欧盟霉菌毒素脱毒剂立法及评价标准

来源 :国外畜牧学·猪与禽 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chica2222
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  嘉宾简介:关舒,2004~2009年在中国农业大学攻读博士,并获得动物营养学博士学位。2008~2010年赴加拿大联邦农业部食品研究中心从事博士后研究,主要研究方向为饲料食品链中霉菌毒素的生物酶解技术。2011年加入百奥明新加坡公司,现任百奥明亚故区高级技术经理,主要负责亚太十余个国家所有动物板块的技术支持。
  关舒在饲料安全领域具有丰富的研究和实战经验,他受邀作为演讲嘉宾参加30余场国际会议,足遍亚太、欧洲和北美15个国家。先后发表16篇SCI论文,15篇应用技术论文,参编专著4部,公开发明专利3项(图1)。
  今天很高兴借此机会向大家分享一下欧盟在霉菌毒素脱毒剂方面的立法,以及相关技术指标的检测程序。为什么要讲欧盟呢?因为欧盟是第一个真正地把霉菌毒素脱毒剂作为饲料添加剂专门进行立法和规范有国家机构,对我们的饲料企业有很大的参考价值。
  百奥明在11年前就开始做霉菌毒素监测,10年内全球共检测33 000个样品,主要集中在玉米、小麦、豆粕、DDGS、全价料等。百奥明在全球有6个主要的检测实验室:上海、胡志明、新加坡、奥地利、美国和巴西。所有样品主要检测6大毒素:黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素、烟曲霉毒素、赭曲霉毒素和T2毒素。大部分样品(70 %)采用高效液相色谱(HPLC)进行精确的定量,其中一部分样品(20 %),如在美国和巴西、阿根廷,以及欧洲的一些原料(玉米、小麦),采用酶联免疫(ELISA)试剂盒。最近,公司开发一种新的方法——液质质联用(LC-MS/MS),采用的是液相色谱和质谱学相结合的方法来检测多种霉菌毒素,这种手段是全球最新的霉菌毒素检测方法,而且目前在新加坡、越南和奥地利这3个地方同时做商业检测。
  我们分析了10年间全球霉菌毒素的污染情况,从2005年开始,我们检测的样本数量一直在增加,加大了研发的力度。在全球范围内,镰刀菌属类毒素,包括玉米赤霉烯酮、呕吐毒素,以及伏马毒素、烟曲霉毒素这3大类霉菌毒素在全球污染最广泛。每年由于收获之前的一段时间,作物在田间生长的过程中,受到天气影响很大,如果是连续的阴雨天,就会导致霉菌侵染发生率增加,致使霉菌毒素的产生大大增加。每年霉菌毒素的污染是上下波动的,这造成我们很难预测下一年原料的污染情况,只能通过检测来进行一个总体的评估。
  我们公司每个季度都会发布一个调查报告,在全球范围内,我们按照不同的原料产区和气候带来进行数据分析。结果发现,不同的区域分布的情况是不同的。例如,在东南亚和南亚地区,黄曲霉毒素的发生率较高。在这些地区,我们利用一些吸附剂就可以处理掉黄曲霉毒素。在广大的北亚、欧洲和北美地区,发生率最高的是镰刀菌属类霉菌毒素,主要是呕吐毒素、玉米赤霉烯酮。因此,不同的区域之间霉菌毒素的污染具有差异性。
  从前年开始,我们公司开始完善霉菌毒素的普查计划。在每年秋季玉米收获的季节,我们到不同的原料生产基地采样,样本要代表当地的整个情况,每个省份的样本要从不同的产区、地区和县采集。我们对去年我国8个省市粮食霉菌毒素的检测结果进行分析,发现中原地区呕吐毒素的超标率高于往年。东北三省玉米的质量要远远高于中原地区,但是也不是全部安全的。在辽宁地区,我们发现烟曲霉毒素的发生率较去年是上升的。这些数据分析告诉我们,我们只有拿到足够的数据才能有代表性。我们公司每年在中国有一个专门针对中国的原料情况做出的一个整体的普查报告,在这个报告中,我们把各种原料、副产品以及各种动物的全价料进行分析,了解霉菌毒素的污染情况。
  我建议,如果大家感兴趣的话可以下载这个软件,我们把过去10年所有霉菌毒素污染的数据整合到这个软件中,通过自动计算可以得出霉菌毒素污染的风险水平。下载地址是www.biomin.net/cn/app/。
  我们公司现在开发了一种检测霉菌毒素的新方法——液质质联用(LC-MS/MS),可以检测出380种不同的霉菌毒素,检测的范围相当广泛。公司从10年前就开始研发,一开始可以检测出9种霉菌毒素,到2006年可以检测出39种,到2014年达到380种。为什么要检测这么多霉菌毒素呢?在饲料原料中,目前发现的霉菌毒素已经超过 1 000多种,而平时我们都没有检测,但这些霉菌毒素的确存在于饲料中,并会对动物产生危害;因此,通过液质质联用这种方法,公司检测了500多种样品。结果显示,每种样品平均含有33种霉菌毒素,这些毒素包括很多我们平时都还没有意识到的毒素,但发生率却非常高。
  10多年前,我们开始认识到霉菌毒素对动物的危害,刚开始只注意到黄曲霉毒素,随着时间的推移,大家逐渐认识到更多的霉菌毒素,并且更加重视霉菌毒素对动物产生的危害。因此,有效的霉菌毒素风险管理非常重要。在这里我要强调“有效”。在现场,大家一直都重视霉菌毒素的问题,但为什么目前我们还没有一种方法可以完全避免霉菌毒素侵染?原因有以下几点:①田间管理;②原料采购;③原料与饲料检测;④原料除杂;⑤贮藏管理;⑥养殖场管理;⑦使用有效的脱毒剂。
  在这些环节中,只要是在合适的温度和湿度下,霉菌就会进一步的生长,毒素就会增加。因此,除第一点是我们养殖企业很难防控的,其他环节需要大家进行统筹管理。在这里,我着重讲一下脱毒剂。饲料中使用霉菌毒素脱毒剂的作用位置是动物的胃肠道,通过与食糜混合吸附或降解霉菌毒素。
  但是,目前霉菌毒素脱毒剂市场混乱,缺乏立法监管,造成各种类型的脱毒剂泛滥。霉菌毒素吸附剂的功能到底如何,我们将研究结果进行了总结后发现,对于黄曲霉毒素,一些粘土类矿物材料,特别是蒙脱石是可以吸附的,效果不错;对麦角碱、烟曲霉毒素、赭曲霉毒素的吸附效果就要差一些;而对玉米赤霉烯酮、T-2毒素和呕吐毒素,目前还没有有效的吸附剂可以吸附。针对这些不可以被吸附的毒素,我们需要改变策略。百奥明公司从20世纪90年代初开始开发其他的一些方法,我们最主要关注的是微生物,通过发酵工艺产生特定的酶,这种生物酶可以破坏霉菌毒素的分子结构,变成不同的代谢产物。   欧盟对霉菌毒素脱毒剂类产品立法准入的背景是,在2005年,由于欧盟霉菌毒素吸附剂市场混乱,欧盟饲料添加剂生产商协会在百奥明的建议下,建立霉菌毒素工作小组。霉菌毒素工作小组旨在建议设定一个新的添加剂品类,为霉菌毒素脱毒剂产品注册创造法律基础。2009年,欧盟食物链和动物健康常务委员会投票赞成设立新的添加剂品类“减少霉菌毒素对饲料污染的物质”。有了这个立法以后,2010~2012年,欧洲食品安全局发布了一份文件,第一次对霉菌毒素脱毒剂的申请文件中必须遵循的规则做出了规定。之后,百奥明公司在欧盟陆续注册了3个产品。欧盟的注册可以给我们提供一些参考和建议,因为它是用直接量化的指标去评测的系统。全球有500多种脱毒剂,目前欧盟只批准了3个产品,一是黄曲霉毒素吸附剂双八面体蒙脱石,蒙脱石有不同的种类,只有满足欧盟标准的蒙脱石才可以正式注册。二是降解单端孢酶烯族毒素的活菌制剂:百奥明? BBSH 797,该活菌是公司从牛瘤胃液中提取纯化的,它可以在动物肠道增殖,产生特定的酶降来解单端孢酶烯族毒素的分子结构,以达到脱毒的目的。三是降解烟曲霉毒素的纯酶制剂:百奥明FUMzyme?。大家可以发现,欧盟在批准和注册这些产品的时候,不是把吸附所有毒素的功能混淆在一种脱毒剂中,因为单一的吸附剂是不可能吸附所有毒素的。
  欧盟对黄曲霉毒素吸附剂有立法标准,执行法规文件编号为1060/2013,批准蒙脱石作为黄曲霉毒素吸附剂,条文中有一段关于对蒙脱石的满足条件,一是纯度为70 %,各种杂质含量也有标准。二是对黄曲霉毒素的吸附效果,规定吸附剂剂量200 g/mt,黄曲霉毒素浓度4 mg/kg,体外缓冲液体系(pH=5,37 ℃)摇培1 h,高效液相色谱检测毒素,黄曲霉毒素吸附率>90 %。只有符合这两个条件的蒙脱石才能符合欧盟的标准。
  通过欧盟标准的方法,我们检测了不同的蒙脱石材料,结果显示,大部分的产品和成分是不符合欧盟的标准。此外我们还检测了一些混合产品,如蒙脱石 酵母细胞壁 植物提取物等,结果发现基本上都不符合要求。
  我重点讲一下微生物及酶降解霉菌毒素,该技术在国内还不是很成熟,大家会有些疑虑。市场上也存在一些误导宣传,“欧盟、美国和中国都没有正式的霉菌毒素吸附标准,也没有将脱毒剂正式列入添加剂名单中”,实际上,欧盟在2009年已经有相关立法。2013年,欧盟批准了BBSH797生物酶降解单端孢酶烯族毒素,执行法规文件编号为1016/2013。如果要通过欧盟的认证,最关键的环节是欧盟会委托欧盟食品安全会EFSA机构测定安全性和有效性,该机构测定后会有一份非常详细的报告。BBSH797生物酶就得到了EFSA机构的认证。BBSH797生物酶的作用方式非常精细,可以将单端孢酶烯族毒素脱环氧基化,产生没有毒性的代谢产物。
  在欧盟,如果要进行注册,必须要经历几项试验步骤。首先,要在体外肠液/瘤胃体系中进行有效性验证,但体外试验通常会夸大吸附剂的效果。此外,还要进行动物体内试验,其中生物标记是欧盟判定吸附剂是否有效的最终指标。
  百奥明公司对此进行了猪饲养试验,设置对照组(饲料中无呕吐毒素)、呕吐毒素组(饲料污染了呕吐毒素)和呕吐毒素 生物酶组(在污染的饲料中添加生物酶),通过生物标记物的方法,试验结果见图2,添加生物酶后,血清中的呕吐毒素没有增加,与对照组水平没有差异。那么饲料中的呕吐毒素变成了什么?我们研究发现,血清中出现了脱环氧基化合物。这就验证了生物酶在猪体内具有功效。而欧盟只有在提供了这样的试验材料后才会批准该脱毒剂。
  最后一个是百奥明公司的霉菌毒素纯酶解产品,它是第一个和唯一一个经过欧盟评估并批准的霉菌毒素纯酶解产品,欧盟执行法规文件编号为1115/2014,批准FUMzyme?纯酶降解烟曲霉毒素。欧盟EFSA机构对该产品的安全性和有效性进行了认证。该酶通过酶裂解作用可以将烟曲霉毒素代谢为羟化烟曲霉毒素,动物试验也验证了该代谢产物没有毒性。公司还通过一系列的试验对纯酶的制粒稳定性进行了验证。结果显示,0.5 kg/t纯酶,在90 ℃条件下制粒后,可以在 25 min内将30 000 mg/kg烟曲霉毒素完全降解。
  关于脱毒剂安全性评价,欧盟通过多种方法进行验证,如经口中毒实验、急性皮肤及眼部刺激实验、细胞微核实验、基因毒性实验、染色体畸变实验、100倍剂量毒性实验。这里着介绍100倍剂量毒性实验,欧盟要求添加100倍剂量,不能出现对动物的不良影响。这点非常关键,因为在现场,大家都很了解,大剂量使用一些低质量的吸附剂后,会出现代谢问题或营养物质被吸附的问题等。
  到目前为止,世界上还没有任何其他厂家在欧盟成功注册脱毒剂。
  目前,市场上存在一些虚假宣传,如酵母细胞壁在欧盟是成功注册为饲料原料,但是如果作为霉菌毒素脱毒剂,则必须要提交报告,得到EFSA的认证才可以作为霉菌毒素脱毒剂。此外,蒙脱石被欧盟批准为黄曲霉毒素吸附剂,所以所有的蒙脱石都被欧盟注册认证,这是不对的,因为不同的蒙脱石其化学结构和纯度是不一样的。还有斜发沸石,其在欧盟是被注册为抗结块剂,大家一定要进行区分概念。
  2015年3月,百奥明公司正式发布了第五代霉菌毒素脱毒剂,该产品整合了之前在欧盟注册的3种成分,重点是利用生物酶解,将FUMzyme?、Biomin? BBSH 797和Biomin? MTV这3种酶整合在一起研发出的一种新产品,提供吸附和生物保护。大家可以看到,百奥明公司以后对脱毒剂的策略和走向将集中在酶的开发上。
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