Кощаев А. Г., Хмара И. В. Кубанский госагроуниверситет, г. Краснодар
В настоящее время в зарубежной и отечественной научной литературе значительное влияние уделяется загрязнению зерна и комбикормов микотоксинами [1, 18]. Установлено, что поражение фуражного зерна микроскопическими грибами растет в связи с широким распространением беспахотной обработки почвы, а также с нестабильностью погодных условий. Кроме того, все применение фунгицидов, снижая поражение сельскохозяйственных растений грибами, одновременно способствует повышению образования микотоксинов за счет стресса от воздействия фунгицидов на них [2, 11, 13].
Одним из факторов, оказывающих значительное влияние на повышенный интерес к исследованиям в области изучения микотоксинов является повышенная чувствительность к ним высокопродуктивных сельскохозяйственных животных и птицы современных пород и кроссов. Кроме того, требования к экологической безопасности продукции растениеводства и животноводства, в частности зерна, молока и мяса, постоянно ужесточаются, что приводит к усилению контроля микотоксинов в сырье и продуктах питания [4, 9, 10].
Установлено, что около 300 метаболитов грибов потенциально токсичны для человека и животных. Микотоксины широко распространены в природе, и 25-30 % урожая зерновых поражаются грибами [12, 14, 15]. Предложено множество способов снижения токсичности кормового сырья, однако оптимальный еще не разработан [5, 6, 7, 8].
Микотоксины являясь продуктами метаболизма микроскопических несовершенных грибов, представляют собой обширную и разнообразную группу экотоксикантов природного происхождения [2, 16]. В Российской Федерации наиболее часто встречаются микотоксины: ДОН, или вомитоксин, Т-2 токсин, зеараленон и афлатоксин. Несколько реже обнаружтиваются в корме фузариевой кислоты и фу-монизина, иногда - охратоксина А. Ими чаще всего бывают контаминированы зерновые, а также соевые и подсолнечниковые шроты и жмыхи, в том числе при хранении и продолжительной транспортировке. Причины появления и интенсивного роста грибов в период вегетации и созревания культур, особенно за несколько недель до уборки, еще до конца не выяснены [1, 3].
Афлатоксины продуцируются грибами Aspergillus flavus, A. parasiticus. Они являются сильными гепатоксинами , приводящими к разрушению печени и подавлению роста птицы. Токсический эффект афлатоксинов усиливается при наличии в корме Т-2 токсина или охра-токсина, а также при относительно низких уровнях сырого протеина, метионина и витамина D3. Афлатоксин В1 является самым опасным токсином этой группы [2].
Трихотецены (Т-2, ДОН и диацетоксискирпенол) продуцируются грибами из рода Fusarium. Представители этой группы подавляют метаболизм протеина, вызывают повреждения в ротовой полости птицы. Установлено, что токсический эффект Т-2 токсина в кормах для бройлеров приводит к появлению повреждения слизистой оболочек полости рта, геморрагическому энтериту толстого и тонкого кишечников, падают темпы роста [17].
Из охратоксинов наиболее опасен охратоксин А, так как он более токсичен, чем афлатоксин. Эта форма токсина подавляет синтез протеина и метаболизм углеводов, в частности гликоногеноз, за счет ингибирования активности специфического фермента, играющего ключевую роль в начальной стадии синтеза протеина [14].
В настоящее время, при оценке токсичности кормов наиболее распространен анализ общей токсичности кормов по выживанию простейших микроорганизмов (Paramecium, Stylonychia). Однако такой метод не характеризует химическую природу токсина. Кроме того, по токсичности для простейших можно лишь условно судить о токсичности для птицы [15].
Для анализа основных микотоксинов в последние годы стали применять иммуноферментный экспресс-метод. Его использование позволяет точно идентифицировать индивидуальный состав микотоксинов, что позволит обеспечить качественный мониторинг сырья и выработку адекватной стратегии его применения в животноводстве. Цель наших исследований - мониторинг содержания микотоксинов в зерновом сырье по сезонам года в Краснодарском крае.
Материалы и методы исследования. Исследования выполнялась на кафедре биотехнологии, биохимии и биофизики Кубанского ГАУ, а аналитическая часть - в испытательной лаборатории ОАО "Краснодарзооветснаб" в период 2010-2012 гг.
В качестве объекта исследований использовались пробы кормов, полученных в птицеводческих хозяйствах Краснодарского края, естественным образом загрязненные микотоксинами. Отбор средних проб комбикормов и зернового сырья проводили в соответствии с действующими нормативными документами: ГОСТ Р 52812-2007 Смеси кормовые; ГОСТ 13586.3-83 Зерно фуражное; ГОСТ 13496.0-80 Комбикорм; ГОСТ 13979.0-68 Жмыхи, шроты; ГОСТ 10852-64 Семена масличных культур.
Количественное определение Т-2-токсина, афлатоксина В1, фумонизина В1, охратоксина А, зеараленона, дезоксиниваленола проводили путем непрямого конкурентного ИФА с использованием диагностических наборов реагентов: "Зеараленон-ИФА", "Т-2-токсин-ИФА", "Фумонизин-ИФА", "Афлатоксин В1-ИФА", "Охратоксин А-ИФА", "ДОН-ИФА" произведенных ООО "Фарматэкс" в соответствии с ГОСТ Р 52471-2005.
Результаты исследований обрабатывали при помощи пакета программного обеспечения Microsoft Excel 2010. Различия считали статистически достоверными при Р 0,05.
Результаты и обсуждение. Для изучения уровней естественной контаминации основных видов зерновых кормов в Краснодарском крае микотоксинами, а также для выявления преобладающих в них сочетаний микотоксинов, были исследованы 422 образца зернового сырья и комбикормов, поступивших из различных хозяйств Краснодарского края. Результаты исследований содержания микоток-синов в комбикормах и зернофураже 2010-2012 гг. приведены в таблице 1.
Таблица 1. Частота контаминации (%) исследованных образцов микотоксинами и их средние концентрации (мг/кг) по годам исследования атрофии и/или гипофункции яичников
| Микотоксин | 2010 | 2011 | 2012 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| % от иссл | Ср. конц | % от иссл | Ср. конц | % от иссл | Ср. конц | |
| Т-2-токсин | 46,77 | 0,08230 | 47,52 | 0,07728 | 44,59 | 0,11238 |
| Зеараленон | 55,65 | 0,12820 | 44,68 | 0,22925 | 42,68 | 0,10742 |
| Фумонизин В 1 | 55,65 | 5,45419 | 64,54 | 3,30544 | 68,79 | 2,4333 |
| Охратоксин А | 26,61 | 0,14670 | 64,54 | 0,07540 | 33,12 | 0,04612 |
| Афлатоксин В1 | 32,26 | 0,02757 | 27,66 | 0,02155 | 28,03 | 0,04072 |
| Дезоксинива-ленол | 56,52 | 0,09768 | 63,27 | 0,94083 | 59,49 | 0,28393 |
Как видно из представленных данных, содержание отдельных микотоксинов варьировало по годам. Так, в 2010 г. в свыше 50% всех изученных проб содержали зеараленон, фумонизин В 1, дезоксиниваленол, а частота контаминации Т-2-токсином составило 46,77%. Охратоксин А и афлатоксин В1 встречались значительно реже, составив 26,61% и 32,26%, соответственно. Анализ средних концентраций токсинов в пробах позволили сделать вывод, что Т-2-токсин, афлатоксин В1 и дезоксиниваленол являются минорными токсинами и содержатся в кормах в следовых количествах. Нами установлено, что наиболее высокие концентрации токсина характерны для фумони-зина В 1 (5,45 мг/кг).
В 2011 г. наблюдалась та же закономерность по частоте контаминации кормов афлатоксинами, что и в предыдущем. Однако, если уровень контаминации по афлатоксину В1 и зеараленону снизился на 4,6% и 10,9% соответственно, то в остальных случаях данный показатель был выше, в сравнении с 2010 годом. Так, частота контаминации охратоксином А и дезоксиниваленолом была выше на 6,01% и 6,75%, соответственно.
В 2012 г. частота контаминации Т-2-токсином, зеараленоном и дезоксиниваленолом была ниже на 2,00-3,78%, чем в 2011 г. Тот же показатель по фумонизину В 1 увеличивался на 4,25%, а по охратоксину А и афлатоксину В1 остался практически без изменений.
Средняя концентрация токсинов в образцах была менее одного процента, исключение составил фумонизин В 1, у которого этот показатель составил 2,43 мг/кг пробы. Таким образом, Т-2-ток-син был обнаружен в 70 образцах, где его концентрация варьировала от 0,01 до 1,5 мг/кг, для зеараленона (67 образов) этот показатель 0,005-2,5 мг/кг; для фумонизина В1 (108 образцов) - от 0,04 до 59,5 мг/кг, для охратоксина А (52 образца) - от 0,004 до 0,655 мг/кг; для афлатоксина В1 (44 образца) - от 0,0012 до 1,1 мг/кг. На наличие дезоксиниваленола было исследовано 79 образцов, в 47 из них его концентрация составляла от 0,0006 до 1,4 мг/кг.
Средняя частота выявления исследуемых микотоксинов в анализируемых образцах кормов по сезонам года за весь период исследования представлена на рисунке 1.
Представленные данные свидетельствуют о том, что исследуемые микотоксины выявляются в течение всего года, при этом, зеараленон и дезоксиниваленол чаще, по сравнению с другими сезонами года, обнаруживались в образцах, анализируемых в зимний период, Т-2-токсин и охратоксин А - в весенний, фумонизин В1 и афла-токсин В1 - в летний. В осенний период реже чем в остальное время года выявляются фумонизин В1, охратоксин А и дезоксиниваленол.
Рис. 1. Средняя частота выявления исследуемых микотоксинов по сезонам года (в процентах от числа исследованных образцов) за весь период исследования
Результаты анализа среднемесячных значений содержания микотоксинов в комбикормах и зернофураже за исследуемый период приведены в таблице 2. Представленные данные свидетельствуют о том, что, в целом, за анализируемый период, наиболее высокие концентрации Т-2-токсина в исследуемых кормах были выявлены в осенне-зимний период и в мае. Наиболее высокие концентрации зеара-ленона были характерны для периода с августа по октябрь. Высокие концентрации фумонизина В1 отмечались в августе и сентябре, при этом максимальное содержание этого микотоксина регистрировалось в декабре 2011 и 2012 гг. - 54,8 и 59,5 мг/кг соответственно.
Таблица 2. Среднемесячные значения концентрации микотоксинов (мг/кг) в исследованных образцах за 2010-2012 гг.
| Месяц | Микотоксин | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Т-2 | ЗЕН | ФУМ | ОА | В-1 | ДОН | |
| I | 0,1035 | 0,0487 | 0,8489 | 0,0294 | 0,0026 | 0,2685 |
| II | 0,0651 | 0,1489 | 3,4578 | 0,0995 | 0,0183 | 0,3615 |
| III | 0,0576 | 0,0535 | 3,5087 | 0,0321 | 0,0785 | 0,8025 |
| IV | 0,0632 | 0,0715 | 2,8046 | 0,2501 | 0,0048 | 0,3400 |
| V | 0,1483 | 0,0550 | 2,9251 | 0,0274 | 0,0196 | 0,0847 |
| VI | 0,0705 | 0,0547 | 3,0834 | 0,0109 | 0,0344 | 0,0933 |
| VII | 0,0879 | 0,0505 | 1,9717 | 0,012 | 0,0034 | 0,2800 |
| VIII | 0,0461 | 0,2101 | 3,6628 | 0,0785 | 0,0246 | 0,0800 |
| IX | 0,0283 | 0,2779 | 4,4717 | 0,1050 | 0,0090 | 0,2523 |
| X | 0,0588 | 0,4647 | 1,9304 | 0,1031 | 0,0392 | 1,2000 |
| XI | 0,3428 | 0,0605 | 1,7055 | 0,1340 | 0,0865 | 1,6300 |
| XII | 0,2206 | 0,0731 | 14,7631 | 0,0200 | 0,0036 | 1,0930 |
| Средняя за весь период | 0,0914 | 0,1532 | 3,6234 | 0,081737 | 0,0304 | 0,4811 |
Наиболее высокие концентрации охратоксина А отмечались с сентября по ноябрь и в апреле, афлатоксина В1 - в марте и в ноябре, дезоксиниваленола - в период с октября по декабрь, а так же в марте.
Результаты анализа процентного соотношения среднемесячных значений содержания микотоксинов в комбикормах и зернофураже к средним значениям за исследуемый период приведены на рисунке 2.
Эти данные наглядно демонстрируют, что в целом за период исследований превышение условно фоновых концентраций мико-токсинов в кормах Краснодарского края по трем и более анализируемым микотоксинам отмечалось в период с сентября по декабрь. За исключением охратоксина А и афлатоксина В1 в феврале, марте, апреле, июне и июле; дезоксиниваленола - в мае, а Т-2-токсина - в январе и мае ситуацию, характерную для остального периода года можно считать, относительно благополучной.
Таким образом, при анализе образцов зернофуража и комбикорма в хозяйствах Краснодарского края, выявлено шесть микотоксинов. Частота контаминации ими изученных образцов значительно варьировала - от 26% до 69%, причем общая тенденция по годам исследования изменялась не значительно. При этом наиболее высокая средняя концентрация вне зависимости от года исследования была характерна для фумонизина В 1, составив 2,4333-5,45419 мг/кг образца, для большинства токсинов эта величина не превышала 0,15 мг/кг
Рис. 2. Отношение среднемесячных концентраций, выявленных в комбикормах и зернофураже микотоксинов к средним (условно фоновым) значениям за весь период наблюдений
При анализе данных по частоте выявления исследуемых микотоксинов в анализируемых образцах кормов по сезонам года установлено, что исследуемые микотоксины выявляются в течение всего года. При этом зеараленон и дезоксиниваленол чаще по сравнению с другими сезонами года обнаруживались в образцах, анализируемых в зимний период, Т-2-токсин и охратоксин А - в весенний, фумонизин В1 и афлатоксин В1 - в летний.
Заключение. В целом можно утверждать, что концентрация микотоксинов не зависит от погодно-климатических условий года, однако характеризуется сезонной изменчивостью, и на ее вариабельность влияет сезон года. Так, во все годы исследований, различающиеся природно-климатическими условиями, превышение условно фоновых концентраций микотоксинов в кормах в Краснодарском крае отмечалось в период с сентября по декабрь по трем и более анализируемым микотоксинам.
Список литературы
Резюме. На основе результатов анализа комбикормов и сырья для их производства из различных хозяйств Краснодарского края было выявлено шесть микотоксинов. Частота их контаминации значительно варьировала - от 26% до 69%, причем общая тенденция по годам исследования изменялась не значительно. Установлено, что зеараленон и дезоксиниваленол чаще по сравнению с другими сезонами года обнаруживались в образцах, анализируемых в зимний период, Т-2-токсин и охратоксин А - в весенний, фумонизин В1 и афлатоксин В1 - в летний. В ходе исследований концентрация микотоксинов не зависит от погодно-климатических условий года, однако характеризуется сезонной изменчивостью, и на ее вариабельность влияет сезон года.
Ключевые слова: микотоксины, комбикорма, т-2-токсин, зеара-ленон, фумонизин В1, охратоксин А, афлатоксин В1, дезоксиниваленол.
Сведения об авторах
Хмара Ирина Владимировна, магистрант факультета зоотехноло-гии и менеджмента ФГБОУ ВПО "Кубанский ГАУ"; 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13; тел.: 8 (861) 221-57-84; e-mail: khmara@rbcmail.ru
Ответственный за переписку с редакцией: Кощаев Андрей Георгиевич, доктор биологических наук, профессор кафедры биотехнологии, биохимии и биофизики ФГБОУ ВПО "Кубанский государственный аграрный университет"; 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13; тел.: 8 (861) 221-57-84; e-mail: kagbio@mail.ru.
UDC 619:615.3+619:615.9
PECULIARITIES OF SEASONAL MYCOTOXIN CONTAMINATION OF RAW GRAIN AND MIXED FODDERS IN KRASNODAR REGION
Koshchaev A. G., Khmara I. V.
Summary. As a result of the conducted monitoring of mycotoxins in raw grain by season at poultry farms of Krasnodar region authors revealed six mycotoxins. Authors also studied the natural contamination level of the main types of grain forages. Frequency of contamination varied considerably from 26% to 69%, while the overall trend by years of research did not changed significantly. In analyzing the data on the detection rate of mycotoxins in feed samples by season authors found that studied mycotoxins are detected during the whole year, at the same time zearalenone and deoxynivalenol were more commonly found in the samples analyzed during winter period, T-2 toxin and ochratoxin A - in spring, fumonisin B1 and aflatoxin B1 - in summer. During the study authors proved that the concentration of mycotoxins does not depend on weather and climatic conditions of the year, but it is characterized by seasonal variability, and its variability is affected by the season.
Key words: mycotoxins, mixed fodder T-2 toxin, zearalenone, fumonisin B1, ochratoxin A, aflatoxin B1, deoxynivalenol.
References:
Author affiliation
Khmara Irina V., graduate of the Kuban State Agrarian University; 13, Kalinina st., Krasnodar, 350044; phone: 8 (861) 221-57-84; e-mail: khmara@rbcmail.ru.
Responsible for correspondence with the editorial board: Koshchaev Andrey G., D.Sc., professor of the department of biotechnology, biochemistry and biophysics of the Kuban State Agrarian University; 13, Kalinina st., Krasnodar, 350044; phone: 8(861)221-57-84: e-mail: kagbio@mail.ru.
http://vetkuban.com/num2_20138.html