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一株干酪乳桿菌對養殖水體亞硝酸鹽去除機理的研究

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本帖最后由一片云于 2014-8-5 09:08 編輯

一株干酪乳桿菌對養殖水體亞硝酸鹽去除機理的研究

——摘自《淡水漁業》

摘要: 為了解乳酸菌去除養殖水體亞硝酸鹽的作用機理，實驗研究了一株干酪乳桿菌L821a ( Lactobacillus casei)對淡水魚養殖水體亞硝酸鹽的去除狀況，通過對菌體、酶及代謝產物的實驗，證明其去除亞硝酸鹽的機理包括胞內酶作用、代謝產物乳酸的直接化學反應2H+ + 3NO[sup]－2[/sup] = NO[sup]－3[/sup] + 2NO↑ + H[sub]2[/sub]O 作用和間接促進微生物反硝化作用3 種作用機理。在養殖水體中主要以間接作用方式發揮作用。分析認為乳酸促進反硝化作用的原因在于為反硝化微生物提供了易于利用的有機碳源( 能量物質) 。

關鍵詞: 干酪乳桿菌; 乳酸; 亞硝酸鹽; 反硝化

亞硝酸鹽是氮素循環過程細菌硝化與反硝化過程中重要的中間產物。水環境中的亞硝酸鹽能對養殖對象產生毒性［1］，是魚、蝦養殖過程中的重要危害因素之一。養殖水體中去除亞硝酸鹽的方法包括物理、化學和微生物三大類方法［2］，其中微生物類方法因能保證養殖產品的安全性和產品質量而備受關注。近年來，有報道稱乳酸菌可以有效去除養殖水體中的亞硝酸鹽。如吳偉等［3］應用短乳桿菌( Lactobacillusbrevis，A1. 558) 去除養殖水體中亞硝酸鹽，證實其在復雜的養殖水環境中也能發揮有效去除效果; 李卓佳等［4］研究發現乳酸桿菌( L. spp． ) 能有效地降低養殖廢水和飼料中的亞硝酸鹽。但是目前乳酸菌去除養殖水體亞硝酸鹽的機理尚不清楚。本實驗擬通過對一株干酪乳桿菌L821a( L. casei) 去除淡水魚類養殖水體亞硝酸鹽機理的研究，闡明其作用機理，并為水產養殖中乳酸菌去除亞硝酸鹽的應用提供一定的理論依據。

關于乳酸菌胞內酶作用去除亞硝酸鹽之前已有較多報道，如張慶芳等［13］研究發現短乳桿菌處理亞硝酸鹽主要處于亞硝酸還原酶還原亞硝酸鹽階段; 王昌祿等［14］分離的一株W-58 乳酸菌證實對亞硝酸鹽的去除也主要為產酶; 關于同化作用及代謝產物酸類作用也有報道，吳偉等［3］指出短乳桿菌可能去除亞硝酸鹽的機理包括酶去除、酸法去除以及同化作用，而在本實驗中同化作用幾乎可以排除; 張慶芳等［12］指出乳酸菌降解亞硝酸鹽包括酸降解和酶降解兩個階段，尚未見報道乳酸通過化學反應直接作用及促進反硝化間接作用去除養殖水體亞硝酸鹽。

結合表3 對檸檬酸實驗的初步結果以及前述投加乳酸后亞硝酸鹽、硝酸鹽降低，及總氮下降的結果，可以進一步證明乳酸在養殖水體中去除亞硝酸鹽的部分機理確實是由于促進了養殖水體微生物的反硝化作用，且乳酸充當了反硝化的能量物質。如何消除養殖水體的亞硝酸鹽的危害一直以來都是水產養殖業重點關注的問題之一。近年來，有多位學者指出乳酸菌可以有效去除養殖水體亞硝酸鹽，但并未見更深入研究乳酸菌去除養殖水體亞硝酸鹽機理的報道，然而在水產養殖的生產實踐中，乳酸菌被越來越多地應用于亞硝酸鹽的去除，對于乳酸菌在水產養殖水體中去除亞硝酸鹽機理的研究顯得尤為迫切。本實驗基于對干酪乳桿菌L821a 去除淡水魚類養殖水體亞硝酸鹽的研究，發現該菌去除養殖水體亞硝酸鹽的機理包括胞內酶作用、代謝產物乳酸的直接作用和間接作用3 種機理，其中，首次報道在養殖水體中乳酸菌的代謝產物乳酸可以通過直接的化學反應和促進反硝化間接的去除亞硝酸鹽，且以后一種機理為主。本研究僅限于干酪乳桿菌L821a，尚未對其它種屬的乳酸菌進行研究，后期需要進一步研究不同種類乳酸菌在養殖水體中去除亞硝酸鹽的機理，并探討不同類型養殖水體的差別; 不同養殖對象對亞硝酸鹽的耐受濃度差別很大，為研究方便作者選取了一個相對較高的整數值8mg /L，對于乳酸菌對不同濃度的亞硝酸鹽去除效果還需進一步實驗探討。

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