有机多糖蒙脱石脱出玉米赤霉烯酮的体外评测及动物实验效果

有机多糖蒙脱石脱除玉米赤霉烯酮、呕吐毒素的体外评测及动物实验效果赤峰和正美技术部摘要：通过对多糖类酵母细胞壁改性，使之能够在水环境下与蒙脱石进行插层 反应，形成的有机多糖蒙脱石对玉米赤霉烯酮（ZEA）、呕吐毒素ON）有较强的 脱除效果前言：玉米赤霉烯酮（ZEN）,又称F2毒素，化学名称为6- （ 10-羟基-6-氧 基碳烯基）-B-雷锁酸-内酯，是一种具强烈致畸作用的生殖系统毒素，会 导致家畜生长速度下降、 免疫抑制、 繁殖障碍等后果，从而给畜牧业带来严重 威胁。呕吐毒素（D O N）是B型单端孢霉烯族化合物，主要由镰刀菌属等产生。DON化学结构为3a,7a, 15-三羟基-12, 13-环氧单端孢霉-9烯-8酮，属于B 型TCH。DON分子式为C15H20O6，相对分子质量为296.32。DON纯品为白色针状 结晶，熔点151153 C， DON易溶于水、乙醇等溶剂，性质稳定，具 有较强 的热抵抗力 DON 具有影 响消化系统 、 细胞毒性 、 免疫毒性 、 神 经毒性以及致癌 、 致畸 、 致突变等作用。DON-BSA偶联物红外光谱图表1主要几个霉菌毒素的分子大小（单位：nm）H：可能吸附位置上的分子近似大 小;L：从H位置旋转90度后的分子近似大小黄曲霉毒素赭曲霉毒素玉米赤霉 烯酮毒素烟曲霉毒素呕吐毒素H0.80.72.02.01.5L2.03.01.56.02.54.0目前，无论是体外评价实验还是动物饲喂效果实验，蒙脱石对黄曲霉毒素尤其 是黄曲霉毒素 B1 有很好的效果 【1】【2】【3】但蒙脱石对玉米赤霉烯酮、呕吐毒素这些非极性大分子单端孢烯的吸收作用有限。 且这种作用一定范围内是非特异性的，与许多毒素的结合都不完全，还会吸附营 养成分，如矿物质和维生素（Kramer等，1993： Chestnut等，1992）。蒙脱石能够有效吸附黄曲霉毒素 ，在体内和体外试验中均能够吸附带极性电荷 的黄曲霉毒素和麦角碱。 然而对极性较小的如具有疏水性质的玉米赤霉烯酮霉 菌毒素吸附效果不佳。（Phillips等，1995）Volko 等（1998）研究表明：蒙脱石主要吸附黄曲霉毒素，而对玉米赤霉烯酮几 乎没有吸附能力。 feng 等 2008）蒙脱石在水溶液中对 AFB1、FUMB 的吸附率在 9599%、8.292.2%中，体外吸附对ZEN吸附率0.91mg/kg.由于黄曲霉毒素AFB1 具有刚性平面分子结构，能进入蒙脱石晶层间， ZEN 分子只是部分呈平面结构， 其他部分较松散，由于位阻作用，不能进入到晶层，因而吸附率较低（齐德生等 2002） 由此，将蒙脱石进行季铵盐等有机改性处理，体外实验表明，很大程度上提高了 对 ZEA 吸附率【4】单妹 2006；吡啶盐蒙脱石对 ZEN 的吸附可能与疏水力及电荷 静电力有关，疏水作用力主要发生在蒙脱石层间，电荷静电力主要是由于 ZEN 的阴离子状态与蒙脱石表面的阳离子电荷发生作用而产生的（lemke等，1998）， 有机蒙脱石对ZEN的吸附主要靠疏水作用力（pimpukdee等，2004； 而生产实践表明，饲料中添加酵母细胞壁能有效解除玉米赤霉烯酮对动物的损害 【5】酵母细胞壁的 MOS 的主链主要以高度分枝的吡喃甘露糖残基链进行排列，连接方 式是 a-l， 6 糖苷键连接。动物消化道内病原菌细胞表面或绒毛上具有类丁质结 构（外源凝集素），它能识别动物肠壁细胞上的“特异糖类”受体并与之结合，在 肠壁上繁殖导致肠道疾病的发生。而 MOS 与病原菌在肠壁上的受体具有相似的结 构，它与病原菌表面的类丁质也有很强的结合力，可竞争性地与病原菌结合，使 其无法附植在肠壁上，结合后的甘露寡糖不能提供病原菌生长所需的营养素，致 使病原菌死亡而失去致病能力。B-D-葡聚糖是啤酒酵母细胞壁的主要成分之一，但由于酵母B-D-葡聚糖难溶于水，且对 ZEA 脱除也不能用体外的方法进行定量评价，其应用受到 了限制。因此对其进行化学改性， 改善溶解性能，能够在水介质中能与蒙 脱石结合，形成有机多糖蒙脱石，即对黄曲霉毒素吸附有效，又对玉米赤霉 烯酮、呕吐毒素也有很好的脱除效果。关键词：有机多糖蒙脱石、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素、评价一、评价实验：1、用ELISA法体外评价有机多糖蒙脱石对ZEA、DON的脱除效果1.1材料，自然霉变的玉米胚芽粕、有机多糖蒙脱石(赤峰和正美产)1.2仪器酶标仪、快速混匀器、分析天平、高速离心机、恒温水浴振荡器、1.3试剂DON、ZEN酶联免疫定量测试盒(北京勤邦生物科技有限公司)；甲醇；磷酸氢 二钠、磷酸二氢钾、氢氧化钠、盐酸(均为分析纯)。1.4试验方法吸附试验参照的饲料中玉米赤霉烯酮的测定GB/T19540-2004谷物及其制品中脱氧雪 腐镰刀菌烯醇的测定GB/T 5009.111-2003及北京勤邦试剂盒方法，取玉米胚 芽粕(ZEA含1102ug/kgDON含量565.3ug/kg)30克按照0.4%添加量添加有机多 糖蒙脱石，放入高速粉碎机中混合、粉碎至约60目。取混合物5g,加入60%甲 醇溶液，PH7.0的条件下，室温、200r/min的恒温振荡水浴锅上振荡处理30min。反应结束后于5000r/min下离心3min，并收集上清液，ELISA法测定上清液中剩 余DON和ZEN的含量。按下列公式计算吸附量Q(mg/g)和吸附率Y(%):Q二VX(C-C)/m (1)0Y=100X (C-C)/C (2)0 0其中：V为溶液的体积(ml)； m为吸附剂的用量(mg)； C、C分别为反应前后霉菌 0毒素的浓度(ng/ml) o解吸附试验上述实验结束后，倾去离心管中上清液，在剩余物中加入10ml甲醇提取液，在 室温、200r/min的恒温振荡水浴锅上振荡处理10min，反应结束后于5000r/min 下离心3min，并收集上清液，ELISA法测定上清液中ZEA和DON的含量，经残液 校正后，计算解吸率。解吸过程重复3次，求累积解吸率R (%)。R=m/m X 100% (3)0其中：m为3次解吸上清液中毒素的含量(ng)； m为解吸附前复合物中毒素的0含量(ng)。1.5数据计算与分析根据各样品OD值，用EXCEL2003计算各样品中ZEA和DON的含量；所有数据采 用SPSS17.0软件进行统计分析，结果采用平均数土标准差（X土SD）表示。1.6结果与分析有机多糖蒙脱石对玉米胚芽粕对ZEA、DON的吸附率和解吸率序 号脱霉剂添加量添加方式粕原有 ZEA量 (ug/kg)加入 脱霉 剂后ZEA量 （ug/k g）脱 除 率解吸率粕原 有DON 量 (ug/kg)加入脱 霉剂后 DON量 （ug/kg）脱 除 率解吸率1有机 多糖 蒙脱 石4%o强力 混合1102482.656.22.23565.3330.741.54.54从表2吸附率看，有机多糖蒙脱石对ZEA、DON都呈现了较好的吸附，吸附率达 到50%左右；这是由于有机多糖蒙脱石中糖苷键在水介质中与ZEA结合，与DON 中C4位点水解的脂键作用生成有机复合物。从解吸率看，解吸率也在24%，说 明有机蒙脱石吸附ZEA、DON后所形成的复合物稳定性非常好。2、通过给母猪饲喂含有ZEA饲料，实验验证有机多糖蒙脱石脱除饲料中ZEA的 效果；2.1材料与方法将40头平均体重是9.8kg断奶仔母猪，分为四种方法饲喂：1）饲料；2）饲料+0.4%有机多糖蒙脱石；3）含有ZEA玉米胚芽粕的饲料；4）含有ZEA玉米胚芽粕的饲料+0.4%有机多糖蒙脱石。每只猪分别在0.70平方米的猪舍单独饲养，随时记录猪的饮食饮水情况。每周 对饲料摄取量，体重增加和饲料转化率进行了测量和计算。外阴大小的计算按照： 长度X宽度X高度，每隔三天测量一次，饲养21天。在最后对试验组的母猪进 行安乐处死，摘除猪的生殖道进行重量和长度的测定。所有的测量结果通过方差分析表明，通过Tukey方法对两个试验组的平均值进行 比较，P0.05差异显著。2.2小结饲料中添加了 0.4%的有机多糖蒙脱石没有降低性能。单独饲喂含有毒素的玉米 胚芽粕而没有添加有机多糖蒙脱石的试验组，猪的外阴尺寸增加，但是在加入有 机多糖蒙脱石的试验组中，却减小了对外阴的这种效果。相比那些饲喂对照日粮 的母猪，饲喂不添加有机多糖蒙脱石的玉米胚芽粕的母猪生殖道的重量和长度均 有所增加。因此，在猪日粮中加入0.4%的有机多糖蒙脱石对生长性能没有影响， 但是降低了玉米赤霉烯酮的毒副作用。由于玉米胚芽粕中呕吐毒素含量太低，国家饲料卫生标准中允许量为1000ug/kg, 所以饲喂含有DON的玉米胚芽粕对猪没有明显症状。用氚标记ZEA实验发现，在猪及兔体内，肝脏为主要分解代谢器官，主要由肝脏 中分子量约为230， 000道尔顿的3a-OH脱氢酶使之分解转化为a -zearalenol 和B-zearalenol然后通过小肠进行吸收；空肠占小肠吸收的70%-85%，回肠 占小肠吸收的 30%-15%；呕吐毒素干扰营养物质在肠道中的吸收，如葡萄糖和 氨基酸。钠-葡萄糖转运蛋白（SGLT-1）负责葡萄糖的摄取，低浓度的呕吐毒素就 足以抑制 SGLT-1， 从而减少葡萄糖的摄取。 SGLT-1 是对呕吐毒素最敏感的转运 蛋白，其次是果糖被动转运蛋白 GLUT-5。 SGLT-1 还负责水的重吸收，呕吐毒素 对 SGLT-1 的抑制作用，可能是呕吐毒素常常诱发腹泻的原因之一。同时， DON 能通过调节小肠 5-羟色胺 、 儿茶酚胺等受体抑制小肠的正常蠕动 ，是猪呕吐 的因素。二、结论：有机多糖与蒙脱石通过特殊工艺生产的有机多糖蒙脱石，使得多糖上的糖苷键 在水介质中与ZEA、DON强力键合，对自然霉变产生的复合霉菌毒素玉米赤霉烯 酮(ZEA)、呕吐毒素(DON)不论是体外评估还是饲喂效果实验，均呈现较好的 吸附脱除作用。不仅吸附量大、作用强而且吸附速度快、解吸率低，有机多糖蒙脱石对于多种菌 属产生的毒素有着一箭双雕的功效。为解决饲料中ZEA、DON的吸附问题提供了 新的途径。产生的有机复合物不会降解游离出毒素对环境不会造成二次污染。三、参考文献：【1】齐德生；蒙脱石改性前后对AFI和营养成分的吸附及对AF,的脱毒效果【2】雷春龙等日粮中添加蒙脱石和酵母细胞壁对肉牛体内内毒素吸附、养分消 化率及生产性能的影响【3】高 领 1, 王 蕾 2, 许小友 2, 李艳涛 3 饲料中的黄曲霉毒素对牛奶品质的 影响郑州牧业工程高等专科学校学报 2 0 1 1 年 2 月第 31 卷第 1 期【 4 】单妹 2006 ；纳米级硅酸盐的改性及对玉米赤霉烯酮、维生素和矿物质的吸 附作用研究【5】骆光波等饲粮中添加酵母细胞壁对母猪繁殖性能、乳成分和免疫指标的影 响动物营养学报2 0 1 4,2 6 ( 4 )：【6】徐学明，张丽霞.交联羧甲基复合变性葡聚糖的合成及吸附玉米赤霉烯酮(ZEA)的研究J.食品科学，2006, 27(6)： 139-143.(本文宣传的产品概念、原理及实验数据等均属于和正美实业所有，如需引用，须经 我公司许可，且保留出处。