水分活度是水分在食物中的單獨(dú)的最重要的特性(Anthony J. Fontana,1998),是決定食物的質(zhì)量和安全性的最重要的因素之一(A.J.Fontana,2000)。水分活度是飼料質(zhì)量控制體制中的一個(gè)重要指標(biāo),它可以影響飼料中微生物的繁殖、代謝、抗性和生存。
2.3.水分活度和飼料中水分含量的關(guān)系
一般情況下,飼料中的水分含量越大,其水分活度就越大,但是兩者之間的關(guān)系并不是簡單的正比例關(guān)系而是和溫度有著非常敏感的關(guān)系(M.R.ADAMS and M.O.MOSS,2004)。因此要確切的研究飼料中的水分含量和水分活度的關(guān)系,可以在恒定的溫度條件下以飼料的水分含量為橫坐標(biāo),以相對(duì)應(yīng)的水分活度值為縱坐標(biāo)作圖,這樣得到的曲線稱為飼料的等溫吸附曲線。等溫吸附曲線一般是S型曲線少數(shù)含有較多糖分和可溶性小分子的食品其等溫吸附曲線呈J型。文友先等(1998)水分活度儀測定稻谷吸附與解吸等溫線的試驗(yàn)研究,得出結(jié)論為稻谷的吸附與解吸等溫線呈反S形。Mazza G.等(1985)報(bào)導(dǎo)幾種蕎麥的等溫吸附曲線為典型的S型曲線,徐寶才等(2003)試驗(yàn)結(jié)果表明四川苦蕎籽粒的等溫吸附曲線也為典型的S型曲線。趙新淮等(2004)測定兩種大豆制品的等溫吸附曲線符合BET和Halsey數(shù)學(xué)模型,但是BET方程存在一定的局限性。 3.飼料中的霉菌與水分活度 3.1.飼料中的霉菌毒素及其危害
霉菌毒素(Mycotoxins)的研究是從英國1960年火雞爆發(fā)X病開始的,飼料中對(duì)畜禽影響比較大的霉菌毒素主要有黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、T-2毒素、赭曲霉毒素、煙曲霉毒素和麥角生物堿等(LW.Whitlow and W.M.Hagler,2004)。但是近幾年來以黃曲霉毒素和玉米赤霉烯酮對(duì)畜禽危害最大。
黃曲霉毒素(Aflatoxin)是黃曲霉和寄生曲霉產(chǎn)毒菌株的代謝產(chǎn)物,主要污染玉米、花生、棉子及其餅粕黃曲霉毒素不是一種單一的物質(zhì),而是一類結(jié)構(gòu)及其相似的化合物B1和B2(由黃曲霉產(chǎn)生)G1和G2(由寄生曲霉產(chǎn)生)等(Cotty et al.,1994)。黃曲霉毒素的毒性與其結(jié)構(gòu)有關(guān),其中黃曲霉毒素B1的毒性最強(qiáng)。各種動(dòng)物中雛鴨對(duì)黃曲霉毒素最為敏感,豬、火雞、仔雞易感,反芻動(dòng)物不敏感。動(dòng)物黃曲霉毒素中毒的表現(xiàn)有食欲下降、運(yùn)動(dòng)失調(diào)、生長減慢、肝臟毒性等(Nibbelink,1986)。Qureshi et al(1998)發(fā)現(xiàn)飼料中的黃曲霉毒素可以傳遞到雞蛋中,人類食用了這些被黃曲霉毒素污染的雞蛋,通過食物鏈也可以傳遞到人體,使人體發(fā)生中毒(Schiefer,1990)。
玉米赤霉烯酮(Zearalenone)主要是由禾谷鐮刀菌產(chǎn)生的一類雌激素樣毒素,主要污染玉米、燕麥、高梁、芝麻和青貯料(LW.Whitlow and W.M.Hagler,2004)。玉米赤霉烯酮可以使動(dòng)物發(fā)生雌激素亢進(jìn)癥,其中以豬最為敏感,對(duì)反芻動(dòng)物不很敏感,肉仔雞和產(chǎn)蛋雞也不易感,甚至在較高的劑量下也不易感。玉米赤霉烯酮中毒主要表現(xiàn)為發(fā)情前小母豬陰戶紅腫、陰道黏膜充血、乳腺增大,小公豬出現(xiàn)“雌性化”癥狀,還可引起母豬窩產(chǎn)仔數(shù)減少。飼料中含有高劑量的玉米赤霉烯酮可以導(dǎo)致奶牛產(chǎn)奶量下降、腹瀉、下痢等癥狀(Coppock et al.,1990),玉米赤霉烯酮也可以在牛奶中殘留,可以通過食物鏈對(duì)人類產(chǎn)生威脅(Prelusky DB et al.,1990)。 3.2.霉菌生長的水分活度
霉菌生長要求的水分活度較其他微生物如細(xì)菌和酵母都低。一般地,水分活度值在0.60以下,所有霉菌都不能生長,少數(shù)霉菌可以在水分活度值為0.65時(shí)生長,這類霉菌稱作干性霉菌如灰綠曲霉、薛氏曲霉、赤曲霉、阿姆斯特單曲霉等。這些干性霉菌的孢子在水分活度值0.73—0.75時(shí)經(jīng)過1—4周的時(shí)間,有部分可以發(fā)芽,當(dāng)水分活度值為0.70時(shí),與飼料有關(guān)的霉菌孢子發(fā)芽的極少見。在相對(duì)濕度高(水分活度值大于0.85)的環(huán)境中霉菌的生長能夠引起飼料的嚴(yán)重霉?fàn)€,但是霉菌生長的最適水分活度值在0.93—0.97之間。表二列出了各種霉菌生長(孢子萌發(fā))的最低水分活度值。
表二.飼料中各種霉菌生長(孢子萌發(fā))的最低水分活度值
3.3. 飼料的水分活度與霉菌毒素的產(chǎn)生
由許多霉菌產(chǎn)生的毒枝毒素至少有200多種,所以水分活度與霉菌的生長及毒素產(chǎn)生的關(guān)系是很復(fù)雜的。一般認(rèn)為生毒霉菌的生長所需的水分活度值要比其毒素形成所需的水分活度值低,但是霉菌生長的代謝水的產(chǎn)生可以使生長環(huán)境的水分活度值增加(李琳,萬素英,2000)。M.Jiménez et al(1996)在水分活度值為0.97,28℃的條件下培養(yǎng)14天,12℃的條件下培養(yǎng)26天,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在第15至30天時(shí)玉米赤霉烯酮產(chǎn)生速率最快,在水分活度值為0.95時(shí),玉米赤霉烯酮產(chǎn)生的最大量為9.3mg/kg。A.Nesci等(2003)的研究發(fā)現(xiàn)在水分活度值為0.809和0.747時(shí),無論是否在培養(yǎng)基中添加抗氧化劑或者添加任何抗氧化劑,培養(yǎng)基中培養(yǎng)的黃曲霉都不會(huì)產(chǎn)生黃曲霉毒素。Gqaleni, Net al.,(1997)在水分活度值為0.90,溫度為20℃和37℃條件下培養(yǎng)15天結(jié)果未發(fā)現(xiàn)有黃曲霉毒素B1產(chǎn)生。在建筑物里的真菌在水分活度值在接近0.8時(shí)開始生長,但是可以顯著的產(chǎn)毒的水分活度值要達(dá)到0.95以上(Kristian Fog Nielsen,2003)。 4.結(jié)語