微囊藻毒素(Microcystin,MC)是一类具有生物活性的环状七肽化合物,为分布最广泛的肝毒素。主要由淡水藻类铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)产生。具有相当的稳定性。它能够强烈抑制蛋白磷酸酶的活性,还是强烈的肝脏肿瘤促进剂。
对虾养殖过程中出现的白便现象,大多数人认为是是对虾肠炎的表现,用了一堆的肠炎药物或者抗生素之类抑制弧菌之类的肠胃炎细菌,这里我们要指出,微囊藻毒素是对虾白便的致病源之一!
肝胰脏具有解毒、消化、免疫调节等功能,是对虾体内最大最重要的内脏器官,对虾大多数疾病都和肝胰脏有关。肝胰脏的组织和细胞遭受以上原因的侵害发生病变,就会引起解毒功能下降,引发消化液分泌失常,直接导致消化液中消化酶特别是蛋白酶成分结构和功能异常,而异常的蛋白酶会导致肠道内蛋白质消化分解异常,于是蛋白质不会彻底地被分解为最终产物氨基酸,就被分解为中间产物——眎或者是胨。这种成分存留在肠道中短时间内得不到进一步分解,受理化因素影响,就很快变性或变质,形成粘性聚合物,产生发臭的异味。这种聚合物含刺激肠粘膜的有毒成分,会引起肠粘膜脱落、增生、肠道发红等,这种聚合物难溶于水,密度比水小,或者说比重轻。如果排出体外的虾便中占的比例过大,就会悬浮水中或漂浮于水面,这种聚合物在肠道内一般呈浅棕色,排出体外经水解氧化发生颜色反应后呈现乳白色,我们称之为“白便”。
“白便”的主要成分为肝脏排出的病变组织、粘液和毒液,肠道脱落的粘膜以及一些正常的粪便成分,并非对虾粪便,也不是肠粘膜等肠道组织。真正的粪便是沉底灰黑色的。
而所表现的“肠炎”症状也是基于肝胰脏病变后的表现。由此可见“白便”不属肠炎而属于肝炎。
肝脏是MC主要的靶器官,肝胰腺受损后会导致后续养殖品种的其他并发症。
控制微囊藻毒素是养殖过程中出现肝胰腺疾病后的一个比较重要的步骤。
生物方法是一种清洁环保的处理方法,利用生物降解转化微囊藻毒素已经成为去除微囊藻毒素的主要途径之一。微囊藻毒素降解的主要突破点在微囊藻毒素分子结构中不稳定基团ADDA,这个基团上的双键容易被一些微生物降解而将毒性去除。自1994年Jone等首次从水体中提取出藻毒素的降解菌后,关于藻毒素高效菌种和降解机理的研究就成为国内外专家的研究热点。Park等从富营养化水体中提取出10支菌株,通过培养和降解试验后发现,其中1株革兰氏阴性厌氧菌对MC-LR和MC-RR有着良好的去除效果,3d降解率分别为5.4%和10.2%。Cousins等的研究表明,MC-LR的ADDA侧链的共轭双键是生物降解的攻击靶位,正是由于这个结构的变化才导致MC-LR毒性的降低或丧失。研究证实金鱼藻(Ceratophyllum dermesum)能够吸收水中的MC-LR。
物理化学方法也可以达到相同效果,毒素作为有机物,他的碳链和硫链可以用强氧化剂的方式打断。例如氯系消毒剂,碘系消毒剂,臭氧,电解,超声波,紫外线。
O3作为一种强氧化剂被广泛应用于饮用水处理中,它可以通过与有机物分子结构中双键迅速发生氧化反应生成羰基化合物。微囊藻毒素结构中的AD-DA上的双键与臭氧作用,被氧化打开而使其毒性消失。Rositano等研究发现,O3对微囊藻毒素有较好的去除效果,其破坏作用强于Cl2等其它化学氧化剂,在与水接触5 min、水中残余O3质量浓度为0.5mg·L-1的条件下,微囊藻毒素的去除率可达100%。最重要的是O3直接作用于双键上,而不会引起藻细胞的裂解。