水環境溫度對戊二醛殺菌效果的影響

文章編號：1674-2419（2024）02-0133-07

基金項目：天津市淡水養殖產業技術體系創新團隊“營養需求與飼料崗位項目（編號ITTFRS2021000-011）”。天津市技術體系創新團隊項目“淡水養殖產業營養需求與飼料（編號ITTFRS2021000-011）”。

作者簡介：劉宏宇（1999.05- ），女，碩士在讀研究生，從事水產養殖與與病害防治的研究。E-mail：576690291@qq.com。

通訊作者：楊廣（1965.12- ），男，碩士，教授。E-mail：429533379@qq.com。

摘" 要：為了解水環境溫度對戊二醛（glutaraldehyde，GA）殺菌效果的影響，在20℃、25℃和30℃三個溫度條件下，定期檢測了2株細菌（副溶血弧菌Vibrio parahaemolyticus、維氏氣單胞菌Aeromonas veroni）在不同濃度戊二醛水溶液中的致死情況。檢測結果顯示，戊二醛對維氏氣單胞菌的殺菌率與溫度正相關，低藥物濃度時（0.45 mg/L），30℃水體中的殺菌率在24 h達到90%以上，而較低溫度（20℃）實現90%殺菌率需要27 h；當濃度升至1.8 mg/L時，30℃、5 h殺菌率可以達到90%，20℃時則需要延長至7 h；當更高藥物濃度（18 mg/L）時，30℃、20 min可實現90%以上殺菌率，20℃時所需時間相應延長至30 min。戊二醛對副溶血弧菌滅菌效果的影響也呈現相似規律性，當藥物濃度0.18 mg/L時，殺菌率分別在15 h（30℃）和18 h（20℃）達到90%以上；當藥物濃度1.8 mg/L和18 mg/L時，30℃水體中分別于100 min和3 min達到90%以上的殺菌率；20℃時時間延長至180 min和5 min。該研究結果可為科學合理使用戊二醛提供參考。

關鍵詞：溫度；戊二醛（glutaraldehyde，GA）；維氏氣單胞菌（Aeromonas veroni）；副溶血弧菌（Vibrio Parahaemolyticus）；殺菌率

中圖分類號：S949文獻標志碼：A

戊二醛（glutaraldehyde，GA）是目前廣泛使用的消毒劑之一，有廣譜殺菌、殺病毒，甚至殺芽孢的特點，具有高效、低刺激、低腐蝕和安全低毒的優勢，戊二醛主要用于醫療衛生領域怕高溫、 怕腐蝕的醫療器械消毒，畜牧業的消毒處理，以及在制革業作為皮革的鞣制劑使用。戊二醛在水產養殖業上的使用僅在最近幾年開始，應用于水體消毒，防治水產動物的細菌性疾病。

戊二醛的消毒機理是通過烷基化反應使菌體蛋白變性，酶和核酸的功能發生改變，從而呈現殺菌作用。基于化學反應的消毒劑，作用效果受環境因素影響，其中溫度是重要因素之一，有研究表明戊二醛的消毒效果與溫度呈正相關關系，但均是在實驗室條件下基于醫療衛生需要所進行的研究，以水產養殖為目的，用于預防水生動物細菌感染所開展的工作鮮有報道。

中國地域遼闊，南北差異及季節變化，導致不同地區養殖水體溫度差異較大，因此了解溫度對戊二醛消毒效果的影響具有重要實踐意義。該研究以兩種水產常見病原菌，副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyticus）和維氏氣單胞菌（Aeromonas veronii）為對象，探討了養殖用水中溫度對戊二醛殺菌效果的影響，以期為不同溫度條件下科學合理使用戊二醛提供參考。

1" 材料與方法

1.1" 實驗菌來源

試驗所用細菌分別為維氏氣單胞菌和副溶血弧菌，均由天津農學院水產動物免疫實驗室饋贈，冷藏菌種用LB液體培養基復蘇備用。

1.2" 實驗用水及預處理

實驗所用淡水取自天津藍科水產養殖有限公司水源池；海水取自天津立達海水資源開發有限公司，經三級沉淀后的養殖用水源水（鹽度32‰），運至實驗室后，均經三次過濾（依次為：多層紗布，中速定性濾紙，0.45 μm濾膜抽濾），121℃、30 min滅菌，保存備用（實驗用水）。

1.3" 菌懸液的制備

復蘇菌種經35℃、120 r/min震蕩培養12 h（培養基配方：胰蛋白胨10 g、酵母浸粉5 g、相應鹽度實驗水1000 mL），培養后的菌懸液經3000 r/min、10 min離心，取沉淀加入少量相應鹽度的實驗水，混勻后平板（培養基配方：胰蛋白胨10 g、酵母浸粉5 g、瓊脂20 g，相應鹽度實驗水1000 mL）計數，根據計數結果加入對應鹽度實驗水，分別調配成濃度為（3～5）×105 CFU/mL的不同鹽度菌懸液備用。

1.4" 戊二醛消毒液的配制

實驗用戊二醛質量濃度為20%（戊二醛原液）（市售，利洋水

產科技

有限公司生產，批號：230502）。

實驗時，在不同實驗用水中分別加入戊二醛原液，配制成濃度為0.2 mg/L、0.5 mg/L、1 mg/L、2 mg/L、20 mg/L和200 mg/L的戊二醛實驗液（戊二醛實驗藥液），并經0.22 μm針式過濾器濾過除菌，密封保存備用。

1.5" 不同水環境溫度下戊二醛殺菌實驗

實驗溫度設定為20℃、25℃和30℃，所用戊二醛實驗藥液和菌懸液在使用前均預置所定溫度。

消毒實驗在15 mL離心管中進行，取4.5 mL不同濃度戊二醛實驗藥液，分別加入0.5 mL菌懸液，每組設2個平行，另取4.5 mL無菌實驗用水加入0.5 mL相應鹽度菌懸液作為對照。離心管置相應溫度水浴鍋中。

消毒作用至預定時間后，從離心管中取0.1 mL液體，在相應鹽度固體培養基上涂布計數（以菌落數在300左右為宜，菌落數過多時用相應無菌實驗水稀釋）。

菌種為維氏氣單胞菌的藥物濃度與取樣時間設定：戊二醛濃度為0.45 mg/L（實驗藥液與菌懸液混合后，藥物濃度相應下降）時，取樣時間間隔3 h，至36 h結束；濃度為0.9 mg/L時，間隔3 h采樣，至18 h；濃度1.8 mg/L時，取樣時間為0.5 h、1 h、1.5 h、2 h、2.5 h、3 h、5 h和7 h；濃度18 mg/L時，間隔5 min采樣，至30 min結束；濃度180 mg/L時，于1 min、3 min、5 min、7 min、9 min和10 min取樣。

菌種為副溶血弧菌的藥物濃度與取樣時間設定：戊二醛濃度為0.18 mg/L時，取樣間隔時間為3 h，至21 h結束；濃度為1.8 mg/L時，分別于20 min、40 min、60 min、80 min、100 min、120 min和180 min取樣；濃度為18 mg/L時，每分鐘采樣1次，共五次。

1.6" 殺菌率計算

殺菌率的計算方法參照以下公式進行：

殺菌率（BR）=對照組菌落數－實驗組菌落數對照組菌落數×100%

2" 結果與分析

2.1" 不同溫度條件下戊二醛對維氏氣單胞菌的殺滅效果

戊二醛對維氏氣單胞菌的殺菌率隨溫度升高而增加。

在戊二醛濃度為0.45 mg/L的水體中，藥物作用前15 h，維氏氣單胞菌的殺滅率受溫度影響較大（見圖1）。在作用3 h和9h后，30℃、25℃和20℃的殺菌率分別為29.85%、19.69%、13.90%和51.00%、29.44%、20.31%，在15 h時三個溫度條件下的殺菌率均為70%左右，15 h后的殺菌率仍然隨溫度升高而增大，但差異并不明顯。24 h時，30℃和25℃的殺菌率均達到90%以上，而20℃時達到90%的殺菌率則需延長至27 h。

濃度增加到0.9 mg/L的戊二醛水體中， 20℃時的殺菌率相比另外兩個溫度為最低，3 h時溫度由高到底的殺菌率分別為45.41%、42.50%和31.73%；30℃時殺菌率在9 h達到90%以上，要達到該殺菌率，25℃需要12 h，20℃需15 h（見圖2）。

戊二醛濃度升高至1.8 mg/L時，對細菌的致死速度明顯加快。同樣，在30℃時的殺菌率均高于另外兩溫度的水體，但在作用開始的0.5 h，殺菌率相差較小（殺菌率均不足20%），隨著作用時間延長，差異增大。3 h時，30℃、25℃和20℃的殺菌率分別為84.90%、69.83%和65.12%，7 h后各溫度下的殺菌率均達到90%以上（見圖3）。

濃度為18 mg/L的戊二醛殺滅維氏氣單胞菌的效果受溫度影響較大（見圖4），當作用時間較短時（5 min）各溫度下殺菌率差異較小，分別為54.75%（30℃）、52.08%（25℃）和47.22%（20℃），當時間延長至15 min，不同溫度下殺菌率差異增大，依次為84.66%、73.17%和61.07%。不同溫度下，殺菌率達到90%以上的時間也存在差異，30℃時為20 min，另外兩溫度的時間延長至25 min（25℃）和30 min（20℃）。

戊二醛濃度繼續增加至180 mg/L時，超高的藥物濃度，使殺菌率在1 min時已超過50%，30℃和25℃的殺菌率均為70%以上，20℃時稍低（66.17%）；作用10 min，兩高溫水體中的殺菌率達95%以上，低溫僅為84.52%。表明該濃度下，溫度對殺菌率的影響較為明顯（見圖5）。

2.2" 溫度對戊二醛殺滅副溶血弧菌效果的影響

戊二醛對副溶血弧菌的殺菌率同樣隨溫度升高而增大。

戊二醛濃度為0.18 mg/L，3 h時不同溫度下的殺菌率均較低，而且差異并不明顯；6 h時，三個溫度條件下（30℃、25℃和20℃）的殺菌率依次為57.14%、42.47%和30.13%，差異明顯，且隨時間延長逐漸增大；至18 h差異減小，殺菌率均達到90%以上（見圖6）。

濃度為1.8 mg/L的戊二醛水體中，20 min時，30℃、25℃和20℃的殺菌率均較低，分別為28.45%、10.32%和4.90%；但溫度30℃時，僅需100 min殺菌率達到94.32%，相同作用時間，25℃和20℃水體的殺菌率僅為81.50%和52.13%，可見溫度影響明顯；25℃、120 min時的殺菌率可以達到90%以上，而20℃時，180 min仍未達到90%的殺菌率（見圖7）。

戊二醛含量為18 mg/L的水體中，作用1 min時，三個實驗溫度條件下對副溶血弧菌的殺菌率已達50%左右；3 min時， 30℃的殺菌率為91.95%，25℃和20℃的殺菌率分別為79.17%和70.60%，且在兩個較低溫度條件下，殺菌率達到90%以上，時間需要延長至5 min（見圖8）。

3" 討論

3.1" 溫度對戊二醛滅菌效果有明顯影響

戊二醛具有強還原性，能使細胞蛋白質和核酸等有機物還原和烷基化后失去生物學活性，導致細菌細胞死亡 。戊二醛具有典型化學消毒劑的特點，其消毒作用與溫度密切相關：溫度越高，反應物分子獲得越多的能量成為更多活化分子，從而與細菌接觸（碰撞）的機率越大，發生有效碰撞的次數更多，化學反應速率也增大，即溫度越高化學反應速率常數越大。

部分化學消毒劑有類似規律性：2℃、10℃和20℃時，金黃色葡萄球菌在濃度為1∶2000的戊二醛季銨鹽復方消毒劑中，10 min后殺菌率為90%以上，溫度升至25℃和30℃時，相同殺菌率僅需1 min；5℃、10℃、15℃和20℃時，鄰苯二甲醛對分枝桿菌的殺滅對數隨溫度升高而升高，低溫時達到高溫短時間的殺菌效果則需要延長時間；作用相同時間后，20℃時過氧化氫消毒劑對白色念珠菌的平均殺滅對數值均大于在0℃時，同樣在0℃下需作用10 min才能達到20℃時作用2 min的相同殺菌效果；溫度從20℃升到25℃后，醇類消毒劑對病毒的殺滅效果也會增加。

本研究中戊二醛對兩株細菌的殺滅效果均隨溫度的升高而增大，在所有實驗藥物濃度中，30℃時的殺菌率均為最大。因此，在使用戊二醛進行水生動物消毒時，是否應該考慮溫度對殺菌效果的影響，從而調整藥物濃度和時間，尚待進一步探討。同時，特別建議在使用戊二醛消毒時，應當提前使用小樣本動物進行藥物敏感性實驗，檢測養殖動物對藥物的不良反應。

3.2" 戊二醛殺菌效果因細菌種類而異

不同種類細菌的有機物組成和細胞結構不盡相同，對化學藥物的敏感性也存在差異。無乳鏈球菌和大腸桿菌在二氧化氯濃度為1.5 kg/hm2（按1m深計）的水體中，作用1 h后的殺菌率分別為26.4%和34.8%；弗氏檸檬酸桿菌和嗜水氣單胞菌在濃度為9 mg/mL高鐵酸鉀水體中，2 h后的殺菌率分別為97.14%和90.00%。本實驗在不同濃度的戊二醛溶液中，對維氏氣單胞菌和副溶血弧菌的殺菌率存在明顯差異（見表1），對副溶血弧菌的殺滅效果優于維氏氣單胞菌，該現象的產生是否與水體含鹽量不同有關，尚需進一步研究。

在漁業生產中，導致水產動物病害的致病菌種類繁多，使用消毒劑時應考慮其殺菌作用的差異性，同時還應注意用藥劑量和作用時間。

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Effect of water ambient temperature on the bactericidal of glutaraldehyde

LIU Hongyu， YANG Guang

（College of Fisheries， Tianjin Agricultural University， Tianjin Key Laboratory of Aquatic Ecology and Aquaculture，Tianjin 300384， China）

Abstract：In order to research the effect of water ambient temperature on the bactericidal rate（BR）of glutaraldehyde （GA）， Vibrio parahaemolyticus and Aeromonas veronii were regularly tested for mortality under three temperature conditions of 20℃， 25℃， and 30℃. The results showed that：For Aeromonas veronii， the bactericidal rate was positively correlated with temperature. At low drug concentrations （0.45 mg/L）， the BR reached over 90% at 30℃ for 24 hours， while at low temperatures （20℃）， it took 27 hours. As for drug concentrations of 1.8 mg/L， at 30℃， the BR reached 90% in 5 hours， while at 20℃， it extended to 7 hours. At higher drug concentrations （18 mg/L）， it took 20 minute which the BR reached over 90% at 30℃. The time was correspondingly extended to 30 minutes when the temperature drops to 20℃. For Vibrio parahaemolyticus， a similar rule was observed. The BR reached over 90% at 15 hours （30℃） and 18 hours （20℃） when the concentration was 0.18 mg/L. At the concentrations of 1.8 mg/L and 18 mg/L， it took 100 minutes and 3 minutes that the BR reached over 90% at 30℃. When the temperature reduced to 20℃， the time was correspondingly extended to more than180 minutes and 5 minutes. This research results provide reference for the scientific and rational use of glutaraldehyde.

Keywords：Temperature; Glutaraldehyde; Aeromonas veronii; Vibrio parahaemolyticus; Bactericidal rate （BR）