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蒙脱石的特点及其在反刍动物生产中的应用
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加入收藏 近年来，随着饲料工业的迅速发展，黄曲霉毒素对饲料的污染问题已日渐严重，甚至破坏生态平衡，直接威胁到人类的健康，为此人们致力于开发新型脱霉剂来减缓这一现象；现在市场上销售的大部分脱霉剂的主要成分都是蒙脱石( MMT)。蒙脱石已经作为一种新型添加剂而广泛用于动物日粮中来提高饲料品质，进而提高动物生产性能。从化学和矿物学的角度来看，蒙脱石经物理化学方法改性、加工纳米化后，具有更大比表面积，可大幅度提高吸附能力；蒙脱石分为天然蒙脱石和改性蒙脱石，改性蒙脱石比天然蒙脱石具有更强大的功能，成为畜牧生产中研究的热点；如纳米蒙脱石( MN)、载铜纳米蒙脱石( Cu-MMT)、载钠纳米蒙脱石( Na-MMT)、载钙纳米蒙脱石( Ca-MMT)等。
1 蒙脱石的特点
蒙脱石颗粒细小，柔软、有滑感。在电子显微镜下可见片状晶体，颜色呈白灰、浅蓝、红色等，颜色不一。加水膨胀，体积能增加几倍，并变成糊状物；具有很强的吸附力及阳离子交换性能。蒙脱石属酸性胶基，对强酸强碱具有一定的缓冲能力，因此能保持体系pH相对稳定。蒙脱石层间可因其它物质分子进出发生胀缩，因此可通过采用适当的物质对膨润土进行改性处理，从而达到对有害物质进行选择性吸附的目的；正是由于具有这种特殊的空间结构，蒙脱石才具有以下的特点。
1.1 吸附性
由于蒙脱石层间域的存在，不但具有外表面积，还具有内表面积，因此比表面积大，表面能也很高，使其具有较高的表面吸附能力。
1.2 离子交换性
由于蒙脱石存在类质同晶置换而产生负电荷，为了平衡电荷必须吸附环境中的阳离子，发生离子交换作用，主要阳离子如Na +、Ca2 +、K +、Mg2 +、Li +、H +、Al3 +等( 杨献忠等，2003) 。
1.3 电负性
蒙脱石硅氧四面体片中的硅离子和铝氧八面体片中的铝离子在晶体形成中常被低价的阳离子同晶替代使晶体带有大量负电荷，为平衡这些负电荷使晶体保持中性，经层间会吸附可交换性的阳离子，使得蒙脱石具有强大的静电吸附能力。
1.4 吸水性
蒙脱石吸水性很强，吸水后膨胀，即晶格底面间距增大；蒙脱石在水介质中可分散呈胶体状态，受热自由水很快失去，100～200 ℃脱去吸附水，500 ℃时大量晶格水开始逸出。
2 蒙脱石的作用机理
蒙脱石的作用机理主要取决于它的吸附性能和胶凝特性。蒙脱石吸附于消化道黏膜并吸附固定的病原微生物，使其破裂、脱水以至灭活；同时能在胃肠道中吸附其所产生的毒素，随粪便排出体外，消除病源，使机体处于有利环境中；蒙脱石与消化道黏液蛋白静电结合，可以增加黏液量并改善黏液质量提高黏液的内聚力和弹性，从而对消化道黏膜起保护和修复作用，抵抗外来制病因子的侵入( Girardeau，1987；Albengres 等，1985) 。蒙脱石因有着较大的表面积、强大的吸附能力，能吸附受污染饲料中的霉菌和重金属，被广泛用作吸附剂、离子交换剂和抗菌剂。除此之外，蒙脱石还具有营养价值，因其含有丰富的矿物元素，可以用作饲料的改良剂和新型添加剂。饲料中添加蒙脱石可以改良饲料的品质，提高动物的生产性能、脱饲料中的霉菌毒素、吸附重金属、预防和治疗动物腹泻，抑菌和改善生产环境等一些功能。
3 蒙脱石在反刍动物生产中的应用
3.1 脱霉菌毒素
蒙脱石本身具有极强的吸附力，强劲的脱霉脱菌因子，可以有效清除饲料中的多种有害霉菌毒素，清除毒素对动物机体的损害，对黄曲霉素、赭曲霉素、玉米赤霉烯酮毒素、呕吐毒素、T2毒素等霉菌毒素有有极强的吸附、固定、抑制作用。 在反刍动物上，已有研究结果表明，蒙脱石能提高动物生长性能、提高饲料利用率，减少肠道微生物的定植和减缓黄曲霉毒素的影响( Masoero等，2007；Stadler等，1993)。黄曲霉和寄生曲霉产生的黄曲霉毒素B1( AFB1)，是目前已知最强的肝毒素，有致癌、致畸型和致突变作用。蒙脱石能有效地阻止动物肠壁对AFB1的吸收，因而可以减轻日粮中AFB1对人畜的毒性。不同条件下蒙脱石的吸收效率不同。齐德生等( 2004) 研究蒙脱石对黄曲霉毒素B1( AFB1) 的吸附作用中表明，蒙脱石在pH 2.0 和8.0 条件下对AFB1的最大吸附量分别为613.5和628.9 μg /g；酸碱度在pH 2.0～8.0及温度在20～60 ℃时对吸附无明显影响。Dakovic等( 2008) 表明载铜纳米蒙脱石比天然蒙脱石更能有效吸附黄曲霉毒素B1；因为主要的交换离子是里面的钙离子，而在载铜改性蒙脱石中不仅有钙离子还有铜离子，所以在黄曲霉毒素B1和载铜纳米蒙脱石之间的额外交互作用引起了更大的吸附性能。蒙脱石相比吸附其他黄曲霉素而言，吸附AFB1效率最高。
3.2 吸附重金属
重金属在自然界中分布广泛，并且难以降解，因此重金属是一个严重环境污染问题。重金属是不能被动物所分解的，其在土壤中被植物利用，在动物摄取时，就会进入动物体内进行代谢，然后再排泄到土壤中，形成一个食物链，最终被人所消耗，造成重金属中毒。蒙脱石不仅可以控制残留农药的毒性，而且对饲料中重金属具有吸附作用，在饲料中适量添加可减轻重金属元素对动物的毒害作用进而解毒。Ivan等( 2001) 证明在绵羊高铜日粮中按干物质重量的2%添加膨润土，能缓解在肝脏中铜的积累并可减轻绵羊铜中毒发病率及中毒症状，而对绵羊瘤胃发酵、十二指肠氨基酸及粗纤维代谢无不良影响。蒙脱石不仅能吸附饲料中的重金属，而且也能吸附水中的重金属。Bhattacharyya等( 2008) 研究结果表明，蒙脱石有更高的吸附重金属能力，特别是其遇水能迅速膨胀，表面积立刻增大好几倍，因此适合处理水中重金属的污染。
3.3 治疗腹泻
在畜禽生产中，幼龄动物往往会发生腹泻，尤其在刚出生10～20 d腹泻较为严重。蒙脱石能有效改善胃肠道黏膜，起到很好的修复作用。在断奶后7～10 d内，每天在饲槽前撒1次蒙脱石，可有效地降低应激反应。胡彩虹等( 2006)研究结果表明，蒙脱石可有效阻断病原菌黏附，从而防治肠道细菌感染和细菌移位，维持肠道健康及其功能的正常发挥，进而可以预防和治疗腹泻的发生。
3.4 抑菌
蒙脱石对细菌有较强的杀菌作用。马玉龙等( 2007) 报道证明了Cu-MMT对细菌有较强的杀灭活性，与细菌发生吸附作用，使细菌细胞膜形态和通透性改变导致细胞内容物外泄而死亡。Cu-MMT对大肠杆菌的抗菌效能，是与静电吸附和铜离子的杀菌能力协同作用的综合结果。蒙脱石不仅能对大肠杆菌有杀菌功能，对金黄色葡萄球菌、霍乱弧菌、空肠弯曲菌、轮状病毒及胆盐都有较好的吸附作用( 韩秀山等，2007) 。蒙脱石还能阻断细菌黏附细胞的作用。蒙脱石吸附肠道内的有害菌群。由于具有特殊的表面结构，可以通过静电的相互作用把细菌吸附在其表面。胡秀荣等( 2002 )、夏枚生等( 2006) 研究了天然蒙脱石对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌相互作用，表明天然的蒙脱石并无抑菌或杀菌作用，只有吸附作用，但是可以用其他具有抑菌或杀菌作用的阳离子交换到蒙脱石层间，就会具有抑菌或杀菌的双重功能。
3.5 改善生产环境
蒙脱石因具有吸附效应和离子交换效应，所以在动物消化道内能选择性吸附NH3、H2S、CO2等气体，减少向大气中的排放。Opalinski等( 2009) 研究结果表明，膨润土类吸附剂能有效地从畜体环境中吸附氨气。蒙脱石还能吸附体内的氨，减低瘤胃内液体氨的浓度，且可以对反刍动物日粮中补充尿素时出现的氨中毒起到预防的作用，同时提高氮的利用率。有研究结果表明，钠基膨润土能影响氮、钙、磷在绵羊体内的代谢，且低水平的添加量能提高高浓度粗饲料中尿素氮和磷的利用率( Martin等，1969) 。
3.6 提高动物生产性能
蒙脱石能有效的吸附饲料中的黄曲霉毒素、重金属和抑菌等作用，进而促进畜禽生长，提高饲料利用率。蒙脱石能提高羊的日增重和羊毛生长，减少瘤胃内氨的浓度( Fenn等，1989，1990；Cobon等，1992) 。Huntington 等( 1977)研究结果表明，添加4%和8%水平的膨润土能提高羊的日增重和饲料转化率，但是在后期处理组之间差异不显著。Walz等( 1998) 在羔羊日粮中添加0.75%膨润土能提高干物质采食量、平均日增重和血浆中尿素氮的浓度。林嘉等( 2005) 研究结果表明，日粮中添加4%钠基膨润土的山羊其平均日增重显著提高( P<0.05) ，并提高了饲料转化率，获得了可观的经济效益，与Walz等( 1998) 报道一致。Dunn等( 1979) 研究结果表明，添加2% 的钠基膨润土可以提高肉牛的生长性能。姬祥柱等( 1992) 用膨润土饲喂黄牛表明在日粮中添加50～100 g膨润土，不仅可以提高育肥黄牛的增重效果，且可以提高饲料转化率，降低饲料成本，以添加100 g膨润土为好。蒙脱石能提高奶牛产奶量，增加经济效益。孙茂红等( 2000) 在荷斯坦乳牛精料中每日添加240 g纤维素酶、膨润土、尿素复合物制剂，能起到显著的增奶效果，而对乳脂率、乳密度无影响，且复合物制剂的效果比单一饲喂的效果要好。这可能是纤维素酶能加速分解瘤胃内的粗纤维，进而提高粗饲料消化率，而膨润土中的蒙脱石里含有大量的矿物质元素，是动物生长必不可少的，尿素作为一种氮源，补充瘤胃内蛋白，这种复合制剂可带来了很大的经济效益，将是以后的重点发展方向。
4 小结
蒙脱石作为一种新型、环保型饲料添加剂，具有很好的应用效果，且价格低廉，具有深入开发的价值和广阔的应用前景。但目前很多没有“蒙脱石”生产资质的厂家为了获得高额利润，在没有优质矿源和先进的提纯、加工工艺的条件下，直接将低含量的蒙脱石原矿甚至普通膨润土粉碎后“改头换面”高价出售。低品位膨润土中不仅蒙脱石的含量低，起不到期望的功能性作用，同时还含有大量的杂质和超标的重金属，甚至有致癌的方英石，这无疑对动物的健康和食品安全埋下了隐患。湖南绿叶动保公司确保每一件生产产品所需蒙脱石来源均为高品质的高纯蒙脱石产品，安全绿色、无毒无害（砷、汞、铅、方英石不超标）。公司始终以“健康养殖，服务三农”的经营理念为宗旨，并愿以专业的技术，一流的品质与广大客户精诚合作，共创反刍动物养殖业的绿色未来
1 蒙脱石的特点
蒙脱石颗粒细小，柔软、有滑感。在电子显微镜下可见片状晶体，颜色呈白灰、浅蓝、红色等，颜色不一。加水膨胀，体积能增加几倍，并变成糊状物；具有很强的吸附力及阳离子交换性能。蒙脱石属酸性胶基，对强酸强碱具有一定的缓冲能力，因此能保持体系pH相对稳定。蒙脱石层间可因其它物质分子进出发生胀缩，因此可通过采用适当的物质对膨润土进行改性处理，从而达到对有害物质进行选择性吸附的目的；正是由于具有这种特殊的空间结构，蒙脱石才具有以下的特点。
1.1 吸附性
由于蒙脱石层间域的存在，不但具有外表面积，还具有内表面积，因此比表面积大，表面能也很高，使其具有较高的表面吸附能力。
1.2 离子交换性
由于蒙脱石存在类质同晶置换而产生负电荷，为了平衡电荷必须吸附环境中的阳离子，发生离子交换作用，主要阳离子如Na +、Ca2 +、K +、Mg2 +、Li +、H +、Al3 +等( 杨献忠等，2003) 。
1.3 电负性
蒙脱石硅氧四面体片中的硅离子和铝氧八面体片中的铝离子在晶体形成中常被低价的阳离子同晶替代使晶体带有大量负电荷，为平衡这些负电荷使晶体保持中性，经层间会吸附可交换性的阳离子，使得蒙脱石具有强大的静电吸附能力。
1.4 吸水性
蒙脱石吸水性很强，吸水后膨胀，即晶格底面间距增大；蒙脱石在水介质中可分散呈胶体状态，受热自由水很快失去，100～200 ℃脱去吸附水，500 ℃时大量晶格水开始逸出。
2 蒙脱石的作用机理
蒙脱石的作用机理主要取决于它的吸附性能和胶凝特性。蒙脱石吸附于消化道黏膜并吸附固定的病原微生物，使其破裂、脱水以至灭活；同时能在胃肠道中吸附其所产生的毒素，随粪便排出体外，消除病源，使机体处于有利环境中；蒙脱石与消化道黏液蛋白静电结合，可以增加黏液量并改善黏液质量提高黏液的内聚力和弹性，从而对消化道黏膜起保护和修复作用，抵抗外来制病因子的侵入( Girardeau，1987；Albengres 等，1985) 。蒙脱石因有着较大的表面积、强大的吸附能力，能吸附受污染饲料中的霉菌和重金属，被广泛用作吸附剂、离子交换剂和抗菌剂。除此之外，蒙脱石还具有营养价值，因其含有丰富的矿物元素，可以用作饲料的改良剂和新型添加剂。饲料中添加蒙脱石可以改良饲料的品质，提高动物的生产性能、脱饲料中的霉菌毒素、吸附重金属、预防和治疗动物腹泻，抑菌和改善生产环境等一些功能。
3 蒙脱石在反刍动物生产中的应用
3.1 脱霉菌毒素
蒙脱石本身具有极强的吸附力，强劲的脱霉脱菌因子，可以有效清除饲料中的多种有害霉菌毒素，清除毒素对动物机体的损害，对黄曲霉素、赭曲霉素、玉米赤霉烯酮毒素、呕吐毒素、T2毒素等霉菌毒素有有极强的吸附、固定、抑制作用。 在反刍动物上，已有研究结果表明，蒙脱石能提高动物生长性能、提高饲料利用率，减少肠道微生物的定植和减缓黄曲霉毒素的影响( Masoero等，2007；Stadler等，1993)。黄曲霉和寄生曲霉产生的黄曲霉毒素B1( AFB1)，是目前已知最强的肝毒素，有致癌、致畸型和致突变作用。蒙脱石能有效地阻止动物肠壁对AFB1的吸收，因而可以减轻日粮中AFB1对人畜的毒性。不同条件下蒙脱石的吸收效率不同。齐德生等( 2004) 研究蒙脱石对黄曲霉毒素B1( AFB1) 的吸附作用中表明，蒙脱石在pH 2.0 和8.0 条件下对AFB1的最大吸附量分别为613.5和628.9 μg /g；酸碱度在pH 2.0～8.0及温度在20～60 ℃时对吸附无明显影响。Dakovic等( 2008) 表明载铜纳米蒙脱石比天然蒙脱石更能有效吸附黄曲霉毒素B1；因为主要的交换离子是里面的钙离子，而在载铜改性蒙脱石中不仅有钙离子还有铜离子，所以在黄曲霉毒素B1和载铜纳米蒙脱石之间的额外交互作用引起了更大的吸附性能。蒙脱石相比吸附其他黄曲霉素而言，吸附AFB1效率最高。
3.2 吸附重金属
重金属在自然界中分布广泛，并且难以降解，因此重金属是一个严重环境污染问题。重金属是不能被动物所分解的，其在土壤中被植物利用，在动物摄取时，就会进入动物体内进行代谢，然后再排泄到土壤中，形成一个食物链，最终被人所消耗，造成重金属中毒。蒙脱石不仅可以控制残留农药的毒性，而且对饲料中重金属具有吸附作用，在饲料中适量添加可减轻重金属元素对动物的毒害作用进而解毒。Ivan等( 2001) 证明在绵羊高铜日粮中按干物质重量的2%添加膨润土，能缓解在肝脏中铜的积累并可减轻绵羊铜中毒发病率及中毒症状，而对绵羊瘤胃发酵、十二指肠氨基酸及粗纤维代谢无不良影响。蒙脱石不仅能吸附饲料中的重金属，而且也能吸附水中的重金属。Bhattacharyya等( 2008) 研究结果表明，蒙脱石有更高的吸附重金属能力，特别是其遇水能迅速膨胀，表面积立刻增大好几倍，因此适合处理水中重金属的污染。
3.3 治疗腹泻
在畜禽生产中，幼龄动物往往会发生腹泻，尤其在刚出生10～20 d腹泻较为严重。蒙脱石能有效改善胃肠道黏膜，起到很好的修复作用。在断奶后7～10 d内，每天在饲槽前撒1次蒙脱石，可有效地降低应激反应。胡彩虹等( 2006)研究结果表明，蒙脱石可有效阻断病原菌黏附，从而防治肠道细菌感染和细菌移位，维持肠道健康及其功能的正常发挥，进而可以预防和治疗腹泻的发生。
3.4 抑菌
蒙脱石对细菌有较强的杀菌作用。马玉龙等( 2007) 报道证明了Cu-MMT对细菌有较强的杀灭活性，与细菌发生吸附作用，使细菌细胞膜形态和通透性改变导致细胞内容物外泄而死亡。Cu-MMT对大肠杆菌的抗菌效能，是与静电吸附和铜离子的杀菌能力协同作用的综合结果。蒙脱石不仅能对大肠杆菌有杀菌功能，对金黄色葡萄球菌、霍乱弧菌、空肠弯曲菌、轮状病毒及胆盐都有较好的吸附作用( 韩秀山等，2007) 。蒙脱石还能阻断细菌黏附细胞的作用。蒙脱石吸附肠道内的有害菌群。由于具有特殊的表面结构，可以通过静电的相互作用把细菌吸附在其表面。胡秀荣等( 2002 )、夏枚生等( 2006) 研究了天然蒙脱石对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌相互作用，表明天然的蒙脱石并无抑菌或杀菌作用，只有吸附作用，但是可以用其他具有抑菌或杀菌作用的阳离子交换到蒙脱石层间，就会具有抑菌或杀菌的双重功能。
3.5 改善生产环境
蒙脱石因具有吸附效应和离子交换效应，所以在动物消化道内能选择性吸附NH3、H2S、CO2等气体，减少向大气中的排放。Opalinski等( 2009) 研究结果表明，膨润土类吸附剂能有效地从畜体环境中吸附氨气。蒙脱石还能吸附体内的氨，减低瘤胃内液体氨的浓度，且可以对反刍动物日粮中补充尿素时出现的氨中毒起到预防的作用，同时提高氮的利用率。有研究结果表明，钠基膨润土能影响氮、钙、磷在绵羊体内的代谢，且低水平的添加量能提高高浓度粗饲料中尿素氮和磷的利用率( Martin等，1969) 。
3.6 提高动物生产性能
蒙脱石能有效的吸附饲料中的黄曲霉毒素、重金属和抑菌等作用，进而促进畜禽生长，提高饲料利用率。蒙脱石能提高羊的日增重和羊毛生长，减少瘤胃内氨的浓度( Fenn等，1989，1990；Cobon等，1992) 。Huntington 等( 1977)研究结果表明，添加4%和8%水平的膨润土能提高羊的日增重和饲料转化率，但是在后期处理组之间差异不显著。Walz等( 1998) 在羔羊日粮中添加0.75%膨润土能提高干物质采食量、平均日增重和血浆中尿素氮的浓度。林嘉等( 2005) 研究结果表明，日粮中添加4%钠基膨润土的山羊其平均日增重显著提高( P<0.05) ，并提高了饲料转化率，获得了可观的经济效益，与Walz等( 1998) 报道一致。Dunn等( 1979) 研究结果表明，添加2% 的钠基膨润土可以提高肉牛的生长性能。姬祥柱等( 1992) 用膨润土饲喂黄牛表明在日粮中添加50～100 g膨润土，不仅可以提高育肥黄牛的增重效果，且可以提高饲料转化率，降低饲料成本，以添加100 g膨润土为好。蒙脱石能提高奶牛产奶量，增加经济效益。孙茂红等( 2000) 在荷斯坦乳牛精料中每日添加240 g纤维素酶、膨润土、尿素复合物制剂，能起到显著的增奶效果，而对乳脂率、乳密度无影响，且复合物制剂的效果比单一饲喂的效果要好。这可能是纤维素酶能加速分解瘤胃内的粗纤维，进而提高粗饲料消化率，而膨润土中的蒙脱石里含有大量的矿物质元素，是动物生长必不可少的，尿素作为一种氮源，补充瘤胃内蛋白，这种复合制剂可带来了很大的经济效益，将是以后的重点发展方向。
4 小结
蒙脱石作为一种新型、环保型饲料添加剂，具有很好的应用效果，且价格低廉，具有深入开发的价值和广阔的应用前景。但目前很多没有“蒙脱石”生产资质的厂家为了获得高额利润，在没有优质矿源和先进的提纯、加工工艺的条件下，直接将低含量的蒙脱石原矿甚至普通膨润土粉碎后“改头换面”高价出售。低品位膨润土中不仅蒙脱石的含量低，起不到期望的功能性作用，同时还含有大量的杂质和超标的重金属，甚至有致癌的方英石，这无疑对动物的健康和食品安全埋下了隐患。湖南绿叶动保公司确保每一件生产产品所需蒙脱石来源均为高品质的高纯蒙脱石产品，安全绿色、无毒无害（砷、汞、铅、方英石不超标）。公司始终以“健康养殖，服务三农”的经营理念为宗旨，并愿以专业的技术，一流的品质与广大客户精诚合作，共创反刍动物养殖业的绿色未来
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