[Tạp chí Chăn nuôi Việt Nam] – Mycotoxin là những sản phẩm chuyển hóa thứ cấp có độc tính của các nấm mốc. Mycotoxin sản sinh ra nấm mốc phá hoại ngũ cốc, gây tổn thất về kinh tế, hủy hoại sản xuất lương thực và thức ăn chăn nuôi, kể cả gây độc cho con người và vật nuôi, thậm chí cả đến loài gậm nhấm như chuột. Nhiều mycotoxin làm giảm sút sức khỏe, gây nên bệnh và chết chóc cho người và động vật nếu ăn phải thức ăn nhiễm độc tố của mycotoxin.

Hiện nay có đến 400 loại mycotoxin

Khái niệm

Cho đến nay, có hơn 400 loại mycotoxin đã được biết. Trong số này có thể chia thành sáu nhóm chính: aflatoxins, trichothecenes, fumonisins, zearalenone, ochratoxins và ergot alkaloids. Trong đó, chúng ta cần chú ý đến zearalenone vì nó có liên quan đến mục tiêu được chú trọng của bài viết này.

Zearalenone (Zea) được phát hiện, chứng minh và định danh bởi hai nhóm nghiên cứu độc lập từ những năm 1960 và những biểu hiện liên quan đến Zea trong thức ăn chăn nuôi đã được nhận biết từ năm 1963. Lúc bấy giờ, Christensen và các đồng sự đã phân lập được những hợp chất từ ngô mốc, và đã xác định chúng là các mycotoxin F-1 và F-2. Qua nhiều phản ứng khác nhau, F-1 được xác định là ergosterol (C₂₈H₄₄O). Đến 1966, F-2 được xác định công thức hóa học và được đặt tên là Zearalenone (C₁₈H₂₂O₅; khối lượng phân tử: 318,364 g/mol) vì kết hợp tên cấu trúc trong hợp chất với tên của nấm mà nó sản sinh ra (Fusarium graminearum; còn ở giai đoạn sinh sản hữu tính được đặt tên Gibberella zeae).

Người ta cũng đã nghiên cứu kỹ về tác hại của Zea trong lương thực thực phẩm của con người. Một dạng tổng hợp của chất chuyển hóa α-ZAL (được đặt tên là Zeranol) đã được dùng như một tác nhân đồng hóa cho cừu và bò. Dạng tổng hợp này được sử dụng như là chất kích thích sinh trưởng, đã được cấp bằng phát minh tại Hoa Kỳ cho những nhà nghiên cứu đã phát hiện ra “Zearalenone”. Đến năm 1989, Zeranol bị cấm tại EU và chỉ có Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) là còn công nhận đó là chất kích thích tăng trưởng. Nhưng cho đến nay, ở Hoa Kỳ, không có điều luật nào bảo hộ cho Zea.

Đó là vì đã có những công trình nghiên cứu về mối liên hệ giữa estrogen nấm (mycoestrogens) trong nước tiểu, sự phát triển tuyến vú và tuổi bắt đầu có kinh nguyệt của 163 em gái (9–10 tuổi) tại tiểu bang New Jersey. Trong số này, có 55% số em được phát hiện có hàm lượng Zea cao và 20% được phát hiện có hàm lượng zeranol thấp. Có những em ăn bỏng ngô trước ngày xét nghiệm cũng làm cho hàm lượng Zea và tổng số chất chuyển hóa tăng cao rõ rệt. Ngay đến việc ăn thịt bò cũng cho thấy hàm lượng Zea cao rõ rệt trong nước tiểu.

Trên quan điểm sức khỏe cộng đồng, Zea là một estrogen nấm đáng quan tâm vì hoạt tính estrogen của nó. Tuy hàm lượng mycotoxin trong thực phẩm là thấp (μg/kg), nhưng nó có tác hại đến sức khỏe con người và ảnh hưởng mạn tính nếu tiếp xúc trường diễn; và đây chính là những điều cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn.

Một nghiên cứu khác cho thấy mức ăn vào có thể chịu đựng được (TDI – Tolerable daily intake) đối với Zea là 0,5 µg/kg khối lượng cơ thể/ngày, trong khi đó, ngưỡng tối đa được quy định trong thực phẩm ở EU là từ 20 đến 350 µg/kg. Nhưng dù sao, người ta vẫn khuyến cáo cần hạn chế đến mức thấp nhất (hoặc loại bỏ) những lương thực, thực phẩm có nấm mốc để tránh gây hậu họa cho con người và vật nuôi.

Tác hại đến sinh sản ở lợn cái

Lợn là một trong những loài mẫn cảm nhất với các mycotoxins.

Năm 1963, người ta phát hiện trên đàn lợn hậu bị tại bang Minnesota (Hoa Kỳ) được nuôi bằng thức ăn viên và đã xảy ra những triệu chứng, như: có khối u ở âm hộ, sa âm đạo, phì đại tuyến vú. Cũng thức ăn đó khi nuôi chuột lang và chuột cống trắng, chúng đều giãn nở tử cung. Năm 1964, một đàn lợn được ăn ngũ cốc (gồm 30% hạt mốc và 70% hạt lành), cũng có triệu chứng tương tự.

Lợn là một trong những loài mẫn cảm nhất với các mycotoxins. Sự đáp ứng miễn dịch với mycotoxins là không đồng nhất. Cụ thể: sự đáp ứng miễn dịch thể dịch ở lợn đối với mycotoxins là không thay đổi khi lợn được ăn hỗn hợp mycotoxins từ 0,4 to 0,8 mg/kg thức ăn, nhưng bị ngộ độc cấp tính khi được ăn với mức 500 mg/kg thức ăn.

Hiện tượng ức chế miễn dịch do aflatoxin (AF) (140 hoặc 280 μg/kg thức ăn) chỉ xảy ra ở mức tế bào chứ chưa xảy ra ở mức thể dịch và quá trình ức chế tổng hợp ADN trong lympho lợn khi aflatoxin B₁ (AFB₁) được bổ sung đến các mức hàm lượng trung bình khác nhau (0,1–10.000 ng/ml môi trường).

Diekman and Green đã chứng minh về ảnh hưởng xấu của Zea đến chức năng sinh sản của lợn, thể hiện bằng các dạng độc tố của Zea được tách ra từ các tiếp hợp glucuronide tuần hoàn. Qua đó, tác động estrogen của Zea đã được phát hiện và kéo dài ở lợn. Glavitis và Vanyi sau khi tiến hành một nghiên cứu rộng rãi trong các trại lợn ở Hungari, đã công bố lợn cái đã thành thục tính dục, sau khi tiêu thụ thức ăn nhiễm Zea, có hiện tượng sưng âm môn và tuyến vú, có những trường hợp lộn bít tất âm đạo và trực tràng. Ngoài ra, có những lợn cái hậu bị hoặc lợn nái sinh sản bị phù nề tử cung, u nang buồng trứng, có hiện tượng tăng lên về sự thành thục nang trứng, âm hộ sưng tấy và đỏ, động dục giả, có chửa giả, tăng về số thai chết lưu và giảm tỉ lệ thụ thai. Một số nghiên cứu cho lợn cái ăn thức ăn có nhiễm độc tố T-2 đã dẫn đến những khuyết tật sinh sản, như teo buồng trứng và dạ con, thoái hóa buồng trứng, rối loạn chức năng tuyến của nội mạc tử cung.

Theo Hussein và Brasel, những biểu hiện ngộ độc T-2 trước khi sinh (như rối loạn chức năng tuyến của nội mạc tử cung, phù thũng dạ dày–ruột, rối loạn quá trình tạo máu dẫn đến tử vong) cũng đã được phát hiện ở lợn con theo mẹ. Năm 2012, Koraichi và ctv đã phát hiện Zea còn có thể là nhân tố gây quái thai, hoặc có thể là hợp chất làm biến đổi sự phát triển của phôi và thai lợn. Đó là do protein vận chuyển ABC (ABC transporter) bị chi phối bởi Zea, đã tác động đến mRNA của thai và làm cho wp-content/uploads/2019/07/lon-nai.jpg”>

Theo Tsakmakidis và đồng sự, Zea và các đồng phân (như α-Zea, β-Zea) có tác động đến khả năng thụ thai của tinh trùng lợn đực vì gây tác hại đến sức sống, hoạt lực và phản ứng acrosome tùy theo thời gian và hàm lượng tác động in vitro từ 125 đến 250 μM. Mycotoxins kích thích hiện tượng gây độc cho hoạt động chức năng của tinh trùng sau khi ủ tinh trùng với nồng độ từ 2 x 10⁻⁷ đến 20 μM Zea (hoặc các đồng phân – α- và β-Zea) trong 24 và 48 giờ. Zearalenone là chất gây độc tế bào mạnh nhất với hàm lượng thấp (mức pM), tiếp theo là α-Zea (mức nM) và β-ZeaL (mức μM) sau khi ủ 24 giờ.

Hoạt lực tinh trùng [được đánh giá nhờ hỗ trợ của máy tính (Computer Assisted Semen Analysis – CASA)] chịu tác động khi tinh trùng tiếp xúc in vitro với mycotoxins, đặc biệt là β-Zea, đã làm tăng tốc độ chuyển động theo đường cong (VCL) ở mức μm sau khi ủ 5 giờ với β-Zea; còn khi ủ với α-Zea, VCL tăng gấp 100 lần hơn. Chính hiện tượng này làm cho tinh trùng vận động vòng tròn, không tiến thẳng được để gặp tế bào trứng trong ống dẫn trứng, dẫn đến giảm thấp tỉ lệ thụ tinh. Một nghiên cứu khác cho biết hoạt lực tinh trùng lợn giảm 10% sau 5 giờ tiếp xúc Zea với nồng độ 31,4 mM. Glavitis và Vanyi nhận thấy Zea kích thích hiện tượng thoái hóa biểu mô mầm và làm biến đổi quá trình hình thành tinh trùng ở lợn đực.

Biện pháp khắc phục

Hiện nay có nhiều kỹ thuật được áp dụng để ngăn ngừa, hạn chế hoặc đề kháng các mycotoxins. Sau đây là một vài biện pháp chính.

Thu hoạch và xử lý mùa màng

Không nên thu hoạch muộn để tránh lây nhiễm nấm mốc ngay tại đồng ruộng. Sản phẩm cần được phơi khô kịp thời để giảm độ ẩm, hạn chế nấm mốc phát triển. Có thể xử lý bằng phương pháp vật lý: phân loại tốt-xấu, sàng sảy, rửa, ép, tách vỏ . . . . Vệ sinh kho chứa: loại bỏ rác rưởi và những hạt cũ sót lại từ vụ trước, rửa sạch kho/bồn chứa trước khi chứa đựng sản phẩm vụ mới. Bảo quản đúng cách: cần giữ độ ẩm hạt cốc thấp dưới 10%, đừng để sâu bọ phát triển (vì chúng có thể làm tăng độ ẩm do quá trình hô hấp, nhiệt độ thấp và khí quyển trơ). Về quản lý côn trùng: côn trùng mang bào tử của mycotoxin (sinh ra từ nấm mốc) vào trong lõi cây hoặc lõi hạt cốc. Do đó, cần tìm biện pháp thích hợp để giảm lan nhiễm mycotoxins.

Một số biện pháp khác: luân canh, làm đất, thay đổi lịch canh tác, tưới tiêu, thụ phấn… là những khâu có thể tác động để ngăn cản sự xâm nhập của côn trùng mang độc tố đến cây trồng và hạt cốc.

Diệt nấm mốc

Có thể dùng thuốc trừ sâu bọ, nhưng phải đúng quy định để tránh thiệt hại về kinh tế, không ảnh hưởng đến môi trường và đảm bảo an toàn sinh học cho lương thực-thực phẩm.

Tạo giống kháng nấm mốc

Đây là một trong những chiến lược có triển vọng lâu dài (đang được đẩy mạnh ở châu Phi). Đã xác định những nguồn đề kháng với A. flavus và Fusarium spp. (đặc biệt là F. verticillioides) để đưa vào các chương trình nhân giống công cộng và tư nhân. Những markers đề kháng về hóa sinh và di truyền đã được xác định tại nhiều nước trong sản xuất ngũ cốc, nhất là ngô, và được sử dụng như là những markers ứng viên đầy tiềm năng dùng kháng lây nhiễm aflatoxin. Sử dụng những nguyên mẫu của ngô biến đổi gen có chứa các gen kháng độc tố thực vật của một số trichothecenes, từ đó, giảm thiểu sự lan truyền nấm mốc. Ở Mỹ còn sử dụng gen mã hóa những khả năng ức chế sự sinh trưởng, qua đó, giảm sự lây nhiễm của nấm mốc và tạo nên 2 dòng ngô kháng A. flavus and F. moniliforme.

Về pháp lý

Đã có 100 nước xây dựng điều luật về mycotoxin để phòng ngừa cho người tiêu thụ tránh được những nguy hại nhiễm độc tố. Tùy theo nước, cho phép hàm lượng aflatoxin trong lương thực-thực phẩm của người là 4–30 ppb. Ở Mỹ, cho phép hạn chế dư lượng tối đa trong lương thực-thực phẩm của người là 20 μg/kg, trừ sữa. Còn ở EU, con số này là 4 μg tổng aflatoxin /kg.

Sử dụng chất khử hoạt tính Zearalenone

Theo công bố của The Pig Site (2017) đã có một sản phẩm khử hoạt tính độc tố của Zea được sử dụng có hiệu quả trên lợn cái, đó là TOXY-NIL® PLUS. Ba mươi lợn cái hậu bị Large White (6 tháng tuổi) được chia làm 3 lô (10 con/lô): (1) Lô đối chứng: thức ăn (TA) hỗn hợp chất lượng tốt (không nấm mốc); (2) Lô Zea: TA nhiễm 660 ppb Zea; và (3) Lô Zea + Toxy-Nil^®Plus: TA nhiễm 660 ppb Zea có bổ sung Toxy-Nil^®Plus (1,0 kg/tấn). Thí nghiệm trong 2 tháng. Theo dõi biểu hiện lâm sàng của động dục trong suốt quá trình thí nghiệm. Khi kết thúc thí nghiệm, mỗi lô được mổ 5 lợn để khảo sát cơ quan sinh dục bên trong (Bảng 1).

Bảng 1- Trạng thái động dục và diễn biến đường sinh dục lợn cái thí nghiệm

a-b Các giá trị trung bình mang chữ con khác nhau thì sai khác có ý nghĩa (0,05≤p<0,10). Nguồn: The Pig Site (2017).

Nhận xét:

Lợn được ăn Zea (Lô 2) có thời gian động dục và thời gian chịu đực dài hơn lợn ở đối chứng (Lô 1) và lợn ăn bổ sung Toxy-Nil^®Plus (Lô 3).

Hàm lượng 660 ppb Zea có tác động rõ rệt đến độ dài tử cung, kích thước tiền đình âm đạo và khối lượng buồng trứng. Nhưng ở Lô 3, Toxy-Nil^®Plus có tác dụng duy trì một số chỉ tiêu tương đương với lô đối chứng.

Qua nghiên cứu này, nhận thấy Zea có tác động không bình thường đến tốc độ sinh trưởng của lợn (mặc dù bình quân tăng trọng ngày giữa 3 lô sai khác không có ý nghĩa thống kê) mà mycotoxin/Zea có tác hại rõ rệt đến sinh lý sinh dục và sinh sản của cả lợn cái và lợn đực.

PGS.TS. Nguyễn Tấn Anh