饲料中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的吸附脱毒研究

摘要

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol，DON)是近年来对饲料及饲料原料污染率最高的霉菌毒素之一，它不仅对人畜健康造成危害，还给饲料业带来较大的经济损失。在饲料中添加吸附剂是现行方便、有效的脱毒方法，但传统的吸附剂对DON的吸附效率都很低，一般均小于30％。因此，寻找一种对DON具有高效吸附率的吸附剂迫在眉睫。本研究通过对众多吸附剂进行体外吸附试验，筛选出对DON吸附率高的吸附剂，研究其可能的吸附机制，并通过动物试验探究其在体内对DON的脱毒效果。
　　吸附剂的筛选:取40mg吸附剂和400μL DON标准品(100 mg/L)于20mL缓冲体系中，恒温震荡孵育2h后，测定各吸附剂对DON的体外吸附率，结果表明，吸附剂d对DON的体外吸附率最高，为82.36％，各吸附剂对DON的体外吸附率大小依次为:吸附剂d＞吸附剂c＞吸附剂b＞葡聚糖、活化酵母细胞壁、凹凸土、腐植酸钠、吸附剂a＞白炭黑＞蛭石。其中，吸附剂a、吸附剂b、吸附剂c和吸附剂d为一类多孔固体的自选吸附剂，它们属于同一种物质但不同制作来源。因此，选择具有较高吸附率的自选吸附剂，尤其是吸附剂d进行后续研究。4种自选吸附剂粉碎后分别过20、40、60、80、100、120、140、160、180、200及200目以上标准筛，进行体外吸附试验探究粒径大小对吸附剂的体外吸附率的影响，结果表明随着吸附剂的粒径从20目减小到200目以上时，吸附剂对DON的体外吸附率逐渐增大。吸附剂添加量对其吸附效果影响的试验结果显示，吸附剂d的添加量从0.05％增加到0.6％时，其吸附率从53.15％逐渐升高到90.57％。通过解吸试验探究吸附剂d对DON的吸附稳定性，结果显示，吸附剂d解吸4.5h的累计解吸率为8.32％，说明吸附剂d对DON的体外吸附作用的稳定性较好。利用扫描电子显微镜(SEM)观察吸附剂表面的结构特征，结果显示吸附剂a表面光滑、孔隙不发达，其表面还散布有一些细屑;吸附剂b表面光滑，其上均匀分布着大孔;吸附剂c表面较粗糙，其上分布着一些中孔;吸附剂d的表面排布着均匀且规则的狭缝形孔隙。
　　吸附剂d对DON的吸附机制:通过等温吸附试验及红外光谱法分析探究吸附剂d对DON可能的吸附机制。结果表明，吸附剂d对DON的体外吸附的回归曲线符合Langmuir方程，拟合回归方程为:c/Q=0.0003+0.0005c，R2=0.9112，最大吸附量Qm为2000mg/kg，其属于单分子层吸附。PH为7.0下，反应前后的吸附剂d均出现强烈的氢键或水中的O-H伸缩振动的吸收峰（波数为3414cm-1处）。PH变为2.0反应后，吸附剂d的IR图明显上移，且在1385cm-1和535cm-1处出现明显的吸收峰，这说明吸附剂d表面非水的O-H面内弯曲振动和Si-O-Al弯曲振动有明显的加强，其表面官能团发生了化学变化。因此吸附剂d对DON的吸附除了物理吸附还存在氢键吸附与化学吸附。
　　动物试验:以小鼠为试验对象进行动物试验，探究体外吸附率高的吸附剂d在动物体内的实际脱毒效果。将72只3周龄昆明小鼠（雄性）随机分成6组，每组4个重复，每个重复3只小鼠，分别饲喂如下日粮:组Ⅰ-基础日粮;组Ⅱ-基础日粮+0.1％吸附剂d;组Ⅲ-基础日粮+0.2％吸附剂d;组Ⅳ-DON污染日粮;组Ⅴ-DON污染日粮+0.1％吸附剂d;组Ⅵ-DON污染日粮+0.2％吸附剂d。连续饲喂28 d，每天记录小鼠的采食量，每周记录其体增重。于试验第28d屠宰取样，并对小鼠的生长性能、脏器指数、全血细胞计数和血清生化指标进行检测分析。结果表明，组Ⅳ与组Ⅰ相比，脾脏指数显著升高(P＜0.05);淋巴细胞数（LYM）和淋巴细胞比率(LY％)显著降低（P＜0.05），中性粒细胞比率(NE％)显著升高(P＜0.05);血清谷丙转氨酶（ALT）和谷草转氨酶(AST)显著升高(P＜0.05)。而添加了吸附剂d的组Ⅴ与组Ⅵ小鼠的上述指标均恢复到对照组水平。这说明，添加吸附剂d对DON造成的小鼠肝功能和免疫功能的损伤有较好的缓解作用。
　　综上所述，不同吸附剂对DON的体外吸附率差异较大;吸附剂的粒径大小与添加量对其吸附率有影响，其吸附率随着粒径的减小而增大，随着吸附剂添加量的增大而增大。筛选出了对DON体外吸附率较高的吸附剂d，其吸附率达82.36％，这可能与其表面特有的狭缝形孔隙及发达的孔隙结构有关;它对DON的吸附属于单分子层吸附，其既存在物理性吸附，还存在氢键吸附与化学性吸附。吸附剂d在动物体内对DON也有良好的脱毒效果，其对DON造成的小鼠毒性损伤有一定的缓解作用。

目录

声明

摘要

缩略语表

第一部分 文献综述

1 前言

2 脱氧雪腐镰刀菌烯醇的结构和理化性质

3 脱氧雪腐镰刀菌烯醇的污染状况

4 脱氧雪腐镰刀菌烯醇的代谢

5 脱氧雪腐镰刀菌烯醇的毒性作用及产生毒性的原理

5．1 脱氧雪腐镰刀菌烯醇的毒性作用

5．2 脱氧雪腐镰刀菌烯醇产生毒性的原理

6 脱氧雪腐镰刀菌烯醇的脱毒方法

6．1 物理脱毒法

6．2 化学脱毒法

6．3 生物脱毒法

7 选题依据及研究内容

7．1 选题依据

7．2 研究内容

第二部分 材料与方法

1 试验材料

1．1 吸附剂

1．2 脱氧雪腐镰刀菌烯醇标准品

1．3 主要试剂

1．4 主要仪器及设备

2 试验方法

2．1 脱氧雪腐镰刀菌烯醇的检测方法

2．2 体外吸附试验

2．3 扫描电镜扫描吸附剂表面结构

2．4 红外光谱分析

2．5 动物试验

2．6 数据处理

第三部分 结果与分析

1 体外吸附试验结果

1．1 不同吸附剂对DON的体外吸附率

1．2 不同粒径大小的吸附剂对DON的体外吸附率

1．3 不同添加量的吸附剂d对DON的体外吸附率

1．4 吸附剂d对DON的等温吸附

1．5 吸附剂d的解吸试验结果

2 吸附剂的扫描电子显微镜检结果

3 红外光谱测定结果

3．1 DON标品的红外光谱测定结果

3．2 吸附剂d的红外光谱测定结果

4 动物试验结果

4．1 小鼠生长性能测定的结果

4．2 小鼠脏器指数测定的结果

4．3 小鼠全血红细胞计数结果

4．4 小鼠全血白细胞计数结果

4．5 小鼠血液生化指标的测定结果

第四部分 讨论

1 不同因素对吸附剂体外吸附率的影响

1．1 吸附剂的种类对吸附率的影响

1．2 吸附剂的粒径大小对吸附率的影响

1．3 吸附剂的添加量对吸附率的影响

2 吸附剂d对DON的吸附机制

3 吸附剂在小鼠体内的脱毒效果

第五部分 小结

1 结论

2 问题与创新

参考文献

致谢