梁晓维;李发弟;张军民;马悦培;赵青余;高红亮
【摘 要】试验将蒙脱石和凹凸棒石分别添加到含有黄曲霉毒素B1 (AFB1)、玉米赤霉烯酮和T-2毒素的人工胃液或人工肠液中,探讨2种矿物对霉菌毒素的吸附作用.结果表明,蒙脱石和凹凸棒石对AFB1、玉米赤霉烯酮、T-2毒素的吸附均在1h达到平衡;钠基蒙脱石对AFB1和T-2毒素的吸附率高于钙基蒙脱石和凹凸棒石,吸附率分别为96.8％、38％;蒙脱石和凹凸棒石对玉米赤霉烯酮的吸附率均小于10％.pH对蒙脱石和凹凸棒石吸附霉菌毒素影响显著(P＜0.05),pH 5时钙基蒙脱石对AFB1的吸附率显著高于pH 3、pH 7时(P＜0.05),为90.1％;蒙脱石和凹凸棒石对玉米赤霉烯酮的吸附效果在pH 3时较佳,对T-2毒素的吸附效果在pH 7时显著高于pH 3、pH 5时(P＜0.05).蒙脱石和凹凸棒石对吸附的霉菌毒素均存在解吸现象,其中AFB1和玉米赤霉烯酮解吸明显.蒙脱石和凹凸棒石对霉菌毒素的吸附作用使其成为重要的吸附剂,然而作为吸附剂的同时不能忽视霉菌毒素的解吸现象,综合考虑吸附与解吸2种现象以便在生产实践中更好的脱除霉菌毒素. 【期刊名称】《中国畜牧兽医》
【年(卷),期】2014(041)011
【总页数】6页(P133-138)
【关键词】蒙脱石;凹凸棒石;黄曲霉毒素B1;玉米赤霉烯酮;T-2毒素
【作 者】梁晓维;李发弟;张军民;马悦培;赵青余;高红亮
取卵针
【作者单位】甘肃农业大学动物科学技术学院,甘肃兰州 730070;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,农业部华北动物遗传资源与营养科学观测实验站,北京100193;甘肃农业大学动物科学技术学院,甘肃兰州 730070;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,农业部华北动物遗传资源与营养科学观测实验站,北京100193;中国农业科学院—世界农用林业中心农用林业与可持续畜牧业联合实验室,北京 100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,农业部华北动物遗传资源与营养科学观测实验站,北京100193;华东师范大学,上海200062;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,农业部华北动物遗传资源与营养科学观测实验站,北京100193;中国农业科学院—世界农用林业中心农用林业与可持续畜牧业联合实验室,北京 100193;华东师范大学,上海200062
【正文语种】中 文
【中图分类】S816.7
霉菌毒素对农作物的污染给食品工业、饲料工业和畜牧业生产带来了一系列不容忽视的问题。研究发现霉菌毒素可引发人和动物的急慢性中毒、基因毒性、肝细胞癌症等疾病，严重危及人与动物健康(Nuryono等，2012)。为解决这个问题，矿物黏土吸附剂成为研究的热点，原因在于这些矿物具有较大的比表面积和离子吸附与交换能力，可作为霉菌毒素吸附剂添加到饲料中。有研究显示蒙脱石是膨润土的主要成分，是病原微生物、酶、毒素的吸附剂，能够吸附饲料中的霉菌毒素和重金属离子(Lin等，2004；Magnoli等，2008)，通过对有毒物质的吸附提高动物的生长水平和健康水平(Murray，2000)。凹凸棒石作为另一种矿物黏土在养殖和饲料行业中也有多方面的研究，可被用作载体、抗结块剂、霉菌毒素吸附剂等(谢仲权等，2009)。Zhang等(2013)试验结果显示断奶仔猪日粮中添加凹凸棒石有利于改善肠道的功能，减少血浆中的内毒素。然而，对于不同类型矿物对不同霉菌毒素的吸附和解吸作用研究并不多，蒙脱石和凹凸棒石作为霉菌毒素吸附剂使用时，时间、pH对其吸附作用影响、吸附剂与霉菌毒素螯合物存在的稳定性、吸附是否可逆等问题还有待
进一步研究。鉴于此，本试验选取高纯蒙脱石和凹凸棒石作为研究对象，通过体外试验研究蒙脱石和凹凸棒石对黄曲霉毒素B1(AFB1)、玉米赤霉烯酮、T-2毒素3种霉菌毒素的吸附及解吸作用，为其在饲料行业中的合理应用提供理论依据。
1.1 材料 钙基蒙脱石(MMT1)、钠基蒙脱石(MMT2)及凹凸棒石(APT)均由中国农业科学院北京畜牧兽医研究所制备，其规格等级见表1。AFB1、玉米赤霉烯酮标准品均购自Beacon公司；T-2毒素(纯度98%以上)购自ENZO公司；试验过程中所用的其他试剂均为国产分析纯。人工胃液及人工肠液配制方法参照《中国药典》2005年版二部(国家药典委员会，2005)。
1.2 方法
二氧化硅抛光液
1.2.1 时间对蒙脱石和凹凸棒石吸附霉菌毒素的影响 AFB1、玉米赤霉烯酮和T-2毒素溶于人工肠液中，配制成10、1000、1000 μg/L的溶液，每8 mL溶液中加入蒙脱石、凹凸棒石各0.1 g，搅拌混匀，静置，1、2、3、4 h后3000 r/min离心10 min，测定上清液中霉菌毒素的含量变化，每个处理3个重复，取平均值。AFB1含量采用北京中检维康公司的酶联免疫吸附(ELISA)快速检测试剂盒测定。玉米赤霉烯酮和T-2毒素含量委托北京中检维康技术
有限公司通过液相谱测定，谱条件为：HITACHI L-2485检测器；检测波长：381/470 nm；Cloversil C18 4.6 mm×150 mm谱柱；流动相：乙腈∶水=80∶20(V/V)；流速：1 mL/min。按下列公式计算吸附量(Q)和吸附率(Y)。
Q=
Y=
式中，V，溶液的体积(mL)；m，各种吸附剂的用量(g)；C0、C，吸附前、后霉菌毒素的浓度(mg/mL)。
1.2.2 pH对蒙脱石和凹凸棒石吸附霉菌毒素的影响 AFB1、玉米赤霉烯酮和T-2毒素溶于人工胃液或人工肠液中，配制成10、1000、1000 μg/L的溶液，0.4% NaOH和HCl调节人工胃液pH为3、5，人工肠液pH为7，每8 mL溶液中加入蒙脱石、凹凸棒石各0.1 g，搅拌混匀，静置吸附平衡后，测定霉菌毒素变化(测定方法同上)，每个处理3个重复，取平均值，计算吸附量和吸附率。
1.2.3 解吸试验 每8 mL含有霉菌素素的人工肠液中加入蒙脱石、凹凸棒石各0.1 g，搅拌混
匀，静置，1 h后3000 r/min离心10 min，测定吸附率。沉淀用人工肠液洗涤，3000 r/min离心10 min，共解吸4次，每个处理3个重复，测定上清液中的霉菌毒素含量，计算解吸率(R)。
R=×100%
式中，m，4次解吸过程上清液中霉菌毒素的含量(mg)；m0，解吸前吸附剂-霉菌毒素复合体中霉菌毒素的含量(mg)。
1.3 数据分析 试验数据用Excel进行标准化处理和作图，用SAS 9.2软件进行方差显著性分析，差异显著水平为P<0.05。
2.1 时间对蒙脱石和凹凸棒石吸附霉菌毒素的影响 由图1可知，MMT1、MMT2、APT对AFB1、玉米赤霉烯酮、T-2毒素的吸附均在1 h达到平衡。MMT1、MMT2、APT对AFB1的吸附率分别为78.5%、96.8%、90.8%，MMT2的吸附效果优于MMT1和APT；MMT1、MMT2、APT对玉米赤霉烯酮吸附效果较差，吸附率均小于10%，其中MMT2对玉米赤霉烯酮的吸附率仅为4%；MMT1、MMT2、APT对T-2毒素的吸附效率介于AFB1和玉米赤霉烯酮之间，MMT1、MMT2和APT对T-2毒素的吸附率分别为18%、38%、21%。
buck降压电路2.2 pH对蒙脱石和凹凸棒石吸附霉菌毒素的影响 由表2可知，pH对MMT1吸附AFB1的影响差异显著(P<0.05)，pH 5时吸附量明显增大，吸附率上升至90.1%，显著高于pH 3、pH 7时的吸附率(P<0.05)。pH对MMT2的影响差异不显著(P>0.05)，吸附率均在99%以上。pH 3、pH 5时APT对AFB1的吸附率与pH 7时存在显著差异(P<0.05)，前者明显高于后者。
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由表3可知，pH对MMT1、MMT2和APT吸附玉米赤霉烯酮的影响差异显著(P<0.05)，pH 3时吸附效果均显著高于pH 5、pH 7时(P<0.05)，但总体吸附效果较差，吸附率仅在4%～21%之间。
由表4可知，pH对MMT1、MMT2和APT吸附T-2毒素的影响差异显著(P<0.05)，总体吸附率不高，在4%～54%之间，MMT1、MMT2、APT在pH 7时，吸附效果最好，吸附率为50%～54%，pH 3时吸附率范围为24%～31%，pH 5时吸附效果最差，吸附率仅在4%～8%之间。
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2.3 解吸试验 由表5可知，MMT1经过4次解吸，吸附的AFB1 100%解吸出来，MMT2的最终吸附率仅为2.5%，而APT与AFB1之间的吸附作用相对较强，解吸4次后有10.5%的AFB1被吸附，其解吸率为89%。
由表6可知，MMT1、MMT2和APT吸附玉米赤霉烯酮在第1次解吸时达到最大解吸量，此后不再有解吸现象。其中MMT2吸附的玉米赤霉烯酮解吸率为100%，MMT1和APT对玉米赤霉烯酮的解吸率分别为71.4%、87.5%。
由表7可知，T-2毒素解吸情况与玉米赤霉烯酮相同，在第1次解吸时达到最大量，此后无变化，而解吸量较其他2种霉菌毒素要小，解吸4次后85%以上的T-2毒素仍被吸附。
3.1 蒙脱石和凹凸棒石对霉菌毒素的吸附研究 为了避免日粮中霉菌毒素的危害，多种吸附剂及脱毒矿物黏土已被广泛关注(戴玉瑞等，2009)。许多研究表明矿物黏土对霉菌毒素有很高的吸附性能(Huwig等，2001；Ramos等，1996)，它们能够结合动物体内的有毒物质并带出体外，这对动物健康有着重要的意义(Dominy等，2004)。Diaz等(2003)体外分析9种吸附剂对AFB1的吸附性能，其结果显示钠基蒙脱石吸附率为95%～98%，钙基蒙脱石的吸附率为98%。钙基蒙脱石能够通过降低黄曲霉毒素在胃肠道内的生物利用率显著抑制该毒素在多种动物中的不良效应，有效降低了黄曲霉毒素在动物体内的毒性(Wang等，2005)。同时动物从日粮中短期或长期摄入钙基蒙脱石均未发现不良反应(Afriyie-Gyawu等，2005；Phillips等，2002)。Kane等(1998)研究表明，矿物黏土如凹凸棒石、高岭土、
蒙脱石能够除去坚果油中99%浓度为0.5 g/L的AFB1。本试验结果显示，钙基蒙脱石、钠基蒙脱石和凹凸棒石对AFB1的吸附率分别为78.5%、96.8%、90.8%，3种黏土对AFB1的吸附率明显高于玉米赤霉烯酮和T-2毒素，这与以上研究结果相符。同时本试验发现，不同吸附剂对不同霉菌毒素的吸附能力存在差异，这种差异可能与吸附剂和霉菌毒素特有的化学结构有关。
有研究报道，硅铝酸盐、膨润土、沸石等黏土矿物吸附性取决于它们的颗粒大小、形状、比表面积及层内阳离子的可交换性(Galvano等，2001)。蒙脱石和凹凸棒石其结构的差异决定它们吸附作用机理不同。蒙脱石吸附性能的发挥主要依赖于层内阳离子的交换，其阳离子交换容量高于凹凸棒石。凹凸棒石的结晶习性、结晶形态、沉积方式和内部孔道等多种因素的影响赋予其很高的比表面积，而表面固有的原子结构和电荷不平衡现象构成了吸附中心(周济元等，2004)。本试验中，凹凸棒石对AFB1的吸附则与蒙脱石不同，其吸附率介于钠基蒙脱石和钙基蒙脱石之间，蒙脱石和凹凸棒石分别在不同方面占有优势，决定了两者均具有良好的吸附性能。本试验结果显示蒙脱石和凹凸棒石对AFB1的吸附均在78.5%以上。
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