專利名稱：霉菌毒素結(jié)合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及霉菌毒素(mycotoxin)結(jié)合劑，并且更具體地涉及利用腐殖化合物的霉菌毒素結(jié)合劑。
背景技術(shù)：
霉菌毒素是不可見的、無氣味的，并且不能通過聞味或嘗味識(shí)別，但在農(nóng)業(yè)飼料生產(chǎn)的所有等級(jí)中，特別在動(dòng)物養(yǎng)殖中造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。霉菌毒素是在收割之前和收割過程中、或在(不恰當(dāng)?shù)?儲(chǔ)存中，由絲狀真菌，例如鐮刀菌(Fusarium)、曲霉屬(Aspergillus)和青霉菌(Penicillium)產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物。它們的毒性作用非常多樣(Akande, K. E. , Abubakar, M. M. , Adegbola, T. A.和 Bogoro, S. E. 2006Nutritional andHealth Implications of Mycotoxins inAnimal Feeds:A R eview. Pakistan Journalof Nutrition, 5:398-403)。在家畜中，霉菌毒素在采食、動(dòng)物生產(chǎn)性能、繁殖率、生長(zhǎng)效率、免疫防御具有不利影響，并且是致癌性、致突變性、致畸性的，造成腫瘤或損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)的、出血性的、以及造成肝臟和腎臟損害的。霉菌毒素在肝臟和腎臟中代謝，并通過消化道中的微生物代謝。因此，由動(dòng)物排泄的或在它們的組織中找到的霉菌毒素殘余物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和相關(guān)毒性常不同于母分子(Ratcliff, J. The Role of Mycotoxins in Food andFeed Safety. Presented at Animal Feed Manufacturers Association, 2002 年 8 月 16日)。取決于環(huán)境和底物條件，多種霉菌毒素可同時(shí)存在(Sohn，H. B.，Seo，J. A.和Lee，Y.ff. 1999Co_occurrence of Fusarium Mycotoxins in Mouldy and Healthy Corn fromKorea. FoodAdditives and Contaminants, 16:153-158)。考慮到這樣的同時(shí)產(chǎn)生，動(dòng)物非?？赡鼙┞队诨旌衔锒皇菃我换衔铩，F(xiàn)場(chǎng)研究已表明從不同霉菌毒素的疊加和協(xié)同效果可造成動(dòng)物更嚴(yán)重的中毒癥(Ratcliff，2002)。霉菌毒素的問題并不僅限于動(dòng)物喂食或降低動(dòng)物生產(chǎn)性能，許多霉菌毒素富集在動(dòng)物的肉、蛋和奶中，并可對(duì)人類健康造成威脅。人們?cè)絹碓綉n慮植物來源和動(dòng)物來源的人類食品中的霉菌毒素水平。盡管在霉菌毒素的產(chǎn)生和出現(xiàn)中存在地理和氣候的差異，但是這些物質(zhì)的暴露是全球性的。據(jù)估計(jì)，霉菌毒素每年影響高達(dá)25%的全球作物(Akande, 2006)。大多數(shù)國(guó)家對(duì)飼料中的霉菌毒素含量有著嚴(yán)格的規(guī)定，并且農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)的主要目標(biāo)是在田地中預(yù)防霉菌毒素的污染。使植物生產(chǎn)性能最大化，并降低植物脅迫性的管理操作可基本上降低霉菌毒素的污染。這包括種植相適應(yīng)的物種、合理施肥、雜草控制、必要的灌溉和合理的作物輪作(Edwards, S. G. 2004Influence of Agricultural Practices on Fusarium Infectionof Cereals and Subsequesnt Contamination of Grain by Tricothecenes Mycotoxins.ToxicoloRy Letters, 153:29-35)。但即使最佳的管理策略也不能在有利于疾病發(fā)展的年份中消除霉菌毒素的污染。在已識(shí)別的特別影響家禽的各種霉菌毒素中，一些明顯出現(xiàn)在天然污染的食物和飼料中。它們是黃曲霉毒素、赭曲霉素、玉米赤霉烯酮、T-2毒素、嘔吐毒素和伏馬菌素。它們對(duì)鳥類造成有害影響，例如生長(zhǎng)障礙、免疫低下和肉雞蒼白癥，其最終造成經(jīng)濟(jì)損失。黃曲霉毒素BI,—種真菌黃曲霉(Aspergillus flavus)和寄生曲霉(Aspegillusparasiticus)的代謝物是肝毒性非常高的化合物，其常以低含量污染家禽飼料。由青霉菌(Penicillium)和黃曲霉(Aspergillus)產(chǎn)生的另一霉菌毒素族是赭曲霉素。赭曲霉素是最強(qiáng)力的毒素，其不利地影響家禽的生產(chǎn)參數(shù)和健康。攝入赭曲霉素造成嚴(yán)重的腎臟損害。T-2毒素引發(fā)動(dòng)物和人類的嚴(yán)重的炎性反應(yīng)和神經(jīng)紊亂，而玉米赤霉烯酮對(duì)家禽的健康和生產(chǎn)性能沒有顯示出影響。具有高含量的伏馬菌素的家禽日糧與不佳的生產(chǎn)性能、拒食、腹瀉、腿腳無力、口腔損害和/或高死亡率相關(guān)。當(dāng)多于一種的霉菌毒素存在于飼料中時(shí)，在動(dòng)物中觀察到的毒性和臨床信號(hào)復(fù)雜且多樣。霉菌毒素通常伴有其他可具有協(xié)同或疊加作用的未知代謝物。仍需探索緩解天然存在于飼料中的多種霉菌毒素組合在生產(chǎn)率和血漿生化參數(shù)和血液學(xué)參數(shù)上不利影響的結(jié)合劑的能力。目前未有以成本有效的方式大規(guī)模地將霉菌毒素污染的谷物解毒的實(shí)用方法。當(dāng)前，更有希望且更實(shí)用的方法之一是使用吸附劑。但是，多種吸附劑已顯示出降低營(yíng)養(yǎng)利用率(Kubena, L. F. , R. B. Harvey, T. D. Phillips, D. E. Corrier 和 ff. E. Huff.Diminution of aflatoxicosis in growing chickens by the dietary addition ofhydrated sodium calcium aluminosilicate. Poult. Sc1. 69:727 - 735. 1990)和礦物吸附(Chestnut, A. B.，P. D. Anderson, M. A. Cochran, H. A. Fribourg 和 K. D. Twinn. 1992. Effectsof hydrated sodium calcium aluminosilicate on fescue toxicosis and mineralabsorption. J. Anim. Sc1. 70:2838 - 2846)和對(duì)多種具有重大實(shí)用性的霉菌毒素缺乏結(jié)合效果(Edrington, T. S. ; Sarrj A. B. ; Kubena，L.F. ；Harvey, R. B. ; Phillips, T. D. (1996).Hydrated sodium calcium aluminosilicate (HSCAS)，acidic HSCAS，and activatedcharcoal reduce urinary excretion of aflatoxin Mlin turkey poults. Lack ofeffect by activated charcoal on aflatoxicosis. Toxicology letter，89:115-122)。當(dāng)以低至IU g/g飼料的含量攝入時(shí)，玉米赤霉烯酮(ZEA)造成豬的雌激素過多癥。豬的病理學(xué)在青春期前的小母豬中更明顯，并且特征在于外陰腫大、陰道和直腸脫垂和乳腺擴(kuò)增。在循環(huán)養(yǎng)殖動(dòng)物(cycling animals)中，玉米赤霉烯酮的作用包括不受胎、假孕和流產(chǎn)。ZEA的代謝物似乎主要出現(xiàn)在肝臟中，產(chǎn)生a和￠-玉米赤霉烯醇。據(jù)信將ZEA催化還原為玉米赤霉烯醇的酶是3-a-羥基類固醇脫氫酶(3C1-HSD)。還已知該酶分解5-a -雄甾烷_3，17-二酮，其是一種類固醇激素代謝的產(chǎn)物。如在多項(xiàng)研究中已知的，ZEA及它的代謝物主要通過糞便和尿排出。豬比其他類的牲畜對(duì)ZEA更敏感，并且希望使因飼料耗費(fèi)和不佳的生產(chǎn)性能的損失最小的飼養(yǎng)方案。一些化合物(即纖維、福爾馬林、碳酸鈉和單甲胺)已表明防止多種外源性物質(zhì)，包括ZEA的作用。

利用霉菌抑制劑或通過酸保護(hù)僅可減少霉菌量而不影響處理前產(chǎn)生的霉菌毒素的含量。如果霉菌毒素早已產(chǎn)生，它們將不以任何形式受霉菌抑制劑或酸混合物的影響，因?yàn)樗鼈兪欠浅７€(wěn)定的化合物。由此，這些有毒化合物保留在之前感染的商品內(nèi)，即使未再可看出或檢測(cè)出霉菌。最常用的減少霉菌毒素暴露的策略是通過包括各種霉菌毒素結(jié)合劑或吸附劑而降低它們的生物有效性，其導(dǎo)致攝取和分布至血液和目標(biāo)器官的霉菌毒素減少。吸附劑的主要優(yōu)點(diǎn)包括成本、安全性和加入動(dòng)物飼料的便宜性。各類物質(zhì)已與鋁硅酸鹽一起測(cè)試，并用于該目的，特別是粘土和沸石材料是最常用的類別。腐殖酸是普遍存在的，并且如在沉積物的情況中，在所有的物質(zhì)被分解或已變換之處發(fā)現(xiàn)腐殖酸。它們是飲用水、土壤和褐煤的天然組分。腐殖性物質(zhì)具有強(qiáng)烈的結(jié)合各種物質(zhì)，例如重金屬、除草劑、不同的致變物、單芳族化合物和多環(huán)芳族化合物和礦物質(zhì)的親合性。許多年來，農(nóng)戶們使用腐殖酸鹽加快種子發(fā)芽，并改善根莖生長(zhǎng)(Islam，K.M. , Schuhmacher,S.A.和 Gropp, M. J. 2005Humic Substances in Animal Culture.Pakistan Journal ofNutrition, 4:126-134)。該材料能夠促進(jìn)氧氣輸送,加快呼吸并促進(jìn)植物的營(yíng)養(yǎng)利用率(Osterberg, R.和 Mortensen, K. 1994The Growth of Fractal HumicAcids: Cluster Correlation and Gel Formation. Radiation and EnvironmentalBiophysics, 33:269-276)。這些發(fā)現(xiàn)促使科學(xué)家研究腐殖酸鹽的特定性質(zhì)、以及它們?cè)诟纳迫祟惡蛣?dòng)物健康幸福中的可能益處。在歐洲的獸醫(yī)學(xué)實(shí)踐中，腐殖性物質(zhì)已被用作抗腹瀉齊U、鎮(zhèn)痛劑、免疫刺激劑和促生長(zhǎng)劑(Islam，2005)。腐殖酸抑制細(xì)菌和真菌生長(zhǎng)，由此間接降低飼料中的霉菌毒素含量(Riede, U. N. , Zeck-Keapp, G. , Freudenberg, N. , Keller, H.U.和 Seubert, B. 2007Humate Induced Activation of Human Granulocytes. VirchowsArchives ofBiology:Cell Pathology, 60:27-34)。據(jù)描述為，一些腐殖性物質(zhì)及它們的鹽通過它們的霉菌毒素結(jié)合能力而與霉菌毒素直接作用(Sabater-Vilar, M. , Malekine jad, H. , Selman, M. H. J. , Ven Der Doelen, M. A. M.和 Fink-Gremmels, J. 2007, In VitroAssessment of Absorbents Aiming to Prevent Deoxynivalenol and ZearalenoneMycotoxicosis. MicropathoIogia, 163:81-90 ；Ye,S. , Lv, X.和 Zhou,A.2009In VitroEvaluation of the Efficacy of Sodium Humate as an Aflatoxin BI Adsorbent.Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 3:1296-1300 .Tansen vanRensburg, C. , Van Rensburg, C. E. J. , Van Ryssen, J. B. J. , Casey, N. H.和 Rottinghaus, G.E.2006In Vitro and ln Vivo Assessment of Humic Acidas an Aflatoxin Binder inBroiler Chickens. Poultry Science,85:1576-1583)。

發(fā)明內(nèi)容
所公開的新型霉菌毒素結(jié)合劑是含腐殖酸的物質(zhì)。優(yōu)選地，所述霉菌毒素結(jié)合劑具有45%的最低腐殖酸含量，在pHl. 5、3. 0和7. 0下約20%的最大溶解度，以及至少80%、并且優(yōu)選90%的體內(nèi)霉菌毒素結(jié)合效率，單胃動(dòng)物的胃部pH下的最低吸附率為至少80%、并且優(yōu)選至少85%，并且在中性pH下的最大脫附率不大于10%。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述腐殖酸與諸如粘土的吸附劑組合，以提供在體內(nèi)有效的霉菌毒素結(jié)合劑。


圖1 :所有的小母豬組的每周平均外陰得分圖；標(biāo)準(zhǔn)誤差為0. 3-0. 5。圖2 :不同批次的雌二醇-17 0血漿濃度的演變圖。圖3 :不同批次的、卵泡尺寸彡6mm的卵巢比例的圖。
圖4 :不同批次的、卵泡尺寸>6mm的卵巢比例的圖。圖5 :具有發(fā)育不全的卵巢、并且卵泡尺寸>6mm小母豬的百分比圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明包括待加入至可被一種或多種霉菌毒素污染的動(dòng)物飼料的組合物。所述組合物包括腐殖性物質(zhì)，優(yōu)選包含45%-99%之間(包括在該范圍中的所有含量)的腐殖酸的腐殖性物質(zhì)。所述組合物應(yīng)對(duì)于所解決的特定霉菌毒素具有高親合性，使得在所述組合物和目標(biāo)霉菌毒素之間形成牢固的絡(luò)合物，其在胃腸道中不受溶解度的干擾，由此霉菌毒素將從糞便中排出。由此，優(yōu)選地，所述組合物在1. 5-7. 5之間的pH下的溶解度不大于20%。發(fā)現(xiàn)在體內(nèi)有效的本發(fā)明組合物在體外具有大于80%，并且優(yōu)選大于90%的結(jié)合效率，在pH3. 0下的最低吸附率至少為80%，并且優(yōu)選85%，并且在pH6. 8下的最大脫附率不大于10%。適于本發(fā)明的腐殖性物質(zhì)可從許多來源得到，但一個(gè)優(yōu)選來源是風(fēng)化褐煤。所述腐殖性物質(zhì)優(yōu)選與金屬離子、氧化物和粘土礦物來源中的一種或多種組合。優(yōu)選地，將所述腐殖性物質(zhì)與粘土例如膨潤(rùn)土或海泡石組合，其以10%-90%的腐殖性物質(zhì)來源的量與90%-10%的粘土量、以及其中的所有比例組合。天然物質(zhì)中的腐殖酸經(jīng)過有機(jī)質(zhì)，特別是植物的化學(xué)和生物腐殖化和經(jīng)過微生物的生物活動(dòng)而形成腐殖酸。在各種土壤的棕色有機(jī)質(zhì)以及泥炭、有機(jī)肥、褐煤(lignite)、風(fēng)化褐煤和褐煤(browncoals)中發(fā)現(xiàn)腐殖酸。在土壤中，通過某些二次過程，例如通過從表面葉片凋落物的雨水滲濾的多酚的聚合、以及由土壤微生物和土壤碳水化合物上的小動(dòng)物提供的酚類、醌類和蛋白質(zhì)的縮合也可形成腐殖酸。腐殖酸不具有單獨(dú)的結(jié)構(gòu)，而是從木質(zhì)素和其他植物材料分解和轉(zhuǎn)化為硬煤而產(chǎn)生的中間化學(xué)產(chǎn)物的混合物。它們是具有多環(huán)中心的三維大膠體分子，包含異環(huán)和雜環(huán)結(jié)構(gòu)和外圍側(cè)鏈。腐殖酸的有機(jī)結(jié)構(gòu)是天然氧化型，因此帶負(fù)電荷。吸引至氧化區(qū)域處的斷裂鍵的正離子產(chǎn)生微量營(yíng)養(yǎng)素和微菌群附著的區(qū)域。低級(jí)炭，也叫木質(zhì)素，包含比高級(jí)炭更多的酸類。風(fēng)化褐煤是高度氧化的木質(zhì)素的特殊形成物。該材料具有任何天然資源中最高的腐殖酸含量。實(shí)施例1進(jìn)行一項(xiàng)試驗(yàn)以測(cè)定五種天然的、含腐殖酸物質(zhì)的腐殖酸含量。通過按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(IS05073:1999Brown coals and lignites. Determination of humic acids),通過伏安法和提取物滴定測(cè)定腐殖酸。含腐殖酸物質(zhì)的分析結(jié)果在表I中顯示。所有產(chǎn)物都超過所公開的45%的腐殖酸的最低要求，除了 HS3 (28. 34%)和 HS4 (44. 62%)。表1-根據(jù)IS05073:1999測(cè)定的腐殖酸含量。
權(quán)利要求
1.用于動(dòng)物飼料的霉菌毒素結(jié)合劑，其包含腐殖性物質(zhì)，所述腐殖性物質(zhì)包含45%或更多的腐殖酸，所述腐殖性物質(zhì)在PH1. 5-7. O之間的最大溶解度為20%，并且體外霉菌毒素結(jié)合效率為至少80%且優(yōu)選90%，在單胃動(dòng)物的胃部生物pH下的吸附率為至少80%并且在中性pH下的脫附率不大于10%。
2.權(quán)利要求1所述的霉菌毒素結(jié)合劑，進(jìn)一步包括金屬離子、氧化物和粘土礦物的來源。
3.權(quán)利要求2所述的霉菌毒素結(jié)合劑，其中所述腐殖性物質(zhì)占所述結(jié)合劑的10%至90%。
4.權(quán)利要求2所述的霉菌毒素結(jié)合劑，其中所述的金屬離子、氧化物或粘土礦物的來源包括風(fēng)化褐煤。
5.權(quán)利要求1所述的霉菌毒素結(jié)合劑，其中所述霉菌毒素包括玉米赤霉烯酮。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種霉菌毒素結(jié)合劑，其特征為包含45%或更多的腐殖酸，在1.5-7.0之間的pH下的最大溶解度為20%，并且體外霉菌毒素結(jié)合效率至少為80%，并且優(yōu)選90%，pH3.0下的最低吸附率為至少85%，并且在pH6.8下的最大脫附率小于10%。
文檔編號(hào)A23L3/3463GK103037717SQ201180034807
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者E·史庫(kù)特, Z·李, S·范戴克, Y·嫪 申請(qǐng)人:凱敏工業(yè)公司