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文档简介
饲料卫生学
赵献军
西北农林科技大学动物医学院
教学说明《饲料卫生学》这门课共36个学时,全部为课堂讲授,第一章“绪论”4学时,第二章、第十章“饲料生物性污染及控制”等8学时,第三章“饲料非生物源性污染及监控”4学时、第五章“饲料抗营养因子”、第八章“植物性饲料中毒”等12学时,第四章“饲料脂肪酸败与控制”2学时,第六章“饲料卫生监督与管理”2学时,第七章“饲料卫生标准及检测方法”及总复习4学时。本课为考试课。本课程的性质:饲料卫生学是研究动物饲料中有毒有害物质和抗营养因子的发生和变化过程、与动物健康的关系、防除措施以及卫生标准的制定和实施等有关问题的科学。饲料卫生学既是预防兽医学的一个组成部分,又是饲料科学和饲料毒物学领域中近年发展起来的一门新兴边缘学科。本学科的形成和发展与饲料及饲料添加剂工业的发展和国家颁布的一系列管理法规条例的实施紧密结合,与畜牧业和国民经济的发展息息相关。学习目的:通过学习,使同学们了解我国目前饲料卫生状况及研究动态,熟悉影响饲料卫生的因素及危害和防除措施,懂得如何进行饲料卫生质量监督与管理,掌握常见有毒、有害物的检查技术,在生产中自觉学习并贯彻国家有关法规及政策。教材名称:饲料卫生学主编:王建华冯定远出版社:西安地图出版社参考书名称:1、动物毒物学2、动物中毒病及毒理学3、饲料中有毒有害物质的控制与测定第一章绪论目的要求了解我国畜牧业和饲料工业的形势,学习国家关于饲料及饲料添加剂的法规政策,增强饲料卫生安全意识和执行国家政策的自觉性。基本知识点饲料概述饲料卫生学的内容和任务影响饲料卫生的因素及危害饲料有毒有害因子的防除饲料卫生学研究概况教学重点、难点以典型事例讲授饲料生产和应用过程中出现的有毒有害物质,已经造成的饲料和动物危害以及对畜牧业和国民经济的重大损失。难点在于熟悉饲料工业发展动态和有关国家大政方针,掌握大量最新资料并需要归纳整理和高度概括。饲料是动物的“粮食”,也是人类的间接食品。饲料的质量和安全直接关系到肉、蛋、奶、鱼等养殖业的高效生产和动物产品的安全卫生,与人类的健康密切相关。因此,饲料产品是否卫生安全,是确保动物源性食品安全的首要条件,是保护人民健康的第一把钥匙。近年来,饲料卫生问题引发的事故不断发生。疯牛病、二噁英、多氯化联二苯、β-兴奋剂等事件已造成严重后果,不仅影响饲料工业和食品工业发展,更为重要的是,由于饲料中有毒物质危害畜禽健康,从而最终影响人类健康和环境。因此,世界各国均很重视饲料卫生与安全。1999年5月29日,国务院已颁布实施《饲料和饲料添加剂管理条例》,2001年11月29日通过《国务院关于修改〈饲料和饲料添加剂管理条例〉的决定》,这是我国有关饲料的第一部权威性的法规。其中已明确提到饲料的安全性问题。1991年我国已经发布了《饲料卫生标准》,2001年进行了修订。2007年全球工业饲料产量达到6.804要保证畜产品安全,其前提是饲料安全。这就要求,在发展观念上有一定转变,即不能以经济利益为惟一目标,还要考虑自身的生态责任,不但是为自己,也是为社会。为畜禽提供安全的饲料,是生态道德问题,也是社会道德问题。这是树立科学的发展观,统筹人与自然的关系的具体体现。第一节饲料概述在这一定义中,它包括两个重点:一是含有营养物质;二是可饲。在具体理解饲料的含义时,应该注意饲料一词有其数量和质量的内涵,并非任何物质只要它们含有某些营养素就可以被称为饲料,有些物质虽然含有某种营养素,但其量甚微,不一定适合当做饲料;有些物质也含有某种营养素,但同时也含有毒物,对动物有毒,也不能用做饲料。随着饲料工业的发展,许多不提供养分的物质也划入饲料范畴,如抗生素、驱虫保健剂、增味剂、着色剂等非营养性添加剂。(一)饲料原料1.粗饲料2.青绿饲料3.青贮饲料4.能量饲料5.蛋白质饲料6.矿物质饲料7.维生素饲料8.饲料添加剂(feedadditive)(二)配合饲料产品1.全价配合饲料(completefeed)2.混合饲料(mixedfeed)3.精料补充料(concentratesupplement)4.浓缩饲料(concentrate)5.添加剂预混料(additivepremix)(一)蛋白质蛋白质主要由碳、氢、氧、氮四种元素组成,有的还含有少量的硫、磷、铁等。饲料中的蛋白质是由20多种氨基酸按不同的顺序和构型组成的大分子活性物质。各种蛋白质的含氮量不同,平均为16%,故将含氮量乘以6.25即为蛋白质的数量。(二)碳水化合物碳水化合物是由碳、氢和氧三种元素组成的。碳水化合物分子中,一个碳原子与一个羟基相联,另两个价键分别与其它碳原子相联。由于其分子中氢和氧之比与水相同(2∶1),故得名为碳水化合物。碳水化合物的生理功能1.动物体组织的构成物质碳水化合物普遍存在于动物体各种组织中。如核糖及脱氧核糖是细胞核酸的组成成分,粘多糖参与形成结缔组织基质,糖脂是神经细胞的组成成分,糖蛋白因多糖部分的复杂结构而与多种生理功能有关。碳水化合物也是动物体内某些氨基酸的合成物质。碳水化合物有如下生理功能2.动物体内能量的主要来源碳水化合物的主要功能是在动物体内氧化供能。植物性饲料含丰富的碳水化合物,动物主要依靠它满足生理上所需要的能量。葡萄糖能迅速氧化释放能量,及时供给动物需要。纤维素、半纤维素等也是反刍动物的重要能源物质。碳水化合物有如下生理功能3.动物体内的营养储备物质饲料碳水化合物除供给动物所需的养分外,多余的部分可转变为糖元和脂肪在体内储备。碳水化合物有如下生理功能4.乳脂和乳糖的重要合成原料单胃动物主要利用葡萄糖合成乳脂。反刍动物利用碳水化合物在瘤胃中发酵产生的乙酸合成乳脂肪中的脂肪酸,乳脂中的甘油主要由血液中的葡萄糖合成。乳中的乳糖可由葡萄糖合成,而葡萄糖来源于血液,碳水化合物在瘤胃中发酵产生的丙酸能合成血液葡萄糖。碳水化合物有如下生理功能纤维素、半纤维素、木质素和果胶等组成的混合物称为粗纤维。粗纤维是各种动物,尤其是草食动物不可缺少的营养物质。粗纤维对于动物胃肠道具有填充作用和刺激作用,同时是草食动物的主要能源物质。(三)脂肪脂肪也是由碳、氢和氧三种元素组成。脂肪的能值约为碳水化合物的两倍以上,蛋白质的能值介于碳水化合物与脂肪之间。饲料中的能值取决于其脂肪含量的高低,含脂肪愈多则能值愈高。脂肪从形态上分固体和液体两种,脂肪的硬度直接与所含不饱和脂肪酸的数量有关。脂肪含不饱和脂肪酸越多,其硬度越小,熔点也越低,植物脂肪均属此类。动物脂肪因含不饱和脂肪酸数量小,故在常温下呈固体状态。饲料中的脂肪除了供能外,其生理功能主要体现在不饱和脂肪酸的营养方面。脂肪的生理功能主要有以下几个方面:1.脂肪是动物热能的重要原料2.脂肪是构成体组织的重要原料3.脂肪是脂溶性维生素的溶剂4.脂肪可为幼小动物提供必需脂肪酸5.脂肪是动物产品的组成成分(四)维生素维生素是调节动物生长、生产、繁殖和保证动物健康所必须的有机物质,是一类微量营养物质。维生素含有碳、氢、氧,有的还含有氮,其中有的还含有一种以上的矿物元素。维生素A(VA)维生素D(VD)维生素E(VE)维生素K(VK)维生素B1(VB1)别名为硫胺素,抗神经炎素,抗脚气病维生素。维生素B2(VB2)别名为核黄素,乳黄素,促生长维生素。维生素B3(VB3)别名为泛酸,遍多酸。维生素B4(VB4)别名为胆碱,人工合成的为氯化胆碱。维生素B5(VB5)别名为烟酸,烟酰胺,维生素PP,尼克酸,尼克酰胺。维生素B6(VB6)别名为吡哆醇(包括吡哆醛,吡哆胺)。维生素B7(VB7)别名为生物素,维生素H,促生素Ⅱ。维生素B11(VB11)别名为叶酸,维生素Bc,维生素M。维生素B12(VB12)别名为钴胺素,氰钴素,APF因子,抗恶性贫血维生素。维生素C(VC)别名为抗坏血酸,抗坏血病维生素。(五)矿物质对动物有营养作用的26种元素中,碳、氢、氧、氮属非矿物质元素,其余22种都是矿物质元素。其中有7种(钙、磷、镁、钠、氯、钾和硫)是常量矿物质元素,15种(铁、铜、锌、锰、碘、钴、硒、钼、铬、镍、钒、锡、硅、氟和砷)是微量矿物质元素。常量元素是指占动物体重0.01%以上的元素;微量元素是指占动物体重0.01%以下的元素。当某种微量元素缺少或不足时,则导致动物体物质代谢的严重障碍,并降低生产力,甚至导致死亡,但某种必需元素过量又能引起机体代谢紊乱。矿物质的功能主要体现在三个方面:1.用作体组织的生长和修补物质2.用作动物体的调节剂3.构成乳、蛋等产品的成分1.用作体组织的生长和修补物质矿物质元素约占体重的4%~5%,其中约有5/6存在于骨骼和牙齿之中,主要是钙、磷和镁;其余矿物质分布于毛、蹄、角、肌肉、细胞、体液以及上皮组织和其它组织中。有些元素如铜、锌、锰、碘和钴等也是酶、激素和某些维生素的组成成分。2.用作动物体的调节剂矿物质可以调节血液、淋巴液的渗透压,使体液渗透压恒定,保证细胞获得营养,以维持细胞的正常生命活动。矿物质可以调节血液的酸碱平衡,作为缓冲物质的成分。矿物质可以维持神经肌肉的兴奋性,还可以影响其它养分在体内的溶解度,激活某些酶的活性,促进各种养分的消化和利用。3.构成乳、蛋等产品的成分钙是蛋壳的主要成分,蛋白和蛋黄也含有丰富的矿物元素。乳汁中也含有多种矿物质元素。这些矿物质元素必须直接或间接来自动物采食的饲料和饮水之中。第二节饲料卫生学的内容和任务饲料卫生学(feedhygiene):是研究动物饲料中有毒有害物质和抗营养因子的发生和变化过程、与动物健康的关系、防除措施以及卫生标准的制定和实施等有关问题的科学。通常指饲料产品中不含对饲养动物的健康造成实际危害,而且不会在畜产品中残留、蓄积和转移的有毒、有害物质或因素;饲料产品以及利用饲料产品生产的畜产品,不会危害人体健康或对人类的生存环境产生负面影响。二、饲料卫生学的内容(一)防除饲料毒物,充分利用饲料资源(二)防止饲料污染,保证饲料卫生安全(三)完善饲料卫生标准,加强质量检测(四)安全性毒理学评价(五)加强饲料管理,执行饲料法规(六)饲料毒物中毒病的研究(一)防除饲料毒物,充分利用饲料资源据专家预测:到2010年、2020年和2030年,我国粮食产量的38%、43%和50%将用作饲料。届时,全国人口将从目前的13亿增加到16亿,而耕地面积会进一步减少;到2010~2020年,我国能量饲料的差额为4300~8300万吨,蛋白质饲料的差额为2400~4800万吨,饼粕类差额为2560万吨左右。因此21世纪中国的粮食问题,特别是养殖业所需的饲料粮问题,将是制约我国饲料工业和畜牧业发展的主要因素。饲料资源匮乏问题只能通过提高饲料利用率、开辟非常规饲料资源和调整农作物种植结构等办法来解决,但不管哪种办法,都必须保证饲料的营养水平和安全卫生,都和饲料毒物与抗营养因子的研究和应用有关。(一)防除饲料毒物,充分利用饲料资源1.提高饲料利用率在生产配合饲料、设计配方时,既要考虑畜禽的不同生长阶段、生理特点、饲养环境的营养需要、营养素之间的互作等常规因素,还要考虑饲料中毒物和抗营养因子对营养素利用率的制约,以进一步提高配合饲料的饲料转化率。在配合饲料原料生产工艺中,要采用各种脱毒和抗营养因子钝化技术,提高现有含毒、含抗营养因子的饲料原料的营养价值和利用效率,特别是提高含毒、含抗营养因子的蛋白质饲料原料的营养价值和利用效率。我国蛋白质饲料原料主要来自饼粕类,如大豆饼粕、菜籽饼粕、棉籽饼粕和蓖麻饼粕等,其中绝大部分都存在毒素或抗营养因子。1993年我国生产大豆饼粕470万吨,其中蛋白质利用率仅为70%;棉籽饼粕523万吨,蛋白质利用率50%;菜籽饼粕488万吨,蛋白质利用率小于50%,如通过各种技术解决其中毒素或抗营养因子问题,提高饼粕蛋白质利用率20%~30%,即可每年节约饼粕450万吨。鱼粉、血粉和骨粉等动物性饲料可补充畜禽所需要的多种营养成份和能量,但常因生产、销售和贮运过程中极易发生霉变、酸败等问题,导致质量下降,甚至产生有害物质而影响动物健康。饲料酶技术是提高饲料利用率的有效方法,如玉米中植酸磷占总磷的50%~75%,猪只能利用玉米中磷的10%~12%,加入植酸酶后,植酸磷利用率提高40%,粪中磷排出量减少40%,可大大减少粪便中磷对环境的污染。β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖是大麦和小麦中的抗营养因子,大麦和小麦日粮中加入β-葡聚糖酶和阿拉伯木聚糖酶后,能量利用率可提高10%~20%。糠麸、次粉一般占原粮的21%,是配合饲料中的主要农副产品。调查表明用于饲料的糠麸、次粉仅占60%左右。如果不除去油米糠,则易氧化酸败,不耐贮藏,降低适口性。(一)防除饲料毒物,充分利用饲料资源2.开辟非常规饲料资源开发非常规饲料资源过程中,应注意其中存在的多种毒物、抗营养因子的脱毒和钝化问题。由于对此类饲料原料或其加工过程的有毒有害物质常常不完全了解,或者已知其理化性质与检测方法的物质,尚缺乏饲料毒理学试验资料,不知其对动物机体的危害情况,因此必须进行安全性毒理学评价,以减少危害,提高饲料利用率。如马铃薯、木薯、糟渣类、蚕茧、秸杆、树叶等。(一)防除饲料毒物,充分利用饲料资源3.调整农作物种植结构调整农作物的种植结构,一方面需要改良饲料作物品种,另一方面需要将粮食+经济作物的二元种植结构调整为粮食+饲料作物+经济作物的三元种植结构,建立有效的饲料粮品种培育、种植区化体系,提高饲料作物的产量。这两方面都存在许多和毒素、抗营养因子有关的问题需要研究。(二)防止饲料污染,保证饲料卫生安全1.生物性污染饲料的细菌、霉菌污染或虫害都能引起饲料的外观和质量的变化,降低饲料的营养价值及利用率,细菌、霉菌及其毒素还可引起动物中毒。2.非生物性污染各种化学物质如有害重金属、某些无机和有机化合物污染饲料后,都能严重影响饲料的卫生与安全。1.生物性病原物(1)细菌及其毒素沙门菌、大肠杆菌、肉毒梭菌、葡萄球菌等(2)病毒(3)真菌及其毒素镰刀菌、黄曲霉菌等(4)寄生虫及其(5)动植物中存在的天然毒素各种抗营养因子鱼、贝类蘑菇苦杏仁、木薯棉籽油菜豆、鲜黄花菜(6)动植物贮藏时产生的毒性物质组胺、龙葵素、亚硝酸盐2.化学性污染有害化学物质农药、重金属油脂聚合物加工时产生有害化学物质多环芳烃亚硝酸盐桐油、矿物油添加或误用有害化学物质工业油脂工业原料3.放射性(三)完善饲料卫生标准,加强质量检测制订国家饲料卫生标准是用法规形式限定饲料中有毒有害物质的最高允许量。如饲料中可能出现的砷、汞、铅、镉、氟、硒、铜、亚硝酸盐等无机毒物;棉酚、有毒生物碱、生氰糖甙、异硫氰酸盐、麦角毒素等有机毒物;滴滴涕等有机氯农药;对硫磷和马拉硫磷等有机磷农药;黄曲霉毒素等生物毒素;3,4-苯并芘和多氯联笨等环境毒物;沙门氏杆菌、大肠杆菌和炭疽杆菌等微生物及其他有害物质,如果饲料中任一种物质超过法定的最高允许量时,则不允许上市销售。(四)安全性毒理学评价对饲料中各种有毒有害物、污染物和药物添加剂进行安全性毒理学评价,证明其确实安全和有效后,才能批准正式生产和使用。对兽药和药物添加剂必须规定休药期,以法规形式制订动物性食品中兽药、药物添加剂及其它化学物质的最高残留量或允许残留量。在饲料安全性毒理学评价方面,我国没有统一的国家标准,参考“食品安全性毒理学评价程序和方法”(GB15193,1994-01-19)执行。(五)加强饲料管理,执行饲料法规《兽药管理条例》《饲料和饲料添加剂管理条例》《国家饲料卫生标准》《饲料产品认证管理办法》(六)饲料毒物中毒病的研究兽医临床实践已经证明,饲料毒物引起的疾病在动物中毒病中占有绝对重要的位置。研究动物饲料中毒病的根本目的在于揭示饲料毒物中毒的一般规律,特别是探索饲料中有毒有害物质存在的原因、中毒机理、危害、诊断和治疗方法以及防除措施,为开展饲料安全性毒理学评价和制订饲料中有毒物质的最高允许量标准提供科学依据。三、饲料卫生学的任务饲料卫生学的主要任务是:(一)深入研究各地可利用饲料中的有毒有害物质的种类、含量、理化性质、毒性、作用机理及其去毒利用的不同方法。(二)研究和解决各种饲料添加剂在使用过程中可能带来的毒性及卫生问题。(三)继续研究和探讨棉籽、菜籽、蓖麻、桐籽、胡麻、茶籽等饼粕中的有毒成分和方便、有效、经济、安全的去毒新方法。(四)继续制订和完善各类饲料中各种有毒有害物质的允许量标准。(五)深入研究外来性毒物污染饲料的途径,寻找预防饲料污染和防霉去毒的新方法,保证各类饲料的营养价值。(六)深入了解与饲料卫生质量有关的有毒有害物质,研究有效的预防和去除措施。(七)积极开展饲料毒物学与饲料卫生学的基础理论研究,促进饲料卫生学的不断发展和完善。四、饲料卫生学与其它学科的关系饲料卫生学是在饲料毒物学、畜禽中毒病学、饲料学、饲养学、家畜环境卫生学、饲料加工学、生物化学、分析化学、生理学等学科不断发展的基础上建立起来的新兴学科,它的发展离不开这些学科的发展,又可以促进这些学科的继续发展。所以,它与这些学科都有密切的关系。第三节影响饲料卫生的因素及危害一、影响饲料卫生的因素(一)饲料自身因素在饲料的生产过程(包括生长、收获、运输、加工、贮藏等)中,饲料本身固有或自然形成的某些有毒有害成分或其前体物质。这些物质可大体分为饲料毒物、抗营养因子和新饲料资源开发利用中的未知因素。毒物(toxicants):在一定条件下,一定量的某种物质进入机体后,由于其本身所固有的特性,在组织器官内发生化学或物理化学的作用,引起机体功能性或器质性的病理变化,甚至造成死亡,这种物质叫毒物。饲料本身含有的或在收藏、加工、调配过程中产生的,当动物采食并吸收达一定量时,即可发生机体的机能性或/和器质性病理变化,导致生产性能下降,表现某些特征性中毒症状(或称示病症状),严重时造成部分或大批动物死亡的物质。如硝酸盐、亚硝酸盐、光敏因子、出血因子等。抗营养因子(antinutritionalfactors,ANFs):饲料中存在某些能降低或破坏饲料中营养物质,影响机体对营养物质的消化、吸收和利用,甚至能导致动物中毒性疾病的一类物质。如植酸、蛋白酶抑制因子、抗维生素因子、非淀粉多糖、脂(肪)氧合酶及硫胺素酶、植物凝集素及单宁等。(二)自然与环境因素地理环境因素:土壤、空气,如硒、氟等。气候、季节、温湿度因素:细菌及其毒素真菌及其毒素(三)人为因素农药:磷、氯、氟、汞、砷、锌等;药物:抗生素、磺胺、驱虫药、呋喃类、瘦肉精等;环境污染:工业三废肥料:饲料添加剂:加工不当其他二、饲料中有毒有害物质的分类与危害(一)有毒有害物质的种类按其来源可分为:天然饲料毒物(包括其前体物和衍生物)农药(杀虫剂、杀鼠剂、化肥以及植物生长调节剂等)、有害微生物(如某些细菌、霉菌及其毒素等)、环境污染物(工业三废、地质性氟过多、放射性物质等)、饲料添加剂(如维生素、微量元素、药物等)、有毒植物(如棘豆属和黄芪属有毒植物、栎属植物的果实及嫩叶、紫茎泽兰、闹羊花、萱草根、狼毒等)按其化学结构可笼统分为:有机物质和无机物质两大类,或详细分为盐类、甙类、生物碱、酚类、肽类、蛋白质类、萜烯类、重金属类、非蛋白氨基酸等。按其危害作用还可分为:神经毒物、细胞毒物、肝毒物、肾性毒物、三致(致畸、致癌、致突变)毒物、抗营养因子、致敏因子等。(二)饲料毒物的体内转运和转化饲料毒物进入机体的途径主要是消化道的吸收作用。大部分进入血液循环的毒物与血浆白蛋白(少数与球蛋白)结合,少数呈游离状态。一般来说,这种结合是可逆的,血浆中结合的毒物与游离的毒物保持着动态平衡。与蛋白质结合紧密的毒物,不易透过细胞膜进入靶器官对组织产生毒性作用。由于不同毒物与血浆蛋白的结合力不同,即已结合的毒物可被结合力更强的毒物取代而游离出来,或被内源性代谢物竞争或置换,从而增强其毒性。由于结合、主动运输或溶于脂质中,毒物能在组织器官的特定部位贮存。各种毒物在体内各组织器官中的分布数量与贮存时间,由其透过细胞膜的能力及其与不同组织器官的亲和力决定,而且常成为引起毒性作用的基础。肝脏具有特殊的生理解剖特点,是毒物在体内贮存并进行生物转化的主要器官。大多数饲料毒物在体内经过氧化、还原、水解、结合(或合成)等作用,改变其结构和性质,从而达到活化(毒性更强)或失活(解毒)的作用。生物转化的反应类型
第一相反应:从亲脂性到极性
(一)氧化:最重要的1相反应(三)水解反应在水解酶的催化下,化学物与水发生化学反应而引起化学物分解的反应。水解酶:血浆、肝、肾、肠、肌肉和神经组织第二相反应(结合反应,Conjugation):从极性到亲水性结合反应:进入体内的外源化学物在代谢过程中与某些其他内源性化学物或基团发生的生物合成反应,形成的产物称结合物。多数毒物在生物转运和生物转化过程中,发挥毒性作用,引起机体的代谢功能和组织结构的变化,损害机体的组织及其生理功能,发生中毒现象。如硝酸盐被还原生成毒性更大的亚硝酸盐;生氰糖甙经水解后释放氢氰酸;硫葡萄糖苷可生成硫氰酸盐、异硫氰酸盐和噁唑烷硫酮;过多的碳水化合物可在瘤胃微生物的作用下产生大量酸性物质等。(三)饲料毒物的作用机理饲料毒物的毒性可分为两大类毒物中毒机理的解释可以从脏器水平、细胞水平、亚细胞水平和分子水平几个层次进行研究。1.确定生物大分子的靶点,回答何种组织器官或大分子对该毒物有较强的亲和性;2.分离和鉴定出毒物的活性代谢产物,同时测定由毒物所引起体内某种物质的数量或活性的改变,为更好的了解毒物的毒性和确定早期诊断指标提供依据;3.动物种属之间,在最基本结构分子水平上的基因表达非常相似,因此用有毒有害物质引起某种动物染色体和基因突变的资料,推测有毒有害物质对其它种属动物的遗传危害,从而弥补传统毒理学研究的某些不足。研究证实体内的脂肪组织对有机氯制剂具有高度亲和性;砷和铅主要贮存在骨骼和肝肾组织中;棉酚和蓖麻毒素具有细胞毒性和血液毒性;菜籽饼毒素能引起甲状腺肿大等症状;黄曲霉毒素B1能诱发肝癌和胆管壁增厚;植酸和氟离子能与二价离子(如Ca2+、Zn2+、Fe2+、Mg2+、Cu2+)结合,形成络合物,从而使这些元素的生物利用率降低,造成机体缺乏症;亚硝酸离子可导致高铁血红蛋白症;氰离子与细胞色素氧化酶中Fe3+结合,造成细胞内缺氧和生物氧化功能丧失;氟乙酸经活化生成的氟柠檬酸能抑制顺乌头酸酶的活性,从而中断三羧酸循环和能量的产生;有机磷酸酯类可抑制胆碱酯酶的活性,产生胆碱能神经兴奋的一系列临床症状;饲料中的某些酶抑制剂能使消化道中蛋白酶、淀粉酶或脂肪酶失活,影响饲料的消化吸收。第四节饲料有毒有害因子的防除一、增强饲料卫生观念饲料的安全卫生直接关系到饲喂动物的安全和健康,间接影响到人类的卫生和安全。1991年我国已经发布了部分饲料卫生标准,对常见的16种有毒有害物质在饲料中的允许量作了规定。农业部在1989年公布了20种畜禽饲料中允许使用的药物添加剂及其使用方法,1998年又调整为30种。新版GB13078-2001《饲料卫生标准》,增加为17种有毒有害物质,产品品种达66种。2006、2007年又增加了相关霉菌毒素标准。这些标准和规定对保证畜禽饲料的安全卫生起到了重要作用。但是目前我国饲料安全问题不容乐观,饲料卫生标准还很不完善,远不能满足对饲料安全管理的需要。然而,部分企业为了商业目的,在饲料中长期使用某些国家明令禁止的药物或化学药品,导致药物和化学药品残留增加;更有甚者,在水产饲料中添加国家在80年代就已经禁用的敌百虫。有些人为了牟取暴利,在饲料中添加绒毛膜促性腺激素、甲基睾丸酮、雌二醇等激素类药物……等等,动物产品安全问题时有发生。近年来的疯牛病、二噁英、β-兴奋剂、瘦肉精、睡梦宝、苏丹红和多宝鱼的孔雀石绿、三聚氰胺事件的连续发生,人们震惊之余发现饲料在某种条件下不仅构成了对动物和人类健康的严重威胁,而且造成了意想不到的经济损失和巨大的政治影响。饲料安全作为食品安全中的一个源头环节,成了上至国际组织和政府部门,下至平民百姓,各个层面广泛关注的热点问题。民以食为天,食以安为先,这句古训已经成为当今人们对食品安全高度重视的至理名言,特别是动物食品直接关系人民群众健康和生命安全,关注动物食品安全对于切实维护人的生命权益实现人的健康愿望,构建和谐社会,至关重要。因此,提高饲料卫生观念,完善和制定饲料卫生标准和法规,加大宣传力度,用法律保证我国饲料和饲料添加剂的安全卫生,保障饲用动物的健康成长发育和产品的卫生安全,促进国民经济的稳步发展和人类健康。二、作物育种三、环境治理四、脱毒或灭活处理物理法化学法生物法饲料卫生学展望饲料是动物的食物,而动物产品是人类的食物和食品工业的原料,所以饲料也可以看作是人类的间接食品,与人民生活水平和身体健康息息相关。饲料安全问题,是我国乃至世界各国普遍关注的一个社会问题,消费者一再要求吃上放心肉,喝上放心奶,而畜牧养殖企业也要求饲料生产企业为其提供高效安全的饲料产品。为此,我们要时刻提高饲料安全意识,要充分认识到饲料安全是畜牧产业和食品安全的最重要、最基础的奠基石。确保饲料安全,是关系我国人民健康、农村经济结构战略调整和畜牧业可持续发展的头等大事。只有安全的饲料,才能生产出安全的畜产品,只有安全的畜产品,才能控制好人类食品安全的源头,这是确保畜牧业的健康发展和提高人类的生命质量的双赢战略。第二章
饲料生物性污染及控制1.目的要求了解污染饲料的常见生物、危害及防除技术。2.基本知识点细菌污染与饲料变质,霉菌污染与饲料霉变,微生物污染的控制,饲料虫害。3.教学重点、难点重点讲述重要细菌、霉菌、害虫的种类、习性、危害和防除措施。难点在于对有害生物的确认、有毒物质的检验和经济可靠的防除办法。第一节细菌污染与饲料变质一、细菌污染饲料的环境条件细菌具有普遍存在的特点,饲料中不可能不存在细菌,目前的技术也不可能根除饲料中的细菌。控制细菌对饲料的污染,首先必须了解细菌污染饲料的环境条件。与细菌生命活动有关的环境条件包括温度、水分、氢离子浓度、渗透压及辐射等。(一)温度
根据繁殖所需要的温度可分为嗜冷菌、嗜温菌和嗜热菌三类。嗜冷菌:生长在0℃或0范围:-10℃~30最适:10℃~嗜温菌:生长在15~45℃环境中(最适温度为37℃范围:10℃~45最适:25℃~嗜热菌:生长在45~75℃环境中,是导致罐头食品腐败的主要因素.范围:25℃~80最适:50℃~微生物的最适生长温度是指微生物能生长繁殖良好的最适应的温度。即在这种温度下微生物生长速度最快,增代时间最短。增代时间是指新细胞成长至繁殖出下一代细胞所需的时间。常用几个参数:1.热力致死时间(TDT)在特定条件和特定温度下,杀死一定数量微生物所需要的时间(min)。伤寒沙门氏菌在60℃时的TDT为5min,大肠杆菌为5~30min,梭状芽孢杆菌芽孢在100℃下的TDT为5~菌量愈多,抗热力愈高,数量越多,加热杀死微生物所需的时间也越长。如在100℃时,肉毒梭菌的芽孢菌数为7.2×1010,TDT是240min;芽孢菌数为3.2×107时,TDT是110min;芽孢菌数为3.3×102时,TDT是40min。常用几个参数:2.D值利用一定温度进行加热,活菌数减少一个对数周期(即90/100的活菌被杀死)时所需的时间(min)。3.Z值在加热致死时间曲线中,时间降低一个对数周期(即缩短90/100的加热时间)所需要升高的温度(℃)。4.F值在一定的基质中,其温度为121.1℃,加热杀死一定数量微生物所需的时间(min(二)水分细菌在生命活动中,水是不可缺少的物质,而且需要大量的水分,才能维持细菌一系列正常代谢的进行。干燥温度越高,细菌越容易死亡;高速干燥时,细菌不容易死亡;经真空干燥后并在真空环境中贮存的细菌可长期保存其生活力。保存饲料,必须干燥到一定程度。(三)渗透压细菌的细胞结构具有一层半透膜,它能调节细胞内外的渗透压平衡。各种细菌都有一个最适宜的渗透压。一些必须在含有2%以上盐浓度才能良好生长的微生物称为嗜盐微生物或嗜高渗微生物。多数细菌在2%以下盐浓度中才能良好生长。(四)氢离子浓度(pH)不同细菌耐受酸碱的能力不同,即各种细菌都有其适宜生长的pH值。如肉毒梭菌A型和B型生长的最低pH值为4.7,E型则为5.0。金黄色葡萄球菌最低生长pH值为4.8,在缺氧条件下则为5.0。大多数微生物不能在低pH值条件下存活。(五)辐射电磁波中某些波长的射线,如X射线、紫外线、放射性同位素射线等具有杀菌作用。革兰氏阴性无芽孢杆菌对紫外线最敏感,用15W紫外线杀菌灯距离50cm照射1min,或距离10cm照射6s几乎可以把大肠杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌全部杀死。二、污染饲料的细菌及其危害在饲料卫生学上,对这些在饲料中常见的细菌称为饲料细菌,包括致病菌、相对致病菌和非致病菌3大类。与饲料卫生有关的细菌主要是因侵入消化道而导致疾病和中毒以及引起饲料腐败变质的一类细菌。细菌性饲料中毒可分为感染型和毒素型两类。细菌性饲料中毒:指动物因摄入了含有有害细菌或细菌毒素的饲料而引起的一切中毒。感染型饲料中毒:病原细菌污染饲料后,在饲料中大量繁殖,这种含有大量活菌的饲料被动物摄入以后,会引起动物消化道的感染而造成中毒。感染型饲料中毒:病原细菌污染饲料后,在饲料中大量繁殖,这种含有大量活菌的饲料被动物摄入以后,会引起动物消化道的感染而造成中毒。毒素型饲料中毒:饲料中污染了某些细菌以后,在适宜的条件下,这些细菌在饲料中繁殖并产生毒素,这种饲料被动物摄入以后引起中毒。(二)污染饲料的细菌及其危害细菌性微生物是动物食物链中最常见的病原,主要有大肠杆菌、沙门氏菌、结核菌、炭疽菌、肉毒梭菌、李斯特菌、葡萄球菌、猪链球菌等。菌落总数的概念菌落总数是指在被检样品的单位质量(g)、容积(mL)或表面积(cm2)内,所含能在严格规定的条件下(培养基及其pH值、培育温度与时间、计数方法等)培养所生成的细菌菌落总数,以菌落形成单位(colonyformingunit,CFU)表示。菌落总数的饲料卫生学意义:饲料清洁状态的标志和预测饲料耐储藏的期限。细菌总数的允许量:鱼粉细菌总数<2×106个/g,限量饲用:2~5×106个/g,禁用:>5×106个/g大肠杆菌(Escherichiacoli)幼龄畜禽对本菌最易感,如仔猪黄痢和白痢发病率和死亡率都很高,雏鸡的发病率达30-60%,病死率几乎达100%。是一组来自人和温血动物肠道(粪便)、在35~37℃下能发酵乳糖产酸产气、需氧或兼性厌氧的革兰氏阴性无芽胞杆菌,耐热,有菌毛,有的产生肠毒素致病性大肠埃希菌的种类A.肠产毒性大肠埃希菌(ETEC)B.肠侵袭性大肠埃希菌(EIEC)C.肠致病性大肠埃希菌(EPEC)D.肠出血性大肠埃希菌(EHEC)大肠菌群已被用作饲料质量鉴定的指标。大肠菌群的饲料卫生学意义:①直接意义:可作为饲料被人或温血动物粪便污染的指示菌。原因:特异(仅来自肠道);数量多,易检出;环境抵抗力强;检验方法灵敏。②间接意义:可推断饲料被肠道致病菌污染的可能性。由于大肠菌群与肠道致病菌来源相同,而且在外界生存的时间与主要肠道致病菌相当,所以大肠菌群致病菌污染饲料的指示菌。沙门氏菌(Salmonella)沙门氏菌肠杆菌科中的一个属,革兰氏阴性细菌,包括2324个血清型。分别对人、哺乳动物及鸟类有致病力。根据沙门氏菌的传染范围可分为三个菌群:(1)专门引起人类发病的沙门氏菌,如伤寒沙门氏菌、甲型副伤寒沙门氏菌、乙型副伤寒沙门氏菌、丙型副伤寒沙门氏菌,这一群称为肠热型菌群。(2)仅能对动物发病,很少传染于人的沙门氏菌,如鸡伤寒沙门氏菌和鸡白痢沙门氏菌,有时也会引起人的胃肠炎。(3)对哺乳动物及鸟类有致病性的沙门氏菌,并能引起人类食物中毒,如鼠伤寒沙门氏菌、猪霍乱沙门氏菌、肠炎沙门氏菌、德彼沙门氏菌、纽波特沙门氏菌、汤波逊沙门氏菌及鸭沙门氏菌等菌型最为常见。这一群称为食物中毒菌群。美国沙门氏菌食物中毒占第二位,仅次于葡萄球菌食物中毒。日本沙门氏菌食物中毒占第三位,仅次于副溶血性弧菌和葡萄球菌食物中毒。沙门氏菌为革兰氏阴性的短杆菌,菌体四周有鞭毛,能运动,不产芽孢及荚膜,为兼性厌氧菌。生长温度为10~42℃,最适宜温度37℃。沙门氏菌不属于腐败菌,不分解蛋白,不产生吲哚,所以饲料中虽有大量细菌繁殖,也不能从视觉和嗅觉上识别出来。当动物从饲料大量摄入这些细菌时,除引起相应的肠道疾病外,菌体还在肠道内崩解,释放出内毒素(一种多糖-类脂-蛋白质化合物),沙门氏菌中毒为感染型饲料中毒,其临床症状为急性胃肠炎症状,发生呕吐、腹痛及不同症状的腹泻,四肢发冷,黏膜苍白,抽搐,体温升高。腹泻严重时可引起脱水或虚脱,如不及时抢救可导致死亡。
饲料中沙门氏菌不得检出肉毒梭菌(Clostridiumbobulinm)肉毒梭菌是革兰氏阳性的两端钝圆的粗大杆菌,能形成椭圆形芽孢,有鞭毛,能运动,无荚膜。它是一种腐败寄生菌,广泛存在于土壤、动物的粪便、鱼的肠管及人的粪便中,在未开垦的土壤和牧场所在地,污染尤为严重。植物性饲料潮湿堆积发热造成腐败和发霉后,或鱼、肉类在加工过程中不注意卫生,均易被肉毒梭菌污染。肉毒梭菌本身无致病力,但在适宜的条件下能分泌一种毒性很强的外毒素(肉毒梭菌毒素)。肉毒梭菌毒素是高分子单纯蛋白质。生长产毒适宜温度为18~30℃肉毒毒素是强烈的神经毒,不耐热,毒素分8型,A、B、C1、C2、D、E、F、G。其中A和B型的抗热力最强,E型抗热力最弱。肉毒梭菌毒素是目前已知的细菌外毒素中毒性最强的一种,注入0.01μg就可使豚鼠死亡。成人只要食入0.01mg就可毙命。肉毒梭菌毒素对动物的胃肠道有刺激作用,在胃及小肠上段进入血液,选择性地作用于神经末梢及神经与肌肉连接处,由于神经传导的化学介质乙酰胆碱的释放或合成被抑制而发生肌肉麻痹。该毒素还可以作用于血管的神经感受器而导致中枢病变。常见的化学介质:一羧基氨基酸(γ-氨基丁酸、甘氨酸)--抑制性氨基酸二羧基氨基酸(谷氨酸、天门冬氨酸)--兴奋性氨基酸乙酰胆碱--兴奋介质儿茶酚胺中的多巴胺--调节乙酰胆碱的作用5-羟色胺--抑制组胺--抑制或兴奋动物中毒后,最急性者往往不表现任何症状而突然死亡。一般病畜出现四肢无力,全身麻痹,运动不便,不能站立等中毒症状,有的24h内即可死亡。葡萄球菌(Staphylococcus)葡萄球菌属革兰氏阳性球菌,呈葡萄状排列。无芽孢,无鞭毛,不能运动,是兼性厌氧菌。本菌广泛存在于空气、水、土壤、动物的皮肤及牛的乳房中,尤其是存在于患乳房炎的牛乳、动物化脓性疾病及其分泌物中。金黄色葡萄球菌,生长最适温度为30~37℃,对热抵抗力较强。耐盐性强,在含有10%~15%的氯化钠培养基中能生长,在含有20%~30%二氧化碳的环境中培养,金黄色葡萄球菌是葡萄球菌力最强的。广泛分布于空气、土壤、水及食具。人和动物具有较高的带菌率。由金黄色荀萄球菌引起的食物中毒越来越多,据美国疾病控制中心报告,由金黄色荀萄球菌引起的感染占第二位.仅次于大肠杆菌。在美国由金黄色菊萄球菌肠毒素引起的食物中毒占整个细菌性食物中毒的33%,加拿大则更多,占45%,我国每年发生的此类中毒事件也非常多。葡萄球菌可产生多种毒素,其中肠毒素为单链蛋白,耐热,耐胃、胰蛋白酶,耐低pH。在含水较高、含蛋白质及淀粉丰富、通风不良氧分压低的基质中最易产毒。毒素分为8个血清型,A型毒性最强,B型最耐热,引起中毒最常见的是A、D型。葡萄球菌外毒素能通过胃肠道引起呕吐和腹泻。呕吐作用是毒素在消化道上受体位置的刺激冲动经迷走神经和交感神经传到中枢神经系统所致。中毒动物发生剧烈呕吐,大量流涎,腹痛腹泻,粪便带血,严重腹泻后出现失水症状,肌肉痉挛、虚脱,体温大多正常。(二)饲料的细菌性腐败变质饲料细菌性腐败变质是指在以饲料细菌为主的各种因素的作用下,饲料降低或失去其营养价值等一系列变化。饲料腐败变质的过程极为复杂,主要是使饲料中的营养成分发生分解,出现特异的感官性状。细菌产生的蛋白质分解酶和肽链内切酶作用于饲料中的蛋白质,使其首先分解为肽,然后分解成氨基酸,氨基酸及其它含氮物质在相应酶的作用下进一步分解成胺类、酮类、不饱和脂肪酸及有机酸等,饲料出现腐败特征,即饲料发粘、渗出物增加,并出现特殊难闻的恶臭味。饲料细菌性腐败变质产生的不良作用:1.饲料感观异常,不良的颜色、气味影响饲料的适口性,降低动物的采食量。2.营养物质遭到破坏,营养价值大幅度降低。3.增大了致病菌及产毒霉菌存在的可能性,引起动物机体的不良反应,发生疾病,甚至中毒。4.腐败变质的产物也可能对动物机体发生直接危害,如某些鱼粉腐败产生的组胺可使雏鸡中毒等。(三)革兰氏阴性细菌导致内毒素中毒的毒理机制构成细菌毒力的一个极为重要的因素就是细菌毒素。革兰氏阴性细菌内毒素常引起动物发热、弥漫性血管内凝血、内毒素性炎症、内毒素败血症和败血性休克等症状。内毒素的本质是脂多糖(LPS),位于革兰氏阴性细菌的外膜上。LPS的类脂部分结合在外膜内侧,多糖侧链突出于膜外。LPS是细菌细胞壁的一部分,其作用是保护菌体免受宿主体内因子的作用。G-细菌主要释放内毒素的两个途径:A.以外膜泡形式释放内毒素。外膜泡的形成只出现在细菌的对数增殖期,其释放方式类似于成熟果实的自然脱落,并不损坏细胞的完好性。B.细菌溶解时把内毒素释放到宿主体内,然后随血液进入各组织器官。大量内毒素进入宿主体内使动物发生中毒症状。
1.细菌产生肠毒素:肠毒素刺激肠壁上皮细胞,激活其腺苷酸环化酶,在活性腺苷酸环化酶的催化下,使细胞浆中的三磷酸腺苷脱去二个磷酸,而成为环磷酸腺苷(cAMP),cAMP浓度增高可促进胞浆内蛋白质磷酸化过程,并激活细胞有关酶系统,促进液体及Cl-的分泌,抑制肠壁上皮细胞对Na+和水份的吸收,导致腹泻。
耐热肠毒素是通过激活肠黏膜细胞的鸟苷酸环化酶,提高环磷酸鸟苷(cGMP)水平,引起肠隐窝细胞分泌增强和绒毛顶部细胞吸收能力降低而引起腹泻。2.侵袭性损害沙门氏菌、副溶血弧菌、变形杆菌等,能侵袭肠黏膜上皮细胞,引起黏膜充血、水肿、上皮细胞变性、坏死、脱落并形成溃疡。侵袭性细菌性中毒的潜伏期较毒素引起者稍长,大便可见黏液和脓血。
3.内毒素除鼠伤寒沙门氏菌可产生肠毒素外,沙门氏菌菌体裂解后释放的内毒素致病性较强,能引起发热、胃肠黏膜炎症、消化道蠕动并产生呕吐、腹泻等症状。
内毒素分子明显小于细菌,即使肠黏膜通透性轻微增加,内毒素也可通过肠黏膜屏障经门静脉进入肝脏,由枯否氏细胞清除。如内毒素量过多或肝病导致枯否氏细胞功能减退,便可形成肠源性内毒素血症,而细菌易位常发生于内毒素易位之后。
此外,内毒素可以激活枯否氏细胞释放一系列炎症介质,如肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-1,IL-6,IL-8和氧自由基等,TNF-α、IL-6等炎症介质通过肠-肝轴由胆管进入小肠,引起肠黏膜损伤,通透性增加,更易导致肠道细菌易位。而大量炎症介质可以引起全身炎症反应综合征,甚至多器官功能障碍综合征。
4.过敏反应莫根变形杆菌能使蛋白质中的组氨酸脱羧而成组织胺,引起过敏反应。其病理改变轻微,由于细菌不侵入组织,故可无炎症改变。作业题:举例说明感染型和毒素型饲料中毒第二章饲料生物性污染及控制
第二节霉菌污染与饲料霉质真菌与霉菌真菌(Fungi)是指具有细胞壁和细胞核,不含叶绿素,无根、茎、叶的分化,靠寄生或腐生方式生活的一类生物。真菌在分类学上分为四个纲,即藻菌纲、子囊菌纲、担子菌纲和半知菌纲。霉菌(Mold)是真菌的俗称,严格地讲,它只是真菌的一小部分。是在基质上能长成绒毛状、棉絮状或蜘蛛网状菌丝体的真菌的统称。霉菌不是一个分类学的概念。从分类学角度来看,霉菌隶属于藻菌纲、子囊菌纲和半知菌纲。霉菌毒素:指某些霉菌在生长繁殖过程中产生的有毒次生代谢产物,次生代谢产物指的是由细胞增殖过程中形成的丙酮酸、酯酸、氨基酸等初级代谢产物作为前体物质,进行生物合成的物质。一种霉菌菌株可以产生几种霉菌毒素,而同一种霉菌毒素又可以由几种霉菌产生。(霉菌产毒的不专一性)岛青霉可产生黄天精、红天精、岛青霉素以及环青霉等几种毒素杂色曲霉毒素可以由杂色曲霉、黄曲霉和构巢曲霉产生一、霉菌污染饲料的条件自然界中霉菌无处不在,霉菌孢子又极易扩散,饲料原料在田间生长到收获、贮藏的各个时期都会感染霉菌,而且饲料的加工调制、运输、销售等各个环节也易被霉菌污染。但饲料污染霉菌并不意味着毒素生成,而霉菌在饲料上生长繁殖则是产毒的先决条件。霉菌能否在饲料上繁殖和产毒与饲料种类和环境因素等有关。1.霉菌繁殖和产毒需要适宜的基质能量是霉菌生长所必需的,霉菌的生长和繁殖所需能量来源主要是碳水化合物,因此极易在含淀粉的谷物或饲料上生长,如富含碳水化合物的玉米、高粱和棉籽等。一般情况下,霉菌在天然基质上比在人工合成的培养基上更易于繁殖。但不同的霉菌菌种最适繁殖的基质不同,即各种基质中出现的霉菌以一定的菌种为主。如玉米、大米、面粉、花生和发酵饲料中,以曲霉菌属和青霉属为主;玉米与花生中以黄曲霉及其毒素检出率最高小麦和玉米中以镰刀菌及其毒素污染为主另外,碾碎的谷物或细小的颗粒或粉料,由于其失去种皮的保护,极易被霉菌污染,而且其中的能量也易被霉菌利用,因此,是霉菌的良好基质,能促进霉菌生长繁殖。2.环境温度环境温度是影响霉菌繁殖和产毒的主要因素之一,常见的贮藏霉菌生长的最适温度为25℃,但实际上大部分霉菌在20~28℃之间都能生长,低于10℃和高于30℃时霉菌的生长则显著减慢3.周围环境的相对湿度大多数霉菌在基质上生长时大约需要75%以上的相对湿度,在80%~100%的相对湿度时生长更为迅速。我国南方多雨,相对湿度大,适于霉菌生长和产毒,而西北地区雨量少,饲料污染较轻。秋季雨水多,相对湿度大,比冬季更适于霉菌生长和产毒。4.饲料的含水量饲料的含水量不仅通过影响其周围空气的相对湿度来影响霉菌的生长,而且霉菌在某种饲料上生长时也需要一定的含水量。特别是当含水量为17%~18%时是多数曲霉和青霉菌繁殖和产毒的最佳条件。各种饲料的含水量不同,霉菌繁殖和产毒量也不同,通常含水量越高则霉菌生长越旺盛。研究表明当粮食水分活性[简称“wa”(它仅限于能供真菌利用的部分水分,并非食品或粮食水分的全部含量)]降低到0.7以下或安全水分降低到13%以下时,一般真菌均不能生长。5.通风状况大部分霉菌属需氧性的,其生长繁殖需要一定的通风和有氧条件,没有氧气霉菌就不能生存。但有些霉菌属于厌氧性质,只有在无氧条件下才能繁殖和产毒,如毛霉、庆绿曲霉和酵母等可耐受高浓度的二氧化碳。6.饲料损害饲料及原料遭虫害、鼠咬、脱粒损伤外皮、粉碎等,霉菌易于侵入繁殖,引起霉变。7.其他因素如生物因素,某一种霉菌或几种霉菌可能是另一种霉菌生长和产毒的条件。另外地理、地形、自然灾害、日照、贮存条件、运输工具、加工水准等都会成为霉菌繁殖和产毒的条件。二、饲料霉菌污染状况1.饲料霉菌污染的原因引起饲料霉菌污染的原因很多,主要有以下几个方面:(1)自然界中有霉菌孳生,环境条件又适于霉菌繁殖(2)防霉去毒意识不强(3)饲料原料水分高(4)饲料不加防霉剂或防霉剂的效力差(5)市场疲软,超过保质期(6)其他因素饲料原料的收获、贮存以及饲料的加工、包装、运输、调制等各个环节都可能被霉菌污染。2.霉菌污染饲料的途径霉菌种类繁多,霉菌及其孢子又无处不在,周围环境中空气、水土等都可能成为饲料中霉菌的污染源。归纳起来主要有两个污染途径,即内源性污染和外源性污染。(1)内源性污染主要指饲料原料污染,也称田间污染或收获前污染。饲料原料污染的田间真菌主要是:交链孢霉属(Alternaria)曲霉属(Aspergillus)青霉属(Penicillium)芽枝霉属(Cladosporium)镰刀霉属(Fusarium)蠕孢霉属(Heminthosporium)黑孢霉属(Nigrosprorium)甘薯黑斑病菌(Ceratocystisfimbriata)2.霉菌污染饲料的途径(2)外源性污染也称收获后污染。饲料原料在晒场上或收获后贮藏过程中污染的霉菌,尤其容易在仓库保管条件不好,如表面潮湿、水分转移、结露和早期发热等情况下发生。所污染的霉菌称为贮藏霉菌。饲料在加工、贮存、销售以及饲喂过程中,通过接触空气、地面、加工机械、运输工具、贮存场所、饲喂用具等环境中的霉菌孢子也可导致饲料污染。3.我国饲料污染现状自从发现黄曲霉毒素以来,霉菌和霉菌毒素对食品和饲料的污染日益引起重视。据联合国粮农组织统计,5%的食品和谷物在使用前就已变质。全世界每年大约有25%的谷物被霉菌毒素污染,约10%的食品和饲料因霉变而损失掉。(1)我国饲料原料的带菌量带菌量是指每克饲料中所能检出的霉菌总数,用来评价饲料污染霉菌的情况。我国饲料原料已受到不同程度的污染,据对286份饲料原料带菌量的检查,玉米和麸皮霉菌污染率为100%,豆粕为99%。饲料原料污染霉菌的菌相及检出频率因地理环境和季节不同而异,我国不同地区主要饲料原料霉菌带菌量列于表2-1。表2—1主要饲料原料霉菌带菌量(×103个/g)
(2)我国配合饲料的带菌量配合饲料在加工、运输、销售等环节易污染霉菌。据对采自不同地区341份配合饲料(包括猪、鸡、鸭配合饲料和牛补充料)的分析,霉菌检出率为99%,其中粉料为100%,颗粒料为96%。各地区检出的霉菌总数有明显差异(见表2-2)。表2—2配合饲料霉菌带菌量从检查结果可见,带菌量超过允许范围的饲料品牌有110个,占32.3%,其中超过禁用界限的有68个,占19.9%,属于轻度污染的饲料只有67.7%。(3)我国饲料霉菌污染现状的评价A.评价霉菌对饲料的污染程度主要取决于饲料中霉菌带菌量B.饲料污染程度与自然地理条件有关总体讲我国南方温暖多雨,相对湿度大,霉菌适于繁殖和产毒,饲料污染较重。而北方寒冷,霉菌繁殖受到限制,污染就轻。C.饲料污染程度与饲料状态有关按饲料物理性状主要有粉状饲料和颗粒饲料,饲料加工工艺不同,其带菌特点也有些差异。据调查,粉状饲料带菌量一般在102~105个/g之间,而颗粒饲料一般带菌量为10~103个/g,粉料比颗粒料霉菌数量高10~100倍。饲料生产工艺也可作为评价饲料污染状况的指标之一D.饲料污染程度与饲料及原料的贮存条件有关三、污染饲料的主要霉菌我国饲料(原料)中污染的霉菌霉菌在自然界分布十分广泛,种类繁多,目前已从全国28个省、区、市104个饲料加工厂和养殖场的627份饲料样品中分离鉴定出霉菌23属73种,检出率最高的有曲霉属87.7%,青霉属73.8%,镰刀菌属36.6%,毛霉属35.4%,此外还有枝孢霉属、交链孢霉属、共头霉属、梨头霉属、拟青霉属、木霉属、根霉属等。目前已知能产生毒素的霉菌有150余种,其中绝大多数属于曲霉属、青霉属和镰刀菌属。㈠曲霉属(Aspergillus)黄曲霉、棒曲霉、赭曲霉、杂色曲霉、白曲霉、烟曲霉、构巢曲霉、寄生曲霉等。㈡青霉属(Penicillium)岛青霉、桔青霉、黄绿青霉、红色青霉、扩展青霉、圆弧青霉、鲜绿青霉等。㈢镰刀菌属(Fusarium)三线镰刀菌、禾谷镰刀菌、梨孢镰刀菌、类孢镰刀菌、雪腐镰刀菌、串珠镰刀菌、木贼镰刀菌、茄病镰刀菌、粉红镰刀菌等。㈣其他菌属单端孢霉属(Trichothecium)木霉属(Trichoderma)葡萄穗霉属(Staechybotrys)长喙壳菌属(Ceratocystis)麦角菌属(Claviceps)等。四、饲料霉菌污染的卫生学意义1.霉菌污染引起饲料变质(1)霉菌对饲料营养成分的影响饲料污染霉菌后由于霉菌生长需要营养物质,把饲料中的蛋白质、淀粉分解,饲料中营养成分遭到破坏,各种营养物质的平衡失调。研究表明,饲料霉变后营养物质平均损失为15%左右,发霉特别严重的饲料其营养价可能为零,甚至是负值,饲料完全不能饲用。据报道,贮存期间发霉的玉米,其脂肪含量由3.8%降低为2.4%,胡萝卜素含量由3.1mg/kg降低为2.3mg/kg,VE含量由此22.1mg/kg降低为20.6mg/kg。串珠镰刀菌可使被污染的饲料中VB1的含量显著下降,从而引起动物VB1缺乏症。(2)霉菌对饲料品质的影响饲料霉败,可引起饲料结块,使饲料保管更加困难。结块的饲料其气味、颜色、质地也会发生变化。3.饲料霉菌污染的卫生学意义霉变的饲料不仅使饲料的物理性状发生改变,降低饲料的适口性,而且使饲料的营养成分遭到不同程度的破坏,明显降低饲料的营养价值,从而严重影响动物的正常生长发育、生产和动物食品的质量。发霉饲料能引起畜禽急性中毒死亡;慢性中毒时引起组织器官变性损伤,诱发癌肿,导致畜禽生产性能和繁殖机能紊乱,如体重下降、生长缓慢、乳、蛋产量降低、母畜不孕、产死胎、畸胎、流产等。同时霉变饲料会破坏动物的免疫机能,使细胞免疫系统机能和后天抵抗力降低,易造成二重感染和诱发某些真菌病及传染性疾病。五、饲料霉变的感官变化霉菌污染饲料后使饲料发生一系列生物化学变化,霉菌种类和饲料霉变程度不同对饲料产生的影响也不同,除了引起饲料营养成分破坏和带毒外,还会引起饲料发热、生霉、变色、变味等一系列变化。(一)饲料发热(二)发潮、结块(三)生霉饲料生霉是饲料霉变的标志之一。(四)饲料变色1.霉菌引起饲料变色的原因(1)霉菌菌体颜色造成饲料变色(2)霉菌产生的色素使饲料变色(3)霉菌分解饲料的产物和坏死组织具有颜色2.饲料变色的类型和菌类黄色类产黄青霉、橘黄青霉、黄绿青霉、岛青霉、葡匐青霉、木霉以及一些假单孢菌和芽孢杆菌等可以导致稻米、麦类等饲料产生黄至黄褐色变。红色类紫青霉、赤青霉等可引起饲料赤变,一些镰刀菌、单端孢霉、念珠霉和头孢霉等大量繁殖可使饲料产生淡红或暗红的变色斑块。褐色类交链孢霉、蠕孢霉等霉菌的侵害常使麦类、稻米等呈棕褐及茶褐色,构巢曲霉可使饲料变成茶褐色。黑色类赤曲霉侵害大米形成黑色变,而芽枝霉等具有暗色菌丝体的霉菌在繁殖过程中使饲料变为暗褐或黑褐色。污色类许多根霉、毛霉、梨头霉、青霉、曲霉等在饲料上繁殖时可使饲料发生白垩、灰褐等污色色变。(五)饲料变味霉菌污染饲料后,不论其霉变程度如何都会使饲料失去其固有的品味,而产生各种异常的气味和味道,使饲料变味。1.霉菌引起饲料变味的原因引起霉败饲料变味的原因主要有两个方面:(1)霉菌本身具有特殊气味,吸附到饲料上使饲料带有异味。(2)霉菌分解饲料中的有机物生成各种具有异常气味的产物引起饲料变味。2.霉菌引起饲料变味的类型霉味霉味来自霉菌的菌体,因霉菌种类和危害程度不同而强弱不一。新鲜菌体的气味比老年菌体要强烈的多。许多青霉、曲霉、毛霉和根霉都能产生很强的霉味。酸味霉菌分解饲料生成的各种有机酸是使饲料酸度增高和变酸的根源。一些低分子的有机酸挥发性强,具有刺鼻的酸味。酒味饲料密闭或缺氧贮存时,一些厌氧性霉菌分解碳水化合物进行酒精发酵,使饲料带有酒精气味。臭味霉菌引起饲料严重霉败时常有恶劣的腐臭发生。蛋白质的许多分解产物,如氨、氨化物、硫化氢、硫醇以及吲哚和甲基吲哚等物质均具刺鼻的恶臭。苦味霉菌分解饲料有机物质过程中,可产生一些苦味物质,如分解脂肪产生的酮类。患甘薯黑斑病的病薯中含有呋喃类物质,具有苦味和药腥气味。此外,霉菌在自身的代谢活动中,可能产生许多有机酸、酮类、醛类、醇类等物质,使霉变饲料具有令人不愉快的辛辣、哈喇、霉涩等气味和食味。(六)重量减轻由于霉菌的大量繁殖,破坏了饲料中营养物质,使霉变饲料的干物质遭受损失,造成饲料干重下降。(七)霉烂饲料霉变的后期,由于霉菌使饲料严重霉烂、腐败,彻底变坏,产生霉、酸、腐臭等难闻气息。霉变饲料引起适口性下降,畜禽往往拒食。五、饲料的防霉防霉是预防饲料被霉菌及其毒素污染的最根本措施。防霉措施主要有以下几个方面。1、控制饲料原料的质量关键在于严格控制原料的含水量。要求:玉米、高粱、稻谷等不超过14%;大豆及其饼粕、麦类、糠麸类、甘薯干、木薯干等不超过13%;棉籽饼粕、菜籽饼粕、向日葵饼粕、亚麻仁饼粕、花生仁饼粕、鱼粉、骨粉及肉骨粉等不超过12%。水分含量过高易于发霉,同时会增加加工成本,并使饲料产品中水分含量增高。因此应制定和执行原料的内控标准。凡不符合内控标准要求的原料不得采购和入库。此外,要保证良好的原料贮存条件;原料出库采用“先进先出”制;在不影响生产的情况下尽量缩短原料库存期。2、控制饲料加工过程中的水分和温度饲料加工后如果散热不充分即装袋,会因温差导致水分凝结,易引起饲料霉变,特别是在生产颗粒饲料时,要注意保证蒸汽的质量,调整好冷却时间与所需空气量,使出机颗粒料的含水量和温度达到规定的要求(含水量在12.5%以下,温度一般可比室温高3~5℃)。关于饲料产品中水分含量的允许值,我国规定:猪、鸡配合饲料的水分含量在北方不高于14.0%,在南方不高于12.5%。猪、鸡浓缩饲料的水分,在北方应不高于12%,在南方不高于10%。并规定,符合下列情况之一时可允许增加0.5%的含水量:平均气温在10℃从出厂到饲喂期不超过0天者;配合饲料中添加有规定量的防霉剂者。3、注意饲料产品的包装、贮存与运输饲料产品包装袋要求密封性能好,如有破损应停止使用。近年来日本有人研究饲料防霉包装袋。这种防霉包装袋由聚烯烃树脂构成,其中含有0.01~0.05%香草醛或乙基香草醛,它缓慢地释放入饲料中,既可防霉,又具芳香味而增进适口性。饲料产品的贮存应与原料贮存一样保证有良好的贮存条件。产品销售出厂应按“先产先销”的原则,尽量缩短产品库存时间。运输饲料产品应防止途中雨淋和日晒。4、应用饲料防霉剂饲料防霉剂种类很多,目前使用最广泛的是丙酸及其盐类(包括丙酸钠、丙酸钙、丙酸铵和二丙酸铵)。目前我国生产的饲料防霉剂产品如克霉灵、除霉净、霉敌101等,其主要成分均为丙酸及其盐类。进口的饲料防霉剂产品如露保细、万路保、克霉霸、诗华抗霉素等,其主要成分均为丙酸;“露保细盐”的主要成分为丙酸钙;“露保细NC”为丙酸铵;“万香保”为二丙酸铵。除了丙酸及其盐类外,其它的防霉剂还有山梨酸和山梨酸钾、山梨酸钠、山梨酸钙,苯甲酸和苯甲酸钠,富马酸和富马酸二甲酯,甲酸和甲酸钠、甲酸钙,脱氢乙酸和脱氢乙酸钠,等等。除了使用单一型的防霉剂外,目前国际上使用防霉剂的发展趋势是采用复合型的防霉剂,它们是多种有机酸防霉剂按一定比例配合而成。这种复合型防霉剂可以拓宽抗菌谱范围,增强防霉效果。如上述的“万香保”防霉剂除主要成分二丙酸铵外,还包括乙酸、富马酸、山梨酸等多种有机酸;“克霉霸”防霉剂是由丙酸、乙酸、苯甲酸、山梨酸、氯化钠、硅酸钙等组成。使用防霉剂应注意的问题防霉剂的作用往往受诸多因素的影响,用法得当可较长时间保持饲料品质。否则,不但起不到防霉作用,还会破坏饲料品质,甚至对畜禽造成伤害。使用时应注意下列问题:(1)多数防霉剂只能抑制霉菌生长而不能破坏霉菌毒素,因此防霉剂最好在饲料没有污染前添加。(2)注意安全性,严格按推荐量使用,本着成本低、毒性小、防霉效果好的原则来选用防霉剂。(3)每种防霉剂都有各自的防霉范围,按照适当比例将几种单一防霉剂混合使用,可起到协调作用而比单独使用更为有效。(4)长期使用单一防霉剂,某些菌体易获得抗药性,因此,防霉剂的使用应采用轮换式或互作性。(5)防霉剂大多属于酸型防霉剂,饲料pH值降低,其防霉作用增强,不能与碱性物质混合,否则会降低或失去防霉效果。(6)加强饲料管理,对饲料尽可能减少染菌机会。(7)在使用时,应与饲料充分混合,如混合不均则起不到应有的防霉效果。(8)酸性防霉剂对饲料中的某些成分(如VE)有破坏作用。(9)某些防霉剂具有异味,添加量过大时,对动物采食可能产生轻度的不适。5、选用抗霉的作物品种饲料作物的抗霉菌感染能力与遗传因素有关,培育和选用抗霉的作物品种,可使作物减少或免受霉菌侵染,这也是控制霉菌污染的有效途径。在实际生产中要完全去除霉菌是不可能的,使用防霉剂虽可有效地防止饲料的霉变,但不能降低已存在于饲料中的霉菌毒素的含量。最有效最积极的防霉方法还是创造不利于霉菌生长繁殖的条件,而降低饲料中的含水量,控制存放饲料场所的温度和湿度,以求在根本上解决问题。六、霉变饲料的处理和利用霉变严重的饲料必须废弃,决不可迁就加以利用。但对于轻度霉变的饲料,如果一概弃去不用,则可造成较大的经济损失。因此,对轻度霉变的饲料的去毒处理与合理利用,引起了国内外的广泛关注。根据饲料原料与产品的不同情况,可采用以下各种方法进行处理。㈠剔除霉粒法由于霉菌毒素在谷实籽粒中分布不均匀,主要集中在霉变、破损及虫蛀籽粒中,如果用手工、机械的或电子的挑选技术将这些籽粒挑选除去,可使饲料原料中的霉菌及其毒素含量大大降低。㈡混合稀释法将受霉菌及其毒素污染的饲料与未被污染的饲料混合稀释,使整个配合饲料中的霉菌及其毒素含量不超过饲料卫生标准规定的允许量。㈢对饲料中的霉菌毒素进行脱毒处理通过物理学、化学和微生物学的方法,使饲料中的霉菌毒素不同程度地失活或除去。1、物理学脱毒法包括水洗、溶剂提取、加热和辐射等方法⑴水洗法其脱毒效果因霉菌毒素种类不同而异。如丁烯酸内酯、展青霉素、串珠镰刀菌素(MON)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)等易溶水,水洗法有良好的去毒效果。而黄曲霉毒素、杂色曲霉毒素、玉米赤霉烯酮(ZEN)、黄绿青霉素、桔青霉素等多数霉菌毒素则不溶或难溶于水,水洗法的去毒效果很低差。但对于霉变的谷实籽粒,由于毒素多存在于表皮层,反复加水搓洗也可除去部分毒素。⑵溶剂提取法由于霉菌毒素能溶于多种有机溶剂,故可采用溶剂提取法除去毒素。但由于此法需要提取
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