Микотоксины в рыбоводстве

Конидий Аспергиллуса (Aspergillus)
Конидий Аспергиллуса (Aspergillus)

Микотоксины — это токсины, вырабатываемые некоторыми видами плесневых грибов, которые чаще всего относятся к роду Aspergillus, Penicillium или Fusarium. Роль микотоксинов в рыбоводстве и животноводстве впервые обозначилась в начале 1960-х годов, когда произошла вспышка афлатоксикоза среди молодых индеек в Соединенном Королевстве и искусственно выведенной форели (Onchorynchus mykiss) в Соединенных Штатах. В обоих случаях причиной афлатоксикоза послужил корм, загрязненный афлатоксином (арахисовый корм для индеек и кормовой продукт из семян хлопчатника для форели). С тех пор были выявлены и другие микотоксины, например, охратоксин А, дезоксиниваленол, токсин Т-2, зеараленон, монилиформин, циклопиазоновая кислота и фумонизин.

В определенное время года в юго-восточных штатах Америки содержание афлатоксина в кукурузе было довольно высоким. Чтобы смягчить последствия такого заражения на урожай и далее на животноводство, было проведено множество исследований. Селекционеры пытаются получить сорта кукурузы, которые более устойчивы к грибам Aspergillus flavus, продуцирующим афлатоксин. Наибольшую угрозу грибы представляют в жаркое время года, особенно тогда, когда насекомые повреждают зерна кукурузы. Степень заражения кукурузы афлатоксином можно снизить, сажая выносливые сорта, поливая поля и применяя технологию Bt (Bacillus thuringiensis) для контроля за насекомыми. Конечно же, если полевые культуры уже заражены токсичными грибковыми организмами, то при неблагоприятных условиях хранения уровень афлатоксина и других видов микотоксина в кукурузе и других кормах существенно возрастет. Корм из семян хлопчатника, которым чаще всего кормят теплолюбивую рыбу, например, сомиков, также может быть заражен афлатоксинами. Афлатоксины в корме или в его составляющих представляют собой, как правило, смесь четырех афлатоксинов со слегка различной химической структурой. Самый распространенный и наиболее токсичный для животных — AFB. Другие виды — AFB 2, AFG 1 и AFG 2 включены в понятие «общие афлатоксины».

Термин «фумонизины» включает в себя несколько микотоксинов, которые так же негативно сказываются на сфинго-липидном метаболизме. FB1 — наиболее токсичный и самый распространенный грибок, который встречается в более 75 % случаях в зараженной кукурузе.

Некоторые плесневые грибы, которые продуцируют микотоксины (например, виды Fusarium) более активы в периоды длительной влажности из-за чрезмерных осадков, как это было поздним летом и осенью 2009 года в различных областях юго-восточных и центрально-западных штатов Америки.

Микотоксины, вырабатываемые грибом Aspergillus или Penicillium
В то время как радужная форель весьма чувствительна к присутствию афлатоксина в своем рационе (0,4 мкг/кг афлатоксина за 15 месяцев приводит к развитию гепато-целлюлярной карциномы (HCC) в 14 процентах случаев), тепловодная рыба, по всей видимости, не так чувствительна к наличию афлатоксина в корме. В аквариумном исследовании канальным сомикам (Ictalurus punctatus) на протяжении 12 недель давали корм, содержащий до 275 ppt афлатоксина из зараженного плесневым грибом зерна. Никаких сокращений в весе или смертности замечено не было (выжило более 97 % рыбы во всех исследуемых группах, включая контрольную). В эксперименте, проводимом в пруду, на протяжении 130 дней 50 % рациона сомиков составляла пораженная плесневыми грибами кукуруза и по крайней мере 88 мкг/кг афлатоксина. По сравнению с группой сомиков, которых кормили на 50 % чистой кукурузой и 1 мкг/кг афлатоксина, исследуемая группа не показала каких-либо сокращений в численности, жизненных и гематокритных показателях. В недавнем исследовании канальным сомикам на протяжении 10 недель давали корм, содержащий до 135 мкг/кг афлатоксина от заплесневелой кукурузы. Впоследствии сомикам пришлось бороться с патогеном Edwardsiella ictaluri, который вызывает кишечный сепсис сомиков (ESC). Через 3 недели после испытания уровень смертности среди этих рыб оставался на той же отметке, что и среди рыб из контрольной группы (в корме которых не было афлатоксина). По всей видимости, канальные сомики способны нейтрализовать афлатоксин в корме. При добавлении в корм 2 500 мкг/кг или более афлатоксина у тиляпии (Oreochromis nilotica) наблюдалось снижение веса, более низкие показатели усвояемости корма, а также снижение уровня гемоглобина в крови. Содержание в корме 250 мкг/кг афлатоксина не приводило к таким результатам. Еще одно исследование свидетельствует о том, что темпы роста тилапии сократились лишь при кормлении рыбы кормом с содержанием 1 880 мкг/кг афлатоксина на протяжении 25 дней, но не при подаче корма с 940 мкг/кг афлатоксина. Таким образом, как канальные сомики, так и тилапия менее восприимчивы к афлатоксину, нежели радужная форель.

Охратоксин А (OA) — митоксин, вырабатываемый плесневыми грибами из рода Aspergillus или Penicillium. Он чаще всего встречается в более прохладном климате, например, в Канаде и штатах, граничащих с Канадой. Охратоксин А может привести к заболеванию почек. В исследовании влияния ОА в корме, канальные сомики, которых кормили 4 мг/кг OA, набирали меньше веса, чем рыба в контрольной группе. Также разрушалась экзокринная ткань поджелудочной железы, которая связана с печеночной воротной веной. Почечная ткань заднего сегмента почки у этих сомиков не была поражена. Канальные сомики, которые съедали корм с 2 или 4 мг/кг охратоксина A и были впоследствии подвержены атаке патогенных бактерий Edwardsiella ictaluri, умирали чаще, чем рыбы из контрольной группы.

Охратоксин А — один из самых опасных микотоксинов не только из-за его негативных последствий на продукцию аквакультуры, но также и потому, что он загрязняет мясо рыбы и других животных, которые его потребляют. Таким образом, по пищевой цепочке охратоксин попадает в организм человека, где вызывает заболевание почек и других систем. Ввиду распространенности ОА в зерновых культурах, которые используются в качестве корма для скота в некоторых регионах мира, охратоксин А считается причиной развития балканской эндемической нефропатии среди людей, которые потребляли пищу, пораженную ОА. Исследование, проведенное в Обернском университе, показало, что охратоксин А постепенно накапливался в печени и мышечных тканях канальных сомиков, но так же медленно выводился из организма после прекращения добавления OA в корм.

Еще один микотоксин, Aspergillus, — это циклопиазоновая кислота (ЦПК).

Исследования показали, что в организме канального сомика этот микотоксин приводил к снижению веса еще в большей степени, нежели при кормлении рыбы в том же количестве афлатоксином. Озабоченность по поводу заражения рыбных кормов афлатоксином и ЦПК имеет разумные основания, так как оба эти микотоксины могут вырабатываться грибком A. flavus. Действие этих двух микотоксинов, одновременно содержащихся в рыбном корме, не изучалось.

Микотоксины Fusarium
Фумонизины, в частности фумонизин B1 (FB1), можно обнаружить в ядрах кукурузы — одном из главных составляющих для корма теплолюбивых рыб. Грибы, которые продуцирует фумонизин, называются Fusarium vertilloides (прежнее название F. moniliforme). Заражение растений происходит в почве, в первую очередь через корневую систему, подобным образом, как это происходит с эднофитами. Споры, летающие в воздухе, также могут заразить развивающиеся кукурузные початки. Большая часть зерен кукурузы содержит, по крайней мере, небольшое количество (4 мг/кг ДОН-а у свиней и кур происходит рвотный рефлекс. Рыбы не так чувствительны к деоксиниваленолу, как свиньи и куры. Сомики, которым давали 10 мг/кг ДОН-а в чистом виде, чувствовали себя вполне хорошо. Но при увеличении дозы до 15 и 17,5 мг/кг начиналось снижение темпов роста (без рвоты). Форель, которую кормили 20 мг/кг деоксиниваленола, отказывалась от корма.

Еще один микотоксин, который ассоциируется с плесневым заражением зерновых грибом Fusarium — это токсин T-2. При кормлении рыбы 0,625 мг/кг токсина Т-2 наблюдалось снижение темпов роста, в то время как более высокие уровни токсина (1,25, 2,5 и 5,0 мг/кг) также сокращали гематокритное число. При кормлении рыбы 1,0 или 2,0 мг/кг в течение всего 6 недель наблюдался 84,1 % и 99,3 % смертности, соответственно, после того, как сомики были поражены E. ictaluri.

Монилиформин — это микотоксин, вырабатываемый грибом Fusarium proliferatum, который чаще всего поражает корни и стебли кукурузы. Исследования, проводимые в Обернском университе, показали, при кормлении молодых канальных сомиков кормом, в котором присутствовало 20, 40, 60 и 120 мг/кг монилиформина, темп роста рыбы значительно сократился по сравнению с контрольной группой. Монилиформин нарушает промежуточный метаболизм цикла трикарбоновой кислоты (ТКК), в ходе которой пируват (пировиноградная кислота) преобразуется в ацетил-коэнзим А, промежуточное соединение для цикла ТКК. В ходе анализа на содержание монилиформина оценивался уровень содержания пирувата в пробе сыворотки, поскольку известно, что наличие микотоксина повышает уровень содержания пирувата. Ввиду того, что плесневые грибы, которые вырабатывают фумонизин и монилиформин, предпочитают те же зерновые, эти два микотоксина могут привести к заражению такого же объема кукурузы. Описанное выше исследование свидетельствует о том, что кукуруза и другие зерновые, одновременно зараженные двумя этими микотоксинами, могут быть очень токсичны, привести к более резкому снижению темпов роста, нежели при кормлении только одним микотоксином.

Зеараленон — это микотоксин пресневых грибов Fusarium, который оказывает мощное эстрогенное действие на определенные виды домашних животных. Даже концентрация зеараленона на уровне от 1 до 4 мг/кг может вызвать временные или постоянные сбои репродуктивной функции у свиней в зависимости от возраста животных; более взрослые особи в большей степени подвержены влиянию микотоксинов, нежели молодые животные. Зеараленон, по видимости, конкурирует с эстрогенами в организме за рецепторы репродуктивных органов. Этот микотоксин может содержаться в зерновых культурах — включая кукурузу, пшеницу и рис, — которые были заражены таким грибковым организмом, как F. graminearum. Выработка зеараленона усиливается в прохладную, влажную погоду, а также в случаях, когда урожай собирают не вовремя. Влияние зеараленона на рыбу еще не изучалось, но ввиду его воздействия на репродуктивную функцию у многих животных, можно провести эксперимент на молодых и взрослых сомиках незадолго до периода нереста.

Общие соображения
Нет сомнений, что микотоксины вызывают обеспокоенность для производителей сельскохозяйственной продукции, которые выращивают зерновые и масличные культуры. Также они должны настораживать производителей, которые дают своим животным корм на основе зерновых и далее продают их мясо в рестораны, супермаркеты и другие места. На зернообрабатывающих станциях, складах и мельницах, особенно, если условия благоприятные для роста плесневых грибов, необходимо ввести специальную программу по обнаружению микотоксинов. В настоящее время единственный микотоксин, который контролирует федеральное правительство — это афлатоксин. Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) ввело ограничение на уровень содержания афлатоксина (до 20 мкг/кг) в продуктах питания и большей части корма для животных и рыб. -Исключения составляет кукуруза и корм из семени хлопчатника, в которых уровень содержания афлатоксина более высокий. См. таблицу 1. Корм, в котором содержится от 100 до 300 мкг/кг афлатоксинов, должны давать только определенным животным.

Таблица 1. Нормы FDA для приемлемого уровня содержания афлатоксинов в продуктах питания и корме для животных.
Допустимый уровень (мкг/кг)Целевые видыПримечания
0,5 (AFM 1) молока от молочных коров, которым дают корм с афлатоксиномЛюди
20 Любые продукты питания, кроме молокаЛюди
20 Корма для животныхВсе виды
Исключения из вышеупомянутых норм
300 корм из семян хлопчатника

в смешанных кормах

Все виды
300 кукурузаЗабойный крупный рогатый скотДолжен скармливаться только отдельным животным
200 кукурузаЗабойные свиньиТо же, что и выше
100 кукуруза

Молодой крупный рогатый скот, свиньи или зрелая птица

То же, что и выше

Кроме того, FDA издало нормы по содержанию фумонизина и деоксиниваленола и рекомендации по максимальным концентрациям этих микотоксинов в продуктах питания и кормах. Согласно рекомендациям общая концентрация фумонизинов в кукурузе (не более 50% от общего объема корма), которую используют для производства корма для сомиков, не должна превышать 20 мг/кг, а общая концентрация микотоксинов в готовом корме для сомиков должна быть ниже 10 мг/кг. Рекомендуемый допустимый уровень содержания деоксиниваленола в рыбном корме — до 5 мг/кг в пшенице, ее производных и других малых зерновых культурах. Верхний предел содержания токсина в корме взрослой рыбы — до 2 мг/кг. По результатам исследования, проведенного по этим двум микотоксинам, соблюдая указанные выше рекомендации, вы сможете избежать проблем с ростом и здоровьем теплолюбивых рыб и радужной форели.

В зараженном плесенью корме и ингредиентах корма, в которых присутствует уже известный микотоксин, также может содержать неизвестные химические вещества, продуцируемые плесневыми организмами. Эти химические вещества могут быть токсичными для животных, и/или могут усилить токсичность тех микотоксинов, о которых мы уже знаем. Например, фузаровая кислота — еще один токсин, продуцируемый множеством грибов рода Fusarium. Фузаровая кислоты, как правило,  классифицируется как фитотоксин, который по большей части поражает сельскохозяйственных животных. Даже несмотря на то, что токсичность этой кислоты не тестировалась на рыбе, есть основания беспокоиться о комбинированном воздействии фузаровой кислоты, фумонизина и ДОН-а.

Влияние микотоксинов на иммунную систему рыб уже ранее изучалось. Микотоксины, как правило, подрывают иммунную систему, хотя (в упомянутом выше примере) это не представляло значительную угрозу канальным сомикам, в корме которых содержался афлатоксин и Edwardsiella ictaluri. По всей видимости, канальные сомики способны нейтрализовать афлатоксин в корме. Вместе с тем, реакция молодняка, поедавшего корм с токсином T-2 и ОА, была совсем иной. Оба микотоксина повысили смертность при увеличении содержания бактерий E. ictaluri. При добавлении 2,0 мг/кг токсина Т-2 сомики погибали в 99,3 % случаях, в то время как в контрольной группе смертность составила 68,3 %. При подаче корма с содержанием 4,0 мг/кг охратоксина А рыба погибала в 80,5 % случаях. Если сравнивать с контрольной группой, то при подаче корма с содержанием 80 мг/кг фумонизина (FBi) уровень смертности среди двухлетних канальных сомиков увеличился при заражении E. ictaluri. Результаты этих экспериментов свидетельствуют о том, что во время вспышек бактериальных инфекций смертность среди рыб увеличивается, если в их корме содержатся микотоксины.

Хранение корма для рыб
Нельзя недооценивать значимость правильного хранения корма для рыб. Корм, зараженный токсигенными спорами плесневых грибов, может продуцировать микотоксины при повышенной влажности. Во время перепадов температуры осенью и зимой на внутренней части металлических ящиков может скапливаться конденсат. Поэтому в качестве меры предосторожности стоит подумать над очисткой и уборкой во всех ящиках для хранения рыбного корма, если, конечно же, вы не планируете скормить весь этот корм в ближайшее время. Если уровень влажности выше 12 процентов, может разрастись плесень и начать продуцировать микотоксины. Корм для рыб, который хранится в мешках, также нужно защищать от попадания влаги. Храните мешки в помещении с непротекаемой крышей и прочными стенами, через которые не просочиться влага во время дождя.

Если вы обнаружите плесень в корме, его нужно будет проверить на наличие микотоксинов, прежде чем давать рыбе. Имеется множество простых тестов, с помощью которых можно определить наличие наиболее часто встречающихся микотоксинов. В тест-наборах уже включены все необходимые реактивы и контейнеры, которые вам понадобятся для проведения теста. Как правило, по тесту можно узнать лишь наличие в корме микотоксинов, но не их концентрацию. Поэтому такие тесты следует рассматривать только для обнаружения микотоксинов. Если результат положительный, далее нужно провести анализ на уровень содержания микотоксинов в корме.

При помощи электронных приборов можно определить, насколько благоприятные условия для развития определенных микотоксинов в корме животных. Используя полученную информацию можно снизить количество выявленных микотоксинов. Также выявить наличие микотоксинов в корме для рыб можно в частных или государственных лабораториях. По результатам можно будет узнать, обнаружены ли микотоксины и какова их концентрация. Важно знать, при какой концентрации микотоксины становятся токсичными. Для этого ознакомьтесь с результатами исследований этого микотоксина, его влияние на определенный вид рыб, а также возраст исследуемых особей.

Нейтрализация микотоксинов в рыбном корме
Некоторые микотоксины можно нейтрализовать, если добавить в корм абсорбенты. Различают два основных класса таких абсорбентов: 1) гидратированные алюмосиликаты кальция и натрия (HSCAS) и 2) модифицированные частицы одноклеточного дрожжевого организма Sacchromyces cerevisiae или обычные пекарские дрожжи. Алюмосиликаты достаточно хорошо справляются с афлатоксинами, но с другими микотоксинами дела обстоят хуже. Дрожжевые препараты влияют на больший спектр микотоксинов. Тщательных исследований ни того, ни другого абсорбента в рыбном корме еще не проводилось. Вещества, которые абсорбируют микотоксины, нужно изучить на предмет их взаимодействия с определенными микотоксинами и определенными видами рыб. Только так можно будет судить об их эффективности и безопасности.

В процессе приготовления кормов используется тепло, что снижает уровень содержания афлатоксинов в корме. В экспериментах на сомиках, которым давали плавающие корма из зараженной афлатоксином кукурузы, приготовленной под действием тепла, уровень содержания афлатоксина снизился более чем на 60 процентов. Ранее исследования показали, что под действием тепла афлатоксин распадается. Также после тепловой обработки и в ходе приготовления кормов незначительному распаду подвергаются фумонизин, ОА, ДОН и токсин Т-2 токсина.

Воздействие заплесневелых кормов, микотоксинов и других химических веществ, которые производят эти токсины, на рост и здоровье выращиваемых рыб еще не до конца изучено. В частности, науке известны не все из множества химических веществ, которые продуцируют плесневые грибы в зараженном корме. Ввиду такой малоизученности, не стоит допускать заражения рыбного корма плесенью. Также не стоит покупать заплесневелый корм или ингредиенты, даже если их вам предлагают с хорошей скидкой. Если при хранении корм покрылся плесенью, не давайте его рыбам, пока не убедитесь, что там нет микотоксинов.
——
srac.tamu.edu/index.cfm/getFactSheet/whichfactsheet/221/

Исследования, о которых говорится в этой статье, были проведены при поддержке Южного регионального министерства США по сельскому хозяйству и Центра аквакультуры. Грант № 2008-38500-19251, Министерство сельского хозяйства США, Национальный институт продовольствия и сельского хозяйства.

Реакция постоянных читателей:

Заметил ошибку, тык*:

 Orphus

Комментарии Вконтакте:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *