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航空燃料除菌剂对真菌的杀菌效果

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《后勤工程学院学报》2017年第1期

摘要:

微生物尤其是真菌在储存罐和飞机油箱中生长繁殖会导致燃油过滤器阻塞,引起腐蚀,增加维修成本。尽管良好的维护方法有助于降低微生物污染的风险,但飞机受到污染,除菌剂是公认的能够迅速、有效解决该问题的唯一现实而有效的选择。结合相关文献报道,探讨了一种新研制的航空燃料除菌剂对4种特征真菌的杀菌效果。

关键词:

微生物污染;真菌;航空燃料除菌剂;杀菌率

美国空军在20世纪50年代就开始对喷气燃料微生物污染进行研究。微生物在储存罐和飞机油箱中生长繁殖会导致油罐腐蚀[1-2]、燃料降解[3]、燃料过滤器堵塞、燃油喷嘴结焦[4],从而增加管理和维修成本[5-6],甚至会威胁飞机飞行安全,造成灾难性事件发生[7]。例如:1958年,一架B-52轰炸机因喷气燃料中微生物污染导致过滤器阻塞而坠毁[8]。喷气燃料中的微生物真菌占90%以上[9],崔艳雨等[10]通过对喷气燃料中真菌污染前后油品的外观、密度、黏度、总酸值、闪点、馏程、铜片腐蚀、固体颗粒污染物、水反应、冰点等指标进行实验研究,发现真菌对喷气燃料的外观、总酸值、固体颗粒污染物等指标影响比较明显,会导致其参数不合格,对密度、黏度等指标有影响,但是影响不明显;顾洁等[11]发现霉菌能够侵蚀喷气燃料储罐内壁的涂料;殷鹤等[12]发现绿色木霉菌能够降低喷气燃料表面张力及热氧化安定性,加快铜片腐蚀速度;袁祥波等[13-14]发现特征真菌不仅自身可以产生悬浮物,其在喷气燃料中代谢产生的表面活性物质对悬浮物的生成也起到了促进作用,他还通过18SrDNA测序技术,对2个油库不同油罐中的喷气燃料样品进行微生物检测,发现喷气燃料中存在Amorphothecaresinae真菌,并通过试验得出Amorphothecaresinae真菌能在喷气燃料中生长,且会导致喷气燃料颗粒污染度增大,影响喷气燃料的洁净性。因此,抑制喷气燃料中的真菌污染对于抑制喷气燃料微生物污染、提高油品安全具有重要意义。本文参考相关文献,挑选了4种存在于喷气燃料中的真菌[15],用于探讨一种新研制的航空燃料除菌剂的杀菌效果。

1试验部分

1.1试验材料

菌种:枝孢霉菌、绿色木霉菌、出芽短梗霉菌、局限青霉菌,均已接种到沙保式固体培养板中。培养基:沙保式液体培养基(每100mL培养基中含有4g无水葡萄糖和1g蛋白胨)。其他材料:3号喷气燃料,航空燃料除菌剂,ATP荧光检测仪,均由宁波博奥公司提供;13个250mL的培养瓶;0.22μm滤膜;过滤装置。

1.2试验步骤

1.2.1沙保式液体培养基的配制

配制13个100mL沙保式液体培养基,并依次命名为:枝孢霉菌菌液(1号),添加除菌剂的枝孢霉菌(2号),未加除菌剂的枝孢霉菌(3号),绿色木霉菌菌液(4号),添加除菌剂的绿色木霉菌(5号),未加除菌剂的绿色木霉菌(6号),出芽短梗霉菌菌液(7号),添加除菌剂的出芽短梗霉菌(8号),未加除菌剂的出芽短梗霉菌(9号),局限青霉菌菌液(10号),添加除菌剂的局限青霉菌(11号),未加除菌剂的局限青霉(12号),沙保式液体培养基(13号)。将13个培养瓶用报纸封口,放入高压灭菌锅中,121℃灭菌20min。

1.2.2菌液制备

从4个标有不同菌种菌液的培养瓶(1,4,7,10号)中分别取1mL培养液,然后分别加入到4个对应的菌种培养板中,反复冲洗数次,并将冲洗液再次接种到1,4,7,10号培养瓶中,制成4种菌种菌液,在37℃恒温培养箱中培养4d,作为试验菌液。

1.2.3菌液ATP浓度检测

1)从4个标有不同菌种菌液的培养瓶(1,4,7,10号)中分别取1mL菌液(取菌液前摇晃数次,保证菌种悬浮液混合均匀),过0.22μm滤膜。

2)用ATP荧光检测仪中配套的棉棒擦拭滤膜表面,使滤膜上的微生物附着于棉棒上,再放入ATP荧光检测仪中检测微生物ATP浓度。每个菌液重复3次,记录检测结果,如表1所示。1.2.4杀菌试验1)从1,4,7,10号培养瓶中分别取1mL菌液加到相对应的其他2个培养瓶中(以枝孢霉菌为例,从1号培养瓶中取1mL菌液分别加到2号和3号培养瓶中),再将13个培养瓶放入37℃恒温摇床中培养2h。2)向2,5,8,10号培养瓶中加入100μL航空燃料除菌剂(按使用说明要求的剂量添加)。

3)将13个培养瓶放在室温中培养2d。4)从3,6,9,12号培养瓶中各取1mL菌液,过0.22μm滤膜,使菌液中的微生物过滤到滤膜上,用ATP荧光检测仪检测滤膜上的微生物ATP浓度。每个菌液重复3次,记录检测结果,如表2所示。

4)将2,5,8,10号培养瓶中的100mL菌液过0.22μm滤膜,使菌液中的微生物过滤到滤膜上,用ATP荧光检测仪检测滤膜上的微生物ATP浓度,结果如表3所示。

2结果与讨论

4个添加航空燃料除菌剂的培养瓶和4个未加航空燃料除菌剂的培养瓶在室温中培养2d,并与沙保式液体培养基进行对比,培养瓶中微生物的生长情况如图1所示。图中,A为未加除菌剂的培养瓶,B为添加除菌剂的培养瓶,C为沙保式液体培养基。由图1可以看出:①4种真菌在满足其生长所需的环境中能够迅速生长繁殖,培养2d培养瓶就出现浑浊,并能明显看到大量悬浮的菌丝;②航空燃料除菌剂能够明显抑制4种真菌的生长;③局限青霉菌的生长繁殖速度比其他3种真菌慢。由表1,2,3可以确定以下结论:①枝孢霉菌和局限青霉菌在满足其生长环境的条件下,生长繁殖最快;出芽短梗霉菌次之,绿色木霉菌又次之,但是其测量的微生物ATP浓度都远远高于喷气燃料中微生物重度污染的等级下限(喷气燃料中微生物ATP浓度大于5000RLU/L为重度污染等级);②加入航空燃料除菌剂的培养瓶中,微生物ATP浓度远远低于喷气燃料中微生物污染可忽略的等级上限(喷气燃料中微生物ATP浓度小于1000RLU/L为可忽略的污染等级)。加入航空燃料除菌剂的培养瓶中检测不到ATP,或者检测量与加入量相差特别大,可能有3种解释:①培养瓶中本身的ATP含量偏低,存在棉棒未擦拭干净,或微生物附着在培养瓶内壁上等操作误差;②菌液没有混合均匀,加入4个培养瓶中的1mL菌液中均没有微生物(这个可能性几乎不存在),或者加入菌液的微生物含量确实比测量值还低;③航空燃料除菌剂在抑制真菌生长的同时还能够对真菌进行灭杀(由ATP荧光检测仪原理可知对于破除细胞壁的死菌无法检测其含量)。笔者倾向于第3种解释,因为整个操作过程都是在同一时间由同一人在同种试验条件下完成的。根据第3种可能计算杀菌率,结果如表4所示。对于局限青霉菌的生长繁殖速度,图片观察到的结果与测试得出的结果有点出入,可能的解释是图片观察的结果只是通过培养基的浑浊程度和肉眼观察的菌丝数量得出的大致结论。

3结论

1)真菌在适宜的生长条件下均能够迅速生长繁殖,产生大量肉眼可见的菌丝。在本试验条件下,枝孢霉菌和局限青霉菌生长繁殖最快;出芽短梗霉菌次之,绿色木霉菌再次之。

2)航空燃料除菌剂对出芽短梗霉菌、绿色木霉菌的杀菌效果最好,对枝孢霉菌的杀菌效果最差。

3)通过用ATP荧光检测仪检测1mL菌液的ATP浓度,从而确定整个培养瓶中的菌液ATP浓度,其结果不具有很强的说服力,因为测量菌液无法充分混合均匀,过滤时微生物附着于培养瓶内壁,或者用ATP荧光检测仪棉棒擦拭滤纸时未擦拭干净等情况,都可能导致测量结果差别较大。但至少比目测强,可以作为估计值(ATP检测技术实验结果准确可靠,美国多个专业权威机构通过研究1000个以上的样品,证明了用ATP荧光检测仪快速检测所得微生物含量的结果90%以上与24~48h标准细菌培养法/平皿法测量所得微生物含量的结果一致)。

参考文献:

[9]龙泉芝,熊云,倪康康,等.Amorphothecaresinae对喷气燃料影响试验研究[J].后勤工程学院学报,2015,31(5):56-59.

[10]崔艳雨,陈世一,杜金杰.微生物对航空煤油影响的实验研究[J].中国民航大学学报,2010,28(6):22-25.

[11]顾洁,易如娟.霉菌对喷气燃料的耐受性及其对喷气燃料质量的影响[J].石油库与加油站,2004,13(5):25-26.

[12]殷鹤,黄雪峰,杨浩.绿色木霉菌对喷气燃料理化性质影响的研究[J].当代化工,2016,45(5):924-926.

[13]袁祥波,陈学军,熊云.喷气燃料絮状悬浮物的形成机理探讨[J].石油炼制与化工,2015,46(11):74-77.

[14]袁祥波,胡启文,熊云,等.储存喷气燃料中特征真菌的鉴定与生长特性[J].后勤工程学院学报,2014,30(1):59-63.

[15]杨浩,熊云,朱鹏,等.利用高通量测序分析储存喷气燃料中真菌群落多样性[J].后勤工程学院学报,2016,32(2):52-56.

作者:李鹏 熊云 朱鹏 黄海龙 单位:后勤工程学院军事油料应用与管理工程系 宁波大学应用海洋生物技术教育部重点实验室

后勤工程学院学报责任编辑:冯紫嫣    阅读:人次
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