 【5】駱光波等飼糧中添加酵母細(xì)胞壁對(duì)母豬繁殖性能、乳成分和免疫指標(biāo)的影 響動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)報(bào)2 0 1 4,2 6 ( 4 )： 【6】徐學(xué)明，張麗霞.交聯(lián)羧甲基復(fù)合變性葡聚糖的合成及吸附玉米赤霉烯酮 (ZEA)的研究[J].食品科學(xué)，2006, 27(6)： 139-143. (本文宣傳的產(chǎn)品概念、原理及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等均屬于和正美實(shí)業(yè)所有，如需引用，須經(jīng) 我公司許可，且保留出處。