[原創(chuàng)]飼料水分活度及其對霉菌生長和產毒的影響

綠緣

水分可能是控制微生物對食品的破壞的單獨的最重要的因素(Chirife J， Buera MD，1996)。同樣，水分是霉菌在飼料上生長繁殖的必要條件，無論是飼料原料，還是配合飼料，或者是濃縮飼料，都含有一定量的水分。存在于飼料中的水分有游離水和結合水之分，微生物能夠利用的是游離水。一般來說，含水分多的飼料，微生物容易生長，含水分少的食品微生物不容易生長，所以自古以來人們就利用干燥的方法來儲存食物。但是這種以重量百分率來表示飼料中的水分含量，不能準確的反映飼料中能夠被微生物利用的實際含水量，如水分含量為4％－9％的富油的堅果、水分含量為9％－13％的富含蛋白質的豆類和水分含量為18％－25％的富含果糖的水果的水分活度值都大約是0.7（M.R.ADAMS and M.O.MOSS，2004），而大多數霉菌不能在水分活度值低于0.7下生長。因此，不能用飼料中總的含水量來評價微生物對飼料發(fā)霉的影響。自從Scott 1957年提出水分活度（water activity）的概念以來，人們在研究食品中與飼料中水分與微生物的關系問題時，已經越來越多的開始采用水分活度來表示。
1.水分活度的概念

飼料的水分活度（簡稱Aw），是指在相同的溫度下密閉容器中，飼料的水蒸氣壓與純水蒸氣壓之比。即：

Aw＝P/P0＝ERH/100
式中：Aw表示水分活度；

P表示在一定溫度下基質（飼料）水分所產生的蒸氣壓；

P0表示在與P相同溫度下純水的蒸氣壓；

ERH表示基質（飼料）的相對濕度。

水分活度是水分在食物中的單獨的最重要的特性（Anthony J. Fontana，1998），是決定食物的質量和安全性的最重要的因素之一（A.J.Fontana，2000）。水分活度是飼料質量控制體制中的一個重要指標，它可以影響飼料中微生物的繁殖、代謝、抗性和生存。

2.水分活度和其他環(huán)境因素的關系

2.1.水分活度和環(huán)境相對濕度的關系

相對濕度（Relative Humidity）是空氣中含水量與其飽和含水量之比（在一定溫度下），通常用百分比表示，而水分活度是用小數來表示的。如上公式，在平衡時水分活度和相對濕度有如下的關系：

Aw＝RH/100
環(huán)境的相對濕度對飼料質量變化的影響，是因為它直接影響飼料的水分含量和水分活度。在一定溫度下，飼料的水分活度和環(huán)境的相對濕度總是趨于平衡。當環(huán)境相對濕度小于飼料的水分活度時，飼料的水分就逐漸逸出，水分活度下降直至與環(huán)境相對濕度相等為止；當環(huán)境相對濕度大于飼料的水分活度時，環(huán)境的水蒸氣就轉入飼料，使飼料的水分活度增大，最后也是二者達到相等為止，利用這一特性可以測定飼料的水分活度。如要測定一基質或溶液的水分活度，可將飼料放在一密閉空間，待其與該空間空氣濕度相平衡時，測定空氣的相對濕度（常用干濕球溫度計的溫度差來計算）就可得其水分話度。
2.2.水分活度和環(huán)境溫度的關系
飼料的水分活度和溫度有關，而且溫度對水分活度的影響在冰點以下遠大于在冰點以上。在冰點以上的溫度，隨著溫度的升高，水分活度也升高。一般的，溫度每變化10℃，水分活度變化0.03—0.2。在冰點以下溫度，水分活度與試樣成分無關，僅取決于溫度，即冰相存在時水分活度不受溶質的種類和比例的影響。
溶液的水分活度除和溶液的溶質種類、溶質比例有關外，也和環(huán)境的溫度有關。一般來講，在等濃度的溶液中，溶液的溫度越高其水分活度越低。表一是飽和溶液在不同溫度下的水分活度值。

表一：部分飽和溶液在不同溫度條件下的水分活度值


2.3.水分活度和飼料中水分含量的關系
一般情況下，飼料中的水分含量越大，其水分活度就越大，但是兩者之間的關系并不是簡單的正比例關系而是和溫度有著非常敏感的關系（M.R.ADAMS and M.O.MOSS，2004）。因此要確切的研究飼料中的水分含量和水分活度的關系，可以在恒定的溫度條件下以飼料的水分含量為橫坐標，以相對應的水分活度值為縱坐標作圖，這樣得到的曲線稱為飼料的等溫吸附曲線。等溫吸附曲線一般是S型曲線少數含有較多糖分和可溶性小分子的食品其等溫吸附曲線呈J型。文友先等（1998）水分活度儀測定稻谷吸附與解吸等溫線的試驗研究，得出結論為稻谷的吸附與解吸等溫線呈反Ｓ形。Mazza G.等(1985)報導幾種蕎麥的等溫吸附曲線為典型的S型曲線，徐寶才等（2003）試驗結果表明四川苦蕎籽粒的等溫吸附曲線也為典型的S型曲線。趙新淮等（2004）測定兩種大豆制品的等溫吸附曲線符合BET和Halsey數學模型，但是BET方程存在一定的局限性。
3.飼料中的霉菌與水分活度
3.1.飼料中的霉菌毒素及其危害
霉菌毒素(Mycotoxins)的研究是從英國1960年火雞爆發(fā)X病開始的，飼料中對畜禽影響比較大的霉菌毒素主要有黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、T-2毒素、赭曲霉毒素、煙曲霉毒素和麥角生物堿等（LW.Whitlow and W.M.Hagler，2004）。但是近幾年來以黃曲霉毒素和玉米赤霉烯酮對畜禽危害最大。
黃曲霉毒素（Aflatoxin）是黃曲霉和寄生曲霉產毒菌株的代謝產物，主要污染玉米、花生、棉子及其餅粕黃曲霉毒素不是一種單一的物質，而是一類結構及其相似的化合物B1和B2（由黃曲霉產生）G1和G2（由寄生曲霉產生）等（Cotty et al.，1994）。黃曲霉毒素的毒性與其結構有關，其中黃曲霉毒素B1的毒性最強。各種動物中雛鴨對黃曲霉毒素最為敏感，豬、火雞、仔雞易感，反芻動物不敏感。動物黃曲霉毒素中毒的表現有食欲下降、運動失調、生長減慢、肝臟毒性等（Nibbelink，1986）。Qureshi et al(1998)發(fā)現飼料中的黃曲霉毒素可以傳遞到雞蛋中，人類食用了這些被黃曲霉毒素污染的雞蛋，通過食物鏈也可以傳遞到人體，使人體發(fā)生中毒（Schiefer，1990）。
玉米赤霉烯酮(Zearalenone)主要是由禾谷鐮刀菌產生的一類雌激素樣毒素，主要污染玉米、燕麥、高梁、芝麻和青貯料（LW.Whitlow and W.M.Hagler，2004）。玉米赤霉烯酮可以使動物發(fā)生雌激素亢進癥，其中以豬最為敏感，對反芻動物不很敏感，肉仔雞和產蛋雞也不易感，甚至在較高的劑量下也不易感。玉米赤霉烯酮中毒主要表現為發(fā)情前小母豬陰戶紅腫、陰道黏膜充血、乳腺增大，小公豬出現“雌性化”癥狀，還可引起母豬窩產仔數減少。飼料中含有高劑量的玉米赤霉烯酮可以導致奶牛產奶量下降、腹瀉、下痢等癥狀（Coppock et al.，1990），玉米赤霉烯酮也可以在牛奶中殘留，可以通過食物鏈對人類產生威脅（Prelusky DB et al.，1990）。
3.2.霉菌生長的水分活度
霉菌生長要求的水分活度較其他微生物如細菌和酵母都低。一般地，水分活度值在0.60以下，所有霉菌都不能生長，少數霉菌可以在水分活度值為0.65時生長，這類霉菌稱作干性霉菌如灰綠曲霉、薛氏曲霉、赤曲霉、阿姆斯特單曲霉等。這些干性霉菌的孢子在水分活度值0.73—0.75時經過1—4周的時間，有部分可以發(fā)芽，當水分活度值為0.70時，與飼料有關的霉菌孢子發(fā)芽的極少見。在相對濕度高（水分活度值大于0.85）的環(huán)境中霉菌的生長能夠引起飼料的嚴重霉爛，但是霉菌生長的最適水分活度值在0.93—0.97之間。表二列出了各種霉菌生長（孢子萌發(fā)）的最低水分活度值。

表二.飼料中各種霉菌生長（孢子萌發(fā)）的最低水分活度值

3.3. 飼料的水分活度與霉菌毒素的產生
由許多霉菌產生的毒枝毒素至少有200多種，所以水分活度與霉菌的生長及毒素產生的關系是很復雜的。一般認為生毒霉菌的生長所需的水分活度值要比其毒素形成所需的水分活度值低，但是霉菌生長的代謝水的產生可以使生長環(huán)境的水分活度值增加（李琳，萬素英，2000）。M.Jiménez et al(1996)在水分活度值為0.97，28℃的條件下培養(yǎng)14天，12℃的條件下培養(yǎng)26天，結果發(fā)現在第15至30天時玉米赤霉烯酮產生速率最快，在水分活度值為0.95時，玉米赤霉烯酮產生的最大量為9.3mg/kg。A.Nesci等（2003）的研究發(fā)現在水分活度值為0.809和0.747時，無論是否在培養(yǎng)基中添加抗氧化劑或者添加任何抗氧化劑，培養(yǎng)基中培養(yǎng)的黃曲霉都不會產生黃曲霉毒素。Gqaleni, Net al.,(1997)在水分活度值為0.90，溫度為20℃和37℃條件下培養(yǎng)15天結果未發(fā)現有黃曲霉毒素B1產生。在建筑物里的真菌在水分活度值在接近0.8時開始生長，但是可以顯著的產毒的水分活度值要達到0.95以上（Kristian Fog Nielsen，2003）。
4.結語

水分活度概念的提出，為食品工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用， 有大量的應用水分活度概念指導食品生產的成功例子。但是在飼料行業(yè)仍然一直延續(xù)使用水分含量作為飼料防霉和防止霉菌產毒的安全指標，隨著動物營養(yǎng)學者們對水分活度認識以及研究的深入，相信水分活度概念也將成為關于飼料防霉和防止霉菌產毒的新安全指標。

綠緣

表格打上去就全亂了，所以就給刪了，呵呵。

羅漢果

如能有更多這樣的資料就好了...

zhangmingquan

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