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《后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào)》2017年第1期

摘要：

微生物尤其是真菌在儲(chǔ)存罐和飛機(jī)油箱中生長(zhǎng)繁殖會(huì)導(dǎo)致燃油過濾器阻塞，引起腐蝕，增加維修成本。盡管良好的維護(hù)方法有助于降低微生物污染的風(fēng)險(xiǎn)，但飛機(jī)受到污染，除菌劑是公認(rèn)的能夠迅速、有效解決該問題的唯一現(xiàn)實(shí)而有效的選擇。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，探討了一種新研制的航空燃料除菌劑對(duì)4種特征真菌的殺菌效果。

關(guān)鍵詞：

微生物污染；真菌；航空燃料除菌劑；殺菌率

美國(guó)空軍在20世紀(jì)50年代就開始對(duì)噴氣燃料微生物污染進(jìn)行研究。微生物在儲(chǔ)存罐和飛機(jī)油箱中生長(zhǎng)繁殖會(huì)導(dǎo)致油罐腐蝕[1-2]、燃料降解[3]、燃料過濾器堵塞、燃油噴嘴結(jié)焦[4]，從而增加管理和維修成本[5-6]，甚至?xí){飛機(jī)飛行安全，造成災(zāi)難性事件發(fā)生[7]。例如：1958年，一架B-52轟炸機(jī)因噴氣燃料中微生物污染導(dǎo)致過濾器阻塞而墜毀[8]。噴氣燃料中的微生物真菌占90%以上[9]，崔艷雨等[10]通過對(duì)噴氣燃料中真菌污染前后油品的外觀、密度、黏度、總酸值、閃點(diǎn)、餾程、銅片腐蝕、固體顆粒污染物、水反應(yīng)、冰點(diǎn)等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)真菌對(duì)噴氣燃料的外觀、總酸值、固體顆粒污染物等指標(biāo)影響比較明顯，會(huì)導(dǎo)致其參數(shù)不合格，對(duì)密度、黏度等指標(biāo)有影響，但是影響不明顯；顧潔等[11]發(fā)現(xiàn)霉菌能夠侵蝕噴氣燃料儲(chǔ)罐內(nèi)壁的涂料；殷鶴等[12]發(fā)現(xiàn)綠色木霉菌能夠降低噴氣燃料表面張力及熱氧化安定性，加快銅片腐蝕速度；袁祥波等[13-14]發(fā)現(xiàn)特征真菌不僅自身可以產(chǎn)生懸浮物，其在噴氣燃料中代謝產(chǎn)生的表面活性物質(zhì)對(duì)懸浮物的生成也起到了促進(jìn)作用，他還通過18SrDNA測(cè)序技術(shù)，對(duì)2個(gè)油庫(kù)不同油罐中的噴氣燃料樣品進(jìn)行微生物檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)噴氣燃料中存在Amorphothecaresinae真菌，并通過試驗(yàn)得出Amorphothecaresinae真菌能在噴氣燃料中生長(zhǎng)，且會(huì)導(dǎo)致噴氣燃料顆粒污染度增大，影響噴氣燃料的潔凈性。因此，抑制噴氣燃料中的真菌污染對(duì)于抑制噴氣燃料微生物污染、提高油品安全具有重要意義。本文參考相關(guān)文獻(xiàn)，挑選了4種存在于噴氣燃料中的真菌[15]，用于探討一種新研制的航空燃料除菌劑的殺菌效果。

1試驗(yàn)部分

1.1試驗(yàn)材料

菌種：枝孢霉菌、綠色木霉菌、出芽短梗霉菌、局限青霉菌，均已接種到沙保式固體培養(yǎng)板中。培養(yǎng)基：沙保式液體培養(yǎng)基（每100mL培養(yǎng)基中含有4g無水葡萄糖和1g蛋白胨）。其他材料：3號(hào)噴氣燃料，航空燃料除菌劑，ATP熒光檢測(cè)儀，均由寧波博奧公司提供；13個(gè)250mL的培養(yǎng)瓶；0.22μm濾膜；過濾裝置。

1.2試驗(yàn)步驟

1.2.1沙保式液體培養(yǎng)基的配制

配制13個(gè)100mL沙保式液體培養(yǎng)基，并依次命名為：枝孢霉菌菌液（1號(hào)），添加除菌劑的枝孢霉菌（2號(hào)），未加除菌劑的枝孢霉菌（3號(hào)），綠色木霉菌菌液（4號(hào)），添加除菌劑的綠色木霉菌（5號(hào)），未加除菌劑的綠色木霉菌（6號(hào)），出芽短梗霉菌菌液（7號(hào)），添加除菌劑的出芽短梗霉菌（8號(hào)），未加除菌劑的出芽短梗霉菌（9號(hào)），局限青霉菌菌液（10號(hào)），添加除菌劑的局限青霉菌（11號(hào)），未加除菌劑的局限青霉（12號(hào)），沙保式液體培養(yǎng)基（13號(hào)）。將13個(gè)培養(yǎng)瓶用報(bào)紙封口，放入高壓滅菌鍋中，121℃滅菌20min。

1.2.2菌液制備

從4個(gè)標(biāo)有不同菌種菌液的培養(yǎng)瓶（1，4，7，10號(hào)）中分別取1mL培養(yǎng)液，然后分別加入到4個(gè)對(duì)應(yīng)的菌種培養(yǎng)板中，反復(fù)沖洗數(shù)次，并將沖洗液再次接種到1，4，7，10號(hào)培養(yǎng)瓶中，制成4種菌種菌液，在37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4d，作為試驗(yàn)菌液。

1.2.3菌液ATP濃度檢測(cè)

1）從4個(gè)標(biāo)有不同菌種菌液的培養(yǎng)瓶（1，4，7，10號(hào)）中分別取1mL菌液（取菌液前搖晃數(shù)次，保證菌種懸浮液混合均勻），過0.22μm濾膜。

2）用ATP熒光檢測(cè)儀中配套的棉棒擦拭濾膜表面，使濾膜上的微生物附著于棉棒上，再放入ATP熒光檢測(cè)儀中檢測(cè)微生物ATP濃度。每個(gè)菌液重復(fù)3次，記錄檢測(cè)結(jié)果，如表1所示。1.2.4殺菌試驗(yàn)1）從1，4，7，10號(hào)培養(yǎng)瓶中分別取1mL菌液加到相對(duì)應(yīng)的其他2個(gè)培養(yǎng)瓶中（以枝孢霉菌為例，從1號(hào)培養(yǎng)瓶中取1mL菌液分別加到2號(hào)和3號(hào)培養(yǎng)瓶中），再將13個(gè)培養(yǎng)瓶放入37℃恒溫?fù)u床中培養(yǎng)2h。2）向2，5，8，10號(hào)培養(yǎng)瓶中加入100μL航空燃料除菌劑（按使用說明要求的劑量添加）。

3）將13個(gè)培養(yǎng)瓶放在室溫中培養(yǎng)2d。4）從3，6，9，12號(hào)培養(yǎng)瓶中各取1mL菌液，過0.22μm濾膜，使菌液中的微生物過濾到濾膜上，用ATP熒光檢測(cè)儀檢測(cè)濾膜上的微生物ATP濃度。每個(gè)菌液重復(fù)3次，記錄檢測(cè)結(jié)果，如表2所示。

4）將2，5，8，10號(hào)培養(yǎng)瓶中的100mL菌液過0.22μm濾膜，使菌液中的微生物過濾到濾膜上，用ATP熒光檢測(cè)儀檢測(cè)濾膜上的微生物ATP濃度，結(jié)果如表3所示。

2結(jié)果與討論

4個(gè)添加航空燃料除菌劑的培養(yǎng)瓶和4個(gè)未加航空燃料除菌劑的培養(yǎng)瓶在室溫中培養(yǎng)2d，并與沙保式液體培養(yǎng)基進(jìn)行對(duì)比，培養(yǎng)瓶中微生物的生長(zhǎng)情況如圖1所示。圖中，A為未加除菌劑的培養(yǎng)瓶，B為添加除菌劑的培養(yǎng)瓶，C為沙保式液體培養(yǎng)基。由圖1可以看出：①4種真菌在滿足其生長(zhǎng)所需的環(huán)境中能夠迅速生長(zhǎng)繁殖，培養(yǎng)2d培養(yǎng)瓶就出現(xiàn)渾濁，并能明顯看到大量懸浮的菌絲；②航空燃料除菌劑能夠明顯抑制4種真菌的生長(zhǎng)；③局限青霉菌的生長(zhǎng)繁殖速度比其他3種真菌慢。由表1，2，3可以確定以下結(jié)論：①枝孢霉菌和局限青霉菌在滿足其生長(zhǎng)環(huán)境的條件下，生長(zhǎng)繁殖最快；出芽短梗霉菌次之，綠色木霉菌又次之，但是其測(cè)量的微生物ATP濃度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于噴氣燃料中微生物重度污染的等級(jí)下限（噴氣燃料中微生物ATP濃度大于5000RLU/L為重度污染等級(jí)）；②加入航空燃料除菌劑的培養(yǎng)瓶中，微生物ATP濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于噴氣燃料中微生物污染可忽略的等級(jí)上限（噴氣燃料中微生物ATP濃度小于1000RLU/L為可忽略的污染等級(jí)）。加入航空燃料除菌劑的培養(yǎng)瓶中檢測(cè)不到ATP，或者檢測(cè)量與加入量相差特別大，可能有3種解釋：①培養(yǎng)瓶中本身的ATP含量偏低，存在棉棒未擦拭干凈，或微生物附著在培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)壁上等操作誤差；②菌液沒有混合均勻，加入4個(gè)培養(yǎng)瓶中的1mL菌液中均沒有微生物（這個(gè)可能性幾乎不存在），或者加入菌液的微生物含量確實(shí)比測(cè)量值還低；③航空燃料除菌劑在抑制真菌生長(zhǎng)的同時(shí)還能夠?qū)φ婢M(jìn)行滅殺（由ATP熒光檢測(cè)儀原理可知對(duì)于破除細(xì)胞壁的死菌無法檢測(cè)其含量）。筆者傾向于第3種解釋，因?yàn)檎麄€(gè)操作過程都是在同一時(shí)間由同一人在同種試驗(yàn)條件下完成的。根據(jù)第3種可能計(jì)算殺菌率，結(jié)果如表4所示。對(duì)于局限青霉菌的生長(zhǎng)繁殖速度，圖片觀察到的結(jié)果與測(cè)試得出的結(jié)果有點(diǎn)出入，可能的解釋是圖片觀察的結(jié)果只是通過培養(yǎng)基的渾濁程度和肉眼觀察的菌絲數(shù)量得出的大致結(jié)論。

3結(jié)論

1）真菌在適宜的生長(zhǎng)條件下均能夠迅速生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生大量肉眼可見的菌絲。在本試驗(yàn)條件下，枝孢霉菌和局限青霉菌生長(zhǎng)繁殖最快；出芽短梗霉菌次之，綠色木霉菌再次之。

2）航空燃料除菌劑對(duì)出芽短梗霉菌、綠色木霉菌的殺菌效果最好，對(duì)枝孢霉菌的殺菌效果最差。

3）通過用ATP熒光檢測(cè)儀檢測(cè)1mL菌液的ATP濃度，從而確定整個(gè)培養(yǎng)瓶中的菌液ATP濃度，其結(jié)果不具有很強(qiáng)的說服力，因?yàn)闇y(cè)量菌液無法充分混合均勻，過濾時(shí)微生物附著于培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)壁，或者用ATP熒光檢測(cè)儀棉棒擦拭濾紙時(shí)未擦拭干凈等情況，都可能導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果差別較大。但至少比目測(cè)強(qiáng)，可以作為估計(jì)值（ATP檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，美國(guó)多個(gè)專業(yè)權(quán)威機(jī)構(gòu)通過研究1000個(gè)以上的樣品，證明了用ATP熒光檢測(cè)儀快速檢測(cè)所得微生物含量的結(jié)果90%以上與24~48h標(biāo)準(zhǔn)細(xì)菌培養(yǎng)法/平皿法測(cè)量所得微生物含量的結(jié)果一致）。

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作者:李鵬 熊云 朱鵬 黃海龍 單位:后勤工程學(xué)院軍事油料應(yīng)用與管理工程系 寧波大學(xué)應(yīng)用海洋生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室