作家專欄

黴菌問題面面觀

鄭永祥

一、前   言

        台灣一到夏季即呈現高溫多濕的典型海島型氣候;如此提供了黴菌生長繁衍之絕佳環境。由於本省家畜禽業者大多使用玉米-大豆粉為基礎日糧,並以玉米來提供主要之能量來源。所以;1991年台灣進口之玉米數量約達五百萬噸之鉅。

        黴菌依其生存之習性可分為兩大類,一為倉貯性黴菌(Storage fungus),如Aspergillus及Penicillum屬。通常不會侵害未採收之穀物,但當氣候乾旱及穀物受蟲害時即提供了在田間感染的條件,特別是黃麴毒素可能由此方法而產生。另一為田間黴菌(Field fungi);所造成之危害通常在未採收之前;採收後到倉貯時,可因環境之改變而 。黴菌毒素為黴菌之二次代謝產物;其中以黃麴毒素B1毒性最強,故國內有關之研究與檢驗甚至CNS之制定亦僅考慮黃麴毒素,而忽略了其他對經濟動物所造成潛在性經濟損失的黴菌毒素。

        黴菌與人們己經共同生活了數千年之久;我們利用黴菌有益的一面來製造酵素、抗生素、醬油等等產品,故人們對黴菌是既愛卻又恨之複雜情緒。各種黴菌產生黴菌毒素所須之條件如表一所示。

表一  黴     菌    毒    素    產     生    所    須    之     環    境    條    件

黴   菌   毒    素 黴      菌       種      類 基             質 濕               度 溫              度
Afloatoxin

黃麴毒素

Aspergillus flavus

Aspergilus parasiticus

玉米、花生

棉籽

80-85% 24-35℃
Ochratoxin

赫麴毒素

Aspergillus ochraceus

Penicillum viridicatum

小麥、大麥

玉米

81% 4-24℃
Doexynivalenol Fusarium roseum 小麥、玉米 未建立 低於21℃
Zearalenone Fusarium roseum 小麥、玉米 EMC 24-26% 高於12-14℃
T-2 toxin Fusarium tricinctum 玉米、大麥

高梁、小麥

EMC 22-26% 8-15℃
註:EMC代表平衡水份濃度

二、黴菌與飼料品質之關係

        飼料中黴菌污染問題 ,一直是常在性的困擾,特別是當水份含量超過13-14%,相對溫度80-85%時極適於黴菌之繁衍,環境溫度高於42℃時黴菌生長相當快速(Tindall,1983)(圖一)。Dullerman et al. (1984)指出玉米受乾旱性緊迫(drought stress)、蟲害、習慣性破損時,均增加黃麴菌及其他黴菌侵害之機會。

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Fritz et al. (1973)和Sharby et al. (1973)指出以發黴玉米──大豆粉為日糧組成,餵飼雞隻,結果發現有些具有刺激生長的作用,但大部份均造成生長抑制現象。發黴料中發現之黴菌有Aspergillus niger,A. repens,A. ruber,Penicillum cyclopium,Trichoderma viride,其中A. ochaceus可致膽囊腫大,而Fusarium moniliforme會產生thiaminase。Chistersen and Kaufman (1965)報告指出黴菌產生之解脂A,可將穀物脂肪分解為游離脂肪酸,並以此為能量來源。

        Tabib et al. (1981)自火雞場、肉雞場及蛋雞場之飼料中採樣,檢查其水分含量為10.59-17.40%,而黴菌數在5-120萬個/gm之間。由報告中指出飼料經打粒處理黴菌數及大腸桿菌數均較低,但打粒後飼料易為黴菌所利用(Jores et al., 1982)。Richardson et al. (1962)以發黴黃豆粉餵予雛雞時,有生長抑制現象,添加離胺酸可加以改善。

        Bartov et al. (1982)發現發黴玉米及高梁所含脂肪量顯著減少。穀物包括全粒或粉碎者,其初始水分含量12.1∼13%。或經加水使水分提高到15.0%經貯藏63∼69天後,結果粉碎後之發黴殼物其脂肪含量與代謝能值均下降,雞隻生長性能變差。其他之研究亦指出飼料未添加抑黴劑時,經40天貯藏,其脂肪含量.(Bartov and Paster, 1986)和胡蘿蔔素含量(Nahm and Nahm,1988)均降低。由此可知,發黴穀物其能量含量下降,故配方時須提高油脂之用量,造成成本的提高,同時若有毒素形成時,對生長性能之影響,更不容忽視。

        Adams and Tuite (1976)研究指出玉米受Giberella屬黴菌破壞時,會顯著降低產蛋量及飼料消耗量。Beasley et al. (1980)亦發現玉米接種Penicillum lanosum後餵予雞隻,有下痢及生長變緩等現象。發黴玉米餵予豬隻亦可見生長變差(Young et al., 1981)。Smith et al. (1976)指出生成黃麴毒素的主要原因為玉米倉貯不良所致,且黃麴毒素症之發生亦有年度及季節變異存在。Russell et al. (1991)調查美國82家飼料廠,發現玉米平均含黴菌孢子數為2.63×104個/gm,以Fusarium sp.最常見。

三、抑黴劑

        近年來各種抑黴劑被應用於飼糧中,用以控制黴菌生長及防止黴菌毒素之形成。Stewart et al. (1977)實驗指出丙酸及龍膽紫(gentian violet),具有延遲黃麴毒素B1產生及A. parasiticus芽胞生成之作用(Hall and Hamiltion, 1981),且以丙酸之制黴效果優於丙酸鈣(Paster, 1979)。飼料於相對濕度75∼95%環境時,貯倉中熱主要由黴菌所產生,但當相對濕度達95%以上時,主由細菌產生熱。因此,遂發展出以CO2測定值來間接評估黴菌活性(Dixon and Hamilton, 1981c)。Dixon and Hamilton (1981a)研究發現飼料成分可影響丙酸之抗黴作用,其中以脂肪可助其分散有協同作用。但蛋白質原料與丙酸則具拮抗作用,因蛋白質擁有良好的酸緩衝能力。Dixon and Hamilton (1981b)更一步指出,抑黴劑在基質之分散度及穿透基質之能力為決定抑黴作用的重要因素。

        飼料型態,如:粉料、粒狀料對抑黴劑亦有所影響,打粒後飼料中黴菌群數減少,但丙酸鈣之抑黴作用在粉料中較粒狀料中為佳(Paster et al., 1985;Tabib et al., 1984)。Bartov (1983)試驗結果指出含發黴玉米之日糧營養價值,可藉由大豆油及0.3%丙酸之添加而恢復。吳等(1982)添加丙酸、丁酸和乳酸於仔豬日糧,探討其對飼料貯藏性黴變及飼料微生物品質之影響。發現以丙酸效果最佳。可有效抑制黴菌及大腸桿菌群增殖達72小時,有效維持飼料品質。一般飼料廠家較少應用丙酸,其呈液態;味臭而極具腐蝕性;不僅對操作人員極具危險性且對於攪拌機內壁之金屬造成破壞。故大多使用經賦形劑賦形後的丙酸鈣。此外,應用上亦少使用單一種酸類;而使用混合酸。如丙酸、醋酸、丁酸、乳酸及清涼茶酸(Sorbic acid)等,如此可提供各種酸間抑黴之協同效應。

        近來相當熱門的仔豬酸化飼料使用之酸如:延胡索酸(fumaric acid),除可降低仔豬胃內之pH值外且可致活胃內胃蛋白A,似有將之視為抑黴劑之功效,此外有機酸分解後之碳鍵亦可經由豬隻體內之中間代謝產生能量,可謂一舉數得。

四、吸附劑

        抑黴劑雖可防止黴菌之生長並抑制其產生黴菌毒素;但對己存在於穀物或飼料中之黴菌毒素,抑黴劑對其則毫無功效。於是吸附劑乃應運而生。吸附劑乃利用其在腸道中可選擇性的吸附黴菌毒素之特性,減少毒素為動物體所吸收。Philips et al. (1988)應用體外試驗(in vitro)評估明礬(aluminas)、矽酸(silicas)和鋁酸鹽(HSCAS)等吸附劑對黃麴毒素B1的吸附效果,其中以HSCAS可與黃麴毒素B1形成穩定結合物的吸附效果最佳;生體內試驗亦顯示0.5%HSCAS可防止7.5PPM黃麴毒素B1對產蛋雞之危害(圖二)。Kubena et al. (1990a, 1991)試驗分別指出HSCAS可降低黃麴毒素B1對白肉雞與火雞雛之生長抑制作用與死亡率,但活性碳則無此效果。

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HSCAS (hydrated sodium calcium aluminosilicate),此化合物在美國註冊為飼料抗結塊劑(anticaking)。Harvey et al. (1989)指出添加用量以2%為最高限量,0.5%HSCAS的添加,可免除3ppm黃麴毒素造成的豬隻肝臟病變(肝臟脂肪浸潤及膽小管增生)。可能係因HSCAS可降低黃麴毒素之生物可利用性(bioavailability)所致,但HSCAS之吸附效果僅止於黃麴毒素,對T-2 toxin則無效(Kubena et al., 1990b)。HSCAS化合物,因本身帶負電荷,故可以吸引對正電荷或陽離子化合物,諸如:礦物質。因此HSCAS是否會吸附毒素之同時;亦吸附動物體所須之維生素或礦物質等必須營養分。Chung and Baker (1990a)指稱HSCAS不會干擾磷的利用,且試驗也指出0.5%或1.0%HSCAS並不會影響動物體對Mn、維生素A及B2的利用性,但對於Zn的利用率則較差。

五、黃麴毒素降解可行之方法

        黃麴毒素因具強烈之肝毒性(hepatoxin)及致癌性,對人畜健康上的危害至鉅。Hamilton (1978)曾指出日糧中若含有60ppb之黃麴毒素B1;在現場之飼養條件下,即可能造成對動物體之生產性能重大的經濟損失; 此非危言聳聽,因在現場之變動環境條件有別於實驗室所進行之黃麴毒素毒害試驗;因後者可能須高達10倍以上之量方可見到顯著之生長性能降低。而現場,因各種緊迫所加諸動物;如密飼、環境氣候突變、預防注射。均會降低動物之抵抗力,再有病原菌存在下,爆發疾病情形即大為增加。

        降解黃麴毒素之文獻報告頗多,其或多或少可破壞飼料或殼物中之黃麴毒素,但實際在商業化可行之法則不多,蓋因考慮成本及是否導致處理後之營養價值破壞,嗜口性降低或氣味、色澤上之改變影響商品價值。總括而言,黃麴毒素之降解法有(1)物理法:如利用α-射線、加熱處理,uv照射等(圖三)。(2)化學法:如氯化葯劑、氯化處理、氧化劑及酸鹼處理等(圖三)。(3)使用黴菌本身所產生之Peroxidase及Myeloperoxidase而破壞毒素或利用非產毒品系之生物性競爭。

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其中氨化法為美國農部(USDA)所允許使用之法:處理之步驟簡便,效果亦佳。但由於造成穀物之褐色化及降低動物之嗜口性之不利影響。可藉由數週之時間使氨氣自然逸散而消除,飼養試驗亦顯示無不良效果產生,加上處理成本低。極適於高量污染時之使用(Norred, 1982)。其設備如圖四所示。此外Brown (1991)應用非產毒品系的A. flavus接種於玉米,如此可減少收成前82∼94%黃麴毒素的污染,亦可減少收成後,經人工接種產毒品系於玉米胚芽的黃麴毒量達76∼81%,故此法在未來之黃麴毒素污染防治上頗具潛力。

        以上數種方法雖較為可行,但欲實際應用亦有實際的困難;因一般本省飼料廠家在懷疑玉米有黴變時;大多使用稀釋法來降底其危險性。或將此批玉米用於對黃麴毒素較不易感受性之動物,如牛、羊、成豬或種公豬等以減低其危害。但卻應用稀釋法之先決條件,必須儘快使用完畢,以免與之混合之清潔玉米又再度擴大污染。應用稀釋法之同時,日糧中之甲硫胺酸應予提高,以增強畜禽的解毒能力。

六、結   論

        穀類原料應遵守先進先出,後進後出的原則,以保持原料之新鮮。玉米於進廠後倉貯期間應隨時保持監控及通風設施的運行無礙,如此均有助於維持穀物的品質,俗云「有好的原料方可配合出好的飼料」。玉米原料進場前之品管亦甚重要;尤其觀察胚部有否發黑及蟲損可粗略判斷玉米品質。此外,玉米之破裂顆粒與夾雜物(BCFM)之百分比是否符合所購買之等級,因為破裂顆粒易為黴菌繁衍之溫床。

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