Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: 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


9

Fusarium có nhiệt độ thích hợp ở 8-150C nên thường xảy ra ở các vùng khí hậu ôn
đới [89].
1.2.1.3 Bản chất của cơ chất
Nấm mốc cần nhiều loại chất dinh dưỡng cho nhu cầu năng lượng và tổng hợp
các đại phân tử như protein và DNA, vì nấm mốc không tự tổng hợp được
carbonhydrat nên cơ chất cần có chứa thành phần này, mặc dù nấm mốc có thể phát
triển trên một cơ chất giàu protein và dùng axit amin làm nguồn cung cấp carbon.
Nitơ hữu cơ thường dễ được nấm mốc sử dụng hơn nitơ vô cơ, một số nấm mốc lại
cần cung cấp vitamin trong khi một số khác có thể tự tổng hợp, do đó các loại hạt có
thể là đích của một số nấm mốc vì có sẵn các carbonhydrat dễ sử dụng. Sự tổn thương
lớp ngoài của hạt do côn trùng xâm nhập hoặc do kỹ thuật thu hoạch không thích hợp
có thể mở đường cho nấm mốc xâm nhập gây nhiễm cho hạt. Một số lớn chất biến
dưỡng được tạo thành trong quá trình phân giải carbohydrat, một số có tính độc đối
với người và động vật (mycotoxin), một số khác lại độc đối với vi sinh vật
(antibiotics) [139].
1.2.2. Sinh tổng hợp các mycotoxin
Mycotoxin là chất biến dưỡng thứ cấp (secondary metabolite) tương tự như
các sản phẩm khác do nấm tạo ra như chất kháng sinh, gibberellin và alkaloid, trong
khi đó các sản phẩm biến dưỡng sơ cấp (primary metabolite) như các axit amin, axit
béo, saccharide, axit nucleic và protein là rất cần thiết cho mọi cơ thể sống. Các vi
sinh vật tổng hợp chất biến dưỡng thứ cấp có thể dùng cả các enzym của quá trình

biến dưỡng sơ cấp hoặc nhờ các synthetase đặc hiệu. Nhưng do sự tổng hợp được xúc
tác bởi enzym nên thường sản xuất ra các nhóm chất hóa học có cấu tạo tương tự
nhau, như các Aflatoxin hoặc các penitrem. Mặc dù có nhiều loại độc tố nấm nhưng
chúng được hình thành qua một số ít con đường chuyển hóa. Các con đường chuyển
hóa này có liên quan đến chuyển hóa sơ cấp và sử dụng chung các chất trung gian
như acetyl CoA, mevalonic axit và axit amin (xem sơ đồ).


10

Sơ đồ chuyển hóa sơ cấp và chuyển hóa thứ cấp
CHẤT BIẾN DƯỠNG
SƠ CẤP

CHẤT BIẾN DƯỠNG
CHẤT TRUNG GIAN

THỨ CẤP

Acetyl coenzym A
Acid béo

Polyketide
Acid mevalonic

Sterols

Terpene
Acid amin

Protein

Cyclic polypeptid
Acid shikimic

Acid amin thơm

Acid phenolic
Diphenylbenzoquinone

Mối quan hệ giữa chuyển hóa sơ cấp và chuyển hóa thứ cấp [90]
Hai hoạt động sinh trưởng và tổng hợp các chất biến dưỡng thứ cấp thường bổ
sung cho nhau, liên tiếp nhau mà không loại trừ nhau. Điều đó có nghĩa là các chất
biến dưỡng thứ cấp trong đó có mycotoxin được sản xuất ra là điều tự nhiên và là yếu
tố sống còn của vi sinh vật [19]. Ở nấm mốc các con đường chuyển hóa quan trọng
nhất là con đường polyketide, con đường terpenoid và quá trình chuyển hóa các acid
amin thiết yếu có thể tóm tắt trong bảng sau:


11

Bảng 1.1. Các con đường sinh tổng hợp Mycotoxin chủ yếu
Chất biến dưỡng thứ cấp Loại độc tố tiêu biểu
Polyketide:
Di-

Moniliformin

Tetra-

Patulin, penicillic acid

Penta-

Citrinin, diplosporin, ochratoxin

Hexa-

Maltorisin

Hepta- Rugulosin,viomellein, viriditoxin, xanthomegnin
OctaNonaDecaDiketopiperazine
(Dẫn xuất từ acid amin)
Đơn giản

Ergochromes, luteoskyrin
Aurovertin B, citreoviridin, cytochalasin, fumonisin,
viridicatumtoxin, Zearalenon
Aflatoxin, austocystin, erythroskyrin, norsolorinic acid

Aspergillic acid, echinulin
Brevianamide, fumitremorgen, oxalin, roquefortine,

Có biến đổi

sporidesmin, verruculotoxin

Tetramic acid
(acid amin +mevalonat)

Cyclopiazonic acid, tenuazonic acid

Peptide

Ergotamine,
phomopsin,
tryptoquivaline

rhizonin,

tentoxin,

Terpene
Mono- Viridicatumtoxin
Sesqui- Trichothecene
Di-

Aflatrem, janthitrem, lolitrem, paspaline, paxilline,
penitrem

Nguồn [137]
1.2.3 Các loài nấm và độc tố nấm trên lương thực - thực phẩm
Theo Moreau (1974) [96]: Đa số các nấm mốc thường gặp trên lương thực
thực phẩm và có vai trò sinh độc tố quan trọng thuộc về các giống (genus) sau:


12

- Aspergillus
- Penicillium

-Fusarium
Vì các nấm mốc sinh mycotoxin rất nhiều trong tự nhiên và các điều kiện thuận
lợi cho sự sản sinh độc tố thường dễ xảy ra, nên ít có loại thực liệu nào không bị
nhiễm mycotoxin.
Sau đây là danh sách các loài nấm mốc và độc tố nấm mốc quan trọng:
Bảng 1.2. Các độc tố từ những loài Fusarium
Loại độc tố
Loài nấm mốc

Trichothecenes

Zearalenone

Fumonisin

Fusarin

Butenolide

F. monoliforme

-

+

+

+

-

F. oxysporum

+

+

+

-

-

F. culmorum

+

+

-

-

-

F. avenaceum

+

+

-

-

-

F. equiseti

+

+

+

-

-

F. graminearum

+

+

-

-

-

F. lateritium

+

+

-

-

-

F. solani

+

-

-

-

-

F. nivale

+

-

-

-

+

Nguồn : Paterson, 1996


13

1.3. SỰ CHUYỂN HÓA VÀ TÁC ĐỘNG CỦA MYCOTOXIN TRONG CƠ
THỂ ĐỘNG VẬT
1.3.1. Chuyển hóa mycotoxin trong cơ thể động vật
Trong khoảng 20 năm qua đã có nhiều công trình nghiên cứu về chuyển hóa
của mycotoxin trong cơ thể động vật, số phận của một độc tố trong cơ thể động vật
phụ thuộc vào số độc tố được hấp thu phân bố trong các mô bào, sự chuyển hóa sinh
học và sự bài thải qua các sản phẩm động vật như thịt, trứng, sữa [53].
1.3.1.1 Sự hấp thụ mycotoxin
Hấp thụ qua đường tiêu hóa là giai đoạn đầu tiên của sự xâm nhập độc tố vào
cơ thể để đi vào dòng máu và sau đó được phân bố vào các mô bào của cơ thể. Có 3
kiểu hấp thụ qua niêm mạc ruột: (1) Khuếch tán (diffusion); (2) Hòa tan trong lipid
(lipid diffusion); (3) Vận chuyển nhờ protein mang (carrier transport).
Các chất có phân tử nhỏ và có ái lực với lipid như aflatoxin và zearalenon
thường xâm nhập theo cơ chế khuếch tán thụ động. Các thí nghiệm dùng chất phóng
xạ đánh dấu cho thấy aflatoxin được hấp thụ hoàn toàn ở tá tràng trên khỉ [157, 35,
32] . Đối với ochratoxin A có các nhóm chức phenol và carboxyl đều mang tính acid
cùng các độc tố khác như citrinin, cyclopiazonic acid và penicillic acid: sự hấp thụ
xảy ra ở phần trên của đường tiêu hóa [57]. Khả năng hấp thụ ochratoxin cao nhất ở

đoạn đầu tá tràng [82].
Để đánh giá mức hấp thụ qua đường tiêu hóa người ta đo lường giá trị sinh
học của độc tố (tỷ lệ giữa nồng độ độc tố trong huyết tương với thời gian từ lúc cho
uống hoặc tiêm vào tĩnh mạch). Ở bảng giá trị sinh học của deoxynivalenol và
ochratoxin A trên lợn, gà, thỏ khoảng 50-65% [120]. Ngược lại fumonisin được hấp
thụ rất kém vì giá trị sinh học chỉ có 0-6% trên bò sữa, gà, lợn [120]. Các dữ kiện
khác như thời gian cần thiết để đạt nồng độ tối đa trong huyết tương (tmax) hoặc số
lượng độc tố được bài xuất qua nước tiểu sau khi cho uống cũng là các bằng chứng
cho thấy có sự hấp thụ qua ruột.