有機多糖蒙脫石脫出玉米赤霉烯酮的體外評測及動物實驗效果

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1、有機多糖蒙脫石脫除玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素的體外評測及動物實驗效果 赤峰和正美技術(shù)部 摘要：通過對多糖類酵母細胞壁改性，使之能夠在水環(huán)境下與蒙脫石進行插層 反應(yīng)，形成的有機多糖蒙脫石對玉米赤霉烯酮（ZEA）、嘔吐毒素①ON）有較強的 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，是一種具強烈致畸作用的生殖系統(tǒng)毒素，會 導(dǎo)致家畜生長速度下降、 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，相對分子質(zhì)量為296.32。DON純品為白色針狀 結(jié)晶，熔點151153 °C， DON易溶于水、乙醇等溶劑，性質(zhì)穩(wěn)定，具 有較強 的熱抵抗力 DON 具有影 響消化系統(tǒng) 、 細胞毒性 、 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主要幾個霉菌毒素的分子大小（單位：nm）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，無論是體外評價實驗還是動物飼喂效果實驗，蒙脫石對黃曲霉毒素尤其 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)和體外試驗中均能夠吸附帶極性電荷 的黃曲霉毒素和麥角堿。 然而對

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 AFB1、FUMB 的吸附率在 95~99%、8.2~92.2%中，體外吸附對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，不能進入到晶層，因而吸附率較低（齊德生等 2002） 由此，將蒙脫石進行季銨鹽等有機改性處理，體外實驗表明，很大程度

5、上提高了 對 ZEA 吸附率【4】單妹 2006；吡啶鹽蒙脫石對 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）， 有機蒙脫石對ZEN的吸附主要靠疏水作用力（pimpukdee等，2004； 而生產(chǎn)實踐表明，飼料中添加酵母細胞壁能有效解除玉米赤霉烯酮對動物的損害 【5】 酵母細胞壁的 MOS 的主鏈主要以高度分枝的吡喃甘露糖殘基鏈進行排列，連接方 式是 a-l， 6 糖苷鍵連接。動物消化道內(nèi)病原菌細胞表面或絨毛上具有類丁質(zhì)結(jié) 構(gòu)（外源凝集素），它能識別動

6、物腸壁細胞上的“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)也有很強的結(jié)合力，可競爭性地與病原菌結(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 ZEA 脫除也不能用體外的方法進行定量評價，其應(yīng)用受到 了限制。因此對其進行化學(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，形成有機多糖蒙脫石，即對黃曲霉毒素吸附有效，又對玉米赤霉 烯酮、嘔吐毒素也

7、有很好的脫除效果。 關(guān)鍵詞：有機多糖蒙脫石、玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素、評價 一、評價實驗： 1、用ELISA法體外評價有機多糖蒙脫石對ZEA、DON的脫除效果 1.1材料，自然霉變的玉米胚芽粕、有機多糖蒙脫石(赤峰和正美產(chǎn)) 1.2儀器 酶標儀、快速混勻器、分析天平、高速離心機、恒溫水浴振蕩器、 1.3試劑 DON、ZEN酶聯(lián)免疫定量測試盒(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試驗方法 吸附試驗 參照的《飼料中玉米赤霉烯酮的測定》GB/T19540-2004《谷物及其制品中脫氧雪 腐鐮刀菌烯醇的測定》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%添加量添加有機多 糖蒙脫石，放入高速粉碎機中混合、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法測定上清液中剩 余DON和ZEN的含量。按下列公式計算吸附量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 上述實驗結(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法測定上清液中ZEA和DON的含量，經(jīng)殘液 校正后，計算解吸率。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)計算與分析

10、 根據(jù)各樣品OD值，用EXCEL2003計算各樣品中ZEA和DON的含量；所有數(shù)據(jù)采 用SPSS17.0軟件進行統(tǒng)計分析，結(jié)果采用平均數(shù)土標準差（X土SD）表示。 1.6結(jié)果與分析 有機多糖蒙脫石對玉米胚芽粕對ZEA、DON的吸附率和解吸率 序 號 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 多糖 蒙脫 石 4%o 強力

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，有機多糖蒙脫石對ZEA、DON都呈現(xiàn)了較好的吸附，吸附率達 到50%左右；這是由于有機多糖蒙脫石中糖苷鍵在水介質(zhì)中與ZEA結(jié)合，與DON 中C4位點水解的脂鍵作用生成有機復(fù)合物。從解吸率看，解吸率也在2~4%，說 明有機蒙脫石吸附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，實驗驗證有機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%有機多糖蒙脫石。 每只豬分別在0.70平方米的豬舍單獨飼養(yǎng)，隨時記錄豬的飲食飲水情況。每周 對飼料攝取量，體重增加和飼料轉(zhuǎn)化率進行了測量和計算。外陰大小的計算按照： 長度X寬度X高度，每隔三天測量一次，飼養(yǎng)21天。在最后對試驗組的母豬進 行安樂處死，摘除豬的生殖道進行重量和長度的測定。 所有的測量結(jié)果通過方差分析表明，通過Tukey方法對兩個試驗組的平均值進行 比較，P<0.05差異顯著。 2.2小結(jié) 飼料中添加了 0.4%的有機多糖蒙脫石沒有降低性能。單獨飼喂

13、含有毒素的玉米 胚芽粕而沒有添加有機多糖蒙脫石的試驗組，豬的外陰尺寸增加，但是在加入有 機多糖蒙脫石的試驗組中，卻減小了對外陰的這種效果。相比那些飼喂對照日糧 的母豬，飼喂不添加有機多糖蒙脫石的玉米胚芽粕的母豬生殖道的重量和長度均 有所增加。因此，在豬日糧中加入0.4%的有機多糖蒙脫石對生長性能沒有影響， 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)生標準中允許量為1000ug/kg, 所以飼喂含有DON的玉米胚芽粕對豬沒有明顯癥狀。 用氚標記ZEA實驗發(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)運蛋白（SGLT-1）負責(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 是對嘔吐毒素最敏感的轉(zhuǎn)運 蛋白，其次是果糖被動轉(zhuǎn)運蛋白 GLUT-5。 SGLT-1 還負責(zé)水的重吸收，嘔吐毒素 對 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， 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 ，是豬嘔吐 的因素。 二、結(jié)論： 有機多糖與蒙脫石通過特殊工藝生產(chǎn)的有機多糖蒙脫石，使得多糖上的糖苷鍵 在水介質(zhì)中與ZEA、DON強力鍵合，對自然霉變產(chǎn)生的復(fù)合霉菌毒素玉米赤霉烯 酮(ZEA)、嘔吐毒素(DON)不論是體外評估還是飼喂效果實驗，均呈現(xiàn)較好的 吸附脫除作用。 不僅吸附量大、作用強而且吸附速度快、解吸率低，有機多糖蒙脫石對于多種菌 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)生的有機復(fù)合物不會降解游離出毒素對環(huán)境不會造成二次污染。 三、參考文獻： 【1】齊德生；蒙脫石改性前后對AFI和營養(yǎng)成分的吸附及對AF,

16、的脫毒效果 【2】雷春龍等日糧中添加蒙脫石和酵母細胞壁對肉牛體內(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牛奶品質(zhì)的 影響鄭州牧業(yè)工程高等?？茖W(xué)校學(xué)報 2 0 1 1 年 2 月第 31 卷第 1 期 【 4 】單妹 2006 ；納米級硅酸鹽的改性及對玉米赤霉烯酮、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胞壁對母豬繁殖性能、乳成分和免疫指標的影 響動物營養(yǎng)學(xué)報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、原理及實驗數(shù)據(jù)等均屬于和正美實業(yè)所有，如需引用，須經(jīng) 我公司許可，且保留出處。