TWI705940B - 處理養殖池水體中之微生物的方法 - Google Patents
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Abstract
一種處理養殖池水體中之微生物的方法，其係在處理養殖池水體前，將由磷酸水溶液、亞氯酸鈉水溶液及水所組成之起始組成物進行反應後，製得含二氧化氯的抑菌試劑，隨即投放於養殖池水體，藉此安全地抑制養殖池水體中弧菌屬的生長。
Description
本發明係有關於一種處理微生物的方法，特別是有關於一種處理養殖池水體中之微生物的方法。
弧菌屬是革蘭氏陰性菌，屬兼性厭氧菌，為水產養殖中最常見的細菌群之一。水產養殖的過程中，有可能因過量的殘餌及高密度的養殖，造成養殖池的水體中的有機物質堆積，使得水體中的病原微生物(例如：弧菌屬)大量繁殖。倘養殖池中的弧菌屬過多，不僅有可能造成水產生物大量死亡，更有可能使人類致病。
目前常用的消毒劑包含鹵素(halogen)類、過錳酸鉀(potassium permanganate)類、四級銨鹽(quaternary ammonium salt)類及苯酚(phenol)類消毒劑。
然而上述消毒劑存在以下缺點。首先，鹵素類消毒劑在鹼性環境中的殺菌效果不佳，應用較受限。過錳酸鉀類消毒劑為一種極不穩定的強氧化劑，與特定有機物質或與氧化物接觸後容易發生爆炸。四級銨鹽類消毒劑對於革蘭
氏陰性菌及內生孢子的殺菌效果不佳，菌株容易產生抗藥性。苯酚類消毒劑的腐蝕性強且不易分解，對環境危害較大。
其次，前述習知的消毒劑在處理養殖池的水體的過程中，有可能造成養殖池水體中其他的有益微生物(effective microorganism)〔例如：光合細菌(photosynthetic bacteria，PSB)、硝化菌(nitrifying bacteria)、乳酸菌(lactic acid bacteria)及/或酵母菌(yeast)〕大量減少，使得養殖池水體中的有機物質及無機物質無法有效被代謝，對於養殖生物的健康有負面的影響。
有鑑於此，亟需一種處理養殖池水體中之微生物的方法，以解決上述問題。
因此，本發明之一態樣是提供一種處理養殖池水體中之微生物的方法，其係將由磷酸水溶液、亞氯酸鈉水溶液及水所組成之起始組成物反應，製得含二氧化氯的抑菌試劑後，隨即投放於養殖池水體，藉此安全地抑制養殖池水體中弧菌屬的生長。
根據本發明之上述態樣，提出一種處理養殖池水體中之微生物的方法。在此方法中，首先，令起始組成物反應達5分鐘至60分鐘，以產生含二氧化氯的抑菌試劑，其中起始組成物係由磷酸水溶液、亞氯酸鈉水溶液及水所組成，磷酸水溶液、亞氯酸鈉水溶液及水的體積比為1：1：5至1：1：18，磷酸水溶液之濃度為75重量%至98重量%，
且亞氯酸鈉水溶液之濃度為5重量%至10重量%。隨即投放抑菌試劑至養殖池水體，以抑制微生物之生長，其中微生物包含弧菌屬(Vibrio sp.)細菌、黴漿菌、原蟲及/或病毒，且二氧化氯於養殖池水體的濃度為0.01ppm至小於1ppm。
依據本發明之一實施例，上述起始組成物係反應達5分鐘至30分鐘。
依據本發明之一實施例，上述抑菌試劑之二氧化氯的濃度為900ppm至3500ppm。
依據本發明之一實施例，上述磷酸水溶液、亞氯酸鈉水溶液及水的體積比為1：1：5至1：1：10。
依據本發明之一實施例，上述磷酸水溶液的濃度為80重量%至90重量%，且亞氯酸鈉水溶液的濃度為6重量%至10重量%。
依據本發明之一實施例，上述弧菌屬細菌包含副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)及/或霍亂弧菌(Vibrio cholera)。
依據本發明之一實施例，上述二氧化氯於養殖池水體的濃度為0.1ppm至0.5ppm。
應用本發明之處理養殖池水體中之微生物的方法，在製備含二氧化氯的抑菌試劑後，隨即投放於養殖池水體，藉此安全地抑制養殖池水體中弧菌屬的生長。
100‧‧‧方法
102‧‧‧令起始組成物反應，以產生含二氧化氯的抑菌試劑
104‧‧‧投放抑菌試劑至養殖池水體，以抑制微生物之生長
301/303/305/307/309/311‧‧‧折線
321/323/325/327/329/331/333/335/337/339/341/343‧‧‧點
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下
〔圖1〕係繪示根據本發明一實施例之處理養殖池水體中之微生物的方法之部分流程圖。
〔圖2A〕及〔圖2B〕係分別根據本發明一實施例之亞氯酸鈉水溶液之氫核磁共振(1H-nuclear magnetic resonance，NMR)(圖2A)及碳核磁共振(13C-NMR)(圖2B)之光譜圖。
〔圖3A〕係繪示根據本發明一些實施例之酸性溶液〔磷酸水溶液(實施例1及4)或鹽酸水溶液(比較例1及4)〕、亞氯酸鈉水溶液及水的體積比為1：1：5時產生之二氧化氯濃度的折線圖。
〔圖3B〕係繪示根據本發明一些實施例之酸性溶液〔磷酸水溶液(實施例2及5)或鹽酸水溶液(比較例2及5)〕、亞氯酸鈉水溶液及水的體積比為1：1：8時產生之二氧化氯濃度的折線圖。
〔圖3C〕係繪示根據本發明一些實施例之酸性溶液〔磷酸水溶液(實施例3及6)或鹽酸水溶液(比較例3及6)〕、亞氯酸鈉水溶液及水的體積比為1：1：18時產生之二氧化氯濃度的折線圖。
〔圖4A〕與〔圖4B〕係根據本發明實施例1於第0天(圖4A)及第14天(圖4B)之抑菌試劑外觀的照片。
〔圖4C〕與〔圖4D〕係根據本發明比較例1於第0天(圖4C)及第14天(圖4D)之抑菌試劑外觀的照片。
承上所述，本發明提供一種處理養殖池水體中之微生物的方法。請參閱圖1，其係繪示根據本發明一實施例之處理養殖池水體中之微生物的方法100之部分流程圖。首先，如方法100之步驟102所示，令起始組成物進行反應，以產生含二氧化氯的抑菌試劑。在一實施例中，起始組成物係由磷酸水溶液、亞氯酸鈉水溶液及水所組成，其中磷酸水溶液、亞氯酸鈉水溶液及水的體積比為1：1：5至1：1：18，然以1：1：5至1：1：10為較佳。倘起始組成物的體積比落在前述範圍之外，則所得之抑菌試劑的二氧化氯濃度會過低或過量，無法安全地抑制養殖池水體中弧菌屬的生長。
在一實施例中，上述磷酸水溶液的濃度為75重量%至98重量%，然以80重量%至90重量%為較佳。前述亞氯酸鈉水溶液的濃度為5重量%至10重量%，然以6重量%至10重量%為較佳。倘磷酸水溶液的濃度及/或亞氯酸鈉水溶液的濃度落在前述範圍之外，則所得之抑菌試劑的二氧化氯濃度會過低或過量，無法安全地抑制養殖池水體中弧菌屬的生長。
上述起始組成物的反應時間可達5分鐘至60分鐘，然以5分鐘至30分鐘為較佳。倘反應時間少於5分鐘，則所得之抑菌試劑的二氧化氯濃度會過低。倘反應時間多於
60分鐘，無法有效提升抑菌試劑中的二氧化氯濃度，對於抑菌試劑本身並無實益。
在一實施例中，方法100之步驟102所製得的抑菌試劑之二氧化氯濃度為900ppm至3500ppm。
接者，如方法100之步驟104所示，投放抑菌試劑至養殖池水體，以抑制養殖池水體中微生物的生長。前述微生物並未特別限制，可以是細菌、黴漿菌、原蟲及/或病毒，然本發明之抑菌試劑對於安全地抑制養殖池水體中的弧菌屬(Vibrio sp.)細菌的效果尤佳。前述弧菌屬細菌可包含副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)及/或霍亂弧菌(Vibrio cholera)。
投放抑菌試劑至養殖池水體後，二氧化氯於養殖池水體的濃度可維持在0.01ppm至低於1ppm，然以0.1ppm至0.5ppm為較佳。倘二氧化氯於養殖池水體的濃度低於0.01ppm，則抑菌效果不佳，養殖池水體所含大量微生物有可能感染養殖生物，導致養殖業者的損失。倘二氧化氯於養殖池水體的濃度為1ppm或更多，則有可能因濃度過高而造成養殖生物中毒死亡，也有可能造成養殖池水體中其他的有益微生物大量減少，不利於養殖生物的健康。
以下利用數個實施例以說明本發明之應用，然其並非用以限定本發明，本發明技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。
1.抑菌試劑之製備
(1)實施例1
取85重量%的磷酸水溶液，及10重量%的亞氯酸鈉水溶液，以磷酸水溶液、亞氯酸鈉水溶液及水的體積比為1：1：5進行混合，並反應30分鐘，藉此產生含二氧化氯的抑菌試劑(如表1所示)。
請同時參閱圖2A及圖2B，其係分別根據本發明一實施例之亞氯酸鈉水溶液之氫核磁共振(1H-nuclear magnetic resonance，NMR)(圖2A)及碳核磁共振(13C-NMR)(圖2B)之光譜圖。由圖2A及圖2B顯示，本發明所使用的亞氯酸鈉水溶液，其中並無含碳化合物。因此，利用亞氯酸鈉水溶液所配製的抑菌試劑時，將不會產生三氯甲烷等致癌物質。
(2)實施例2
如表1所示，實施例2係使用與實施例1相同的製造方法產生含二氧化氯的抑菌試劑。不同之處在於實施例2的反應時間為10分鐘。
(3)實施例3與5
如表1所示，實施例3與5係使用與實施例1相同的製造方法產生含二氧化氯的抑菌試劑。不同之處在於實施例3的磷酸水溶液、亞氯酸鈉水溶液及水之體積比為1：1：8，實施例5的磷酸水溶液、亞氯酸鈉水溶液及水之體積比為1：1：18。
(3)實施例4與6
如表1所示，實施例4與6係分別使用與實施例3與5相同的製造方法產生含二氧化氯的抑菌試劑。不同之處在於實施例4與6的反應時間為10分鐘。
(4)比較例1至6
如表1所示，比較例1至6係分別使用與實施例1至6相同的製造方法產生含二氧化氯的抑菌試劑。不同之處在於比較例1至6係使用12N的鹽酸水溶液進行反應，而非磷酸水溶液。
2.抑菌試劑之濃度測定
利用碘還原滴定法測定抑菌試劑中二氧化氯之濃度，其係以二氧化氯作為氧化劑，將碘離子(I-)氧化為碘(I2)。接著，加入澱粉〔(C6H10O5)n〕以與碘發生錯合反應，而產生藍黑色的錯合物。之後，使用硫代硫酸鈉(Na2S2O3)滴定藍黑色的錯合物，直到透明無色，並計算二氧化氯之濃度。
首先，取1毫升的抑菌試劑，加入含有10毫升之0.75%碘化鉀(KI)溶液及10毫升之50%醋酸(CH3COOH)溶液，在暗處靜置10分鐘。然後，加入4毫升的0.5%澱粉溶液做為指示劑，以產生藍黑色的混合液。之後，以0.01N的硫代硫酸鈉標準溶液滴定藍黑色的混合液，直至混合液由藍黑色轉為透明無色，並以下式(I)計算抑菌試劑之二氧化氯之濃度：二氧化氯之濃度(ppm)=滴定值(ml)×硫代硫酸鈉之當量數×6745 (I)。
請同時參閱圖3A至圖3C，其中，圖3A係繪示根據本發明一些實施例之酸性溶液〔磷酸水溶液(實施例1與2)或鹽酸水溶液(比較例1與2)〕、亞氯酸鈉水溶液及水的體積比為1：1：5時，所獲得之二氧化氯濃度的折線圖。圖3B係繪示根據本發明一些實施例之酸性溶液〔磷酸水溶液(實施例3與4)或鹽酸水溶液(比較例3與4)〕、亞氯酸鈉水溶液及水的體積比為1：1：8時，所獲得之二氧化氯濃度的折線圖。圖3C係繪示根據本發明一些實施例之酸性溶液〔磷酸水溶液(實施例5與6)或鹽酸水溶液(比較例5與6)〕、亞氯酸鈉水溶液及水的體積比為1：1：18時，所獲得之二氧化氯濃度的折線圖，其中X軸為反應時間(分鐘)，Y軸為二氧化氯濃度(ppm)。
在圖3A中，折線301之點321與點323分別代表實施例1與2，折線303之點325與點327分別代表比較例1與2。在圖3B中，折線305之點329與點331分別代表實施例
3與4，折線307之點333與點335分別代表比較例3與4。在圖3C中，折線309之點337與點339分別代表實施例5與6，折線311之點341與點343分別代表比較例5與6。
由圖3A至圖3C的結果顯示，當反應時間達30分鐘時，實施例1的二氧化氯濃度(點321)係高於比較例1的二氧化氯濃度(點325)(如圖3A所示)，實施例2的二氧化氯濃度(點329)係高於比較例2的二氧化氯濃度(點333)(如圖3B所示)，且實施例3的二氧化氯濃度(點337)係高於比較例3的二氧化氯濃度(點341)(如圖3C所示)，代表本發明之起始組成物可提供二氧化氯濃度較高之抑菌試劑。
3.抑菌試劑之抗衰退的功效
(1)抑菌試劑之抗衰率
將實施例1與比較例1之抑菌試劑於陰暗通風處，分別靜置60分鐘、1440分鐘及2週後，測定其二氧化氯濃度，並以下式(II)計算二氧化氯的衰退率(%)。
衰退率(%)=〔(二氧化氯濃度(初始)-二氧化氯濃度(測定時))/二氧化氯濃度(初始)〕×100% (II)
其中，以抑菌試劑於初始時之二氧化氯濃度為100%。
請參閱表2，實施例1與比較例1之抑菌試劑在靜置60分鐘、1440分鐘及2週後，實施例1的二氧化氯之衰退率均低於比較例1。相較之下，比較例1之抑菌試劑在靜置2週後，其二氧化氯之衰退率為實施例1的兩倍以上。
(2)抑菌試劑之顏色
將實施例1與比較例1之抑菌試劑靜置於陰暗通風處兩週，以目測觀察其顏色於第0天及第14天的變化，作為判斷抑菌試劑衰退程度的判斷。
請同時參閱圖4A至圖4D，其中圖4A與圖4B係根據本發明實施例1於第0天(圖4A)及第14天(圖4B)之抑菌試劑的照片。圖4C與圖4D係根據本發明比較例1於第0天(圖4C)及第14天(圖4D)之抑菌試劑的照片。
由圖4A與圖4B顯示，實施例1之抑菌試劑靜置兩週後，仍呈現明顯的黃綠色，且第0天與第14天顏色差異不大。相較於圖4C與圖4D，比較例1之抑菌試劑靜置兩週後，幾乎呈現透明無色，第0天與第14天顏色差異較大。
4.抑菌試劑抑制弧菌屬的功效
(1)抑菌試劑抑制弧菌屬的功效
將不同濃度的抑菌試劑加入霍亂弧菌菌液或副溶血弧菌菌液中，以使二氧化氯對霍亂弧菌或副溶血弧菌進行處理，再將處理後的菌液塗抹於LB(Luria-Bertani
broth)培養基盤，經恆溫培養後計算菌落數，以測定抑菌試劑抑制弧菌屬的功效。
首先，稀釋實施例1所製備的抑菌試劑至濃度為0.2、0.6及1ppm，取500μL的抑菌試劑分別加入500μL之霍亂弧菌菌液及副溶血弧菌菌。於60分鐘及120分鐘時取樣60μL，均勻塗抹LB培養基盤，以30℃培養24小時後，計算菌落數。每個實施例均重複3次。
上述之霍亂弧菌菌液係將霍亂弧菌挑選一個菌落置入5毫升的LB中，以30℃震盪培養16小時所獲得。另，上述副溶血弧菌菌液係利用與製備霍亂弧菌菌液相同的方法所獲得。
請參閱表3的結果，其中當菌落數大於1600個時，則標示為UC(不可數，uncountable)。表3顯示，相較於抑菌試劑處理60分鐘時，實施例8與9、實施例11與12、實施例17與18及實施例20與21在抑菌試劑處理120分鐘之弧菌濃度較低。
(2)抑菌試劑抑制養殖池水體中之弧菌屬的功效
藉由實地採樣養殖池水體，以測定抑菌試劑抑制養殖池水體中之弧菌屬的功效。
首先，分別取60μL的A池水體、B池水體及C池水體，均勻塗抹LB培養基盤，以30℃培養24小時後，計算菌落數。另外，分別取500μL的A池水體、B池水體及C池水體，分別與0.2ppm、0.6ppm、1ppm及2ppm的抑
菌試劑500μL混合，以使二氧化氯於養殖池水體的濃度為0.1ppm、0.3ppm、0.5ppm及1ppm(如表4所示)。於60分鐘後，取樣60μL均勻塗抹LB培養基盤，以30℃培養24小時後，計算菌落數。每個實施例均重複3次。
上述養殖池的取樣點係位於雲林縣麥寮鄉，其中A池為23°46'05.7"N，120°12'46.1"E。B池為23°46'03.2"N，120°13'50.0"E。C池為23°46'00.2"N，120°12'30.0"E。
表4的結果顯示，實施例29至實施例36與實施例39至實施例48的養殖池水體經抑菌試劑處理後，其菌落數均顯著減少。
綜而言之，由上述數個實施例證實，藉由磷酸水溶液、亞氯酸鈉水溶液所製得之含二氧化氯的抑菌試劑，可安全地抑制養殖池水體中弧菌屬的生長。
需補充的是，本發明雖以特定的組成物、製程或特定的分析方法作為例示，說明本發明之處理養殖池水體中之微生物的方法，惟本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者可知，本發明並不限於此，在不脫離本發明之精神和範圍內，本發明之處理養殖池水體中之微生物的方法亦可使用其他製程、其他的分析方法或其他儀器進行。
雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更
動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧方法
102‧‧‧令起始組成物反應，以產生含二氧化氯的抑菌試劑
104‧‧‧投放抑菌試劑至養殖池水體，以抑制微生物之生長
Claims (6)
- 一種處理養殖池水體中之微生物的方法，包含：令一起始組成物反應達5分鐘至60分鐘，以產生含二氧化氯的一抑菌試劑，其中該起始組成物係由該磷酸水溶液、該亞氯酸鈉水溶液及水所組成，該磷酸水溶液、該亞氯酸鈉水溶液及該水的一體積比為1：1：5至1：1：18，該磷酸水溶液之一濃度為80重量%至90重量%，該亞氯酸鈉水溶液之一濃度為5重量%至10重量%，且該抑菌試劑之該二氧化氯的一濃度為900ppm至3000ppm；以及投放該抑菌試劑至一養殖池水體，以抑制一微生物之生長，其中該微生物包含一弧菌屬(Vibrio sp.)細菌、一黴漿菌、一原蟲及/或一病毒，且該二氧化氯於該養殖池水體的一濃度為0.01ppm至小於1ppm。
- 如申請專利範圍第1項所述之處理養殖池水體中之微生物的方法，其中該起始組成物係反應達5分鐘至30分鐘。
- 如申請專利範圍第1項所述之處理養殖池水體中之微生物的方法，其中該磷酸水溶液、該亞氯酸鈉水溶液及該水的該體積比為1：1：5至1：1：10。
- 如申請專利範圍第1項所述之處理養殖池水體中之微生物的方法，其中該亞氯酸鈉水溶液的該濃度為6重量%至10重量%。
- 如申請專利範圍第1項所述之處理養殖池水體中之微生物的方法，其中該弧菌屬細菌包含副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)及/或霍亂弧菌(Vibrio cholera)。
- 如申請專利範圍第1項所述之處理養殖池水體中之微生物的方法，其中該二氧化氯於該養殖池水體的該濃度為0.1ppm至0.5ppm。
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