過氧乙酸在水產養殖中的應用研究進展

張帥，潘連德

（上海海洋大學省部共建水產種質資源發掘與利用教育部重點實驗室，上海 201306）

過氧乙酸在水產養殖中的應用研究進展

張帥，潘連德

（上海海洋大學省部共建水產種質資源發掘與利用教育部重點實驗室，上海 201306）

扼要介紹了過氧乙酸的理化性質和殺菌機制，在水產養殖中過氧乙酸的增氧、殺菌、殺蟲、抑藻、改善水質等作用，以及影響過氧乙酸在水產養殖中應用的一些因素。簡單了解了過氧乙酸的制配工藝，以期找到最好的制配方法，來適應在水產養殖中的應用。

過氧乙酸；養殖水體；增氧；殺菌；殺蟲

1 過氧乙酸的理化性質和殺菌機制

過氧乙酸（peracetic acid）又叫過醋酸，因為它是將冰醋酸氧化而形成過氧基分子故而得名，于1902年首次合成[1]，分子式C2H4O3，分子量是76.0518，是過氧有機酸中結構簡單、合成容易、相對穩定性較好的高活性、強氧化性有機酸。過氧乙酸熔點0.1℃，沸點110℃，密度d4151.226，閃點41℃，折射率nD201.3974，外觀為無色液體，有強烈刺鼻味，易溶于水、乙醇、乙醚和硫酸[2]。它是一種具有重要用途的廣譜、高效殺菌劑，具有很強的殺菌能力，對各種微生物，包括細菌繁殖體、芽孢、霉菌和病毒具有高效和快速殺滅效果，在醫療、防疫、食品等領域上有廣泛的應用[3]。過氧乙酸在水中的分解反應，同時伴隨著過氧化氫的反應，反應式如下：

單原子氧（O）、羥基（OH）和羧基（COO）均具有極強的破壞各種致病菌和霉菌類細胞膜的能力，并迅速滲透到細胞膜內殺死病原體。主要通過兩種途徑來實現殺菌作用的：一是菌體蛋白質變性、凝固；二是通過氧化還原反應損害酶蛋白的活性基因，抑制酶的活性，或因化學結構與代謝產物相似，競爭或非競爭地同酶結合而抑制酶的活性[4]。

2 過氧乙酸在水產養殖中的應用

2.1 對養殖水體的增氧作用

養殖水體由于投入品（飼料、藥物等）和水產動物的排泄物積累，會引起水質惡化，導致魚類、蝦和河蟹等缺氧，嚴重時會窒息死亡。溶氧和水質惡化已經成為水產養殖業高產、穩產的主要障礙。過氧乙酸是過氧化物，分子結構不穩定，氧化產生氧氣，從而增加了水中溶解氧的含量，供水生動物呼吸，防止因缺氧浮頭或窒息死亡，改善水體有氧環境下的理化反應，又可氧化水中有害物質[5]，建立優良的養殖水體環境。

2.2 對養殖水體的殺菌作用

過氧乙酸是一種廣譜、高效殺菌劑，殺菌力強、使用方便，且成本較低。過氧乙酸通過強氧化作用，可對細菌性病害、真菌性病害、病毒等產生較強的殺滅作用。過氧乙酸殺孢子適應范圍更廣，比其他殺菌劑更適應低溫[6]。由于過氧乙酸是一種弱酸，其殺芽孢作用在酸性條件下比在堿性條件下效果更好[7]。這一性質已在過氧化氫和叔丁基過氧化氫殺孢子試驗中得到印證[8-9]，其反應后只留下無毒殘留，可以避免各種交叉感染，提高魚、蝦、貝類的飼養成活率。

過氧乙酸是酸性強氧化劑，主要分解或水解生成H2O或進一步生成原子氧（O）、活性氧（·OH），在酸性條件下的電極電位很高[10]，殺菌的氧化反應可奪取菌體電荷，破壞其結構，主要通過氧化作用和酸性作用導致微生物死亡，作為高度氧化狀態的藥劑，通過氧化作用破壞細菌的細胞膜，進而破壞酶系統，酸性作用可直接損傷細菌。

與H2O2殺菌性能的比較，過氧乙酸比H2O2更有潛力[11]，低濃度殺菌時H2O2需要更高的劑量才能達到過氧乙酸的效果[2]。過氧化氫酶作用于過氧化氫對過氧乙酸沒有影響[12]。這些差異與特定的自由基有關，對于H2O2，破壞自由基是羥基自由基OH，對于過氧乙酸殺害的營養細胞是RCOO[13]，由于孢子殺死與殺死植物細胞不同，其他自由基可能參與細菌芽孢的殺滅作用[14]。研究人員發現，通過改變過氧乙酸和H2O2的比率，使過氧乙酸負責殺菌作用，而不是H2O2來是負責[15]。

2.3 對水產動物殺蟲作用

過氧乙酸在水產養殖中被應用在殺蟲上，過氧乙酸在濃度為6.250mg/L時，0.5 h能全部殺死小瓜蟲幼蟲，1.562 mg/L時，1 h能全部殺死小瓜蟲幼蟲。過氧乙酸對不同發育時期的小瓜蟲包囊都有一定的殺滅作用，當過氧乙酸的濃度為6.250 mg/L、1.562mg/L時，剛脫落的包囊的病死率為75.63%、25.60%。脫落10 h的包囊的病死率為65.86%、10.20%。過氧乙酸在較低濃度內對水產寄生蟲有一定的殺滅效果[16]。

Straus and Meinelt[17]過氧乙酸（40%）和乙酸（25%）配成0.40 mg/L劑量，3 h殺死95%的小瓜蟲幼蟲。Sudová等人研究，1 mg/L的過氧乙酸（40%）處理鯉魚纖毛幼蟲，連續給藥4 d，發現幼蟲的數量顯著減少[18]。

2.4 對水體殺藻作用

實驗室中用3 mg/L的過氧乙酸對小球藻和藍綠藻進行滅殺，小球藻和藍綠藻的數量為105CFU/ mL和103CFU/mL，2 h后藻類數量為102CFU/mL和102CFU/mL[19]，說明過氧乙酸對單胞藻有很好的滅殺效果[20]。但過氧乙酸對單胞藻和絲狀藻的滅殺并沒有被應用在生產實際中，而乙酸已經被用于治理玄武湖藍藻水華，乙酸使用量在26.87 g/m3，可以在短時間內滅殺藍藻[21]。

2.5 降低水體中氨氮作用

國際水產專家認為：對水產品的污染因素是氨態氮，它會對水產養殖中許多生物造成直接毒性[22]。分解氨態氮是改善水質并決定養殖成敗的關鍵。現實中除氨氮的一種方法是氯化[23-24]。但作為氯的替代品，過氧乙酸在降低氨氮方面略遜于氯[25]，考慮到氯的殘留物對水生生物的傷害，過氧乙酸的優勢就體現出來了。過氧乙酸既能有效地分解水體中的氨態氮降解亞硝酸鹽等又沒有毒性殘留，在未來水產養殖中的應用前景很大。

2.6 降低水中重金屬、有機物等作用

過氧乙酸可氧化降解水中的重金屬、有機質及鹵化物等，這是其他魚病防治藥物無法比擬的。隨著社會對綠色食品的逐步重視，水產業者和水產品消費者對水中的重金屬、有機物、鹵化物對養殖動物的不良作用和殘留毒性已越來越關注，過氧乙酸才是生產“綠色水產食品”的最有效途徑。

3 影響過氧乙酸在水產養殖中作用的因素

3.1 溫度

溫度是諸多因子中最為重要的因素之一，它直接影響水生動物機體的代謝、生長和存活[26-27]。溫度還可通過影響溶解氧、鹽度等其他環境參數對水生動物間接產生影響[28]。過氧乙酸本身的分解、反應也受溫度的影響。

溫度對過氧乙酸在養殖中應用的影響，在養殖中隨著溫度的升高殺菌能力逐漸加強，但低濃度也有一定的殺菌效果，且在低濃度下殺菌效果比H2O2強。溫度低至-20℃仍然有顯著的殺菌效果。實驗表明，用0.3%的過氧乙酸殺枯草芽孢桿菌芽孢，在10℃、0℃、-10℃、-20℃、-30℃時，所需要的時間分別為12、60、210、315、378 min。

3.2 酸堿度

由于過氧乙酸是弱酸性的特性[29]，所以其在酸性條件下效果要比在堿性條件下好。在pH值5~7之間過氧乙酸的效果最佳，在1 mg/L濃度下，pH值在7~9之間，隨著pH值的增高殺菌效果降低。

pH值和溫度的增高，增加了消毒副產物的生成。但是研究表明，隨著pH值的增高，水中非揮發性的氯消毒副產物-鹵乙酸（HAAs）減少[30-31]。因此，在水產養殖中用過氧乙酸時，確定最佳的pH值范圍是必要的。

3.3 濃度與作用時間

過氧乙酸殺菌作用隨著濃度的增加和作用時間的延長而加強。高濃度和長時間接觸可以提高過氧乙酸對細菌等的去除率。作為氯制劑的代替品，已經有人提出單獨用過氧乙酸或與一個短的紫外曝光組合對一些污水進行處理[32-33]。

3.4 有機物

有機物能降低過氧乙酸的殺菌效果，其影響主要與有機物種類、微生物數量、溫度等有關。氨氮（NH3+-N）是一種水中常見的物質，分子氨對許多水生生物有直接毒性。在水中去除氨氮的一種方法是氯化，但其副產品有一定的毒害作用，作為氯的替代方案，過氧乙酸與氨反應也已有針對性地研究了。

4 小結

過氧乙酸作為一種良好氧化劑和廣譜、高效、速效、廉價的滅菌劑，其增氧、殺菌、對藻類也有一定的滅殺作用的性能，以及它的環境安全和食品安全的優勢，今后在水產養殖中應用會越來越廣泛。生產商應對其生產工藝和貯存穩定性等方面進行改進，不斷地提升這一產品的生產技術水平，應盡快研究出更加先進和經濟的新工藝，以適應過氧乙酸在水產養殖中的新產品和新技術。

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Research progress of application of peracetic acid in aquaculture

Zhang shuai，Pan Liande
（Key Laboratory of Exploitation and Utilization of Aquatic Genetic Resources，Shanghai Ocean University，Ministry of Education，Shanghai 201306，China）

Briefly introduces the physicochemical properties and bactericidalmechanism of peracetic acid，in aquaculture of peracetic acid oxygen increasing，disinfection，insecticide，can inhibit the growth of algae，improve water quality etc.function，and application effect of peracetic acid in aquaculture factors.A simple understanding of the preparation process of peracetic acid，in order to find the best preparation method，to adapt to the application in aquaculture.

peracetic acid；aquaculture water；oxygenation；sterilization；insecticidal

S949

：A

：1004-2091（2017）01-0007-04

10.3969/j.issn.1004-2091.2017.01.002

2016-03-09）

水產動物遺傳育種上海市協同創新中心（ZF1206）

張帥（1989-），男，碩士研究生，主要從事水產動物臨床醫學研究.E-mail:592923279@qq.com

潘連德（1960-），男，教授，主要從事水產動物健康養殖和醫學研究.E-mail：landp@shou.edu.cn