Микотоксины в кормах для животных нормы

Главная > Кормление коров > Микотоксины в кормлении коров: фузариоз

4 июня 2019

просмотры

Наличие микотоксинов (токсичных продуктов обмена веществ плесневых грибов) в продуктах питания и кормовом сырье и сегодня является глобальной проблемой. Историки предполагают, что падение различных древних культур (ацтеков, инков) связано с поражением их пищи микотоксинами. Также так называемое “проклятие фараонов”, которое ассоциируют со смертями археологов, связывают с зерновыми, очень сильно пораженными микотоксинами.

Сегодня по оценкам FAO около 25 % произведенных в мире зерновых и продуктов их переработки заражены грибками, продуцирующими микотоксины.

Фузариоз в кормлении животных

Образование микотоксинов зависит от условий окружающей среды, таких как температура и влажность, хотя их образование полностью предотвратить нельзя. К грибам, которые наиболее часто производят микотоксины в Центральной Европе, принадлежит род фузариум (фузарий).

Важнейшие представители токсинов фузариума — зеараленон (ZEN) и дезоксиниваленол (DON), которые чаще всего находят на зерновых и кукурузе. Симптомы отравления, такие как, например, повреждение органов или нарушение иммунной системы, не могут быть списаны только на действие токсина.

Для защиты здоровья животных Европейский союз установил критически допустимые концентрации в кормовом сырье. Из-за недостатка данных по жвачным Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов (EFSA) запросило проведение кормовых исследований для жвачных животных, чтобы проверить установленный максимально допустимый уровень концентрации микотоксинов ZEN и DON в кормах.

Организация кормового опыта по воздействию микотоксинов на дойных коров

На кормовой опытной станции FLI в Брауншфайге был проведен 13-ти недельный опыт (начиная с одной недели после отёла) по влиянию различных доз Fusarium graminearum в кукурузе.

Посредством частичной замены непораженной кукурузы (контрольной) частью пораженной фузариозом кукурузы были созданы комбикорма различной степени пораженности микотоксинами, которые далее включались в полносмешанный рацион для коров.

Благодаря различным долям такого комбикорма были образованы три кормовые группы (контрольная группа — CON, две группы с микотоксинами — FUS-50, FUS-100). При этом группа с наивысшей концентрацией микотоксинов FUS-100 содержала максимально допустимый уровень микотоксинов в кормах согласно нормам Европейского союза — 0,5 мг ZEN и 5 мг DON/кг при 88% сухого вещества.

Кормовые группы были разделены в безпривязном коровнике по разным отделениям, каждая кормовая группа состояла из 4 нетелей и 6 коров с несколькими лактациями.

Рисунок 1: Контрольная кукуруза (сверху) и кукуруза, пораженная Fusarium graminearum

Влияние микотоксинов ZEN и DON на здоровье и продуктивность дойных коров

Микроорганизмы рубца имеют способность преобразовывать ZEN и DON в их менее токсичные метаболиты β-Zearalenol (β-ZEL) и de-epoxy-DON (de-DON). Благодаря чему жвачных животных относят к наименее чувствительным к микотоксинам группам. В отличии от свиней, по жвачным имеется слишком мало данных, и они иногда противоречивы.

Рисунок 2. Коровник на опытной станции оборудован сенсорным оборудованием для сбора данных по потреблению кормов.

Особенно в более ранних исследованиях (до 1990 года) утверждалось, что при наличии в кормах ZEN и DON снижались потребление кормов и молочная продуктивность, а также наблюдались изменения в поведении дойных коров. При этом речь шла преимущественно о полевых исследованиях, в которых причины не однозначно указывали именно на поражение кормов микотоксинами фузариума.

Более новые исследования не смогли подтвердить изменения в этих параметрах. Также и в результате проведения данного опыта не наблюдалось ассоциируемых с микотоксинами влияний на клинические признаки. Также в потреблении кормов, молочной продуктивности и в составе молока не было значительных различий между кормовыми группами. Таким образом можно сделать вывод, что различная концентрация микотоксинов в течение данного 13-ти недельного опыта не имела влияния на эти параметры.

Метаболизм микотоксинов фузариума у коров

После орального потребления пораженного кормового сырья метаболизм ZEN и DON и их производных проходит в основном в печени, пищеварительном тракте и слизистых оболочках (см. Рисунок 3).

Рисунок 3. Схематическое представление метаболизма микотоксинов фузариума

С помощью микроорганизмов рубца материнские токсины метаболизируются или конъюгируют в слизистых оболочках и в печени с глюкуроновой кислотой или сульфатом (Конъюга́ция (от лат. conjugatio — соединение) — процесс точного и тесного сближения гомологичных хромосом).

ZEN может разлагаться до метаболитов α-Zearalenol (α-ZEL), β-ZEL, Zearalanon (ZAN) а также α- und β-Zearalanol, при этом между микотоксинами поддерживается окислительно-восстановительное равновесие. ZEN распадается главным образом на zu α- и β-ZEL. В отличие от ZEN, DON деэпоксидирует до одного метаболита (de-DON), при чем эту реакцию рассматривают как детокс-реакцию.

Токсины и их метаболиты (конъюгаты) попадают через воротную вену в печень и оттуда в желчь и системное кровообращение. Благодаря своей структуре, подобной солям желчи, ZEN и его метаболиты участвуют в энтерогепатической циркуляции и, таким образом, обогащаются в желчи, что ведет к значительному снижению поглощения, по сравнению с DON и de-DON.

Выделение происходит преимущественно через мочу в конъюгатной форме, а другие формы выделения (молоко, навоз), играют очень незначительную роль.

Трансфер микотоксинов фузариума из крови в молоко

После поедания пораженных кормов, микотоксины могут попадать в неизмененной или метаболизированной форме в продукты питания животного происхождения (carry-over) и тем самым вести к экспозиции человека.

Различные исследования показали, что ZEN и метаболиты при высоких дозах микотоксинов через желчь попадают из корма в молоко, но этот путь выделения имеет очень низкое значение.

Трансфер микотоксинов следует из крови через гематоэнцефалический барьер в молоко. С помощью разработанного Институтом животноводства метода анализа для ZEN, DON и их метаболитов в различных матрицах, стало возможным более точно охарактеризовать этот трансфер в описанном выше кормовом опыте.

Оказалось, что механизмы переноса обоих токсинов, очевидно, очень разные. В то время как в крови можно было обнаружить только ZEN и никаких метаболитов, α- и β-ZEL были дополнительно обнаружены в молоке. В результате ZEN и его метаболиты концентрируются в молоке. Напротив, концентрация DON и de-DON в молоке была намного ниже, чем в плазме крови. Из этого можно сделать вывод, что гематоэнцефалический барьер более проницаемый для липофильных веществ, таких как ZEN.

Перенос токсинов в молоко (Carry-over) и оценка допустимого суточного потребления TDI (Tolerable Daily Intake)

Перенос нежелательных веществ описан с помощью показателя carry-over. В то время как Carry-over Faktor базируется на соотношении между концентрацией микотоксинов в молоке и в корме, Carry-over Rate рассчитывают из выделений микотоксинов, которое получают из концентрации микотоксинов в молоке и надоя, и делят на потребление микотоксинов с кормом.

Показатель Carry-over Rate, который преимущественно используется для молока, дает справку о том, какая доля потребленных с кормом микотоксинов фузариума выделяется с молоком.

При концентрации ниже действительных нормативных значений скорость переноса Carry-over Rate для обоих микотоксинов фузариума может быть классифицирована как незначительная. Это было подтвержено нашим опытом, при чем максимальный показатель Carry-over Rate для ZEN и его метаболитов составляла 0,8%, а для DON и de-DON – 0,3%.

Допустимое суточное потребление (TDI) ZEN для защиты потребителя составляет 0,25 мкг / кг массы тела, а для DON — 1 мкг / кг массы тела. Чтобы достичь этих цифр, принимая во внимание критические концентрации корма и используя средние скорости переноса обоих токсинов Fusarium, человеку весом 70 кг необходимо выпивать не менее 4 литров молока в день.
Этот расчет подтверждает, что риск для потребителей незначителен с точки зрения безопасности пищевых продуктов.

Литература:

1. Döll S Dänicke S. 2011. The Fusarium toxins deoxynivalenol (DON) and zearalenone (ZON) in animal feeding. Prev Vet Med 102: 132-145.
2. Dänicke S Brezina U. 2013. Kinetics and metabolism of the Fusarium toxin deoxynivalenol in farm animals: Consequences for diagnosis of exposure and intoxication and carry over. Food Chem Toxicol 60: 58-75.
3. Dänicke S Winkler J. 2015. Diagnosis of zearalenone (ZEN) exposure of farm animals and transfer of its residues into edible tissues (carry over). Food Chem Toxicol 84: 225-249.
4. Winkler J. 2016 Development of analytical methods for the simultaneous determination of the Fusarium toxins zearalenone, deoxynivalenol and their metabolites in physiological samples of dairy cows and verification through a dose-response feeding study. Dissertation, TU Braunschweig

Как защитить свое предприятие от некачественного кормового сырья в нашем онлайн-курсе “Оценка качества сырья для производства кормов”

Автор: др. Янина Винклер, Институт Животноводства, Германия. Перевод Елены Бабенко специально для soft-agro.com

С нетерпением жду отзывы и комментарии. Большое Вам спасибо!

Нашли этот материал полезным? Поделитесь с коллегами в соцсетях или отправьте ссылку прямо на почту!

Главная > Заготовка кормов > 3 заблуждения о микотоксинах у жвачных животных

30 ноября 2020

просмотры

Хотя существование микотоксинов признано, в животноводческой отрасли по-прежнему циркулируют заблуждения о микотоксинах, ведущие к ошибочным выводам. В этой статье мы сосредоточимся на трех заблуждениях, связанных с микотоксинами у молочного скота.

Заблуждение # 1 «Силос без видимой плесени не содержит микотоксинов»

Фермеры часто делают органолептическую оценку силосов, чтобы оценить, подвержены ли они риску микотоксинов. Однако связь между плесенью и микотоксинами в силосе незначительна. Грибы, продуцирующие микотоксины, можно разделить на две категории: полевые грибы и складксие грибы (таблица 1).

Полевые грибы — это плесневые грибки, поражающие сельскохозяйственные культуры, растущие на полях. Эти грибы в основном принадлежат к классу видов Fusarium и продуцируют зеараленон (ZEA), дезоксиниваленол (DON), токсин T-2 (T2) и фумонизин (FUM).

Эти токсины стабильны, поэтому концентрации токсинов Fusarium в силосе отражают уровни загрязнения во время уборки урожая. Это основной класс токсинов, содержащихся в силосе, поэтому даже при отсутствии видимых грибков силос может быть сильно загрязнен.

Таблица 1: Обзор основных микотоксинов и грибков, встречающихся в кормах для крупного рогатого скота

Таблица 1: Обзор основных микотоксинов и грибков, встречающихся в кормах для крупного рогатого скота

Вторая группа грибов – так называемые складские. Эти грибы растут и производят микотоксины во время хранения. Этот тип плесени можно распознать как карманы плесени в силосе. Они могут иметь разный цвет в зависимости от конкретного вида грибов.

Распространенной плесенью в силосе является Penicillium roqueforti (рис. 1), поскольку она устойчива к кислотам и может расти при низкой концентрации кислорода. Помимо микофеноловой кислоты эта плесень производит рокфортины, которые могут вызывать такие симптомы, как репродуктивные расстройства, мастит, отсутствие аппетита и паралич. В целом, этих плесневых грибов следует избегать, поскольку они снижают питательную ценность силоса.

Заблуждение # 2 «Микотоксины практически не присутствуют в силосе или TMR»

Недавнее исследование Гентского университета в Бельгии оценило 257 образцов кукурузного силоса при сборе урожая во Фландрии в течение 3 лет.

Для страны с умеренным климатом можно было подумать, что заражение микотоксинами будет минимальным. После тестирования на 22 микотоксина выяснилось, что 47% образцов содержали 5 или более микотоксинов, 99,2% были загрязнены ниваленолом (NIV), 85,6% — DON и 49,8% — ZEA (Таблица 1).  Уровень загрязнения превысил нормы ЕС на 2,8% и 7,8% соответственно для DON и ZEA.

Таблица 2: Выбор микотоксинов, обнаруженных в кукурузе, собранной на силос во Фландрии в 2016, 2017 и 2018 годах (Университет Гента, Бельгия)

Таблица 2: Выбор микотоксинов, обнаруженных в кукурузе, собранной на силос во Фландрии в 2016, 2017 и 2018 годах (Университет Гента, Бельгия)

a Фумонизин = сумма фумонизина B1, фумонизина B2 и фумонизина B3

b «-» означает, что нет рекомендаций ЕС для этого микотоксина, нормы ЕС составляют 2000 частей на миллиард для DON и 500 частей на миллиард для ZEA

Что касается сенажей, то картина по микотоксинам была аналогична той, что наблюдалась у кукурузного силоса. Типичные складские микотоксины, такие как афлатоксин и охратоксин А, не были обнаружены в бельгийских силосах, но рокфортин С, другой накопительный микотоксин, присутствовал в 6,8% образцов со средней концентрацией 24,4 мкг / кг сухого вещества и максимальным уровнем 1065 мкг / кг сухого вещества.

Это исследование ясно показывает, что даже в умеренном климате микотоксины присутствуют в серьезных количествах, что создает проблемы для молочных фермеров, полагающихся на качество грубых кормов собственного производства.

Заблуждение # 3 «Жвачные животные нечувствительны к микотоксинам»

Часто утверждается, что жвачные животные нечувствительны к микотоксинам, поскольку микробиота рубца способна нейтрализовать или детоксифицировать токсины.

Недавние исследования показали, что естественного процесса детоксикации в рубце во многих случаях недостаточно для защиты жвачных животных от токсического воздействия микотоксинов.

Токсические эффекты микотоксинов у жвачных животных зависят от различных факторов, включая естественную скорость детоксикации, pH рубца, микробную активность, тип микотоксинов, стадию лактации, скорость всасывания в кишечнике и специфическую токсичность. В таблице 3 представлена ​​общая сводка рисков зеараленона (ZEA) и дезоксиниваленола (DON) у лактирующих коров с учетом того, что корм содержит значительную концентрацию этих микотоксинов и что время прохождения через рубец составляет приблизительно 10 часов.

Таблица 3: Моделируемый уровень риска ZEA и DON у лактирующих коров при различных состояниях здоровья рубца (на основе исследования PhD Ghent University, Debevere, 2020

Таблица 3: Моделируемый уровень риска ZEA и DON у лактирующих коров при различных состояниях здоровья рубца (на основе исследования PhD Ghent University, Debevere, 2020)

аДетоксикация ДОН в рубце означает его расщепление до DOM-1.

b ZEA не выводится из организма в рубце, но часть метаболизируется в α- и ß-зеараленол. α-зеараленол в 10 раз более эстрогенный, чем оригинальный микотоксин.

1 Нормальный pH рубца предполагается равным 6,8, в условиях подострого ацидоза рубца (SARA) pH рубца падает ниже 5,8.

* Рассчитано на основе показателей детоксикации через 6 и 24 часа после приема внутрь

** С учетом детоксикации рубца при условии, что среднее время прохождения корма в рубце составляет 10 часов.

*** Принимая во внимание скорость всасывания в желудочно-кишечном тракте.

Можно сделать вывод, что микотоксины вездесущи. Такие тенденции, как изменение климата, отказ от обработки почвы и сокращение количества фунгицидов, вероятно, увеличат нагрузку микотоксинами.

Дойные коровы не способны полностью вывести микотоксины. Кроме того, симптомы трудно связать с ежедневными наблюдениями, а проблемы, возникающие под воздействием микотоксинов, не являются конкретными.

Пора принять, что риски, связанные с микотоксинами, более серьезны, чем кажутся. В настоящее время доступны надежные, быстрые и относительно дешевые методы обнаружения микотоксинов.

При обнаружении повышенных уровней микотоксинов в общих смешанных рационах или силосе рекомендуется использовать адсорбенты токсинов с доказанной эффективностью. Этот адсорбент токсинов должен нейтрализовать токсины в желудочно-кишечном тракте, прежде чем они смогут причинить вред животным. Для высокопродуктивного молочного скота рекомендуется применять поддерживающую дозу адсорбента токсинов.

Подробнее о различных видах и способах действия адсорбентов микотоксинов можно узнать из лекции Тино Хохмута «Гигиена кормов», входящей в онлайн-курс «Кормление свиней».

Автор статьи: Кевин Ваннест, продукт-менеджер по решениям для токсинов Agrimprove. Перевод Елены Бабенко специально для soft-agro.com.

С нетерпением жду отзывы и комментарии. Большое Вам спасибо!

Нашли этот материал полезным? Поделитесь с коллегами в соцсетях или отправьте ссылку прямо на почту!

Подписывайтесь на наш телеграм-канал, чтобы первыми получать уведомления о выходе новых материалов.

Telegram-канал →