《Food and Humanity》：Untargeted Metabolomics Reveals Higher Contaminant Occurrences in Mixed-grains of Dairy Cow Feedstuff During Wet Season of Tropical Climate Zone
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本研究通过非靶向代谢组学方法，比较了热带气候区湿季与旱季奶牛饲料混合谷物中的生物毒素及其他污染物。结果显示，湿季321种化合物中152种显著高于旱季（P<0.05），包括actinonin、embelin、allopumiliotoxin 267及aflatoxin等生物毒素和有毒物质，表明湿季对饲料-食品安全风险更高。
H.A. Dyahyuningtyas|F.S. Aurum|M.F. Karimy|E. Damayanti|V.T. Rosyida|N. Ndraha|N. Fitrianto|T.H. Siregar|D. Dwiyitno|P. Pourazad|F. Penagos-Tabares|S. Aditya
印度尼西亚共和国国家研究与创新机构（BRIN）食品技术加工研究中心，Jl. Jogja-Wonosari km 31.5，日惹特别地区，印度尼西亚
摘要
为了支持牛奶生产和提高牛奶质量，通常会使用来自营养丰富的来源的混合谷物来喂养高产奶牛。然而，这些典型饲料经常受到污染，同时季节的变化（包括温度和湿度的变化）也会影响饲料的质量。因此，本研究的目的是利用非靶向代谢组学方法，比较热带气候区雨季和旱季奶牛饲料中天然生物毒素和其他污染物的含量。共采集了40份混合谷物样本，分为两组：雨季组（WS；20份）和旱季组（DS；20份）。数据分析显示，混合谷物中鉴定出321种化合物，其中152种化合物在雨季和旱季之间存在显著差异（P < 0.05）。研究结果表明，在雨季，与饲料/食品安全相关的化合物（如生物毒素和有毒物质）更为普遍。例如，actinonin、embelin、allopumiliotoxin 267和黄曲霉毒素在雨季的含量显著升高（P < 0.05）。此外，dodecylamine、caprolactam、crotetamide、azidamfenicol和tridemorph等有毒物质的含量在雨季组也明显高于旱季组（P < 0.05）。这些数据表明，雨季混合谷物的毒素谱发生了更显著的变化，可能对饲料和食品安全产生不利影响。因此，雨季对饲料和食品安全的威胁比旱季更大。
引言
奶牛通常被喂食含有多种谷物的饲料，以提高牛奶产量和质量（Aditya等，2018；Neubauer等，2018）。然而，不同地区的谷物质量和安全性可能因生产地点而异（Liu等，2021；Filip等，2023）。季节变化和气候条件等因素可能会显著影响这些差异（Son等，2023；Penagos-Tabares等，2023；Kousar等，2024）。此外，在特定气候条件下，不同季节的湿度和温度也会影响饲料和食品安全相关的污染情况。
印度尼西亚位于热带气候区，高温高湿的环境有利于某些微生物的繁殖和天然生物毒素的产生（Aditya等，2023；Mirón等，2023）。这些环境因素可能导致有害化合物的出现，如真菌产生的霉菌毒素、病原菌产生的细菌毒素以及类似抗生素的次级代谢产物，这些物质可能干扰微生物活动（Duchenne-Moutien和Neetoo，2021；Chhaya等，2022；Dietrich等，2023）。此外，各种作物中的生物碱和植物毒素以及环境生物毒素也可能在农产品中积累（Mihalache等，2022）。
此外，还需要考虑环境污染物和农药残留等有毒物质的存在。这些污染物的存在可能受农业实践的影响，而热带地区的农业实践在不同季节会有所不同。农药和其他农用化学品的使用通常取决于湿度、季节因素和温度。因此，生物毒素和有毒物质的积累量可能随季节变化而波动，从而对饲料安全构成风险。总体而言，雨季对饲料和食品安全的威胁大于旱季。
材料与方法
本研究是更大规模研究的一部分（Aditya等，2023），旨在探讨热带气候区季节变化对奶牛饲料中生物毒素和有毒物质的影响。研究发现，雨季的温湿度指数高于旱季（Aditya等，2023）。
结果
鉴于热带气候区雨季和旱季之间的微气候差异（Aditya等，2023），我们利用LC-HRMS技术分析了两种季节下奶牛饲料的代谢组学特征。分析结果显示，雨季和旱季的混合谷物中鉴定出321种化合物，包括生物毒素、农用化学品残留物、农药、生物胺、生物碱和有机酸。有趣的是，Wilcoxon秩检验表明...
讨论
研究表明，奶牛饲料的代谢组学特征受到季节变化的显著影响。代谢物的变化与季节动态的变化密切相关（Bahrami等，2015；Misiou和Koutsoumanis，2022；Mirón等，2023）。更详细地说，湿度、温度和光照等环境因素导致了饲料代谢组学特征的波动。
结论
数据表明，雨季饲料中的重要生物毒素和生物化合物含量较高，与食品安全问题相关。此外，雨季混合谷物中的有毒物质含量也显著高于旱季。未来应进一步研究这些化合物对奶牛健康和牛奶卫生的影响。
未引用参考文献
(Aurum等，2023；Pulina等，2014)
CRediT作者贡献声明
D. Dwiyitno： 方法学、写作、审稿与编辑。P. Pourazad： 方法学、写作、审稿与编辑。F. Penagos-Tabares： 方法学、写作、审稿与编辑。Aditya Siska： 构思、资金获取、研究设计、方法学、项目管理、软件使用、监督、初稿撰写、审稿与编辑。H.A. Dyahyuningtyas： 形式分析、研究实施、方法学、软件使用、初稿撰写。F.S. Aurum： 形式分析、研究实施
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢
感谢东盟-欧洲学术大学网络（ASEA UNINET）长期以来在印度尼西亚和奥地利之间的合作。同时，我们也感谢LPDP-印度尼西亚教育基金会对本研究的财政支持（RIIM；12/II.7/HK/2023-项目“饲料-食品链”）。我们还要感谢R. Triwibowo、W. Suwito、S. Murniasih、D.N. Adli和A. Fitri提供的宝贵帮助。
