Основные способы снижения уровня микотоксикологической нагрузки на корма для животноводства

Автор: Фалалеева Д.Е., Платонов А.В., Рассохина И.И.

Журнал: АгроЗооТехника @azt-journal

Рубрика: Кормопроизводство, кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов

Статья в выпуске: 3 т.8, 2025 года.

Бесплатный доступ

Широта проблемы поражения микотоксинами кормов растительного происхождения для сельскохозяйственных животных сегодня становится все более очевидной. Данные ООН демонстрируют, что до 30% мирового урожая поражено токсическими метаболитами, при этом в России проблема затрагивает около 80% зерна. В Вологодской области проблема стоит не менее остро: анализ образцов корма для крупного рогатого скота показал, что практически все они были поражены афлатоксинами и зеараленоном, 97% – охратоксином-А, менее трети образцов – ДОН. Угроза распространения микромицетов и их метаболитов очевидна для успешного развития агропромышленного комплекса, получения качественной продукции молочного и мясного животноводства, сохранения здоровья населения. Цель исследования – провести анализ отечественной и зарубежной литературы и выявить основные способы снижения уровня микотоксикологической нагрузки на корма для животноводства. На основании результатов исследований отечественных и зарубежных авторов в рамках обзора выделены следующие основные механизмы снижения содержания микотоксинов в кормах: трансформация (преобразование) токсинов в менее опасные вещества и снижение биодоступности токсинов с помощью различных сорбентов. Кроме того, определены следующие методы борьбы с микотоксикологической нагрузкой: физические (излучение, механическое или термическое действия); химические (обработка веществами, вступающими в химические реакции с микотоксинами); биологические (обработка живыми бактериальными культурами, ферментными препаратами); сорбционные (использование разнообразных связывающих неорганических и органических агентов). Результаты проведенного обзора позволяют говорить об отсутствии единых радикальных способов снижения уровня микотоксинов в животноводческих кормах и пищевых продуктах. Необходимо разрабатывать комплексный инструментарий, сочетающий профилактические меры для животных, а также методы детоксикации и постоянный мониторинг кормов. Лишь комплексный подход может позволить минимизировать риск возникновения микотоксикозов, при этом сохранив здоровье животных и снизив финансовые издержки хозяйств.

Еще

Микотоксины, грибы-продуценты, фунгициды, бактерии, адсорбенты, ферментативно-пробиотические препараты

Короткий адрес: https://sciup.org/147251037

IDR: 147251037   |   DOI: 10.15838/alt.2025.8.3.3

Текст научной статьи Основные способы снижения уровня микотоксикологической нагрузки на корма для животноводства

Широта проблемы поражения микотоксинами кормов растительного происхождения для сельскохозяйственных животных сегодня становится все более очевидной. Данные ООН демонстрируют, что до 30% мирового урожая поражено токсическими метаболитами, при этом в России проблема затрагивает около 80% зерна. В Вологодской области проблема стоит не менее остро: анализ образцов корма для крупного рогатого скота показал, что практически все они были поражены афлатоксинами и зеараленоном, 97% – охратоксином-А, менее трети образцов – ДОН. Угроза распространения микромицетов и их метаболитов очевидна для успешного развития агропромышленного комплекса, получения качественной продукции молочного и мясного животноводства, сохранения здоровья населения. Цель исследования – провести анализ отечественной и зарубежной литературы и выявить основные способы снижения уровня микотоксикологической нагрузки на корма для животноводства. На основании результатов исследований отечественных и зарубежных авторов в рамках обзора выделены следующие основные механизмы снижения содержания микотоксинов в кормах: трансформация (преобразование) токсинов в менее опасные вещества и снижение биодоступности токсинов с помощью различных сорбентов. Кроме того, определены следующие методы борьбы с микотоксикологической нагрузкой: физические (излучение, механическое или термическое действия); химические (обработка веществами, вступающими в химические реакции с микотоксинами); биологические (обработка живыми бактериальными культурами, ферментными препаратами); сорбционные (использование разнообразных связывающих неорганических и органических агентов). Результаты проведенного обзора позволяют говорить об отсутствии единых радикальных способов снижения уровня микотоксинов в животноводческих кормах и пищевых продуктах. Необходимо разрабатывать комплексный инструментарий, сочетающий профилактические меры для животных, а также методы детоксикации и постоянный мониторинг кормов. Лишь комплексный подход может позволить минимизировать риск возникновения микотоксикозов, при этом сохранив здоровье животных и снизив финансовые издержки хозяйств.

Микотоксины, грибы-продуценты, фунгициды, бактерии, адсорбенты, ферментативнопробиотические препараты.

Микотоксины представляют собой вторичные метаболиты микроскопических плесневых грибов. Современные исследования идентифицировали свыше 300 химических структур, относящихся к этому классу, причем количество грибов-продуцентов охватывает более 350 таксономических единиц (включая 10 000 лабораторных штаммов). Наибольшую эпидемиологическую значимость в глобальном масштабе имеют шесть основных групп: канцерогенные афлатоксины, нейротоксичный Т-2, эстрогенный зеараленон, нефропатогенный охратоксин-А, а также повсеместно распространенные фумонизины и дезоксиниваленол (известный как ДОН-токсин)1 (Marín et al., 2013).

Известно, что микотоксины обладают сильной нефро- и гепатотоксичностью, вызывают иммунодефицитные состояния, тем самым представляют серьезную угрозу для жизни и здоровья животных и человека. Кроме того, данные метаболиты ухудшают использование протеина и минеральных веществ кормов, тормозят синтез белков, вызывают структурные нарушения в органах и тканях, а также отравления различной степени (Battilani et al., 2021). Поступление токси- нов в организм животных даже в малых недиагностируемых количествах существенно снижает качество и количество сельскохозяйственной продукции. На сегодня 132 страны в мире серьезно относятся к проблеме поражения кормов микотоксинами и ведут контроль качества кормов для сельскохозяйственных животных и продуктов питания (Grenier et al., 2014; Gruber-Dorninger et al., 2019).

Микотоксикозы – серьезная проблема современного животноводства (Хон, Эсмагамбетов, 2014). Широта проблемы поражения микотоксинами кормов растительного происхождения для сельскохозяйственных животных сегодня становится все более очевидной. Данные ООН демонстрируют, что до 30% мирового урожая поражено токсическими метаболитами, при этом в России проблема затрагивает около 80% зерна (Aravind et al., 2004; Салливан, 2005; Попова и др., 2017). Такая высокая пораженность кормов растительного происхождения и пищевых продуктов токсинами согласуется и с результатами по оценке в них микроскопических грибов (их доля достигает 80–100%). Кроме того, превышение допустимых концентраций отмечается в 21% анализируе- мых случаев, что наносит существенный ущерб экономике России (Папазян, 2002).

Собственные результаты исследований уровня контаминации микотоксинами кормов, заготавливаемых сельхозпредприятиями Вологодской области, также демонстрируют крайне существенную проблему: все анализируемые образцы были заражены афлатоксинами и зеара-леноном, 97% – охратоксином-А, менее трети образцов – ДОН. При этом значительная часть кормов единовременно была подвержена контаминации сразу двумя и более типами токсинов (Платонов и др., 2024).

Таким образом, угроза распространения микромицетов и их метаболитов очевидна для успешного развития АПК, получения качественной продукции молочного и мясного животноводства, сохранения здоровья населения. В связи с этим особую актуальность приобретает поиск путей снижения уровня контаминации кормов микотоксинами.

Цель исследования – провести анализ отечественной и зарубежной литературы и выявить основные способы снижения уровня микотоксикологической нагрузки на корма для животноводства.

Задачи:

– рассмотреть многообразие методов снижения уровня контаминации кормов микотоксинами;

– классифицировать существующие методы.

Современные стратегии детоксикации кормов включают гетерогенный комплекс методов – от использования органических адсорбентов растительного происхождения (травяные гранулы с высоким содержанием целлюлозных волокон) до применения инновационных комплексных препаратов с полимодальным механизмом действия. Первые реализуют физическую сорбцию за счет высокой удельной поверхности (до 450 м2/г), тогда как вторые обеспечивают биотрансформацию токсинов через ферментативную деградацию и молекулярную инактивацию (Zhao et al., 2020; Loi et al., 2021). Анализ литературы позволяет выделить два основных механизма снижения содержания микотоксинов в кормах:

– трансформация (преобразование) токсинов в менее опасные вещества;

– снижение биодоступности токсинов с помощью различных сорбентов.

Среди методов целесообразно выделение следующих (Poppenberger et al., 2003; Kabak et al., 2006; Jouany, 2007; Jard et al., 2011; Попова, 2017; Alberts et al., 2017; Luo et al., 2018; Peng et al., 2018):

– физические (излучение, механическое или термическое действие);

– химические (обработка веществами, вступающими в химические реакции с микотоксинами);

– биологические (обработка живыми бактериальными культурами, ферментными препаратами);

– сорбционные (использование разнообразных связывающих неорганических и органических агентов).

Физические методы. Среди физикотермических технологий детоксикации кормового сырья особое место занимает микроволновая обработка (диапазон 2.45 ГГц), основанная на сочетанном воздействии электромагнитного излучения неионизирующего типа и объемного диэлектрического нагрева. Реализация метода осуществляется посредством резонансных камер или туннельных излучателей СВЧ-типа, генерирующих переменное поле частотой 915–2450 МГц. Данный метод безопасен и обладает рядом преимуществ по сравнению с обычным температурным нагревом: КПД преобразования электрической энергии в тепловую достигает 90% за счет прямого поглощения СВЧ-квантов полярными молекулами воды; отсутствие тепловой инерции позволяет мгновенно регулировать режимы обработки; возможность локального воздействия на зоны с максимальной влажностью (очаги микробиологической контаминации); а также одновременная инактивация микробной биоты и грибковых токсинов за счет термомеханической деградации их макромолекул. В отличие от конвекционного нагрева СВЧ-технология обеспечивает 3–4-хкратное сокращение энергозатрат при равномерной деструкции токсикантов по всему объему продукта (Юсупова, Юсупов, 2012; Семенов и др., 2017).

Однако существует мнение, что микроволновое СВЧ-излучение малоэффективно в отношении снижения содержания микотоксинов. Так, в работе (Numanoglu et al., 2012) показано, что содержание ДОН после СВЧ-обработки при температуре 175 ºС снижается лишь на 40%. Сходные результаты получены Г.Г. Юсуповой (Юсупова, 2003), Т.А. Толмачевой (Толмачева, 2013), О.М. Соболевой с соавт. (Соболева и др., 2019). Так, действие СВЧ-излучения мощностью 600 Вт и продолжительностью 90 с лишь частично разрушило афлатоксины B1 и B2 в зерне пшеницы, на 23% снизило содержание охратоксина-А в комбикорме, на 39% – Т-2 токсина в комбикорме и на 24% – Т-2 токсина в зерне пшеницы. Результаты российских и зарубежных ученых позволяют говорить о недостаточной эффективности СВЧ-излучения в отношении снижения уровня контаминации кормов микотоксинами (Юсупова, 2003; Numanoglu et al., 2012; Толмачева, 2013; Vearasilp et al., 2015; Shanakhat et al., 2018; Соболева и др., 2019).

Детоксикация кормовых субстратов под действием электромагнитного излучения реализуется через два ключевых механизма: термическую денатурацию токсичных соединений и радиолиз молекул с последующим гидролитическим расщеплением. Интенсификация дан- ных процессов прямо коррелирует с экспозицией (временем обработки) и плотностью энергии излучения (Вт/см2), что подтверждается экспериментальными данными (Herzallah et al., 2008). Показано, что при кратковременном действии на корма неионизирующего излучения афлатоксины разрушаются в меньшей степени, чем при воздействии гамма-излучением. При этом длительное воздействие (3–30 часов) солнечных лучей на корм привело к деградации до 75% токсинов, а краткосрочное действие гамма-излучения – лишь на 37%, СВЧ-излучения – на 33% (Herzallah et al., 2008; Peng et al., 2018). Радиолиз органических субстратов при обработке ионизирующим излучением индуцирует образование реактивных кислородных частиц, запускающих цепные реакции окислительной деструкции токсичных соединений (He et al., 2010). Ключевым фактором, модулирующим этот процесс, является массовая доля воды в матрице. Экспериментальные данные демонстрируют, что при влажности зернового сырья <12% даже сверхвысокие дозы гамма-излучения (до 50 кГр) не обеспечивают детоксикацию ДОН. Однако увеличение гигроскопичности субстрата до 25–30% позволяет достичь 98% редукции ДОН уже при дозе 5 кГр за счет синергии радиолиза H₂O и гидроксильного окисления токсина (O’Neill et al., 1993; Stepanik et al., 2007; He, 2010).

Нагревание кормов – широко известный физический метод борьбы с содержанием токсинов. Эффективность термодеструкции микотоксинов, продемонстрированная в работе (Yumbe-Guevara et al., 2003), определяется триадой параметров: температурным режимом, экспозицией и гранулометрией сырья. Кинетика разрушения токсикантов имеет прямую зависимость от интенсификации термического воздействия. Экспериментальные данные выявили нелинейный характер деградации: в диапазоне 140–180 °С скорость пиролитического распада ДОН, зе-араленона и ниваленола не превышала 12 %/мин., тогда как при 200–220 °С наблюдалась экспоненциальная активация термоокислительных процессов с пиковой скоростью 58 %/мин. Критическим фактором оказалась дисперсность субстрата: измельчение зерновой матрицы до фракции <0,5 мм увеличивало удельную поверхность, обеспечивая полную деструкцию токсинов (100%) за 50 мин. В интактных зернах ячменя аналогичная обработка давала лишь 50% редукцию за счет ограниченной теплопроводности перикарпия (Yumbe-Guevara et al., 2003). Однако гипертермия (>200 °С) индуцирует нежелательные изменения: дегидратация с потерей водорастворимых нутриентов (витамины группы B); карбонизация целлюлозно-лигнинового комплекса; формирование меланоидинов, снижающих биодоступность протеинов. Как следствие, оптимизация параметров требует баланса между детоксикацией и сохранением питательной ценности кормов.

Технология паровой конверсии при сверхвысоких температурах нашла широкое применение в пищевой индустрии и производстве комбикормов. Экспериментальные работы (Pronyk et al., 2006) выявили корреляцию между параметрами паротермической обработки (110–185 °C) и редукцией ДОН в зерновом субстрате. Помимо температурно-временных характеристик, критическим фактором эффективности оказалась кинетика парового потока: максимальная деструкция ДОН (50%) достигалась при скорости струи 1,3 м/с, экспозиции 360 секунд и пиковой температуре 185 °C за счет синергии термогидролиза и кавитационного разрушения токсичных молекул. Возможность применения перегретого пара в отношении ДОН была показана и в исследова- ниях (Liu et al., 2019), однако отсутствие данных о воздействии на афлатоксины, охратоксин-А и зеараленон указывает на ограниченную универсальность технологии (Pronyk et al., 2006; Liu et al., 2019).

Перспективным инновационным подходом к детоксикации сельхозсырья является применение низкотемпературной плазмы (НТП) – частично ионизированного газа (Ar, O 2 , N 2 ), генерируемого в высоковольтных разрядах (5–30 кВ) при термодинамическом неравновесии (температура среды 20–40 °C). Результаты единичных на сегодняшний день исследований показали, что НТП эффективна для разрушения микотоксинов, в частности зеараленона и ДОН. Так, в работе (Ten Bosch et al., 2017) выявлена деградация многих микотоксинов, в том числе зе-араленона, ДОН, фумонизина B1, T-2 токсина при воздействии на сырье холодной плазмой на основе воздуха при атмосферном давлении. Полное разрушение спор Aspergillus niger и продуцируемых ими микотоксинов (афлатоксин B1) при обработке плодов пальмы холодной плазмой на основе аргона под давлением вдвое больше атмосферного в течение 9 мин отмечено в работе (Ouf et al., 2015), а деструкция афлатоксина B1 на 95–96% в арахисе под действием холодной воздушной плазмы показана (Devi et al., 2017). Аналогичное полное разрушение токсинов, продуцируемых грибами Alternaria , было получено (Wang et al., 2020) при обработке сырья холодной плазмой на основе воздуха в течение 5 мин. Таким образом, применение холодной плазмы является перспективным путем снижения содержания микотоксинов в сырье, однако в настоящее время результатов для однозначных выводов недостаточно (Ouf et al., 2015; Devi et al., 2017; Shanakhat et al., 2018; Wang et al., 2020).

Водная флотация способна снизить содержание микотоксинов в зерне. Так, показано, что данный метод снижает содержание ДОН в зерне пшеницы на 23% (Visconti et al., 2004), а эффект в отношении зерна кукурузы достигает 27–70% в зависимости от типа токсина (Matumba et al., 2015). При этом простое замачивание и/или промывка зерна водой малоэффективны для удаления микотоксинов, содержание токсинов снижается лишь на 10–20%. Отмечается, что вода лишь частично смывает микромицеты и микотоксины с поверхности зерна (Visconti et al., 2004; Matumba et al., 2015; Peng et al., 2018).

Сортировка сырья – труднореализуемый в масштабах производства путь. Однако, результаты исследования по применению технологии ручной сортировки в отношении зерна кукурузы по цвету показали эффективность и принципиальную возможность такого метода для снижения содержания фумонизина B1 (Van der Westhuizen et al., 2011). Более экономически выгодной для промышленного применения уже в ближайшем будущем видится оптическая сепарация (Peng et al., 2018).

Гранулометрическая обработка зерна с последующей аспирационной сепарацией периферийных фракций демонстрирует потенциал для редукции контаминантов, преимущественно ДОН. Однако технологическая применимость метода ограничена пищевым сектором, где допустимо удаление 12–15% массы сырья. В комбикормовом производстве подобная обработка экономически нецелесообразна из-за повышения себестоимости на 18–22% (логистика отходов, энергозатраты); деградации питательной ценности за счет потери клетчатки (до 40%) и липидного комплекса (Rios et al., 2009; Tibola et al., 2015). Так, сепарация 25% алейронового слоя пшеницы снижает уровень ДОН на 78% (Rios et al., 2009), а частичное удаление отрубей (8–12%) обеспечивает редукцию

10–42% токсинов в зависимости от гранулометрии помола. При этом наблюдается кумуляция контаминантов в периферийных слоях зерна: концентрация микотоксинов в отходах сепарации превышает исходные показатели в 1,8–2,3 раза за счет адсорбции на гидрофобных структурах эндосперма (Tibola et al., 2015).

Химические методы. Помимо снижения уровня содержания токсинов в сырье возможна предварительная борьба в полевых условиях с заражениями посевов токсинообразующими грибами. Для борьбы преимущественно используются химические фунгициды. Однако современные данные свидетельствуют, что защита растений против фузариевых грибов эффективна только в случае тотального фунгицидного эффекта препаратов по отношению к грибам рода Fusarium , т. е. их полного уничтожения (D’Mello et al., 1998).

Современные фитопатологические исследования выявили парадоксальный эффект: применение сублетальных доз фунгицидов (регламентированных при слабой контаминации семян) и индукторов системной резистентности растений может потенцировать биосинтез фуза-риотоксинов. Данный феномен обусловлен активацией оксидативного стресса, при котором H 2 O 2 выполняет сигнальную функцию, стимулируя экспрессию генов Tri5 и Tri6, ответственных за синтез ДОН. Так, исследователями показано, что сублетальные дозы фунгицидов «Проциоконазол», «Азоксистробин», а также комбинации «Проциоконазола» и «Флуоксастробина» индуцировали продукцию ДОН штаммом F. graminearum в лабораторных условиях через 48 ч после обработки (Audenaert et al., 2010). Аналогичный результат был получен в полевых условиях при обработке растений пшеницы низкими концентрациями данных фунгицидов (Сергеев и др., 1999; Audenaert et al., 2010).

При этом, как отмечают специалисты Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), при использовании пестицидов в высоких концентрациях их остатки обнаруживаются почти в 40% используемых в пищу продуктов (Maksimov et al., 2011), что также снижает качество производимой продукции.

Биологические методы. Биологические методы снижения уровня микотоксинов включают применение трех типов препаратов: вносимые при кормлении животных, при кормозаготовке и под посевы.

В кормлении животных снижение уровня токсикации возможно путем применения ферментных препаратов и пробиотических микроорганизмов. Основной механизм – ингибирование развития грибов-продуцентов в желудочно-кишечном тракте животных, в т. ч. путем синтеза ферментов (Massoud, Zoghi, 2022). Учитывая низкую стабильность ферментов при хранении, а также быструю инактивиро-вацию в кишечнике животных, наиболее эффективно и экономически целесообразно применять пробиотические препараты (De Oliveira et al., 2021).

Мировой ассортимент пробиотиков для биотрансформации микотоксинов весьма ограничен, на отечественном рынке известны, например, «Моноспорин» и «Бацелл» (ООО «Биотехагро», Краснодарский край), основа которых – спорообразующие бактерии Bacillus subtilis (Шкура-това и др., 2019). О возможности использования в рационе животных препарата «Энтероспорин» в количестве 10 мл/день говорится в работе Т.А. Шамиловой с соавторами. Данный препарат способен снизить выраженность афлатоксикоза, а также улучшить общее клиническое состояние животных (Шамилова и др., 2012). Кроме того, имеются данные о снижении влияния афлатоксинов и Т-2 токсина на морфобиохимические показате- ли поросят и телят при совместном применении пробиотиков «Энтеросоприн», «Спас» (основа – Lactobacilios plantatum) и сорбента «Фитосорб». Вероятно, именно бактерии L. plantatum, обладая высокой антагонистической активностью к широкому спектру патогенных и условно-патогенных микоорганизмов, нормализуют деятельность желудочно-кишечного тракта, улучшают усвоение корма, стимулируют обменные процессы (Коростелева и др., 2016).

Не менее эффективным в отношении снижения эффекта от действия микотоксинов оказался комплексный пробиотический препарат «Профорт» (основа два штамма Bacillus megaterium и Enterococcus faecium ). Исследования Е.А. Йылдырым и соавторов показали, что бактерии E. faecium обладают крайне высоким потенциалом в биодеградации токсичных соединений (Йылдырым и др., 2019).

Помимо ферментативно-пробиотических препаратов возможно применение в рационах животных кормовых добавок, в состав которых входят секвенирующие агенты. Секвестранты представляют собой неабсорбирующие вещества, способные образовывать комплексы с токсинами, например ионами (меди, железа, никеля и др.) или микотоксинами и грибами-продуцентами (Герунов, 2022). К основным преимуществам данных веществ относятся высокая поглощающая способность, низкая всасываемость в системный кровоток, что снижает частоту проявления побочных эффектов и обеспечивает экологичность технологии (Hope, 2013).

Известно, что использование микробных препаратов при заготовке кормов может снизить количество грибов и их метаболитов. Так, препарат «Сахабакти-субтил» снижал количество плеснеобра-зующих грибов на 89% в сене и на 56% в сенаже, при этом число патогенных ми- кроорганизмов сократилось на 89 и 25% соответственно (Похиленко, Перелыгин, 2007; Былгаева и др., 2016). Экспериментальные данные демонстрируют, что инокуляция силоса штаммами Lactobacillus buchneri и Pediococcus pentosaceus снижает уровень F. graminearum на 70–90% и концентрацию ДОН на 65% за счет подавления роста грибов через подкисление среды (pH < 4,2) и продукцию бактери-оцинов (Pereyra et al., 2019), инокуляция штаммами L. plantarum и L. buchneri снижает содержание F. graminearum на 80%, а ДОН – на 65–70% (Канарская, Новикова, 2015). Об адсорбции афлатоксина В1 на 85–92% штаммами Lactobacillus rhamnosus и L. casei путем связывания его с пептидогликанами клеточной стенки сказано в работе (Zhao et al., 2021), при этом эффект усиливается в присутствии B. subtilis.

При возделывании культур также возможно применение различных микробных препаратов, которые способны подавлять развитие фитопатогенных организмов и тем самым снижать синтез их метаболитов. Известно применение препаратов на основе метаболитов бактерий, а также эпифитных и эндогенных бактерий. Например, в основе широко известных в России препаратов защитного действия «Фитоспорин-М» и «Интеграл» лежат два эндофитных штамма бактерий B. subtilis (Chen et al., 1995; Недорезков, 2003). Применение препаратов «Фитоспорин-М» и «Триходермин» ( Trichoderma asperellum ) способствует снижению на 40–60% содержания зеараленона в зерне за счет подавления развития Fusarium spp. (Сидоров и др., 2021), а обработка семян ячменя препаратом «Актинофит» ( Streptomyces griseoviridis ) снижает содержание ДОН на 55% (Иванов, Петрова, 2020).

Штаммы B. subtilis и B. amyloliquefaciens продуцируют липопептиды (сурфактин, итурин), подавляющие рост F. graminearum на 90% и синтез ДОН на 70% в пшенице

(Fira et al., 2018). Путем конкуренции за питательные ресурсы и секреции хитиназ Trichoderma harzianum снижает колонизацию колоса пшеницы F. graminearum на 80%, что уменьшает накопление ДОН на 65% (Matarese et al., 2012). Грамотрица-тельные бактерии Pseudomonas fluorescens активируют синтез салициловой кислоты в растениях кукурузы, снижая поражение Aspergillus flavus на 60% и накопление афлатоксина B1 на 50% (Pieterse et al., 2014).

Помимо использования микробных и ферментативно-пробиотических препаратов в кормлении, кормозаготовке и растениеводстве борьба с микотоксинами возможна совершенно иным путем – через создание трансгенных растений. Такие растения содержат гены, кодирующие ферменты-деструкторы токсинов. Например, для снижения содержания зеарале-нона в зерне кукурузы был клонирован и перенесен в геном кукурузы ген zhd101, изначально кодирующий щелочную лак-тонгидролазу у гриба Clonostachys rosea IFO 7063. Данная трансформация кукурузы привела к синтезу фермента в зерновках, что снижало содержание токсина в 5 раз. Аналогичная трансформация была проведена и в отношении содержания афлатоксинов в грецком орехе. Для этой цели ген фермента дигидрошикиматде-гидрогеназы, который отвечает за превращение 5-дигидрошикимата в галловую кислоту, ввели в геном грецкого ореха (Muir et al., 2003; Igawa et al., 2007). В работе (Poppenberger et al., 2003) также показана возможность снижения токсичности ДОН путем его гликозилирования ферментом ДОН-глюкозилтрансферазой (Muir et al., 2003; Igawa et al., 2007).

Сорбционные методы. Адсорбенты микотоксинов можно разделить на неорганические и органические. Среди неорганических сорбентов максимальной селективностью в отношении афла- токсинов обладают гидратированные натрий-кальциевые алюмосиликатные матрицы (HSCAS), демонстрирующие сорбционный потенциал 60–70 мг/г за счет ионообменных взаимодействий в мезопористой структуре (диаметр пор 2–5 нм). Для сравнения: природные бентониты с монтмориллонитовой основой связывают не более 9 мг/г токсинов из-за ограниченной удельной поверхности (≤80 м2/г против 450 м2/г у HSCAS). Некоторые алюмосиликаты эффективны как против афлатоксинов, так и против зеараленона и фумонизина. Однако есть указания, что неорганические сорбенты, изготовленные на основе алюмосиликатов и бентонитов или цеолитов, не способны связывать наиболее часто обнаруживаемые в кормах средней полосы России микотоксины трихотеценовой группы (Т-2 токсин, ДОН) (Шкуратова и др., 2013; Guimarães et al., 2018).

Биополимерные сорбенты органической природы (хитозан, пектиновые комплексы) демонстрируют полифункциональ-ную активность в отношении связывания ксенобиотиков микробного происхождения. Особый интерес представляет глико-каликс дрожжей Saccharomyces cerevisiae, структурные компоненты которого (β-глюканы, маннопротеины) обеспечивают селективную адсорбцию микотоксинов. Эффективность адсорбции Т-2 микотоксина зависит от влияния протеина, глюкана и маннана: ферментативный гидролиз протеина и маннана усиливает адсорбцию, глюканов – снижает адсорбцию (Канарская, 2012). Кроме того, микробные биопленки мицелиальных грибов и лак- тобактерий (Lactobacillus spp.) проявляют кросс-реактивность к широкому спектру токсинов (афлатоксины, охратоксины) благодаря наличию тейхоевых кислот и пептидогликановых рецепторов. Современные разработки направлены на иммобилизацию этих культур в кормовых матрицах для in situ детоксикации.

К адсорбентам, полученным с использованием нанотехнологий, относится самый известный препарат с измененной молекулярной структурой – «Амадеит» (OLMIX, Франция), получаемый из монтмориллонита и олигосахаридов (Бурдае-ва, 2016).

Однако помимо токсинов сорбенты способны связывать и ценные компоненты кормов, например витамины и микроэлементы (Шкуратова, 2003; Jard et al., 2011; Guimarães, 2018). А адсорбенты на основе клеток бактерий могут вызывать излишнюю активацию иммунитета и аллергические реакции (Jard et al., 2011).

Заключение

В настоящее время не существует радикальных способов снижения уровня микотоксинов в животноводческих кормах и пищевых продуктах. Представленный обзор демонстрирует необходимость разработки комплексного инструментария, сочетающего профилактические меры для животных, методы детоксикации и постоянный мониторинг кормов. Лишь комплексный подход может позволить минимизировать риск возникновения микотоксикозов, при этом сохранив здоровье животных и снизив финансовые издержки хозяйств.

Статья научная