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霉菌毒素吸附劑的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展

2013-12-17 16:16:01來(lái)源:保健養(yǎng)豬網(wǎng)作者:瀏覽:次 分享:

有多種物質(zhì)可以用于霉菌毒素的吸附,許多研究者對(duì)它們的吸附能力、吸附特異性和吸附機(jī)理進(jìn)行了研究。這些通過(guò)物理吸附作用來(lái)脫毒的物質(zhì)是通過(guò)釋放自由能來(lái)提供吸附所需能量的。最重要的吸附特征是這些吸附劑的物理結(jié)構(gòu),這包括它的總電荷量、電荷的分布、孔隙的大小及可用的表面積(比表面積)。同樣的,要被吸附的毒素分子的極性、可溶性、分子大小、分子形狀、電荷分布等特征在吸附過(guò)程中也是至關(guān)重要的。相對(duì)于體外吸附試驗(yàn)而言,體內(nèi)試驗(yàn)(喂養(yǎng)試驗(yàn))中吸附劑對(duì)霉菌毒素的吸附量難以測(cè)定和計(jì)算。這樣,各吸附劑的吸附效能只能通過(guò)動(dòng)物的表現(xiàn)來(lái)反應(yīng),如體重的增加、料肉比、死亡率,血液、組織或器官中毒素的濃度等指標(biāo)。體外試驗(yàn)往往不能反映出這些吸附劑的吸附選擇性,一旦它們加入谷物或飼料中,某些營(yíng)養(yǎng)成份也可被它們吸附,而這些營(yíng)養(yǎng)成份在基質(zhì)中的濃度遠(yuǎn)高于其中的毒素濃度,結(jié)果吸附劑被營(yíng)養(yǎng)成份飽和而不能吸附毒素。

  目前用于物理吸附的物質(zhì)主要是鋁硅酸鹽類的毒素吸附劑,活性碳也可用于棒曲霉毒素和赭曲霉毒素A的吸附,有不少研究者也利用酵母細(xì)胞壁成份來(lái)吸附霉菌毒素。

活性炭是一種具有高比表面積的多孔不溶性粉末狀物質(zhì),它的比表面積可以達(dá)到500-3500 m2/g。在體外試驗(yàn)中,活性炭對(duì)霉菌毒素可以表現(xiàn)出較好的吸附脫毒作用;但在體內(nèi)試驗(yàn)(喂養(yǎng))中,不同的研究結(jié)果給出了不同的結(jié)論,這可能是由于活性炭的選擇吸附能力較差,被飼料中的某些營(yíng)養(yǎng)成份所飽和而失出了對(duì)毒素的吸附力;钚蕴繉(duì)土霉素具有很強(qiáng)的吸附能力,這也表明它的選擇吸附能力較差。

天然鋁硅酸鹽如沸石、蒙脫石、硅藻土、高嶺土等,因?yàn)榫哂休^大的比表面積和離子吸附能力,對(duì)霉菌毒素有一定的選擇吸附能力而引起研究者的興趣。將鋁硅酸鹽礦物用于霉菌毒素吸附的研究最早始于20世紀(jì)70年代,不過(guò),天然鋁硅酸鹽礦物吸附力小,效率低,占飼料容量大,對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有一定吸附,因而直接用于飼料效果不好。對(duì)天然的鋁硅酸鹽進(jìn)行改性后可以性善它對(duì)霉菌毒素的選擇性吸附能力。如提取自沸石的水合鋁硅酸鈉鈣對(duì)黃曲霉毒素B1有較好的選擇性吸附能力。在黃曲霉毒素B1的吸附試驗(yàn)中,未處理的斑脫土、水合鈣斑脫土、水合鈉斑脫土、水合鈉鈣斑脫土的吸附能力分別是67.39%,55.51%,80.83%和68.55%。

大量研究表明,水合鋁硅酸鈉鈣對(duì)其它幾種主要的霉菌毒素吸附能力不是太好,如對(duì)玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素A、T-2毒素及雙乙酸基草鐮刀菌醇的吸附效果不佳。這是因?yàn)槊咕舅厥且淮箢惥哂胁煌墓δ芑鶊F(tuán)的復(fù)雜的有機(jī)化合物,不同的霉菌毒素具有完全不同的理化性質(zhì)。例如,黃曲霉毒素的基本結(jié)構(gòu)單位是一個(gè)雙氫呋喃環(huán)和一個(gè)氧雜萘鄰?fù)挥衩壮嗝瓜┩且环N二酚化合物;赭曲霉毒素A是具有羧基和酚基基團(tuán)的化合物;T-2毒素和脫氧雪腐鐮孢菌烯醇是倍半萜烯化合物;谡惩令惖V物(蒙脫石或沸石)的吸附劑具有親水性的負(fù)電荷表面,適于吸附帶有極性基團(tuán)的霉菌霉素,如黃曲霉毒素;而那些極性不強(qiáng)的霉菌毒素(如玉米赤霉烯酮和赭曲霉毒素)則不易被這些礦物所吸附。對(duì)硅藻土的吸附性能研究表明,它對(duì)各種毒素的吸附力排序是:黃曲霉毒素B1>柄曲霉毒素>黃曲霉毒素M1>T-2毒素>玉米赤霉烯酮及赭曲霉毒素。

對(duì)鋁硅酸鹽類表面基團(tuán)或電荷分布進(jìn)行適當(dāng)改性之后,可以使新形成的物質(zhì)獲得新的理化特征,從而改善其對(duì)其它霉菌毒素的吸附能力,蒙脫石礦物表面對(duì)水的親和力下降,疏水性能提高,所以對(duì)疏水性的玉米赤霉烯酮有更高的親和力,對(duì)玉米赤霉烯酮的吸附能力大大提高。

沸石礦物表面帶負(fù)電荷,用高分子量的物質(zhì)來(lái)置換礦物表面的部分天然正離子(Na+,K+,Ca2+,Mg2+等)可以改善沸石表面的疏水性能。這些離子只能置換沸石外表面的正離子,而對(duì)于飼料霉菌毒素吸附劑來(lái)說(shuō)正需要這種只是部分置換的礦物吸附劑,因?yàn)楸A舸蟛糠痔烊徽x子有助于它們對(duì)極性霉菌毒素(如黃曲霉毒素)的吸附。這些經(jīng)過(guò)改性的有機(jī)化沸石保留了對(duì)黃曲霉毒素麥角堿的高吸附力,同時(shí)對(duì)玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素A、嘔吐毒素(的吸附能力大大改善。

總而言之,鋁硅酸鹽類吸附劑對(duì)黃曲霉毒素有良好的吸附能力,并且有不少體內(nèi)(喂養(yǎng))試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了這類吸附劑的實(shí)際效果,但它們存在對(duì)玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素、單端孢菌素等毒素吸附能力不足的問(wèn)題。不過(guò)通過(guò)適當(dāng)?shù)母男杂锌赡苁顾哂懈鼜V泛的吸附能力。這類吸附劑的另一個(gè)缺點(diǎn)是,它們表現(xiàn)出了對(duì)維生素及礦物鹽的非選擇性吸附能力。

酵母或酵母的細(xì)胞壁成份也作為霉菌毒素吸附劑使用。酵母細(xì)胞壁對(duì)毒素的吸附能力要明顯強(qiáng)于酵母的全成份,這說(shuō)明酵母細(xì)胞壁的特殊結(jié)構(gòu)對(duì)霉菌毒素產(chǎn)生吸附力。細(xì)胞壁上有多糖、蛋白質(zhì)和脂類,這些物質(zhì)對(duì)毒素的吸附是通過(guò)氫鍵、離子鍵和疏水作用力等實(shí)現(xiàn)的。試驗(yàn)結(jié)果表明,酵母細(xì)胞壁可以吸附2.7mg/g玉米赤霉烯酮,并且這種吸附平衡可以在10分鐘內(nèi)達(dá)到,在這一點(diǎn)它比鋁硅酸鹽類吸附劑有優(yōu)勢(shì)。

葡甘露聚糖對(duì)霉菌毒素也有一定的吸附能力,Swamy等(2002)進(jìn)行的豬體內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明,葡甘露聚糖對(duì)鐮刀菌產(chǎn)生的毒素有一定的脫毒作用。葡甘露聚糖的作用方式應(yīng)和酵母細(xì)胞壁的作用方式相似。

從現(xiàn)有的研究來(lái)看,任何一種單一的吸附劑都不能將所有霉菌毒素都吸附(因?yàn)椴煌咕舅胤肿佑胁煌睦砘再|(zhì)),但是,通過(guò)將不同類型的吸附劑進(jìn)行適當(dāng)配比或?qū)ξ絼┻M(jìn)行改性將是一個(gè)很好的研究方向。

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