飼料之黴菌毒素污染及其對策

        地上有數百種黴菌毒素(Mycotoxin)存在，而且多半對動物有不良影響。這些黴菌毒素對人或動物所造成的問題，或各種黴菌毒素的相關歷史要全部記載下來當然是不可能的，不過還是有不少的報告談到黴菌毒素發生的來龍去脈，如何將其無毒化，以及其規範的方法等。在黴菌毒素的發生歷史上，在約30年前，英國曾發生數千隻火雞死亡而被稱為Turkey×disease的疾病，而且在同一時期，美國之鱒魚孵化場，發現到其飼養的鱒魚有很多發生肝癌。為了解明此種原因不明的疾病花了很多的時間及金錢，最後發現出這些疾病乃是由稱為黃麴毒素(Aflatoxin)的黴菌毒素所引起的。

        此Aflatoxin的"A"字是由產生此種毒素的黴菌的Aspergillus屬而來者，"fla"是由此屬產生毒素之兩個主要種之1的flavus而來。此後，關於此種黃麴毒素有數千個研究報告發表。而對其他黴菌毒素亦與黃麴毒素一樣有興趣。在法國、一般相信成為麥角病之原因的植物病原絲狀菌產生的毒素與great fear或1602年之巫術的witchcraft episode有關連，後來發現此種麥角乃是lysergic acid diethylamide或LSD的本體。另外，11世紀的St. Anthony's fire(炎症)乃是被稱為腳之red inflammation(fire)者，推測與麥角有關連。另外一個黴菌毒素引起的事件，是1940年代發生於蘇俄，被稱為食物中毒性無白血球症(ATA)。這是發生於冬天存放在農場之穀類中者。同樣，在第二次世界中蘇俄的馬匹常發生黴菌毒素症的問題，此在Nikita Khrushehev's memoirs(Khrushchev, 1970)中有詳細記載。Haliburton(1989)的報告，重要之黴菌毒素的T2曾在1980年初由駐紮在阿富汗之俄軍所飲用的所謂Yellow rain中發現出來。此種yellow rain所造成的犧牲者呈現與ATA相同的症狀而死亡。

        關於黃麴毒素，最有名的是Graham Greene用來毒殺犧牲者的事件。當以每公斤體重含6.3μg／kg之黃麴毒素的威斯吉酒讓人飲用，此記載於1979年之小說"The Human Factor"中。Graham Greene引起的類似事件在1966年亦有發生。服務於美國Department of agriculture的25歲婦女，連續2日以上服用5.5mg的黃麴毒素試圖自殺。而且6個月後，在2週間服用3.5mg的黃麴毒素。2週後，每公斤體重服用1.5mg的黃麴毒素，但此後14年仍然健康。在未見到黃麴毒素的服毒效果時，她再飲用二種鎮靜劑及催眠藥，即flurazepam及phenobarbitol以圖自殺，但終究未能自殺成功。儘管有此種事實，但在歷史上確實有數十種黴菌毒素與動物的疾病有關連。

        關於食品及飼料中之黴菌毒素的報告很多。Patterson等(1980)的報告，500件檢體之飼料原料中有13％受到黃麴毒素B₁的污染。Shotwell等(1972)的報告，市面上出售的玉米有含100,000ppb以上之黃麴毒素B₁者。顯著之黃麴毒素污染物質在紫外線下發出綠黃色的螢光。Shotwell等(1979)的報告，有含10,000ppb以上之黃麴毒B₁及1,700ppb以上之黃麴毒素M₁的玉米。黃麴毒素M₁亦見於花生及開心果(pistacchio)。

        Vesonder(1980~81)曾對美國、日本、法國、加拿大、澳洲、南非、尚比亞、德國及印度等之混有玉米的飼料或大麥中的T─2 toxin, bomitoxin, nibarenol, patulin等的濃度提出報告。這些黴菌毒素不論多寡均對家畜造成損害。關於飼料中之黴菌毒素的自然污染有詳細說明者是Hesseltine在1974年的報告。其報告曾列出採取穀類樣品的國家，最高濃度之黴茵毒素的污染，以及資料的來源。其情形如表1所示。

表1. 黴菌毒素的自然污染

黴菌毒素之規範

        關於美國之Food and Druy Administration(FDA)對黃麴毒素之規範的歷史背景，見之於Rodoricks等(1978)的報告。在黃麴毒素污染之穀類的基準值訂為20ppb之前，即至1965~1969止是30ppb。1974年12月FAD對花生消費者將黃麴毒素的容許值訂為15ppb。1982年，FDA將棉子粉(cotton seed meal)中之黃麴毒素的容許值由20ppb提高至30ppb。此值是適用於肉牛、豬及雞的飼料。

        但對於乳牛，棉子粉所含之黃麴毒素的最高值依然是20ppb。1980年及1983年，FDA明示供肉牛、豬及雞食用之玉米中的黃麴毒素濃度應在100ppb以下(Pierce 1988：FDA,Federal Register 1983；48：53175-6)。1988年，FDA提示，玉米所含之黃麴毒素的最高值繁殖家畜為100ppb以下，成豬為200ppb以下，屠殺前的牛則為300ppb以下的黃麴毒素濃度。另外，FDA對於黃麴毒素污染飼料，以及與沒有黃麴毒素污染飼料的混合及輸送的方針見於Pierce(1988)的報告與Federal Register(1981；46：7447)。黃麴毒素污染飼料與未污染飼料的混合，以及黃麴毒素高濃度污染飼料的氮處理在美國德州是被認可的。1986年，FDA為了對黃麴毒素制定更嚴格的規範值乃向最高法院提出申請，最高法院對此做出有利於FDA的裁定。最近，FDA對牛乳中之黃麴毒素M₁的規範值訂為0.5ppb(0.5μg／l)。日本方面，1975年7月25日公佈「飼料安全法」。在此法令中規定禁止含有害物質之飼料等的販賣，而其中所謂有害物質即包括黴菌毒素、農藥、鎘等金屬，PCB等。黴菌毒素方面，關於黃麴毒素B₁之飼料中的含量，成牛方面是20ppb，子牛方面是10ppb以下的規範值。

        黴菌毒素對牛的投與試驗亦進行得很多。Stoloff(1977)對肉牛每公斤體重投與440μg之黃麴毒素，持續20週，並未呈現任何影響，故認為給與400ppb以上的黃麴毒素仍是安全的。

        Garrett等(1968)對牛給與0至1,000ppb之不同含量的黃麴毒素，當含700ppb的黃麴毒素時1日的增重量及飼料效率均明顯低落。但含300ppb的場合增重量及飼料效率均正常。另外，投與700及1,000ppb的黃麴毒素時出現肝障礙，而投與0，100及300ppb時則未見利肝障礙。他們最近的研究發現300ppb的黃麴毒素不會引起異常，600ppb的黃麴毒素則出現飼料攝取量及體重的減少，而其程度雖輕微但成為肝臟障礙之指標的SGOT則明顯增加。Richard等(1983)的實驗，在17.5週間給與含400ppb黃麴毒素的飼料時，對去勢牛的增重及免疫學的應答沒有影響。Mckenzie等(1981)將含有 20~2230ppb之黃麴毒素(含B₁1,000ppb及G₁1,200ppb)的乾花生藤給與90頭因乾旱而衰弱的海福牛(Hereford)(3~9個月齡)，其中12頭死亡。這些牛呈現食慾減退、沈鬱、黃疸、光感作、浮腫、下痢及膽管增生等。

        Brown等(1981)對於泌乳牛中的牛，每公斤體重給與300μg的黃麴毒素，觀察到此牛體重減輕、食慾減退、泌乳量減少。此種對泌乳中的牛的高濃度黃麴毒素的投與例，其乳汁中的黃麴毒素M₁的含量很高，而且尿中亦有高量的M₁及B₁排泄出來。

        Turcksess等(1983)的研究，在2頭泌乳牛的乳汁、血漿及紅血球中見到黃麴毒素B₁及M₁。Polan等(1974)的研究，泌乳牛給與含10，50，250或1,250ppb之黃麴毒素B₁的飼料時，在中止後第2日未於乳汁中見到黃麴毒素M₁。他認為欲在乳汁中檢出黃麴毒素M₁至少需要15ppb。

        Stubblefield等(1981)的實驗，對160公斤的去勢荷蘭牛於5日間1日給與52mg的黃麴毒素B₁時，含最高濃度之黃麴毒素B₁者是腎臟，其次是肝臟、心臟、脾臟及肌肉。Richard等(1983)的研究，在屠殺前2.5週間給與不含黃麴毒素的飼料時，未能從此牛之組織中檢出黃麴毒素B₁及M₁。Byers等(1990)的研究，每日給與60ppb黃麴毒素時，其肝臟內有黃麴毒素殘留，故認為黃麴毒素污染飼料不能給與至屠殺日止。他相信即使給與比80ppb更少量的黃麴毒素，肉牛的成長及飼料效率亦低落。

        羊對黃麴毒素的抵抗力比較強。Armbrecht等(1970)對二歲的去勢羊經口投與黃麴毒素時觀察到表2所示之急性症狀。他們發現去勢羊行每公斤體重1回經口投與4,000μg之黃麴毒素B₁時全部死亡。其次，行1,280μg／kg。體重之經口投與時，所有的羊均存活下來。此外，改變投與量、或1日間、2日間及6日間投與黃麴毒素B₁的結果亦列在表2中。另外，230μg／kg或以上之投與，觀察到食慾的減退或下痢。1,280μg／kg•體重的投與出現流涎、泡沫，直腸溫度在投與後12小時以內上昇0.9℃。但590μg／kg的投與則未觀察到這些症狀。高溫度之黃麴毒素投與，見到呼吸的急促，體溫上昇1.5℃或更高，粘液增量，肝門出血。在15~18小時內死亡的羊均見到肝臟之廣泛的膽管周圍的壞死(centrilobular necrosis)。

表2. 二歲之去勢羊經口投與Aflatoxin B₁後的經過

        Helferich等(1986)使用黃麴毒素之放射性同位元素行山羊之靜脈及經口投與，見到尿及糞便中有放射活性之83~88％，乳汁中有約1％，肝臟中有約7％的移行。而且，在乳汁中亦見到黃麴毒素M₁及Q₁，而且在肝臟、肺臟及脾臟中亦見到其放射活性，但此佔全體的0.1％以下。肌肉中亦見到0.5％，但脂肪中未見到其活性。

        最近，成為黃麴毒素所誘發之發癌機構解明的關鍵的P53很引人注目。P53乃是在生體之癌化過程中往往呈現genome(基因組)遺傳因子上之變異的蛋白質。

        HSU(1990)對中國大陸東北地區頻發之肝細胞癌的患者解析P53的變異。其結果，16例中有8例在第249號之codon(密碼子)上出現特殊的點變異。此8例中有7例，其鹽基配列之中AGG變為ATG，剩下的1例AGG變為AGC，其結果，所翻譯出的胺基酸均由精胺酸變為絲胺酸。另外，此7例中的3例形成AGG／AGT的hetero(異型)接合體，顯示有獲得對立遺傳因子產物樣的機能的可能性。而P53遺傳因子上的其他部位或患者由來的正常組織則未見到此種變異。

        實際上大家都知道黃麴毒素會使DNA的guanosine(鳥)發生變異而成為thymidine(胸腺啶)。

        似此，黃麴毒素引起之肝癌誘發的機序逐漸被解明，而且對於此種毒素的危險性應有進一步的認識。

        如上所述，黴菌毒素有急性毒性及慢性毒性兩種。要事先防止此種黴菌毒素污染是非常困難的，故不斷在嘗試將此種污染黴菌毒素無毒化或除去。例如，在物理化學的處理方法上嘗試使用活性炭，矽酸鋁沸石粉、dichloroethyl phosphaste、glutathione，加熱、過氧化氫、臭氧、phenobarbital、物理學的分離、pyridine N-oxide、溶媒及紫外線。

結語       

       由黴菌所產生的有害物質的黴菌毒素數千年來不斷對人或動造成損害。1960年，英國出現多數的家禽因吃了輸入的花生而斃死的新聞，此後，經過眾多之研究者的熱心研究，明瞭英國之火雞的Ｘ病與美國之鱒魚的肝癌發症原因乃是黴菌毒素之一的黃麴毒素。地球上有數百種黴菌毒素存在，而且有很多種黴菌毒素對動物或鳥類會造成損害。

        多種飼料中，尤其是黴菌毒素污染玉米或花生粉明顯的會對家畜類造成損害，包括黃麴毒素在內，既存的黴菌毒素有zearalenone、bomitoxin、patulin、ochratoxin及Ｔ─2 toxin等。黴菌毒素對家畜的影響視其給與法，飼料的型態，年齡及種類而定。飼料中之黃麴毒素的規範值隨著其手法的提高而時時在變化。換言之，控制黴菌毒素之最有效的方法是作成嚴格篩檢混入飼料中的黴菌毒素的計劃，因此，必須開發出分析飼料中之黴菌毒素的精確度高的手法，此亦可減少人暴露於黴菌毒素下的危險性。

                                                                                                  飼料營養雜誌(p.3~10)－林達雄．九二年第九期

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