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發(fā)表于 2008-6-26 12:01:22
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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(Huwig et al, 2001),活性碳也可用于棒曲霉毒素(Mutlu and Gokmen, 1998)和赭曲霉毒素A(Galvano, 1998)的吸附,有不少研究者也利用酵母細(xì)胞壁成份來吸附霉菌毒素(Yiannikouris et al, 2003)。
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到500-3500 m2/g。在體外試驗中,活性炭對霉菌毒素可以表現(xiàn)出較好的吸附脫毒作用(Galvano, 1997; Galvano, 1998; Bauer, 1994);但在體內(nèi)試驗(喂養(yǎng))中,不同的研究結(jié)果給出了不同的結(jié)論(Hatch et al, 1982; Edrington et al, 1996; Bauer, 1994),這可能是由于活性炭的選擇吸附能力較差,被飼料中的某些營養(yǎng)成份所飽和而失出了對毒素的吸附力?;钚蕴繉ν撩顾鼐哂泻軓姷奈侥芰Γˋlegakis et al, 2000),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,因為具有較大的比表面積和離子吸附能力,對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(Mumpton and Fishman, 1977),不過,天然鋁硅酸鹽礦物吸附力小,效率低,占飼料容量大,對營養(yǎng)物質(zhì)有一定吸附,因而直接用于飼料效果不好。對天然的鋁硅酸鹽進行改性后可以性善它對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黃曲霉毒素B1有較好的選擇性吸附能力(Ramos and Hernández, 1997;Philips, 1998;王彥波等,2002;齊德生等,2002)。在黃曲霉毒素B1的吸附試驗中,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%(Chaturvedi et al, 2002)。
大量研究表明,水合鋁硅酸鈉鈣對其它幾種主要的霉菌毒素吸附能力不是太好,如對玉米赤霉烯酮(Bursian et al, 1992)、赭曲霉毒素A(Huff et al, 1992; Bursian et al, 1992; Bauer, 1994;)、T-2毒素(Kubena et al, 1990)及雙乙酸基草鐮刀菌醇(diacetoxyscirpenol)(Kubena et al, 1993a)的吸附效果不佳。這是因為霉菌毒素是一大類具有不同的功能基團的復(fù)雜的有機化合物,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)單位是一個雙氫呋喃環(huán)和一個氧雜萘鄰?fù)?;玉米赤霉烯酮是一種二酚化合物;赭曲霉毒素A是具有羧基和酚基基團的化合物;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的霉菌霉素,如黃曲霉毒素;而那些極性不強的霉菌毒素(如玉米赤霉烯酮和赭曲霉毒素)則不易被這些礦物所吸附(Santin et al, 2002)。對硅藻土的吸附性能研究表明,它對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(Natour and Yousef, 1998)。
對鋁硅酸鹽類表面基團或電荷分布進行適當(dāng)改性之后,可以使新形成的物質(zhì)獲得新的理化特征,從而改善其對其它霉菌毒素的吸附能力。如蒙脫石經(jīng)過十六烷基吡啶或十六烷基三甲銨處理后,蒙脫石礦物表面對水的親和力下降,疏水性能提高,所以對疏水性的玉米赤霉烯酮有更高的親和力,對玉米赤霉烯酮的吸附能力大大提高(Lemke et al, 1998; 2001)。
沸石礦物表面帶負(fù)電荷,用高分子量的四級胺(如八癸基二甲基芐胺)來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 (Dakovi? et al, 2003; Toma?evic-?anovi? et al, 2003)。這些胺離子只能置換沸石外表面的正離子,而對于飼料霉菌毒素吸附劑來說正需要這種只是部分置換的礦物吸附劑,因為保留大部分天然正離子有助于它們對極性霉菌毒素(如黃曲霉毒素)的吸附。這些經(jīng)過改性的有機化沸石保留了對黃曲霉毒素麥角堿的高吸附力,同時對玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素A、嘔吐毒素(Vomitoxin)的吸附能力大大改善。
總而言之,鋁硅酸鹽類吸附劑對黃曲霉毒素有良好的吸附能力,并且有不少體內(nèi)(喂養(yǎng))試驗結(jié)果證實了這類吸附劑的實際效果(Rizzi et al, 2003),但它們存在對玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素、單端孢菌素等毒素吸附能力不足的問題。不過通過適當(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缺點是,它們表現(xiàn)出了對維生素及礦物鹽的非選擇性吸附能力。
除鋁硅酸鹽類以外,研究者和生產(chǎn)者也在不斷地探索新的霉菌毒素吸附劑,并且取得了一定的進展。消膽胺(Cholestyramine)是一種陰離子交換樹脂,一般用于腸道中吸附膽汁酸及降低低密度脂蛋白和膽固醇濃度。在體外試驗中表現(xiàn),這種樹脂可以吸附赭曲霉毒素A(Bauer, 1994)和玉米赤霉烯酮(Ramos et al, 1996b),吸附量分別是9.6 mg/g和0.3mg/g。在體內(nèi)試驗中,消膽胺僅能略微降低受試動物血液、膽汁和組織中的赭曲霉毒素濃度(Ramos et al, 1996b)。Avantaggiato等(2003)采用動態(tài)體外胃腸模型進行的試驗結(jié)果則表明,消膽胺可以使小腸對玉米赤霉烯酮的吸附率從32%下降到16%。
酵母或酵母的細(xì)胞壁成份也作為霉菌毒素吸附劑使用(Bauer, 1994)。酵母細(xì)胞壁對毒素的吸附能力要明顯強于酵母的全成份,這說明酵母細(xì)胞壁的特殊結(jié)構(gòu)對霉菌毒素產(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)對毒素的吸附是通過氫鍵、離子鍵和疏水作用力等實現(xiàn)的。試驗結(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)達到,在這一點它比鋁硅酸鹽類吸附劑有優(yōu)勢(V?lkl and Karlovsky, 1998,1999)。
葡甘露聚糖對霉菌毒素也有一定的吸附能力,Swamy等(2002)進行的豬體內(nèi)試驗結(jié)果表明,葡甘露聚糖對鐮刀菌產(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(因為不同霉菌毒素分子有不同的理化性質(zhì)),但是,通過將不同類型的吸附劑進行適當(dāng)配比或?qū)ξ絼┻M行改性將是一個很好的研究方向。
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