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噬菌蛭弧菌在水产动物病害防治及水质净化领域具有良好的效果,但目前常用的水剂由于运输和保存的不方便而限制了其应用。固定化微生物技术作为一种新的技术方法,目前已在水处理及水产养殖领域等方面有了较为广泛的研究。固定化技术与噬菌蛭弧菌相结合应用于水产养殖,国内外均未见报道。
本研究主要通过自来水双层琼脂平板法检测活菌数,同时以机械强度、传质性能为辅助的指标分析方法,制备了噬菌蛭弧菌颗粒剂并优化其制备工艺参数,并进行了稳定性和应用性的分析研究。
1.包埋法制备噬菌蛭弧菌颗粒剂的固定化载体的选择:本实验选用琼脂、明胶、海藻酸钠及聚乙烯醇为载体,并以其机械强度、传质性能及活菌数进行比较。试验结果表明,海藻酸钠制备的噬菌蛭弧菌颗粒较其他三种载体,机械强度较聚乙烯醇颗粒低,但传质性能较高,活菌数达到最高值,为1.54×105pfu/ml。此外,琼脂机械强度为4种载体最差,明胶不利于传质性能的发挥。聚乙烯醇颗粒制备中加入的硼酸由于其对微生物的毒害作用,活菌数较低。因此,本实验初步筛选出海藻酸钠为制备噬菌蛭弧菌颗粒的最佳载体。
为了确定海藻酸钠凝胶体系的二价金属阳离子,本实验观察了海藻酸钠分别与Ca2+、Mn2+、Ba2+制备颗粒的活菌数比较研究。结果显示,3种离子对蛭弧菌的活菌数差异显著(p<0.05)。活菌数对数值分别为5.81、3.51及1.14。综合考虑,本实验采用海藻酸钠-钙离子体系作为后续试验的凝胶体系。
2.噬菌蛭弧菌颗粒剂制备条件的优化:本实验探索了噬菌蛭弧菌颗粒制备中的影响因素对噬菌蛭弧菌颗粒的活菌数的影响。结果表明,颗粒剂制备的最佳工艺参数为海藻酸钠浓度1.5%,氯化钙浓度6.5%,蛭弧菌菌液与海藻酸钠胶体溶液的比例(v/v)50%,玉米油浓度4.5%,包埋温度47.5℃,搅拌时间40min,搅拌速度450r/min及交联时间36h。而且制得的固定化蛭弧菌颗粒活菌数对数值达到7.51。此外,作为载体配方优化因素的海藻酸钠浓度和玉米油浓度对活菌数具有显著性影响,而氯化钙浓度和蛭弧菌菌液与海藻酸钠胶体溶液的比例(v/v)影响不显著;作为过程优化因素的温度和搅拌速度对活菌数具有显著性影响,而搅拌时间和交联时间影响不显著。
3.噬菌蛭弧菌颗粒剂的稳定性能研究:探索了不同温度(30℃、40℃、50℃、60℃及70℃)、不同pH(4、5、6、7、8及9)及室温避光条件下的不同储存时间(1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、7个月及8个月)对水剂、颗粒剂的存活率的影响。结果表明,颗粒剂较水剂有明显的温度、pH及储存稳定性。
4.噬菌蛭弧菌颗粒剂对养殖废水应用的研究:本实验观察了0.1ppm水剂及颗粒剂的投加量对养殖废水的DO含量、NH3-N含量、NO3--N含量、COD含量、弧菌总数等主要水质指标影响。结果显示,颗粒剂较水剂与对照组相比,试验组ΔCOD、ΔNH3-N、ΔNO2--N及Δ弧菌总数明显减少(p<0.05),ΔDO增大(p<0.05),但pH变化不明显(p>0.05)。说明蛭弧菌颗粒剂的加入有利于加快降低养殖池中COD、NH3-N、N02一-N含量及弧菌总数。
综上所述,以海藻酸钠为载体制备的噬菌蛭弧菌颗粒剂的温度、pH及储存稳定性良好,对养殖废水水质的净化具有良好的效果,具有一定的应用前景和推广价值。