Tài liệu ảnh hưởng của hai độc tố nấm mốc deoxynivalenol và fumonisin trong thức ăn chăn nuôi đến sinh trưởng của lợn thịt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM --------------- ĐOÀN VĨNH ẢNH HƯỞNG CỦA HAI ĐỘC TỐ NẤM MỐC DEOXYNIVALENOL VÀ FUMONISIN TRONG THỨC ĂN CHĂN NUÔI ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA LỢN THỊT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Thành phố Hồ Chí Minh – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM --------------- ĐOÀN VĨNH ẢNH HƯỞNG CỦA HAI ĐỘC TỐ NẤM MỐC DEOXYNIVALENOL VÀ FUMONISIN TRONG THỨC ĂN CHĂN NUÔI ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA LỢN THỊT Chuyên ngành: Chăn nuôi Động vật Mã số: 9620105 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. LÃ VĂN KÍNH Thành phố Hồ Chí Minh – 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. TS. Lã Văn Kính. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án này là trung thực, chính xác và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 11 năm 2017 ii LỜI CẢM ƠN Sau quá trình học tập và nghiên cứu, nay tôi đã hoàn thành Luận án tiến sĩ Nông nghiệp, chuyên ngành Chăn nuôi động vật. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến: - Ban Giám đốc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam; - Ban Đào tạo sau đại học, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam; - Ban Giám đốc Viện và các Phòng, Ban thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ về mọi mặt để tôi tham gia khóa nghiên cứu sinh; - Thầy PGS. TS. Lã Văn Kính, là người Thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài; - Ban Giám đốc và các Phòng ban, Bộ môn Nghiên cứu Dinh dưỡng và Thức ăn Chăn nuôi thuộc Phân Viện Chăn nuôi Nam Bộ đã giúp đỡ, gánh vác bớt phần việc, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tôi tham gia học tập nghiên cứu và thực hiện đề tài; - Trại Chăn nuôi heo Chí Trung thuộc Hợp tác xã Chăn nuôi heo An toàn Tiên Phong, Củ Chi, Tp. Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi về cơ sở vật chất, con giống, thức ăn để tôi thực hiện đề tài này. Xin chân thành cảm ơn. Đoàn Vĩnh iii MỤC LỤC Nội dung Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH x MỞ ĐẦU 1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1 2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 3 3. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN 3 3.1 Tính mới của đề tài 3 3.2 Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn 4 Chương 1 5 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 5 1.1. KHÁI NIỆM VÀ LỊCH SỬ PHÁT HIỆN CÁC ĐỘC TỐ CỦA NẤM MỐC 5 1.1.1 Khái niệm về độc tố của nấm mốc 5 1.1.2 Lịch sử phát hiện mycotoxin 5 1.2. CÁC LOÀI NẤM MỐC VÀ ĐỘC TỐ NẤM MỐC QUAN TRỌNG 7 1.2.1. Điều kiện phát triển của nấm mốc 7 1.2.1.1 Ẩm độ 7 1.2.1.2 Nhiệt độ 8 1.2.1.3 Bản chất của cơ chất 9 1.2.2. Sinh tổng hợp các mycotoxin 9 1.2.3 Các loài nấm và độc tố nấm trên lương thực - thực phẩm 11 1.3. SỰ CHUYỂN HÓA VÀ TÁC ĐỘNG CỦA MYCOTOXIN TRONG CƠ THỂ ĐỘNG VẬT 13 1.3.1. Chuyển hóa mycotoxin trong cơ thể động vật 13 1.3.2. Tác động sinh hóa học của mycotoxin 19 1.3.3. Tác động sinh học của độc tố nấm mốc fumonisin và deoxynivalenol 24 iv 1.3.4 Bệnh nhiễm độc do mycotoxin 28 1.3.5 Phương pháp phân tích độc tố fumonisin và deoxynivalenol 30 1.3.6 Quy định mức cho phép mycotoxin 30 1.4. ẢNH HƯỞNG CỦA DON VÀ FUM ĐẾN GIA SÚC 32 1.4.1 Ảnh hưởng của DON 32 1.4.2 Ảnh hưởng của FUM đến gia súc 34 1.5. BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘC TỐ MYCOTOXIN ĐẾN GIA SÚC VÀ GIA CẦM 37 1.5.1 Phòng nấm mốc xâm nhập và phát triển trên nông sản 38 1.5.2 Các phương pháp làm giảm độc tố mycotoxin trong thực liệu 39 Chương 2 44 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 44 2.1.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 44 2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 44 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 45 2.2.1 Đánh giá hiện trạng nhiễm độc tố deoxynivalenol và fumonisin trong nguyên liệu là ngô và thức ăn hỗn hợp cho lợn thịt 45 2.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng khẩu phần chứa các mức độc tố DON khác nhau và hiệu quả của chất hấp phụ độc tố đến sinh trưởng của lợn thịt 45 2.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng khẩu phần chứa các mức độc tố FUM khác nhau và hiệu quả của chất hấp phụ độc tố đến sinh trưởng của lợn thịt 45 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45 2.3.1. Đánh giá hiện trạng nhiễm độc tố deoxynivalenol và fumonisin trong nguyên liệu là ngô và thức ăn hỗn hợp cho lợn thịt 45 2.3.1.1 Chọn đối tượng nhà máy 45 2.3.1.2 Phương pháp khảo sát, lấy mẫu và chỉ tiêu phân tích 46 2.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng khẩu phần chứa các mức độc tố DON khác nhau và hiệu quả của chất hấp phụ độc tố đến sinh trưởng của lợn thịt 46 2.3.2.1 Nguyên vật liệu 46 2.3.2.2 Thiết kế thí nghiệm 47 2.3.2.3 Phương pháp nuôi cấy nấm mốc Fusarium nivale 47 2.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng khẩu phần chứa các mức độc tố FUM khác nhau và hiệu quả của chất hấp phụ độc tố đến sinh trưởng của lợn thịt 48 v 2.3.3.1 Nguyên vật liệu 48 2.3.3.2 Thiết kế thí nghiệm 49 2.3.3.3 Phương pháp nuôi cấy nấm mốc Fusarium moniliforme 49 2.3.4 Nuôi dưỡng và thức ăn cho lợn thí nghiệm 51 2.3.5 Các chỉ tiêu theo dõi 52 2.3.6 Xử lý số liệu 54 Chương 3 56 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 56 3.1.ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NHIỄM ĐỘC TỐ DEOXYNIVALENOL VÀ FUNONISIN TRONG NGÔ VÀ THỨC ĂN HỖN HỢP CHO LỢN 56 3.1.1 Sản lượng thức ăn hỗn hợp của các nhà máy điều tra 56 3.1.2 Hiện trạng về việc vệ sinh, kiểm tra chất lượng thức ăn và nguyên liệu 57 3.1.3 Hiện trạng bảo quản, sử dụng các chất bổ sung để xử lý nấm mốc và độc tố nấm mốc 58 3.1.4. Hàm lượng độc tố DON và FUM trong ngô và thức ăn cho lợn thịt 59 3.1.4.1 Hàm lượng độc tố DON trong mẫu ngô 60 3.1.4.2 Hàm lượng độc tố FUM trong mẫu ngô 61 3.1.4.3 Hàm lượng độc tố DON trong mẫu thức ăn hỗn hợp cho lợn 63 3.1.4.4 Hàm lượng độc tố FUM trong mẫu thức ăn hỗn hợp cho lợn 65 3.2.NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG KHẨU PHẦN CHỨA CÁC MỨC ĐỘC TỐ DON KHÁC NHAU VÀ HIỆU QUẢ CỦA CHẤT HẤP THỤ ĐỘC TỐ ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA LỢN THỊT 68 3.2.1 Hàm lượng độc tố deoxinivalenol trong khẩu phần thức ăn thí nghiệm 68 3.2.2 Khối lượng lợn thí nghiệm ở các lứa tuổi sinh trưởng 69 3.2.3 Tăng khối lượng của lợn thí nghiệm ở các giai đoạn sinh trưởng 72 3.2.4 Khả năng thu nhận thức ăn và hiệu quả sử dụng thức ăn của lợn thí nghiệm 77 3.2.5 Khảo sát chất lượng thịt xẻ của lợn thí nghiệm 81 3.2.6 Đánh giá ảnh hưởng của thức ăn nhiễm DON lên nhung mao ruột non của lợn thí nghiệm 84 3.3.NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG KHẨU PHẦN CHỨA CÁC MỨC ĐỘC TỐ FUM KHÁC NHAU VÀ HIỆU QUẢ CỦA CHẤT HẤP THỤ ĐỘC TỐ ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA LỢN THỊT 87 3.3.1. Hàm lượng độc tố fumonisin trong khẩu phần thức ăn thí nghiệm 87 3.3.2 Khối lượng lợn ở các lứa tuổi thí nghiệm 88 vi 3.3.3 Tăng khối lượng tuyệt đối của lợn thí nghiệm qua các giai đoạn sinh trưởng 90 3.3.4 Khả năng thu nhận thức ăn và hiệu quả sử dụng thức ăn 94 3.3.5. Khảo sát chất lượng thịt xẻ của lợn thí nghiệm 98 3.3.6. Đánh giá ảnh hưởng của thức ăn nhiễm FUM lên nhung mao ruột non của lợn thí nghiệm 101 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 105 1. KẾT LUẬN 105 2. ĐỀ NGHỊ 106 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AOAC : Association of Official Analytical Chemists BNN : Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn BYT : Bộ Y Tế CRD : Chronic Respiratory Disease ĐC : Đối chứng DON : Deoxynivalenol FDA : Food and Drug Administration FUM : Fumonisin HPLC : High Performance Liquid Chromatography HSCHTĂ : Hệ số chuyển hóa thức ăn KL : Khối lượng NN&PTNT : Nông nghiệp và Phát triển Nông Thôn NT : Nghiệm thức ppb : Parts per billion ppm : Parts per million RSD : Residual Standard Deviation (Độ lệch tiêu chuẩn của hiệu dư) SS : So sánh TĂ : Thức ăn TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TKL : Tăng khối lượng viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Các con đường sinh tổng hợp Mycotoxin chủ yếu ................................. 11 Bảng 1.2. Các độc tố từ những loài Fusarium.......................................................... 12 Bảng 1.3. Dược động học của mycotoxin trên lợn và chuột ..................................... 16 Bảng 1.4. Tác động của mycotoxin trên các hệ thống của cơ thể động vật .............. 23 Bảng 1.5. Quy định mức tối đa của mycotoxin áp dụng cho các thức ăn dùng cho người ......................................................................................................................... 31 Bảng 1.6. Quy định mức tối đa của các mycotoxin trong thức ăn gia súc ở Mỹ ...... 31 Bảng 1.7. Giới hạn nhiễm độc tố vi nấm trong thực phẩm của Việt Nam ................ 32 Bảng 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm DON .................................................................... 47 Bảng 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm FUM ................................................................... 49 Bảng 3.1. Sản lượng sản xuất thức ăn và sản lượng thức ăn sản xuất cho lợn .........56 Bảng 3.2. Kết quả vệ sinh thiết bị, kiểm tra chất lượng và độc tố nấm mốc ............57 Bảng 3.3. Sử dụng chất xử lý nấm mốc và độc tố nấm mốc.....................................59 Bảng 3.4. Kết quả phân tích độc tố DON trong mẫu ngô .........................................60 Bảng 3.5. Mức DON trong mẫu ngô phân bố theo hàm lượng .................................61 Bảng 3.6. Kết quả phân tích độc tố FUM trong mẫu ngô .........................................61 Bảng 3.7. Mức nhiễm FUM trong mẫu ngô phân bố theo hàm lượng ......................63 Bảng 3.8. Mật độ độc tố DON trong thức ăn hỗn hợp cho lợn thịt ..........................63 Bảng 3.9. Mức độc tố DON trong thức ăn hỗn hợp phân bố theo hàm lượng ..........64 Bảng 3.10. Hàm lượng độc tố FUM trong thức ăn hỗn hợp cho lợn thịt..................65 Bảng 3.11. Mức độc tố FUM trong thức ăn hỗn hợp phân bố theo hàm lượng ........66 Bảng 3.12. Hàm lượng deoxynivalenol trong khẩu phần .........................................68 Bảng 3.13. Khối lượng lợn thí nghiệm ở các lứa tuổi sinh trưởng ...........................69 Bảng 3.14. Tăng khối lượng của lợn thí nghiệm ở các giai đoạn sinh trưởng ..........73 Bảng 3.15. Khả năng thu nhận thức ăn của lợn thí nghiệm ở các giai đoạn sinh trưởng ........................................................................................................................78 Bảng 3.16. Hệ số chuyển hóa thức ăn của lợn ở các giai đoạn sinh trưởng .............80 ix Bảng 3.17. Khối lượng các phần khảo sát lợn thí nghiệm ........................................82 Bảng 3.18. Tỷ lệ các phần khảo sát lợn thí nghiệm và độ dày mỡ lưng ...................83 Bảng 3.19. Hàm lượng fumonisin trong khẩu phần ở các nghiệm thức ...................87 Bảng 3.20. Khối lượng lợn ở các lứa tuổi thí nghiệm...............................................89 Bảng 3.21.Tăng khối lượng của lợn thí nghiệm qua các giai đoạn sinh trưởng .......91 Bảng 3.22. Thức ăn ăn vào hàng ngày của lợn qua các giai đoạn thí nghiệm ..........95 Bảng 3.23. Hệ số chuyển hóa thức ăn của lợn qua các giai đoạn thí nghiệm ...........97 Bảng 3.24. Khối lượng các phần khảo sát lợn thí nghiệm ........................................99 Bảng 3.25. Tỷ lệ các phần khảo sát lợn thí nghiệm ................................................100 x DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Cấu trúc phân tử fumonisin B1 và B2 ......................................................25 Hình 2. Cấu trúc phân tử của DON . .........................................................................27 Hình 3.1. Nhung mao ruột non đã bị bào mòn ..........................................................85 Hình 3.2. Nhung mao ruột non của lợn bị bào mòn tận gốc .....................................85 Hình 3.3. Nhung mao ruột non đã bị bào mòn tổn thương khi lợn ăn thức ăn nhiễm FUM ........................................................................................................................102 Hình 3.4. Nhung mao ruột non của lợn bị bào mòn và bị hoại tử và xâm nhập bạch cầu khi lợn ăn thức ăn nhiễm FUM ................................................................102 1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hiện nay ngành chăn nuôi nói chung và chăn nuôi lợn nói riêng ở nước ta gặp nhiều khó khăn do dịch bệnh phức tạp, bên cạnh đó thức ăn cho chăn nuôi không đảm bảo an toàn là một trong những tác nhân ảnh hưởng đến sức khỏe gia súc làm giảm sức đề kháng và sức sản xuất. Thức ăn đảm bảo chất lượng an toàn là không chứa nấm mốc, độc tố, vi sinh gây bệnh từ đó gia súc sử dụng thức ăn an toàn sẽ có sức đề kháng tốt ít bị nhiễm bệnh. Ngày nay sản phẩm nông nghiệp được sản xuất ra nhiều nhờ ứng dụng công nghệ cao, chính vì thế việc bảo quản để giao lưu mua bán, sản xuất chế biến thức ăn chăn nuôi cũng rất lớn trên phạm vi toàn cầu. Mặc dù trên thế giới đã cải thiện sản xuất nông nghiệp và công nghiệp sau thu hoạch, nhưng nhiễm độc tố nấm mốc (mycotoxin) không thể tránh khỏi và việc nhiễm độc tố nấm mốc hầu như phổ biến ở một số nồng độ trong thức ăn của con người và động vật [25]. Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên hợp quốc (FAO), ước tính có tới 25% cây lương thực trên thế giới bị ô nhiễm độc tố nấm mốc [52]. Nghiên cứu độc tố nấm mốc là một lĩnh vực khoa học khá mới mẻ, mới hình thành từ khoảng hơn 40 năm nay cùng với sự phát triển của chăn nuôi công nghiệp. Sau phát hiện Aflatoxin, nhiều độc tố nấm mốc đã được phát hiện và hiện có hơn 300 loại độc tố do nấm sản sinh (CAST, 2003). Quan trọng nhất hiện nay là các loại: Aflatoxin, Deoxynivalenol, Zearalenon, Ochratoxin, Fumonisin. Hiện nay ngoài Aflatoxin ra, các loại độc tố chính do nấm Fusarium sản sinh ra như Zearalenone, Fumonisin và nhóm Trichothecenes trong đó đặc biệt Deoxynivalenol và Nivalenol, những độc tố này thường được tìm thấy trong hạt ngũ cốc bị nhiễm khuẩn. Khí hậu nóng ẩm của Việt Nam là môi trường lí tưởng cho sự phát triển và sản sinh mycotoxin [13, 27 ]. Nhiễm độc tố mycotoxin là một trong những vấn đề quan trọng bởi vì sản phẩm nông nghiệp thường được thu hoạch vào mùa ẩm ướt, cùng với việc thiếu kỹ thuật chế biến và xử lý sau khi thu hoạch tạo điều kiện thuận lợi để nấm mốc sản sinh mycotoxin [154, 141]. Những nghiên cứu gần đây ở các tỉnh Đông Nam Bộ và Tây Nguyên cho thấy: aflatoxins, fumonisins và zearalenone nhiễm vào thức ăn chăn nuôi với mật độ cao 2 và phổ biến ở nhiều nơi, đặc biệt là fumonisin (có đến 70% số mẫu xét nghiệm bị nhiễm fumonisin và loại fumonisin B1 thường có nồng độ cao nhất (khoảng 10,8ppm) [114, 139]. Một khảo sát của Lee and Tan (2006) [84] ở một số nước Đông Nam Á gồm Indonesia, Malaysia, Philippines, Thái Lan và Việt Nam cho thấy có 92/203 (45%) số mẫu thức ăn chăn nuôi nhiễm fumonisin ở mức trung bình 0,68 ppm (cao nhất là 2 ppm), có 42/220 (19%) số mẫu thức ăn chăn nuôi nhiễm deoxynivalenol ở mức trung bình 0,66ppm (cao nhất là 3,9ppm). Mycotoxin được sản sinh ra từ trên đồng ruộng, và gia tăng khi thu hoạch, sấy khô, bảo quản, hoặc khi vận chuyển và chế biến [95, 132]. Độc tố fumonisin (FUM) được tạo ra chủ yếu do nấm Fusarium moniliforme, có 6 loại fumonisins B1; B2; B3; B4; A1 và A2, phổ biến nhất là B1 và B2, gây nhiễm tự nhiên ở các loại ngũ cốc (Marasas, 1995) [89]. Đây là một loại nấm phổ biến phát triển trên các loại hạt ở vùng Bắc Mỹ, được tiết ra bởi sợi nấm, là những hóa chất có ảnh hưởng đến con người và sức khỏe vật nuôi (Miller, 2008) [94]. Những bệnh sinh ra do nhiễm độc tố fumonisin gồm có: Viêm bạch cầu não tủy (Leucoencephalomalacia) trên loài ngựa, viêm phổi (pulmonary edema) trên loài lợn. Tác động sinh hóa học của fumonisin là ức chế sự sinh tổng hợp Sphingolipid trong não (Dương Thanh Liêm và ctv, 2010). Theo như Haschek và ctv (2001) [70] lợn rất nhạy cảm với nhiễm độc cấp tính bởi fumonisin gây nên bệnh viêm phổi (pulmonary edema). Deoxynivalenol (DON) là một loại của mycotoxin trichothecene thường gây ói mửa, làm giảm lượng thức ăn tiêu thụ, bỏ ăn (Pestka, 2007) [109]. Ngoài ra DON còn làm giảm tăng trọng và hiệu quả sử dụng thức ăn và nồng độ protein huyết thanh (Bergsjö et al., 1993) [18]. Đã có những khảo sát tình trạng nhiễm độc tố nấm mốc trong đó có DON trong thức ăn chăn nuôi. Trên thế giới cũng đã có nhiều nước đưa ra mức giới hạn cho phép của độc tố FUM và DON trong thực phẩm và thức ăn chăn nuôi. Theo tiêu chuẩn châu Âu (EU) và Cục quản lý Dược phẩm và Thực phẩm (Food and Drug Administration-FDA, 2011) của Mỹ quy định mức giới hạn cho phép hàm lượng FUM trong thức ăn chăn nuôi là từ 5-10 ppm và DON là từ 1-4ppm. Tuy nhiên ở Việt Nam chỉ mới có quy định mức giới hạn cho phép đối với aflatoxin, chưa có 3 quy định nào đối với FUM và DON. Nghiên cứu về DON và FUM ở Việt Nam chưa nhiều nên việc nghiên cứu này là cần thiết. Trên thực tế nguyên liệu thức ăn chăn nuôi thường bị nấm mốc xâm nhập và sinh độc tố. Điều này có nghĩa là các thực liệu có mức độc tố vượt quá mức cho phép sẽ không được sử dụng, gây tổn thất lớn về kinh tế. Từ đó xuất hiện yêu cầu là làm thế nào để có thể sử dụng những nông sản đã bị nhiễm độc tố để tránh sự lãng phí. Đã có nhiều biện pháp làm giảm độc hoặc phá hủy độc tố do nấm mốc sinh ra được nghiên cứu như biện pháp vật lý (dùng nhiệt, phơi nắng, chiếu xạ), biện pháp hóa học (trích ly bằng dung môi, dùng ammonia,...) hay biện pháp sinh vật học (dùng vi sinh vật đối kháng hoặc cạnh tranh hay có khả năng phá hủy độc tố). Các phương pháp trên thường khó áp dụng trong thực tiễn vì làm tăng chi phí nhân công và cần năng lượng để làm khô lại nông sản sau khi xử lý. Một hướng mới hiện nay là dùng các chất có tính hấp phụ hay kết dính độc tố đã được chú ý. Các chất có hoạt tính bề mặt tự nhiên như chất sét zeolit, bentonit hoặc alumino-silicat hoặc chất tổng hợp như polyplasdone đã được thử nghiệm ở nước ngoài [39]. Các chất hấp phụ được sử dụng một cách thuận lợi là trộn trực tiếp vào thức ăn của gia súc. Vì vậy chúng tôi thực hiện đề tài: “Ảnh hưởng của hai độc tố nấm mốc deoxynivalenol và fumonisin trong thức ăn chăn nuôi đến sinh trưởng của lợn thịt”. 2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI - Đánh giá hiện trạng và mức nhiễm độc tố nấm mốc fumonisin và deoxynivalenol trong nguyên liệu là ngô và thức ăn hỗn hợp cho lợn thịt ở một số tỉnh phía Nam. - Nghiên cứu ảnh hưởng của khẩu phần thức ăn chứa các mức khác nhau của độc tố fumonisin và deoxynivalenol do nấm mốc sản sinh ra đến sinh trưởng của lợn thịt và hiệu quả của việc xử lý độc tố bằng chất hấp phụ độc tố. 3. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN 3.1 Tính mới của đề tài 4 Lần đầu tiên nghiên cứu một cách có hệ thống từ đánh giá hiện trạng nhiễm độc tố DON và FUM trên nhiều mẫu ngô và thức ăn hỗn hợp đến ảnh hưởng của hai độc tố này lên sinh trưởng của lợn thịt, cũng như hiệu quả sử dụng của chất hấp phụ độc tố nấm mốc. 3.2 Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn Cung cấp thông tin khoa học về ảnh hưởng của độc tố DON, FUM đến sinh trưởng của lợn thịt và hiệu quả của chất hấp phụ độc tố nấm mốc. Các thông tin này là tư liệu tốt cho giảng dạy, nghiên cứu và thực hành trong chăn nuôi lợn. 5 Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU LUẬN ÁN 1.1. KHÁI NIỆM VÀ LỊCH SỬ PHÁT HIỆN CÁC ĐỘC TỐ CỦA NẤM MỐC 1.1.1 Khái niệm về độc tố của nấm mốc Nghiên cứu độc tố nấm mốc là một lĩnh vực khoa học còn khá mới mẻ, mới hình thành từ khoảng 40 năm nay cùng với sự phát triển của chăn nuôi công nghiệp. Trước đây, nhận thức của con người về tác hại của nấm mốc đối với lương thực và thực phẩm chủ yếu là các thiệt hại về kinh tế, sự giảm sút giá trị dinh dưỡng, tạo các mùi vị khó chịu ảnh hưởng đến khâu chế biến và tiêu dùng các nông sản. Người ta ít hoặc không chú ý đến các độc tố của nấm mốc cho đến khi có những thiệt hại nghiêm trọng xảy ra vào những năm 1960, khi hàng trăm nghìn gà tây bị chết trong vòng vài tháng ở vùng phía đông và nam nước Anh. Theo FAO (1990) [50], mycotoxin được định nghĩa là một sản phẩm trao đổi chất của nấm mốc có khối lượng phân tử thấp, có khả năng gây biến đổi bệnh lý trên người và động vật. Mycotoxin có nguồn gốc từ Mykes (tiếng Hy Lạp) có nghĩa là nấm mốc (fungus) và toksikon có nghĩa là chất độc (poison). Bệnh do độc tố nấm (mycotoxicoses) được định nghĩa là hội chứng nhiễm độc do người và động vật tiếp xúc với mycotoxin thường là qua đường tiêu hóa. Độc tố do nấm mốc sinh ra là chất chuyển hóa thứ cấp của nấm có trọng lượng phân tử thấp mà không được phát hiện bởi hệ thống miễn dịch của cơ thể và là những chất độc ngầm . Hơn nữa, nhiều loại nấm sản xuất độc tố cũng là tác nhân gây bệnh, dẫn đến thiệt hại kinh tế cây trồng, những độc tố này có thể được hình thành trong nhiều giai đoạn của cây trồng, từ trồng đến khi thu hoạch, sấy và bảo quản [25]. 1.1.2 Lịch sử phát hiện mycotoxin Bệnh do mycotoxin đã được biết từ rất lâu. Bệnh đầu tiên được phát hiện có lẽ là Ergotism có đặc điểm gây hoại tử và hoại thư xảy ra vào thời kỳ trung cổ ở Châu Âu. Bệnh nhiễm độc này thường nổ ra, lưu hành rộng, giết chết nhiều người và gia 6 súc khiến người dân sợ hãi đã ví nó như ngọn lửa thiêng (Holy fire) [96]. Nguyên nhân do ăn lúa mì bị nhiễm loài nấm Claviceps purpurea, còn gọi là nấm cựa tím [12] sản sinh trong lương thực các alkaloid rất độc gọi là Ergotin và các chất gây ảo giác LSD (Lysergic acid diethylamid). Tác hại của các bệnh độc tố nấm khác đã được báo cáo ở nhiều nước như bệnh ở lợn và ngựa do ăn yến mạch bị nhiễm nấm Fusarium graminearum tại Mỹ, bệnh Stachybotryotoxicosis ở ngựa tại Nga phát hiện đầu tiên vào những năm 1930 được coi như hậu quả của nhiễm nấm mốc Stachybotrys atra mọc trên rơm bị ẩm. Một bệnh khác gọi là ATA (Alimentary Toxic Aleukia) làm giảm bạch cầu do thức ăn nhiễm loại nấm mốc thuộc giống Fusarium và Cladosporium phát triển được ở trên các hạt cốc để qua mùa đông (nhiệt độ từ 4-10C)[63]. Bệnh xảy ra ở nhiều vùng của nước Nga, đặc biệt trong thời gian thế chiến thứ II. Ở Nhật, nhiễm độc xảy ra do ăn gạo bị mốc với các triệu chứng nôn mửa, co giật, sau đó tê liệt. Bệnh nhân có thể chết trong vòng 1-3 ngày sau khi có triệu chứng trúng độc. Loài nấm sinh độc tố thuộc giống Penicillium (P. citreoviridae). Danh sách các bệnh nhiễm độc tố nấm đã xảy ra còn nhiều nhưng trước đây ít có các nghiên cứu về chúng. Cho đến năm 1960, hàng trăm nghìn gà tây bị chết trong vòng vài tháng ở vùng phía Đông và phía Nam nước Anh. Nguyên nhân gây bệnh khó xác định nên gọi là bệnh X ở gà tây (Turkey X disease). Ngoài ra hàng nghìn vịt con và gà lôi con cũng bị chết vì bệnh X. Sự xuất hiện của bệnh X đã thúc đẩy các nghiên cứu để tìm căn bệnh. Người ta đã phát hiện một chất có độc tính trong bánh dầu lạc nhập khẩu từ Brazil dùng làm nguồn cung cấp protein trong khẩu phần của các gia cầm bệnh. Chất này sau đó được chứng minh do loài nấm Aspergillus flavus tạo ra nên có tên là Aflatoxin. Sau phát hiện Aflatoxin, nhiều độc tố nấm đã được phát hiện và hiện có hơn 300 loại độc tố nấm [152] và có khoảng 150 loài nấm có thể sinh độc tố [50]. Quan trọng nhất hiện nay là các loại độc tố: Aflatoxin, Deoxynivalenol, Zearalenon, Ochratoxin, Fumonisin. Nhìn chung các phản ứng sinh học sau khi người và động vật ăn phải độc tố nấm mốc với các loại khác nhau sẽ bị 7 nhiễm độc cấp tính và tử vong cao đến các triệu chứng rối loạn các chức năng thần kinh, hệ miễn dịch, tiêu hóa dẫn đến năng suất sản xuất của động vật giảm. Độc tố nấm mốc khác nhau nhắm mục tiêu các cơ quan khác nhau gây ra độc hại khác nhau, ở liều lượng cao tiếp xúc với chất độc nấm mốc dẫn đến sự nhiễm độc tế bào nói chung dẫn đến ức chế tổng hợp đại phân tử (macromolecule). 1.2. CÁC LOÀI NẤM MỐC VÀ ĐỘC TỐ NẤM MỐC QUAN TRỌNG 1.2.1. Điều kiện phát triển của nấm mốc Nấm mốc (vi nấm) là một nhóm các loài vi sinh vật đơn bào và đa bào, phân bố rộng rãi khắp nơi trong thiên nhiên. Nấm mốc không chứa diệp lục tố (Chlorophyl), cơ thể dạng sợi có vách ngăn hoặc không có vách ngăn. Những sợi nấm này phân nhánh, hình thành từng đám chằng chịt gọi là hệ sợi nấm. Có 2 loại sợi: - Sợi nấm dinh dưỡng: nằm trong lớp môi trường, làm nhiệm vụ hấp thu chất dinh dưỡng cho toàn bộ hệ sợi. - Sợi nấm khí sinh: thường nhô lên trên môi trường, giữ vai trò sinh sản (tạo bào tử). Nấm mốc trao đổi chất với môi trường bên ngoài thông qua vách sợi nấm. Chúng vừa giữ vai trò hấp thu chất dinh dưỡng, vừa làm nhiệm vụ thải các chất bã, các sản phẩm trao đổi chất thứ cấp ra môi trường xung quanh. Nấm mốc có thể xâm nhiễm các nông sản ngay khi còn ở ngoài đồng, trong giai đoạn thu hoạch và sau thu hoạch (bảo quản, chế biến). Sự có mặt của các bào tử nấm mốc trên nông sản cho thấy sự phát tán rộng rãi ở ngoại cảnh. Nhưng nấm mốc muốn phát triển cũng cần một số điều kiện thuận lợi như ẩm độ, nhiệt độ, oxy và loại cơ chất thích hợp: 1.2.1.1 Ẩm độ Ẩm độ là một trong những yếu tố quan trọng nhất cho nấm mốc phát triển, đặc biệt là sự nẩy mầm của bào tử, theo Scott [131] độ hoạt động của nước aw (activity of 8 water) thể hiện nhu cầu về nước để nấm mốc phát triển và mối quan hệ giữa độ ẩm trong nguyên liệu với khả năng phát triển của vi sinh vật trên chúng: aw = P / P 0 Trong đó: P là áp suất riêng phần của nguyên liệu kiểm nghiệm P0 là áp suất hơi bão hòa của nước trong cùng điều kiện Độ ẩm tương đối RH (Relative Humidity) được dùng cho bầu không khí, trong khi aw chỉ áp lực của hơi nước trong một không gian nhất định, nơi áp lực hơi nước cân bằng với độ ẩm của nông sản. Theo Codex Alimentarius, mức aw được đề nghị < 0,70 để bảo quản tốt các nông sản. Hàm lượng nước tương ứng với trị số trên ở một số nông sản là ngô: 13%, đậu lạc: 7%. Tuy nhiên việc đo lường aw khá phức tạp và tốn kém, vì phải dùng dụng cụ đo lường đặc biệt. Northolt (1980) [101] đề xuất một phương pháp đơn giản để thử nghiệm độ hoạt động của nước ngay trên hiện trường và gọi là “thử nghiệm làm tan chảy các tinh thể muối”. Phương pháp này dựa trên đặc điểm của các tinh thể muối có thể hấp thụ hơi nước và chảy lỏng ra nếu áp lực hơi nước của không khí vượt quá áp lực hơi nước của dung dịch bão hòa muối đó. Thử nghiệm khá đơn giản: thí dụ để khảo sát aw của đậu lạc, người ta cho một ít tinh thể muối CuCl2 (có aw = 0,70) vào mặt dưới của nắp lọ trong có chứa mẫu đậu lạc cần khảo sát và đậy kín lại. Nấm mốc thường có mức aw thấp hơn so với vi khuẩn nên nông sản ít bị hỏng do vi khuẩn mà lại dễ bị hỏng do nấm mốc. Người ta có thể ngăn sự phát triển của nấm trên nông sản bằng cách làm khô nông sản đến aw< 0,65 [50]. 1.2.1.2 Nhiệt độ Thông thường đi cùng với độ ẩm, nhiệt độ tối thiểu, tối đa và tối thích hợp cho sự phát triển thay đổi tùy loài nấm mốc. Một số loài nấm có thể phát triển ở dưới 00C, một số khác có nhiệt độ tối thiểu là 100C, nhiệt độ tối thích từ 25-300C cho đa số các loài Penicillium và từ 30-400C cho đa số các loài Aspergillus vì vậy loài Aspergillus thường có ảnh hưởng nhiều trong nông sản thuộc các nước nhiệt đới. Các loài