过氧乙酸在水产养殖中的应用研究进展

张帅，潘连德

（上海海洋大学省部共建水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室，上海 201306）

过氧乙酸在水产养殖中的应用研究进展

张帅，潘连德

（上海海洋大学省部共建水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室，上海 201306）

扼要介绍了过氧乙酸的理化性质和杀菌机制，在水产养殖中过氧乙酸的增氧、杀菌、杀虫、抑藻、改善水质等作用，以及影响过氧乙酸在水产养殖中应用的一些因素。简单了解了过氧乙酸的制配工艺，以期找到最好的制配方法，来适应在水产养殖中的应用。

过氧乙酸；养殖水体；增氧；杀菌；杀虫

1 过氧乙酸的理化性质和杀菌机制

过氧乙酸（peracetic acid）又叫过醋酸，因为它是将冰醋酸氧化而形成过氧基分子故而得名，于1902年首次合成[1]，分子式C2H4O3，分子量是76.0518，是过氧有机酸中结构简单、合成容易、相对稳定性较好的高活性、强氧化性有机酸。过氧乙酸熔点0.1℃，沸点110℃，密度d4151.226，闪点41℃，折射率nD201.3974，外观为无色液体，有强烈刺鼻味，易溶于水、乙醇、乙醚和硫酸[2]。它是一种具有重要用途的广谱、高效杀菌剂，具有很强的杀菌能力，对各种微生物，包括细菌繁殖体、芽孢、霉菌和病毒具有高效和快速杀灭效果，在医疗、防疫、食品等领域上有广泛的应用[3]。过氧乙酸在水中的分解反应，同时伴随着过氧化氢的反应，反应式如下：

单原子氧（O）、羟基（OH）和羧基（COO）均具有极强的破坏各种致病菌和霉菌类细胞膜的能力，并迅速渗透到细胞膜内杀死病原体。主要通过两种途径来实现杀菌作用的：一是菌体蛋白质变性、凝固；二是通过氧化还原反应损害酶蛋白的活性基因，抑制酶的活性，或因化学结构与代谢产物相似，竞争或非竞争地同酶结合而抑制酶的活性[4]。

2 过氧乙酸在水产养殖中的应用

2.1 对养殖水体的增氧作用

养殖水体由于投入品（饲料、药物等）和水产动物的排泄物积累，会引起水质恶化，导致鱼类、虾和河蟹等缺氧，严重时会窒息死亡。溶氧和水质恶化已经成为水产养殖业高产、稳产的主要障碍。过氧乙酸是过氧化物，分子结构不稳定，氧化产生氧气，从而增加了水中溶解氧的含量，供水生动物呼吸，防止因缺氧浮头或窒息死亡，改善水体有氧环境下的理化反应，又可氧化水中有害物质[5]，建立优良的养殖水体环境。

2.2 对养殖水体的杀菌作用

过氧乙酸是一种广谱、高效杀菌剂，杀菌力强、使用方便，且成本较低。过氧乙酸通过强氧化作用，可对细菌性病害、真菌性病害、病毒等产生较强的杀灭作用。过氧乙酸杀孢子适应范围更广，比其他杀菌剂更适应低温[6]。由于过氧乙酸是一种弱酸，其杀芽孢作用在酸性条件下比在碱性条件下效果更好[7]。这一性质已在过氧化氢和叔丁基过氧化氢杀孢子试验中得到印证[8-9]，其反应后只留下无毒残留，可以避免各种交叉感染，提高鱼、虾、贝类的饲养成活率。

过氧乙酸是酸性强氧化剂，主要分解或水解生成H2O或进一步生成原子氧（O）、活性氧（·OH），在酸性条件下的电极电位很高[10]，杀菌的氧化反应可夺取菌体电荷，破坏其结构，主要通过氧化作用和酸性作用导致微生物死亡，作为高度氧化状态的药剂，通过氧化作用破坏细菌的细胞膜，进而破坏酶系统，酸性作用可直接损伤细菌。

与H2O2杀菌性能的比较，过氧乙酸比H2O2更有潜力[11]，低浓度杀菌时H2O2需要更高的剂量才能达到过氧乙酸的效果[2]。过氧化氢酶作用于过氧化氢对过氧乙酸没有影响[12]。这些差异与特定的自由基有关，对于H2O2，破坏自由基是羟基自由基OH，对于过氧乙酸杀害的营养细胞是RCOO[13]，由于孢子杀死与杀死植物细胞不同，其他自由基可能参与细菌芽孢的杀灭作用[14]。研究人员发现，通过改变过氧乙酸和H2O2的比率，使过氧乙酸负责杀菌作用，而不是H2O2来是负责[15]。

2.3 对水产动物杀虫作用

过氧乙酸在水产养殖中被应用在杀虫上，过氧乙酸在浓度为6.250mg/L时，0.5 h能全部杀死小瓜虫幼虫，1.562 mg/L时，1 h能全部杀死小瓜虫幼虫。过氧乙酸对不同发育时期的小瓜虫包囊都有一定的杀灭作用，当过氧乙酸的浓度为6.250 mg/L、1.562mg/L时，刚脱落的包囊的病死率为75.63%、25.60%。脱落10 h的包囊的病死率为65.86%、10.20%。过氧乙酸在较低浓度内对水产寄生虫有一定的杀灭效果[16]。

Straus and Meinelt[17]过氧乙酸（40%）和乙酸（25%）配成0.40 mg/L剂量，3 h杀死95%的小瓜虫幼虫。Sudová等人研究，1 mg/L的过氧乙酸（40%）处理鲤鱼纤毛幼虫，连续给药4 d，发现幼虫的数量显著减少[18]。

2.4 对水体杀藻作用

实验室中用3 mg/L的过氧乙酸对小球藻和蓝绿藻进行灭杀，小球藻和蓝绿藻的数量为105CFU/ mL和103CFU/mL，2 h后藻类数量为102CFU/mL和102CFU/mL[19]，说明过氧乙酸对单胞藻有很好的灭杀效果[20]。但过氧乙酸对单胞藻和丝状藻的灭杀并没有被应用在生产实际中，而乙酸已经被用于治理玄武湖蓝藻水华，乙酸使用量在26.87 g/m3，可以在短时间内灭杀蓝藻[21]。

2.5 降低水体中氨氮作用

国际水产专家认为：对水产品的污染因素是氨态氮，它会对水产养殖中许多生物造成直接毒性[22]。分解氨态氮是改善水质并决定养殖成败的关键。现实中除氨氮的一种方法是氯化[23-24]。但作为氯的替代品，过氧乙酸在降低氨氮方面略逊于氯[25]，考虑到氯的残留物对水生生物的伤害，过氧乙酸的优势就体现出来了。过氧乙酸既能有效地分解水体中的氨态氮降解亚硝酸盐等又没有毒性残留，在未来水产养殖中的应用前景很大。

2.6 降低水中重金属、有机物等作用

过氧乙酸可氧化降解水中的重金属、有机质及卤化物等，这是其他鱼病防治药物无法比拟的。随着社会对绿色食品的逐步重视，水产业者和水产品消费者对水中的重金属、有机物、卤化物对养殖动物的不良作用和残留毒性已越来越关注，过氧乙酸才是生产“绿色水产食品”的最有效途径。

3 影响过氧乙酸在水产养殖中作用的因素

3.1 温度

温度是诸多因子中最为重要的因素之一，它直接影响水生动物机体的代谢、生长和存活[26-27]。温度还可通过影响溶解氧、盐度等其他环境参数对水生动物间接产生影响[28]。过氧乙酸本身的分解、反应也受温度的影响。

温度对过氧乙酸在养殖中应用的影响，在养殖中随着温度的升高杀菌能力逐渐加强，但低浓度也有一定的杀菌效果，且在低浓度下杀菌效果比H2O2强。温度低至-20℃仍然有显著的杀菌效果。实验表明，用0.3%的过氧乙酸杀枯草芽孢杆菌芽孢，在10℃、0℃、-10℃、-20℃、-30℃时，所需要的时间分别为12、60、210、315、378 min。

3.2 酸碱度

由于过氧乙酸是弱酸性的特性[29]，所以其在酸性条件下效果要比在碱性条件下好。在pH值5~7之间过氧乙酸的效果最佳，在1 mg/L浓度下，pH值在7~9之间，随着pH值的增高杀菌效果降低。

pH值和温度的增高，增加了消毒副产物的生成。但是研究表明，随着pH值的增高，水中非挥发性的氯消毒副产物-卤乙酸（HAAs）减少[30-31]。因此，在水产养殖中用过氧乙酸时，确定最佳的pH值范围是必要的。

3.3 浓度与作用时间

过氧乙酸杀菌作用随着浓度的增加和作用时间的延长而加强。高浓度和长时间接触可以提高过氧乙酸对细菌等的去除率。作为氯制剂的代替品，已经有人提出单独用过氧乙酸或与一个短的紫外曝光组合对一些污水进行处理[32-33]。

3.4 有机物

有机物能降低过氧乙酸的杀菌效果，其影响主要与有机物种类、微生物数量、温度等有关。氨氮（NH3+-N）是一种水中常见的物质，分子氨对许多水生生物有直接毒性。在水中去除氨氮的一种方法是氯化，但其副产品有一定的毒害作用，作为氯的替代方案，过氧乙酸与氨反应也已有针对性地研究了。

4 小结

过氧乙酸作为一种良好氧化剂和广谱、高效、速效、廉价的灭菌剂，其增氧、杀菌、对藻类也有一定的灭杀作用的性能，以及它的环境安全和食品安全的优势，今后在水产养殖中应用会越来越广泛。生产商应对其生产工艺和贮存稳定性等方面进行改进，不断地提升这一产品的生产技术水平，应尽快研究出更加先进和经济的新工艺，以适应过氧乙酸在水产养殖中的新产品和新技术。

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Research progress of application of peracetic acid in aquaculture

Zhang shuai，Pan Liande
（Key Laboratory of Exploitation and Utilization of Aquatic Genetic Resources，Shanghai Ocean University，Ministry of Education，Shanghai 201306，China）

Briefly introduces the physicochemical properties and bactericidalmechanism of peracetic acid，in aquaculture of peracetic acid oxygen increasing，disinfection，insecticide，can inhibit the growth of algae，improve water quality etc.function，and application effect of peracetic acid in aquaculture factors.A simple understanding of the preparation process of peracetic acid，in order to find the best preparation method，to adapt to the application in aquaculture.

peracetic acid；aquaculture water；oxygenation；sterilization；insecticidal

S949

：A

：1004-2091（2017）01-0007-04

10.3969/j.issn.1004-2091.2017.01.002

2016-03-09）

水产动物遗传育种上海市协同创新中心（ZF1206）

张帅（1989-），男，硕士研究生，主要从事水产动物临床医学研究.E-mail:592923279@qq.com

潘连德（1960-），男，教授，主要从事水产动物健康养殖和医学研究.E-mail：landp@shou.edu.cn