玉米霉菌毒素污染问题，会促使在动物饲料中强制规范玉米使用量上限吗？

1 玉米中受关注的主要霉菌毒素

已有600多种霉菌毒素经过化学鉴定，这一数字仍在逐年增加。气候变化，不当的农业生产方式，土壤条件差，使用无效的杀真菌剂等，无疑都使得玉米在田间更容易感染霉菌，并导致霉菌毒素的污染。在众多可以感染玉米的霉菌中，研究最为广泛的的是镰刀菌属和曲霉菌属。镰刀菌属产生的霉菌毒素，主要包括呕吐毒素(DON)、玉米赤霉烯酮(ZEA)、T-2、伏马毒素。

有趣的是，尽管产生呕吐毒素和伏马毒素的霉菌都属于镰刀菌属，但是它们的生长却需要不同的农业气候条件。呕吐毒素为主要问题的是温带气候地区，比如：北美、欧洲和中国的大部分地区。而伏马毒素为主要问题的是热带地区，比如：东南亚、拉丁美洲、中东及非洲大部分地区。可是，在玉米大量依赖进口的地区，比如中东、非洲和亚洲大部地区玉米依赖从北美、拉丁美洲进口，这种主要霉菌毒素的区域划分就不复存在。

与许多人认为的相反，曲霉菌属的霉菌既可以在田间，也可以在贮藏期间感染玉米。干旱与昆虫会造成玉米的黄曲霉毒素污染加重。而青霉菌属的霉菌，主要是在不当贮藏期间感染玉米，并产生赭曲霉毒素。

2 快速检测玉米中的霉菌毒素的重要性

在饲料厂进行快速霉菌毒素分析是一项重要的质量控制步骤。该方法在全球范围内被采用，以确保购买的玉米质量上乘。

在选择接受或拒绝原料时，为帮助饲料厂做出明智决定，Nutreco的饲料添加剂品牌Selko（赛尔可）在全球多家饲料厂部署了Mycomaster(快速霉菌毒素测定仪）。Mycomaster系统自动将霉菌毒素分析结果发送到Selko的中央数据库，该数据库可进一步用于给客户提供定制化的报告，并可分享阶段性的霉菌毒素对畜禽的风险观察。2022年共分析了51,000多个样本，其中包括11,728个玉米样本。样本来自位于欧洲、北美、拉丁美洲、中东、非洲和亚洲的42个国家或地区。

3 2022年全球玉米霉菌毒素污染情况

玉米中不同的霉菌毒素污染率在29-49%（表1）。其中，伏马毒素污染率最高（57%），其次为玉米赤霉烯酮（52%），再次是黄曲霉毒素/呕吐毒素（49%），赭曲霉毒素A污染率最低(29%)。霉菌毒素污染水平的平均值最高的两个，分别是伏马毒素1629ppb和1271ppb，但是对应的中值却低很多，分别是902ppb和700ppb。这表明可能是一些霉菌毒素高含量的异常样本造成了分析结果产生偏差。因此，我们建议在做霉菌毒素污染调查报告时，有必要提供霉菌毒素浓度的平均值和中值。图1为带散点的箱线图，从图中可以看到详细的霉菌毒素图像分布。图中，菱形表示均值，框中线表示中值。菱形越靠近框中线，表明数据分布越均匀。

4 玉米霉菌毒素污染区域差异

由于世界不同地区的玉米生长和储存条件各不相同，因此有必要按区域分析个别霉菌毒素污染率和含量。详情请参阅表2。

黄曲霉毒素   

亚洲地区的玉米样品黄曲霉毒素污染率最高，达78%，其次是欧洲（57%）和北美（50%）。亚洲的污染率高是预料之中的，但欧洲和北美的高污染率令人担忧。在欧洲和北美，黄曲霉毒素受到严格监管，因此如此高的污染率对畜牧业生产者，特别是奶牛养殖企业和乳制品加工商构成了挑战。欧洲市场有消息称，由于担心黄曲霉毒素，奶农最近几个月减少了玉米和玉米副产品在日粮中的使用。亚洲的黄曲霉毒素污染水平远高于其他地区，这表明需要更好地储存玉米。在饲料中的黄曲霉毒素转化到牛奶里的转化率方面，高产奶牛转化率要高很多，因此，尽管欧洲玉米中的黄曲霉毒素中值比较低，但要达到法规要求，即牛奶中黄曲霉毒素M1<0.05ppb，也存在挑战。

赭曲霉毒素  

北美玉米样品的赭曲霉毒素污染率达100%，其次是拉丁美洲和非洲及中东地区(表2)。在玉米中，赭曲霉毒素污染通常发生在储存过程中。在欧洲，因为青霉菌在田间侵染小麦，小麦受到赭曲霉毒素的污染很常见，但这种现象在玉米中并不常见。全球赭曲霉毒素污染的含量中位数值比较低，在仅考虑单一霉菌毒素污染风险时，并不是一个主要问题。

呕吐毒素  

北美的玉米样品中，呕吐毒素污染率达100%，其次是拉丁美洲和中东及非洲地区(表2)。对北美(美国和加拿大)来说并不奇怪，因为作物生产期间的温带气候有利于禾谷镰刀菌的生长。中东及非洲的污染情况反映了玉米主要从美洲进口的现状。在亚洲，虽然污染率较低，但阳性样本中的霉菌毒素含量相当高。毒素高含量的情况同样出现在欧洲、中东及非洲地区。呕吐毒素是全球范围内最常见的霉菌毒素，分析中呈现的含量毫无疑问对所有的动物的生产性能都会产生负面作用。近些年来，人们对呕吐毒素进行了广泛的研究，研究其对牲畜和家禽肠道健康的影响。将来对其含量限制的新规定可能侧重于肠道健康问题的考虑。

T-2/HT-2  

北美玉米样品中，T-2毒素污染率达100%，其次是拉丁美洲和欧洲(表2)。北美如此高的污染水平有点令人惊讶，因为该地区并不被认为存在拟枝镰刀菌的高污染。气候变化和意想不到的天气模式可能是罪魁祸首。拉丁美洲和欧洲的生长条件确实有利于这种霉菌的生长。除了北美，欧洲和拉美在这里所示毒素含量的中值可引起健康和生产问题。尽管亚洲的这种毒素的污染率只有9%，但检测到的含量中位数值可造成重大的健康和生产问题，包括家禽死亡。

玉米赤霉烯酮 

北美玉米样的玉米赤霉烯酮污染率达到100%，其次是亚洲、中东及非洲地区(表2)。这对北美(美国和加拿大)来说并不奇怪，因为作物生产期间的温带气候条件有利于禾谷镰刀菌的生长。

亚洲、中东及非洲的污染水平反映了玉米主要从美洲进口的现状。从科学上讲，呕吐毒素和玉米赤霉烯酮在玉米中是通常是共同出现的，因为它们都可由禾谷镰刀菌产生。亚洲玉米中赤霉烯酮污染率较高，而呕吐毒素污染率较低，这就提出了储存条件可能是能造成玉米的赤霉烯酮污染率增加的问题。检测结果显示的玉米中赤霉烯酮含量会导致母猪和奶牛的繁殖问题，但在其他动物身上使用是相对安全的。

伏马毒素：

拉丁美洲玉米样品伏马毒素的污染率为73%，其次是亚洲和北美地区(表2)。这并不奇怪，因为能够产生伏马毒素的层出镰刀菌和串珠镰刀菌更喜欢在温暖的气候条件下生长。干旱条件可以进一步促进这些霉菌的生长。伏马毒素的另一个独特之处在于，它几乎只存在于玉米和玉米副产品中。从历史上看，这里发现的伏马毒素的含量并不被认为会对牲畜和家禽构成威胁。但是，越来越多的关于它们对肠道健康和免疫力的负面影响的研究正在迫使科学界重新审视它们在饲料和原料中的最高限值。

5 霉菌毒素污染浓度的季节性变化

玉米中的霉菌毒素含量全年都在变化，这取决于田间的生长条件和储存条件。从图2可以看出，黄曲霉毒素的含量在2月、7月和10月出现了三个高峰。每一种霉菌毒素的峰值都有所不同，表明它们的产生条件有差异。2022年生产的玉米相当一部分将至少使用到2023年第一季度，因此研究这种月度变化可以为有效的霉菌毒素风险管理提供一些有用信息。

6 根据动物种类进行霉菌毒素风险评估

每一种动物对霉菌毒素的敏感性都不同，幼龄和繁殖阶段的动物通常更敏感。在评估玉米的霉菌毒素风险以及设计饲料配方时，考虑玉米中存在的霉菌毒素的种类以及其含量都很重要。 

比如，当玉米的赤霉烯酮含量比较高时，可以考虑用在家禽饲料配方中，而不是母猪饲料中。玉米中任何霉菌毒素含量高时都应谨慎对待，因为玉米在大多数动物饲料配方中占比都在50%以上。除了考虑玉米的霉菌毒素，还应评估饲料配方中其他原料的霉菌毒素的贡献，以了解霉菌毒素的总含量及其带来的风险。例如，在家禽饲料配方中使用玉米DDGS，可能会造成配合饲料中呕吐毒素含量大幅度升高。最后，非常重要的一点，就是对于动物的毒性而言，大多数霉菌毒素之间具有加性效应和协同效应。因此，当玉米中存在多种霉菌毒素时，需要格外谨慎处理。

7 霉菌毒素风险的纾解办法

被霉菌毒素污染的饲料会给畜禽体内器官和系统带来多重挑战。例如，黄曲霉毒素、伏马毒素和赭曲霉毒素会损害肝脏和肾脏，干扰免疫系统功能，而玉米赤霉烯酮则会扰乱生殖系统正常功能。T-2 / HT-2毒素和呕吐毒素损害肠道和免疫系统功能。针对不同的霉菌毒素，需要制定不同的纾解策略来进行管控。例如，用吸附剂来应对黄曲霉毒素效果好，但对伏马毒素和呕吐毒素效果就不佳。纾解策略应包含多种作用机制，例如：降低霉菌毒素生物利用率，增强机体本身免疫力，维护肠道健康，调节机体的抗氧化状态。

总结

毫无疑问，玉米是饲料中用于满足畜禽营养需求的主要原料，难以找到一个性价比合适的替代品。随着农业生产方式变化和气候变化，玉米中的霉菌毒素污染正在稳步增加。除此之外，越来越多的霉菌毒素被认为对肠道健康、免疫力和抗氧化状态等微妙的参数产生负面影响。如果未来的霉菌毒素法规是基于这些微妙的参数，那么动物饲料中的霉菌毒素的限量值一定会进一步降低。这肯定会对玉米中霉菌毒素的限量产生影响。只有通过不断的方案创新，才能提高动物对多种霉菌毒素的整体抵御能力。

原作者：

1. Swamy Haladi 博士，泰高集团霉菌毒素风险管控项目总监
2. Avinash Bhat, 泰高集团Masterlab实验室霉菌毒素检测技术专家