纳米材料对霉菌毒素的脱毒与解毒作用

纳米硒可以缓解霉菌毒素的毒性作用。Asadpour 等[22]研究表明，纳米硒能抑制AFB1 对睾丸的损伤，改善AFB1暴露雄性鼠的精子参数，增加了体外受精和胚胎培养试验中AFB1 暴露组的体外受精率、双细胞和囊胚形成率。王钟翊[23]研究发现，在AFB1 慢性中毒肉鸭模型日粮中添加纳米硒，可以提高肉鸭的生长性能，血液红细胞数、白细胞数、血红蛋白含量，肝脏中谷胱甘肽还原酶（GR）、谷胱甘肽-S转移酶（GST）、腺苷脱氨酶（ADA）活性，细胞色素P450（CYP450）酶的活性及CYP450 基因mRNA 表达量，降低血清中碱性磷酸酶（AKP）、谷丙转氨酶（GPT）、谷草转氨酶（GOT）、GR、GST、ADA 活性。郭艳[24]研究表明，饲粮中添加纳米硒可使肉仔鸡肝脏中p38 丝裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）、氨基末端激酶2（JNK2）和磷酸化核因子-E2 相关因子2（Nrf2）蛋白的相对表达水平上调，显著上调硒磷酸合成酶2（SEPHS2）、硒蛋白T（SELENOT）、硒蛋白W（SELENOW）的mRNA 表达水平，使谷胱甘肽过氧化酶1（GPx1）、GPx3、碘甲腺原氨酸脱碘酶Ⅰ（DIO1）的 mRNA 表达恢复至对照组水平。缓解了AFB1 诱导的肉仔鸡肝脏损伤。Khazraei等[25]研究表明，日粮中添加纳米硒能够缓解AFB1 中毒引起的鹌鹑采食量下降及体重降低、淋巴器官萎缩，对新城疫、流感、绵羊红细胞的抗体反应下降，提高AFB1中毒鹌鹑血清中谷胱甘肽过氧化物酶（GSHPx）、硫氧还蛋白还原酶（TrxR）活性。并且纳米硒在提高TrxR 活性及抗体水平方面的作用优于亚硒酸钠。屈汶辉[26]研究表明，以地衣芽孢杆菌合成的纳米硒可以使DON 中毒的蛋鸡Bax 基因mRNA 表达量显著增加，Bcl-2 基因极显著增加，有效缓解DON 对肝脏的损伤和其诱导的氧化应激，改善DON 引起的产蛋率下降。

纳米金可以抑制霉菌毒素的生物合成。Bhandari等[27]报道，纳米金能够抑制OTA的生物合成，50 µg/mL纳米金处理可使OTA 的生成率降低43%。Sheikh等[28]报道，纳米金可以抑制黄曲霉菌产生AFB1，其机制可能是纳米金可以破坏霉菌的线粒体膜电位，诱导活性氧（ROS），阻断真菌细胞内Ca2+，并破坏DNA 和麦角甾醇的生物合成[29]。

纳米氧化锌可以抑制霉菌的生长。Jamdagni等[34]研究发现，纳米氧化锌对链格孢菌、黑曲霉菌、灰葡萄孢菌、尖孢镰刀菌和扩展青霉菌均有抑菌作用，对黑曲霉菌的MIC 为16 µg/mL。Jayaseelan 等[13]研究表明，以嗜水气单胞菌绿色合成的纳米氧化锌对黄曲霉菌的最大抑菌圈为（19.0±1.0） mm。Hassan 等[35]研究表明，日粮中添加以绿茶叶片提取物及醋酸锌为原料绿色合成的纳米氧化锌可以保护肝脏及神经，缓解OTA 中毒引起的大鼠体重、采食量及饲料转化率下降，肝脏及肾脏充血、坏死、淋巴细胞浸润，谷丙转氨酶、谷草转氨酶、肌酐水平显著升高，总蛋白及白蛋白水平下降等中毒症状，减少OTA 中毒引起的死亡。Zhang 等[36]研究发现，20 µg/mL 纳米氧化锌处理显著增加了暴露AFB1 的HepG2 细胞的存活率，显著增加了Nrf2、NAD(P)H：醌氧化还原酶-1（NQO1）、超氧化物歧化酶（SOD）、金属硫蛋白（MT）和金属调节转录因子1（MTF-1）的表达，显著降低了乳酸盐脱氢酶（LDH）、ROS 水平及凋亡率。雏鸭日粮添加纳米氧化锌能够激活MTF-1 的表达和异位诱导MT 的表达，降低凋亡相关基因CAS3 的蛋白表达与Bcl-2 mRNA 表达水平，提高抗氧化相关基因MT、SOD1、Nrf2 和NQO1 的mRNA 水平，提高SOD、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶活性，缓解AFB1导致的雏鸭中毒。

纳米氧化硅对霉菌毒素具有吸附作用。Savi等[37]研究发现，0.1 mg/mL 介孔纳米氧化硅可以吸附30%的AFB1，浓度增加到2.0 mg/mL 时可以在15 min内吸附70%的AFB1。Ghazalah 等[38]研究表明，在肉仔鸡饲粮中添加0.20% 的纳米氧化硅可以降低AFB1、OTA、FB1、T-2毒素等霉菌毒素的毒性作用，提高肉鸡的生长性能。

纳米氧化石墨烯可以吸附霉菌毒素。Atena等[41]研究表明，磁性氧化石墨烯在pH 5、时间5 h 及40 ℃的最佳吸附条件对AFB1和OTA的吸附量分别为153 ng/g和95 ng/g。

纳米组合物是多种金属或类金属氧化物形成的金属纳米颗粒。由于组合物中含有多种元素，不同的元素发挥各自作用，表现出比单一的金属纳米颗粒更好的活性。胡锋卫[42]研究表明，当添加ZnO@SiO2纳米组合物浓度为3 600 mg/kg 时，对玉米储藏过程中黄曲霉和禾谷镰刀菌代谢产毒的抑制率分别达到了64.11%和80.53%。赵金凤[43]研究表明，ZnO@SiO2能有效抑制黄曲霉孢子的萌发，在1 mg/mL ZnO@SiO2作用下，黄曲霉大多数分生孢子失去萌发能力，孢子萌发抑制率高达98.27%。显著抑制菌丝体在液体培养基中的生长，对菌丝生物量抑制率高达99.13%，菌丝的表观形态破坏较为明显，菌丝出现断裂、畸形。经ZnO@SiO2处理后，菌丝胞内ROS 水平显著升高，表明ROS 的形成是ZnO@SiO2 抗菌活性的主要机制。Al Shap等[44]研究表明，日粮中添加0.5 g/10 L 及1 g/10 L四氧化三铁/氧化铜/氧化锌纳米组合物，相比OTA 中毒鸡，体重、总蛋白、白蛋白、球蛋白、钙、磷含量显著提高，丙氨酸转氨酶（ALT）和γ-谷氨酰转移酶（GGT）活性显著降低，血清丙二醛（MDA)、组织中OTA 残留含量显著降低。Essa 等[45]研究表明，大鼠日粮添加0.5 g/kg氧化镁/二氧化硅纳米组合物可以吸附AFB1，显著改善AFB1 导致的大鼠体重增加，采食量和饮水量降低，白细胞总数和分类计数减少，中性粒细胞吞噬活性、淋巴细胞转化、巨噬细胞活性及血清溶菌酶活性降低，血清总蛋白水平和体液免疫水平显著下降等毒性损伤，减轻了AFB1诱导的肝脏、脾脏和肠道的组织学损伤和细胞凋亡。

蒙脱石是由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的层状矿物。纳米蒙脱石可以吸附霉菌毒素，减轻霉菌毒素对动物的毒性损伤。史莹华等[46]研究发现，在AFB1污染的日粮中添加0.3%的纳米蒙脱石显著降低了AFB1在猪体组织中的残留量，明显改善了试验猪的生长性能，减轻甚至消除了AFB1对动物生长性能和肝脏功能的不良影响。Soltan等[47]研究发现，受AFB1污染的饲粮对奶绵羊瘤胃发酵过程有不利影响，而纳米蒙脱石可以促进瘤胃发酵过程。与受AFB1污染的对照饲粮相比，添加500 mg/kg 的纳米蒙脱石可降低CH4产量，增加丙酸浓度。El-Nekeety 等[48]研究表明，日粮中添加5 g/kg 纳米蒙脱石，减轻了FB1 和ZEN 单独或同时暴露导致的大鼠肝功能、肾功能损伤，降低了血清低密度脂蛋白（LDL）水平，提高高密度脂蛋白（HDL）水平；提高了肝脏及肾脏超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶的活性，降低了肝脏及肾脏MDA的含量。Fadl等[49]研究表明，日粮中添加0.5 g/kg纳米硅酸钠铝作为吸附剂，可预防罗非鱼OTA 中毒，保持鱼的生长性能、饲料转化效率、血清特征和重要器官功能。

纳米壳聚糖可以缓解霉菌毒素的毒性作用。纳米壳聚糖具有很强的抑菌活性，在浓度为1 000 mg/L和5 000 mg/L 时，对禾谷镰刀菌的最大生长抑制率分别为68.18%和77.5%[50]。Dananjaya等[51]研究表明，纳米壳聚糖可引起尖孢镰刀菌菌丝表面明显的膜损伤和破坏，增加膜的通透性，甚至导致细胞解体。感染尖孢镰刀菌的斑马鱼创口涂覆纳米壳聚糖进行治疗，可以降低斑马鱼的死亡率。Abdel-Wahhab 等[52]研究表明，经口给药纳米壳聚糖140 mg/kg 体重可以改善OTA 引起的大鼠血清尿素、肌酐、尿酸、白蛋白等的变化，肾脏MDA 和DNA 片段的增加，GPx 和SOD 基因表达的降低及组织学改变。经口给药纳米壳聚糖280 mg/kg 体重可以改善AFB1 引起的大鼠血清癌胚抗原（CEA）、TNF-α、MDA 水平的升高，GPx 和Cu-Zn SOD mRNA表达的降低[53]。

国内外饲料中霉菌毒素污染仍处于一个较危险的水平，大部分地区的饲料及其原料中普遍存在霉菌毒素污染。霉菌毒素会导致机体氧化应激、组织损伤、免疫力下降，但是针对霉菌毒素没有有效的解毒剂。通过抑制霉菌毒素的毒性作用、减少氧化应激引起的组织损伤、提高机体免疫力及解毒能力，有助于缓解霉菌毒素对染毒动物的毒性作用。金属、类金属及生物大分子的纳米材料如氧化锌、银、金、硒等的纳米颗粒具有抑制霉菌生长及霉菌毒素的生物合成、吸附及降解霉菌毒素的作用，但是利用纳米材料防控霉菌毒素中毒的研究仍处于起步阶段，关于金属、类金属及生物大分子的纳米材料对霉菌毒素中毒的解毒机制、合理使用方式等仍需深入研究。