霉菌毒素是霉菌代谢产生的有毒次级代谢产物，可以由动物饲料等多种食品上的腐生霉菌产生，也可由多种植物病原菌产生。霉菌毒素的产生取决于霉菌的基因组成和环境因素，其中环境因素包括湿度、温度和高水分活度[1]。通常情况下，储藏几天的农作物会有霉菌生长和霉菌毒素形成。玉米、小麦等农作物作为饲料生产的原材料，较易受到霉菌污染，如果畜禽食用被霉菌毒素污染的饲料，霉菌毒素会通过畜产品进入人体内，影响机体健康。霉菌毒素通常具有基因型特异性，可以由一种或多种真菌产生。饲用玉米中常见霉菌毒素主要包括呕吐毒素、黄曲霉毒素、伏马菌素、玉米赤霉烯酮和T-2毒素等。长期摄入未超标的霉菌毒素污染的饲用玉米可能导致动物出现慢性中毒。因此，为了解我国饲用玉米霉菌毒素污染情况，本研究对2012—2021年文献报道的全国范围内饲用玉米中霉菌毒素的污染情况进行了系统综述，旨在为我国饲用玉米中霉菌毒素种类及含量监测提供重点，为我国畜牧业饲料使用指导提供数据支持。1霉菌毒素及其危害1.1黄曲霉毒素黄曲霉毒素（aflatoxin，AFT）主要由黄曲霉（Aspergillus flavus）和寄生曲霉（A. parasiticus）产生，常见的有B1、B2、G1和G2，其中黄曲霉毒素B1（Aflatoxin B1，AFB1）是产毒菌株产生的主要黄曲霉毒素，是已知的最强的天然致癌物[2]，能够引起动物的肝中毒或肝损伤[3]。黄曲霉毒素污染会造成农场动物死亡率增加，降低谷物营养的价值。长期摄入黄曲霉毒素会造成动物体重降低、生产性能降低、疾病易感性增加、饲料利用率降低、肿瘤发病率和致畸性升高[4-5]。1.2呕吐毒素呕吐毒素（vomitoxin）又称脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol，DON），主要由禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）产生，在某些区域由黄色镰刀菌（F. cumorum）产生。呕吐毒素属于B型单端孢霉烯族真菌毒素，玉米、小麦、燕麦、大麦等杂粮容易发生呕吐毒素污染[6]。感染呕吐毒素的玉米可能会出现禾谷镰刀菌造成的穗腐病。研究发现，猪、反刍动物、家禽对呕吐毒素污染敏感[7-8]。呕吐毒素污染可通过饲料向食品传播，降低了鸡蛋、肉和牛奶的产率[9-10]。1.3玉米赤霉烯酮玉米赤霉烯酮（zearalenone，ZEN）由禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）、黄色镰刀菌（F.cumorum）产生，能够与呕吐毒素共存。玉米赤霉烯酮最常在玉米中发现，小麦、大麦、高粱和黑麦等其他重要作物中也有发现[11]。猪和反刍动物对玉米赤霉烯酮最敏感[12-13]，而家禽对玉米赤霉烯酮具有较高的耐受性[14]。玉米赤霉烯酮抑制类固醇激素的分泌，干扰排卵前的雌激素水平，抑制哺乳动物卵泡成熟[15]。较高浓度的玉米赤霉烯酮会导致母猪和奶牛出现假妊娠、不孕等症状[16]。1.4伏马毒素伏马毒素（fumonisin，FB）主要由层生镰刀菌（Fusarium verticillioides）和拟轮枝镰刀菌（F. proliferatum）产生，伏马毒素B1（Fumonisin B1，FB1）、伏马毒素B2（Fumonisin B2，FB2）和伏马毒素B3（Fumonisin B3，FB3）是伏马毒素的主要存在形式，其中FB1的毒性最强。玉米中常检出较高水平的伏马毒素。研究表明，FB1污染的饲料会引起猪肺水肿综合征，临床症状包括进食减少、呼吸困难、乏力、发绀和死亡[17]。在家禽中，伏马毒素易引起代谢和免疫紊乱[18]。1.5T-2毒素T-2毒素主要由拟枝孢镰刀菌（F. sporotrichioides）产生，玉米、小麦、大麦、燕麦、水稻、黑麦等作物中均含有T-2毒素。T-2毒素不仅会干扰DNA和RNA的合成，同时也会影响胃肠道、皮肤、淋巴细胞等分裂活跃的细胞。家畜T-2毒素中毒会出现拒食、体重减轻、胃肠炎病变、血性腹泻、真皮坏死、喙和口腔病变、牛奶和蛋的产量下降的现象[19]。反刍动物对T-2毒素具有较强的抵抗力。在家禽中，T-2毒素除了导致免疫反应受损、造血系统破坏和产蛋量下降外，还会导致口腔和肠道病变[20]。2饲料中霉菌毒素的管理由于霉菌毒素对家畜健康和生产性能的负面影响，许多国家制定了饲料中霉菌毒素的安全标准。基于真菌毒素对健康的风险，世界卫生组织（WHO）、美国食品药品监督管理局（FDA）和联合国粮农组织（FAO）等不同国际组织制定了饲料和食品中真菌毒素的允许限量标准，中国也于2017年更新了饲料中真菌毒素安全限量标准，各国霉菌毒素限量标准结果见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.19.023.T001表1霉菌毒素限量标准项目霉菌毒素类型限量/(μk/kg)美国[21]黄曲霉毒（AFB1+AFB2+AFG1+AFG2）300伏马毒素（FB1+FB2+FB3）100 000呕吐毒素30 000欧盟委员会[22]黄曲霉毒素B120呕吐毒素12 000玉米赤霉烯酮3 000赭曲霉毒素A250伏马毒（FB1+FB2）20 000中国[21]黄曲霉毒素B150赭曲霉毒素A100玉米赤霉烯酮500呕吐毒素5 000伏马毒素（FB1+FB2）60 000T-2毒素5003国内饲料用玉米霉菌毒素污染情况玉米作为我国主要饲料原料，对各类畜禽饲料质量具有较大影响。玉米属于不耐储品种，在储藏期间会受到各种微生物特别是霉菌的危害，不当的生产方式和环境条件，易导致霉菌在玉米中污染和繁殖，具有污染率高、多种毒素共同污染等特点。本文对近十年内文献报道的中国各地饲用玉米霉菌毒素污染情况进行统计，结果见表2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.19.023.T002表22012—2021年饲用玉米霉菌毒素污染情况地区采样时间霉菌毒素类型检出率/%超标率/%浓度文献来源平均值/(μg/kg)最大值/(μg/kg)河南、河北、江西、山东、山西、福建、浙江等2012年AFB16.00—36.00150.00王金勇等[23]ZEN48.00—658.002 858.00DON88.00—1 082.008 702.00FB87.00—1 833.009 544.00OTA2.00—7.0015.00山东、江苏、新疆、黑龙江、河南、河北2013年AFT14.00—8.00—张苏林[24]ZEN97.00—229.00—DON88.00—1 217.00—FB32.00—488.00—OTA10.00—3.00—河南、河北、江西、山东、福建、浙江、广东、广西、湖北、上海、湖南等2014年AFB153.20—5.3040.20杜妮[25]ZEN81.52—160.301 049.80DON92.02—933.805 064.30FB162.50—4 320.6057 563.70T-252.38—36.7.0090.80湖北、江苏、安徽、河北、山东、河南、陕西、山西、辽宁、吉林、黑龙江2015年AFT13.00—91.00733.00王金勇等[26]DON89.00—687.006 873.00ZEN55.00—332.001 961.00FB78.00—2 435.0015 431.00吉林、辽宁、北京、天津、湖南、湖北、河南、河北、江苏等2016年AFB192.1431.9418.26123.26周建川等[27]ZEN79.934.35142.531 558.98DON96.4951.17427.451 933.07北京、安徽、福建、广东、广西、河南、河北等2017年AFB185.605.007.401 368.60黄俊恒等[28]ZEN87.502.6086.705 052.50DON97.0017.80629.1011 191.70辽宁、吉林、北京、天津、湖北、湖南、河北、河南、山东、安徽、浙江、江苏等2018年AFB191.205.569.11167.29雷元培等[29]DON100.000527.282 080.14ZEN91.207.03150.322 182.18辽宁、吉林、北京、天津、湖北、湖南、河南、河北等2019年AFB197.9314.8817.60114.23雷元培等[30]ZEN90.086.94110.902 198.23DON98.350273.171 550.37辽宁、吉林、北京、天津、湖北、湖南、河南、河北等2020年AFB197.049.6313.54125.22雷元培等[30]ZEN95.317.90191.003 592.50DON99.518.64852.318 258.33广东、广西、河南、河北、辽宁、吉林等2021年AFB197.8710.1125.4774.63张勇等[31]ZEN97.3413.30325.873 788.66DON95.7415.43733.414 378.96注：“—”为报告中未指明。近十年中，玉米中主要检出的霉菌毒素主要包括黄曲霉毒素、呕吐毒素、玉米赤霉烯酮。2012年，王金勇等[23]从国内饲用玉米中检出AFB1、ZEN、DON、FB、赭曲霉毒素A（ochratoxins A，OTA），其中AFB1和OTA检出率较低（分别为6%和2%），AFB1、ZEN、DON、FB的检出平均值均较高，分别为36、658、1 082、1 833 μg/kg，ZEN浓度高于国家检出标准，污染情况严重，AFB1及DON的检出最大值高达150、8 702 μg/kg，超出我国检出标准，存在霉菌毒素含量超标的情况。普查样品均为收获干燥后的秋季玉米，未经长时间运输、贮存，仍出现较为严重的污染情况。2013年，除DON和FB外，其他霉菌毒素检出率均有所上升，但检出平均值较2012年均有所下降，霉菌毒素污染情况有所缓解，特别是AFT和FB的阳性平均值下降幅度较大。2014年，全国范围内饲用玉米中除AFT、ZEN、DON、FB外，超半数样品检出T-2毒素，检出平均浓度为36.7 μg/kg，污染程度较低，DON和FB1污染情况较为严重，检出平均值分别为933.8、4 320.6 μg/kg，且DON检出最大浓度高于国家检出限，FB检出浓度高于2013年，其余霉菌毒素检出浓度均低于2013年。2015年，王金勇等[26]发现，各地饲用玉米中ZEN检出率为55%，为2012—2021年内检出率最低的年份；伏马毒素检出率为78%，低于上年检出水平；DON和FB的含量分别为687、2 435 μg/kg，检出浓度低于2014年；ZEN检出浓度高于2014年（332 μg/kg），其中DON及ZEN检出最大浓度分别为6 873、1 961 μg/kg，超出国家检出限，存在DON及ZEN含量超标的情况。2016年，周建川等[27]从国内饲用玉米中检测到AFB1、DON、ZEN，3种霉菌毒素均存在超标，其中ZEN超标率较低，为4.35%，DON超标率较高，为51.17%，超半数样品存在DON超标情况，对牲畜健康产生一定影响。AFB1、ZEN、DON检出含量分别为18.26、142.53、427.45 μg/kg，3种霉菌毒素检出率较2015年均有所上升，但检出含量较2015年均有所下降，污染程度有所减轻。2017年，玉米中AFB1、ZEN、DON含量分别为7.4、86.7、629.1 μg/kg，其中AFB1和ZEN含量较上年有所下降，DON含量有所上升，但个别样品ZEN含量较高，检出最大值高达5 052.5 μg/kg，3种霉菌毒素超标率分别为5.0%、2.6%、17.8%，较上年均有所下降，污染程度较上年有所减轻。2018年，雷元培等[30]测定全国范围内饲用玉米中AFB1、ZEN、DON的污染情况，3种霉菌毒素均有检出，且检出率均高于2017年，其中DON的检出率为100%，AFB1、ZEN、DON的超标率分别为5.56%、7.03%、0，检出平均值分别为9.11、150.32、527.28 μg/kg，AFB1、ZEN的检出平均值较上年升高，检出最大值较上年降低。2019年，测定饲用玉米中AFB1、ZEN、DON的污染情况，DON和ZEN的阳性均值较2018年略有下降（273.17、110.90 μg/kg），AFB1略有上升（17.60 μg/kg），且检出率及超标率均有增加，超标率为当年3种霉菌毒素中最高（14.88%），DON检出率虽高达98.35%，但较上年有所下降，且超标率为0，与上年一致，2018—2019年，国内玉米饲料DON污染程度较轻。2020年，针对AFB1、ZEN、DON，3种霉菌毒素评估饲用玉米污染情况，其中ZEN、DON的阳性均值为191.00、852.31 μg/kg，检出率为95.31%、99.51%，超标率为7.90%、8.64%，与2019年相比均呈上升趋势，污染程度略有加深，ZEN和DON阳性最大浓度高达3 592.50、8 258.33 μg/kg，明显高于我国ZEN和DON 500 μg/kg和5 000 μg/kg的限量，污染程度严重，AFB1污染情况较2019年有所减轻。2021年，3种霉菌毒素的超标率分别为10.11%、13.30%、15.43%，较上年均有提高，除DON外，AFB1及ZEN阳性均值呈上升趋势，污染情况与2020年相比较为严重。近十年文献报道表明，饲用玉米易受DON污染，DON检出率在90%左右；此外，AFB1也是污染玉米的主要霉菌毒素，2016—2021年检出率均保持在较高水平，提示要加强对DON和AFB1的重视，定期监测污染情况。2012—2021年中，2012年各类霉菌毒素检出阳性均值最大，污染较为严重。2016—2021年中，2016年饲用玉米中AFB1、DON超标率较高，2种毒素污染程度在6年较为严重，ZEN在2021年超标率最高，污染程度与往年相比较重。4霉菌毒素的作用机制及防控4.1霉菌毒素的作用机制霉菌毒素通过多种机制发挥其细胞、分子效应。（1）核糖体结合。霉菌毒素结合真核生物核糖体的60S亚基，并抑制肽基转移酶生成[32]。（2）蛋白质相互作用。黄曲霉毒素与血浆白蛋白结合，与赖氨酸的氨基反应形成AFB1-白蛋白加合物[33]。（3）DNA效应。DNA和AFB1之间的不可逆共价作用导致N7-鸟嘌呤加合物的形成[34]。（4）离子载体活性。霉菌毒素具有钾离子特异性的离子载体活性，使钾离子内流到线粒体基质中，引起线粒体肿胀[35]。（5）代谢酶抑制。霉菌毒素能够竞争性抑制酶活性，从而抑制碳水化合物及脂质代谢[36]。（6）对激素的影响。霉菌毒素与性激素具有结构相似性，从而影响激素受体，改变激素水平[37]。（7）表观遗传特性。少数霉菌毒素可以改变DNA甲基化水平[38]。（8）RNA聚合酶效应。AFB1对染色质结合RNA聚合酶具有抑制作用，从而干扰RNA的合成[33]。（9）坏死和凋亡。霉菌毒素在淋巴细胞中的细胞毒性作用导致细胞程序性死亡和不可逆的细胞损伤[39]。（10）线粒体相互作用。霉菌毒素阻碍细胞中线粒体复合物Ⅰ生成，导致细胞和线粒体呼吸减少，活性氧生成增加[40]。4.2霉菌毒素的防控根据联合国粮食及农业组织（FAO）报告，全球约有25%以上的谷物不同程度被霉菌毒素污染，每年霉菌毒素污染造成的损失高达数十亿美元。在饲料采收前，除通过灌溉和育种以及在适当使用杀菌剂以减少霉菌毒素的污染之外，运用生物防治剂，即使用不同的微生物、微生物拮抗剂或竞争剂来抑制有毒霉菌、减少霉菌毒素产生，也是防止霉菌毒素污染的重要策略[41]。尽管采收前处理十分重要，但从预防霉菌毒素污染的角度来看，产霉菌毒素的霉菌生长是不可避免的。因此，采取适当的储藏措施和其他采收后控制系统以降低饲料中的霉菌毒素含量是必要的。4.2.1物理防控物理处理方法除干燥、辐照等，还有使用霉菌毒素黏合剂、冷等离子体处理等[42]。辐射分为电离和非电离[43]。辐射可以消除或减少病原菌，但只能消除或减少部分霉菌毒素，辐照的优势在于可应用于工业规模[44]。唐洪涛等[45]利用γ射线降解玉米中的OTA，发现在4kGy的辐射剂量下，OTA的降解率可达90%，且可降低生物毒性。冷等离子体通过气体中的放电或降低压力产生，能够利用不同的化合物，与生物细胞和分子发生反应，在分子和形态水平上破坏霉菌毒素[46]。气压冷等离子体是冷等离子体的一种。Wu等[47]研究发现，气压冷等离子体对霉菌的灭活机制与诱导氧化有关，诱导氧化可能通过破坏细胞壁增加细胞膜的通透性，导致DNA片段化和泄漏，破坏细胞蛋白质，导致细胞凋亡和菌丝孢子的变形。吸附剂脱毒处理目前在饲料行业被广泛应用于霉菌毒素的脱毒。吸附黏合剂可以与霉菌毒素形成复合物，从而阻止霉菌毒素从胃肠道进入动物的血液和器官。矿物吸附剂的结合效能与黏结剂和真菌毒素的结构有关。吸附效率主要取决于吸附黏结剂的表面积、电荷分布和孔径以及霉菌毒素的电荷分布、极性和形状[48]。铝硅酸盐矿物作为最大的一类霉菌毒素吸附剂，是霉菌毒素去除中应用和研究最为广泛的矿物吸附剂，主要包括膨润土、伊利石、沸石和高岭土等，可以有效地去除饲料中的霉菌毒素，去除率超过90%[49]。4.2.2化学防控化学处理去除霉菌毒素可采用臭氧熏蒸，臭氧气体被证明可以降解黄曲霉毒素，尤其是AGB1和AFG1，通过与霉菌毒素分子内的官能团发生反应，使其分子结构发生改变，从而形成具有更少双键、更低分子量和更低毒性的产物[50]。马一铭等[51]利用100 mL/m3臭氧处理玉米赤霉烯酮溶液，玉米赤霉烯酮降解在84%以上，且高水分、常温条件下，玉米中玉米赤霉烯酮降解率更高。臭氧处理虽然可以降低霉菌毒素浓度，但会引起饲料理化成分的变化，如淀粉结构变化、脂质氧化、蛋白质变性、颜色变化等[52]。此外，氨水、氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠等碱性化学物质能够去除霉变饲料中的霉菌毒素。氨化和氢氧化物盐处理能够打开AFB1的内酯环结构，降低毒性，是去除饲料原料中AFB1的常用方法。碳酸钠和氢氧化钠盐可以破坏DON C-12和C-13处的环氧化物。但这类处理对环境和饲料可能产生有害副作用，应采取必要的安全性评估[53]。从植物中提取的天然精油及其生物活性分子被认为是绿色添加剂，不仅可以降解霉菌毒素，而且具有低耐药性和高效环保等优点。植物精油可能通过作用于霉菌基因表达或破坏霉菌细胞膜和细胞壁结构来影响霉菌毒素污染情况[54]。4.2.3生物防控微生物或酶能够降解、代谢霉菌毒素。酶制剂根据霉菌毒素的种类和性质不同，通过羟基化、氢化、水解、氧化等路径降解霉菌毒素，减轻霉菌毒素污染情况[55]。Guo等[56]从地衣芽孢杆菌AKR18A1中分离得到漆酶CotA，漆酶CotA能够对AFB1进行高效降解，在pH值为8.0和37 ℃下酶解3 h和12 h后，AFB1的降解率分别为66%和96%。由于通常情况为多种霉菌毒素同时污染饲料，因此需开发含有多种酶的酶制剂。为了准确地选择合适的酶制成复合酶制剂，既需要对催化过程理解透彻，也需要对酶的性质进行适当分析。细胞色素、黄曲霉毒素氧化酶和醛酮还原酶AKR18A1等是有限的数量能够同时降解几种霉菌毒素的酶[57]。吴梓凤[58]通过连接肽（GGGGS）构建了玉米赤霉烯酮水解酶ZHD101.1与锰过氧化物酶Phc Mnp的融合酶ZPF1，通过优化反应条件，在40 ℃下反应8 h，ZPF1对AFB1和ZEN的降解率分别为64.11%和46.21%。微生物的霉菌毒素生物降解技术是利用微生物产生的次级代谢产物或其分泌的胞内、外酶将霉菌毒素分子中的毒性基团分解破坏，这类微生物（细菌、酵母菌和霉菌）不仅可以将霉菌毒素还原或降解为无毒性或毒性较小的化合物，而且可以通过生物降解或生物吸附机制提供有益的终产物[59]。生物吸附假定霉菌毒素可以快速与微生物结合，取决于微生物对毒素的亲和力，与生物吸附相比，生物降解是不可逆的，持续时间更长[60]。Saowalak等[61]从33株植物来源的乳酸菌中筛选出17株具有去除玉米赤霉烯酮能力的乳酸菌，ZEN去除率在0.5%~23.0%。5结论本研究通过对2012—2021年文献报道的饲用玉米霉菌毒素污染情况进行分析，表明我国玉米中主要霉菌毒素包括呕吐毒素、玉米赤霉烯酮、黄曲霉毒素。其中黄曲霉毒素B1和呕吐毒素的检出率始终处在较高水平。在近十年内，2012年我国饲用玉米污染最为严重，2016—2021年中，2016年玉米饲料中黄曲霉毒素B1、呕吐毒素超标率较高，2021年米赤霉烯酮超标率最高，污染程度较重。应加强对呕吐毒素、玉米赤霉烯酮、黄曲霉毒素的重视，定期监测污染情况，除在饲料采收前进行霉菌毒素污染防控外，采收后应采取物理、化学、酶制剂处理，以减轻霉菌毒素污染程度也是必不可少的。未来应关注多种减少霉菌毒素的产生与多种降解技术间的相互配合，并结合基因工程、蛋白质工程等高新技术，开发更加安全、高效、无污染的霉菌毒素防控技术，为饲料安全提供保障。