腐败西瓦氏细菌的特性及用途

腐败西瓦氏细菌的特性及用途

摘要：在当今时代，科技发达越来越快，污染也变得越来越严重，水是生命资源，人类活动离不开水，但是由于工业发达和生活用水的处理不当，导致很多河流已经丧失了原本的面目，人类现在生活在天不在蓝，海不再蓝的自然里，污水处理就变得异常严峻，污水处理的方法有很多，物理，生物，化学方法都存在，本文主要是讨论利用生物方法处理污水，众所周知，细菌存在于我们周围，而且细菌的繁殖生长能力很强，所以选择利用希瓦氏细菌来分解和降解污水中有机物和一些有害物质是一个很好的方法。希瓦式菌属（Shewanella）于革兰氏阴性细菌，,黑色菌落, 革兰氏阴性杆菌。它能够降解和稳定代谢导致污水腐臭的氧化三甲胺。还具有还原三价铁、锰、铀等重金属，液化明胶、Tween40和tween80，产生H2S的能力。在乳酸钠存在的条件下，能还原硝酸盐、亚硝酸盐、铁氧化物和硫代硫酸钠。

关键词：希瓦氏细菌污水处理氧化三甲胺代谢

细菌无处不在，但是并不是所有的细菌都是有害细菌，有的细菌对人类有益，有的细菌对人类有害，而有的细菌即对人类有害也有益。例如希瓦氏细菌可以腐败鱼虾等海产品，但它也可以用于污水处理。在用希瓦氏细菌处理污水之前，我们得了解它的特性及处理污水的原理。

腐败希瓦氏具有以下特点：

1、噬菌体裂解性好，能够在4-5h内使腐败希瓦氏菌菌悬液变澄清，经双层平板法检测得到清晰透明的噬菌斑。对该噬菌体的生理特性研究可知该噬菌体核酸类型为DNA，其形态符合长尾噬菌体科的基本特征，为蝌蚪形，具有宽度约为50nm的正多边形头部和长约150nm 的尾部。该噬菌体的最佳感染复数为10，一步生长曲线显示噬菌体感染宿主菌潜伏期为10min，爆发期为20min，裂解量为98。

2、对腐败希瓦氏菌噬菌体Spp001进行抑菌实验，以培养基和鱼肉汤为基质时，噬菌体Spp001均能抑制腐败希瓦氏菌Sp225的生长，保持基质澄清。温度大于70℃噬菌体失去裂解活性。腐败希瓦氏菌噬菌体在pH为7时抑菌活性最高，此时效价为1.6×108pfu/mL；噬菌体耐碱性较好，耐酸性较差，在pH为3时，噬菌体已失去裂解性。腐败希瓦氏菌噬菌体Spp001对含氯消毒剂氯胺和次氯酸钠具有较强的抗失活能力。10mg/L-20mg/L的氯胺仅能使噬菌体的活性降低3%，1g/L-2g/L能使噬菌体的活性降低约12.5%，500mg/L-600mg/L次氯酸钠能够灭活腐败希瓦氏菌噬菌体12.5%，5g/L-6g/L 次氯酸钠能够灭活腐败希瓦氏菌噬菌体22.1%。3KGray电子束辐照使噬菌体效价和抑菌活性稍有降低，存活率为96.5%，5KGray电子束辐照明显降低了腐败希瓦氏菌的效价和抑菌活性，存活率为21.5%，当辐照剂量大于7KGray时，噬菌体Spp001失去抑菌活性。

3、腐败希瓦氏菌噬菌体Spp001对冷藏牙鲆的抑菌防腐实验效果明显。感官鉴定明显看出噬菌体抑菌防腐效果良好，明显高于未经噬菌体处理的对照组。通过对微生物指标的测定可知，腐败希瓦氏菌噬菌体Spp001实验组和山梨酸钾溶液实验组的菌落总数和腐败希瓦氏

菌菌落总数均明显低于对照组，并且高浓度Spp001噬菌体实验组菌落总数和腐败希瓦氏菌菌落总数均小于山梨酸钾溶液实验组，同时也小于低浓度Spp001噬菌体实验组。噬菌体Spp001实验组和山梨酸钾实验组的pH先降低后升高的趋势比对照组缓慢很多，且实验组pH 的变化趋势由大到小分别为高浓度的噬菌体Spp001实验组＞山梨酸钾溶液实验组＞低浓度的噬菌体Spp001实验组。【1】

腐败希瓦氏菌的生物被膜：腐败希瓦氏菌在LB培养基中静置培养约24 h,形成成熟的生物被膜。在各实验条件下,以30℃培养,2%NaCl,pH中性或略偏碱性,起始菌浓度106～107CFU/mL时形成生物被膜的量最大;而Ca2+和一定浓度的Mg2+能抑制腐败希瓦氏菌生物被膜的形成。葡萄糖的添加量对生物被膜的形成没有明显的影响。腐败希瓦氏菌在不锈钢片上形成的生物被膜的量高于在PE片上形成的量,其形态分别为网络状、矩阵态。结论:腐败希瓦氏菌能形成稳定而明显的生物被膜,且其形成能力受温度、NaCl浓度、pH值等环境因子的影响。【2】

氧化三甲胺（Trimethylamine-N-oxide，TMAO）分子式为（CH3)3NO，广泛分布于海产硬骨鱼类的肌肉中，是许多海洋鱼类的肌肉中非蛋白氮的重要组成部分，具有特殊的鲜味，在贮藏及运输过程中，TMAO在环境微生物和水产品自身内源性酶的作用下，降解产生三甲胺（TMA),进而生成二甲胺（DMA)和甲醛（FA)等，三甲胺是海洋鱼类腐败的恶臭成分，在海产鱼类加工过程中排放的高浓度废水中含量十分丰富，其具有毒副作用，会抑制大分子（如DNA、RNA和蛋白质）的合成，对动物胚胎具有致畸作用。二甲胺具有鱼腐臭的特殊气味，是城市污水的主要臭源之一。甲醛可与蛋白质、氨基酸结合，使蛋白质变性，使鱼肉质构变差，疏水性增加，导致鱼肉质量变差甚至变质。经研究发现，氧化三甲胺可以被氧化三甲胺还原酶氧化分解，氧化三甲胺还原酶是一类存在于某些微生物体内能够代谢氧化三甲胺的酶，其催化作用是将TMAO降解为TMA。通过研究发现体内含有氧化三甲胺还原酶的细菌为腐败希瓦氏菌。【3】

不仅如此，该菌株还具有还原三价铁、锰、铀等重金属，液化明胶、Tween40和tween80，产生H2S的能力。在乳酸钠存在的条件下，能还原硝酸盐、亚硝酸盐、铁氧化物和硫代硫酸钠。【4】而这些物质大多都是污水中的物质，所以可以利用此菌处理污水。

参考文献：

【1】腐败希瓦氏菌噬菌体的性质和防腐应用研究

【2】环境条件下对腐败希瓦氏菌生物被膜形成能力的影响

【3】来源于腐败希瓦氏菌对氧化三甲胺的代谢特性研究

【4】一个降解染料的希瓦氏菌新种———中国希瓦氏菌