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日期20020616名称玉米赤霉毒素
副类别次生性有毒有害物质
类别饲料卫生
数据来源中国饲料数据库中心
正文 玉米赤霉毒素
(一)概况
玉米赤霉毒素即玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN),又称F-2毒素,是由镰刀菌产生的一种苯酚的二羟基草酸内酯。ZEN最早由Stob等(1962)从Gibberella zeae菌的培养基中提取而得,其主要产生菌是禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)。此外,Marasas(1991)报道,拟分枝孢镰刀菌(F.sporotrichiella)、木贼镰刀菌(F.equiseti)和串珠镰刀菌(F.monilforme)也可以产生少量该毒素。Luo等(1990)报道,ZEN常与其他镰刀菌毒素,如单端孢霉菌烯醇(tricothecenes)等共存。镰刀菌的最适生长温度一般较低(2~25℃),在谷物和饲料中生长的最适水分活力为0.98~0.995。所以,ZEN中毒一般发生在阴冷潮湿的北方或冬季。 镰刀菌是引起粮食作物赤霉病的主要病原菌。Yoshizawa(1991)和Price等(1993)报道,自然状态下玉米受ZEN污染的机率最高,一般在饲料中的含量为0.4~0.8mg/kg,个别情况下高达50~100mg/kg;其次是大麦、小麦和高梁;在花生、木薯和饲料中也检测出了ZEN,被污染的饲料中ZEN含量一般在0.9~3.5mg/kg。ZEN的污染程度与贮藏条件和收获时的气候有密切关系。据黄秀琴(1994)和王裕中等(1994)报道,中国饲料和粮食镰刀菌的污染程度也很高。 (二)理化性状
玉米赤霉烯酮的结构式
纯品为白色结晶,熔点164~165℃,溶于碱性水溶液、乙醚、苯、氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙腈和醇类溶剂,微溶于石油醚,不溶于水。分子量318,分子式为C18H22O5,结构见 右图。 已知的玉米赤霉毒素衍生物最少有15种,但自然状态下谷物中仅发现了ZEN和玉米赤霉烯醇(Zearaleno1)。 (三)毒性与毒理
ZEN具有类似雌激素的作用,可与子宫内雌激素受体不可逆结合,从而影响动物的生殖生理。Ito等(1994)和Fitzpatrick等 (1989)报道,ZEN和α-玉米赤霉烯醇对雌激素受体的亲和力分别是17-β-雌二醇的1.8%和10%。Olson等(1981)研究表明,ZEN在肝脏3α-羟甾类脱氢酶(3α-hydroxysteriod dehydrogenase)的作用下,转变成α-玉米赤霉烯醇和β-玉米赤霉烯醇,前者的雌激素活性是后者的3~4倍,可见这是ZEN在体内的活化过程。Kollarczik等(1994)报道,猪后肠微生物在体外也可将ZEN降解成α-玉米赤霉烯醇,但进一步的代谢过程尚不清楚。Tower等(1992)报道,ZEN中毒的绵羊尿中α-玉米赤霉烯醇的含量较高,这可能是体内ZEN的排泄途径。另外,Kovacs和Vanyl(1994)报道,ZEN可以透过胎盘进入胎儿体内。因此,不仅对母畜而且对其后代也有影响。 各种动物对ZEN的敏感程度依次是猪、大鼠、牛和禽。Coulombe(1993)和Richter等(1988)报道,青年母猪对ZEN的敏感性最强,饲料中含0.1~0.15mg/kg的ZEN即可引起阴门红肿,子宫的体积和重量增加。Blaney等(1984)报道,严重中毒的母猪出现直肠和阴道脱出现象;病理组织学变化有子宫内膜与肌层增生和水肿等。 ZEN对母猪性成熟及性成熟后繁殖性能的影响尚无定论。Edwards等(1987)报道,饲喂含10mg/kgZEN的青年母猪发情推迟,但与公猪混养60d后,发情的比例和第一个发情周期的持续时间并不受影响。相反,Rainey等(1990)报道,在含量为1.88mg/kgZEN作用下,母猪的性成熟提早,但受胎率、排卵数和胚胎成活率并不受影响。一般来说,经过2周的过渡即可基本消除青年母猪由于ZEN引起中毒产生的不良影响。 性成熟母猪每千克体重每天从饲料中摄取ZEN60μg,无明显的毒副作用。发情母猪对含ZEN日粮的表现为发情期延长和假性妊娠症状;卵巢可见永久性黄体,血液中孕激素水平升高,与发情期内人为注射外源雌激素的表现相似,但更换无ZEN日粮,30天后这些现象即可消失。 (四)症状
妊娠母猪采食含ZEN的日粮,会导致死胎、木乃伊、流产或新生仔猪死亡,以及产后发情不正常;胎儿阴门、下腹部、脐带及会阴等静脉肿胀;雄仔猪睾丸肿胀坏死;仔猪四肢外展和先天性震颤等现象。早期的报道仅局限于临床症状的观察,并未对饲料中ZEN的含量进行测定。Diekman和Green(1992)认为,整个妊娠期饲喂含低剂量ZEN(3.4~4.3mg/kg)的日粮,对妊娠母猪的繁殖性能影响不大,但饲料中的ZEN含量高于5mg/kg时,即干扰交配后母猪下丘脑促性腺激素释放激素的分泌,即使注射外源孕激素也不能使之恢复。 Edwards(1987)报道,哺乳母猪对ZEN也很敏感,表现出持续发情或发情周期延长等现象,但其胚胎受精率不受影响。 McNuff等(1928)最早报道,公猪采食霉变玉米后导致繁殖机能紊乱。研究表明,饲料中高剂量ZEN可使青年公猪的睾丸重量减轻,副睾和腺管萎缩,生精停止,性欲下降,血液雄激素水平下降,并且出现所谓的乳头增大等“雌性性征”。 Mirocha等(1988)报道,干草中含ZENl4mg/kg,奶牛不能正常受精;连续饲喂含ZEN25~100mg/kg的饲料42天,奶牛外阴出现红肿,但发情周期和排卵未见异常。Weaver等(1986)报道,给初产奶牛连续3个发情周期饲喂含ZEN25mg/kg的饲料,其受胎率由86%下降到62%,但给未妊娠干奶牛连续2个发情周期饲喂含ZEN500mg/kg的饲料,其交配行为和生殖道黏膜上皮未见异常。可见,牛对ZEN的敏感程度随其生理阶段而异。 鸡对ZEN的敏感性较低。Speer等(1971)报道,饲料中添加300~800mg/kg纯ZEN才能引起生长鸡输卵管变长、法氏囊肿大;日粮中添加250~500mg/kg纯ZEN或505~637mg/kg由饲料中提取的ZEN,对产蛋鸡的体重、产蛋率和饲料消耗量均无影响。但如此高的ZEN剂量在自然感染的饲料中是不太可能达到的。 ZEN和脱氧雪腐镰刀菌烯醇共存时可抑制胎儿的发育。Rajic等(1994)报道,日粮中ZEN和赭曲霉毒素A对妊娠母猪产生的毒害作用是相加性的,而非协同性的。Williams(1994)报道,饲料中雪腐镰刀菌烯醇(11.5mg/kg)与ZEN(3mg/kg)对母猪产生的毒害作用也是相加的。 (五)防制
动物ZEN中毒后,除立即更换被污染的饲料外,目前尚无特异治疗方法。替换正常饲料2周后,中毒症状一般会自行消失。生产中应绝对避免用霉变饲料饲喂动物,尤其是妊娠和后备母畜。 除一般的防霉技术外,对ZEN产生菌的防制应特别强调保持饲料原料在贮藏时的干燥环境。浸泡与热处理均不能破坏饲料中的ZEN;用2%的氢氧化钙溶液浸泡后脱毒效果较好,但该法费时、费力;Diekman、Green(1992)和Rajic等(1994)报道,饲料中添加0.2%~0.5%的硅铝酸钙(一种有很强吸附能力的矿石)可使ZEN和OTA中毒母猪的死胎和弱胎数明显减少。体外试验证明,该矿石对黄曲霉毒素B1、G2、赭曲霉毒素ZEN具有很强的吸附能力,但并不吸附维生素A、D、E。另外,Richter(1988)用3%~6%的液氨处理被ZEN污染的大麦,ZEN含量虽然明显降低,但仍能使母猪子宫重量增加,脱毒效果不理想。Underhill等(1995)通过添加0.25%胆胺(cholestyramine)有效地降低了霉变饲料中的ZEN含量。 (六)卫生标准
目前,世界各国尚未制定有关玉米赤霉毒素的卫生标准,据Price等(1993)报道,在美国由ZEN中毒造成的经济损失仅次于黄曲霉毒素,为防制动物ZEN中毒,美国FDA兽医中心正在制订相应的饲料管理法规。
负责人熊本海博士



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