天然植物除臭剂对猪舍卫生环境抑菌性能和NH3影响效果分析

孙 静，张荣飞，刘志鹏，张 苗，毕大鹏，曲丽君，李 萍，张 程，李 强，王瑞瑜，乌仁娜

（1.天津大学化工学院，天津市 300354；2.天津纳尔生物科技有限公司，天津市 300457；3.天津市滨海新区农业农村发展服务中心，天津市 300452）

0 引言

除臭剂目前大多应用在养殖业、加工业、环保业以及医疗卫生机构。众所周知，养殖场空气恶劣，高温条件下，更会加重对周边环境的污染，从而给周边生态和生活环境带来不利影响。养殖场除臭不仅对畜牧养殖大有裨益，还可改善周边生态环境。市场上比较常见的是物理吸附型除臭剂，香味型除臭剂还有化学、生物酶制剂、纯植物型和复合型等[1]。

近几年，植物除臭剂因为安全性能和综合除臭效果显著，越来越受到市场青睐。植物除臭剂[2]筛选自天然植物，养殖场植物除臭剂一般采用植物萃取，提取多种天然活性植物的根、茎、叶或果实中的高活性成分，植物除臭产品温和，不易燃烧、易于分解，是有效去除废气、臭气、异味的安全天然绿色产品。一般可以直接喷洒于畜禽饲舍或养殖动物的粪便上，或使用除臭喷雾设备进行稀释喷洒。

1 天然植物除臭剂产品主要成分

本研究中的一种天然植物除臭剂产品，主要成分为龙胆根、甘草、艾草等，其含有丰富的植物有机酸如甘草[3]活性成分甘草酸，其中的活性基团—COOH可吸收氨及有机胺等臭气[4]。有机酸还含有烯键、羰基等活性基团，可通过加成、聚合反应消除臭气[5]；艾草植物[6]叶片活性成分中的侧柏酮等可与臭气发生加成与缩合反应。多种植物的挥发性芳香气味能抵消臭气，即芳香族分子优先与嗅觉感受器官结合，直接预先遮盖臭气，所以人闻不到臭味。

龙胆根[7]，属于龙胆科是多年生草本植物，可以分离鉴定出多种成分，主要活性物质为龙胆苦苷类、黄酮类等成分，具有抗炎、抑菌效果。龙胆中主要环烯醚萜苷类成分龙胆苦苷，大量地存在于龙胆属草本植物中，龙胆苦苷具有利胆、抗炎、降压等作用，是一种天然的环烯醚萜苷，极易溶解于醇类和水性溶剂，分子式是C16H20O9。其活性成分鞣质类及多种黄酮类化合物可通过络合的形式有效固定化臭气分子，黄酮类化合物[8]是两个苯环通过三碳链相互连接而成的一类化合物，在植物提取物中存在特别广泛，是一种强抗氧剂。色原酮/烷的衍生化合物，一般均源自水果类、蔬菜类、植物种子和根部等，基本上都具有C6-C3-C6的特殊分子结构。植物花色素就是黄酮类化合物，其化学结构中C3部分容易形成脂链结构、C6部分比较容易形成五或六元环结构。

2 试验方法与结果

2.1 试验设计

试验时间：2020年3月25日～2020年4月5日。试验地点：天津纳尔生物科技有限公司实验室进行。试验方案：在天津市宝坻区张头窝村中原养猪场内，随机选择育肥猪前期和后期猪舍中的粪便，干粪（湿度约35%）和稀粪（湿度约80%），两种粪便均在3月24日随机取自猪舍内，分为空白对照组和试验组喷洒10 mL植物除臭剂组，设4个处理，分稀粪和干粪2种，各处理4个重复。

试验采样：所有箱子安置完排泄粪便后先封闭24 h，第二天开始9：00进行第1次采样，然后喷洒植物除臭剂，连续喷7天。每天9：00、12：00、15：00、18：00和21：00，采集样品测定喷洒后的试验效果，用于分析对比植物除臭剂除臭应用结果。

2.2 臭气浓度测定方法

试验过程预先测定每组猪舍原有臭气浓度，喷洒完成后确认不同时间段逐一测试。首先由专业的技术员通过人工嗅觉感观评定测验，测试合格后，利用便捷式三合一气体检测仪（检测仪型号：慧采贰H8396，采购自河北慧采科技有限公司），检测臭气浓度并记录，设定以下4个级别的臭气强度（表1）。

表1 依据嗅觉的臭气强度（mg/L）

除臭效果显示说明（表2），喷雾前30 min，NH3测定浓度为34 mg/L，喷洒使用本试验品12 h之后NH3浓度已经下降为0，并可一直维持该水平24 h。同时，依据本试验臭气强度评价指标评定除臭等级（表1），氨气在等级“0”可以保持至少36 h，超过72 h之后氨气的浓度升高，结果证实产品喷洒后能够有效发挥除臭效果的时间至少为72 h。

表2 天然植物除臭剂的除臭效果

2.3 NH3浓度测定方法

NH3测定方法依照国标方法即纳氏试剂比色法：以游离的NH3与纳氏试剂反应络合成黄棕色化合物，再用分光光度法测定。本试验采用ZK-3H大气恒流采样器空气采样器采集空气样品，流量范围2.0 L/min。将样品中的氨气用稀H2SO4吸收后，0.5 L/min的流速条件下，采集1 L容积气体样品，将1 L样品加入测试试剂，通过紫外分光光度计测定OD值后，制定出标准曲线。根据吸光度值获取测试值，确认NH3含量。

数据处理方法：SPSS19.0单因素方差分析和Duncan氏法多重比较，试验数据结果：P＞0.05显示差异不显著，P＜0.05显示差异显著，P≤0.01显示差异极显著。植物除臭剂猪舍除臭效果显示，稀粪样品试验结果在喷洒植物除臭剂第1天NH3浓度相比于空白对照组试验结果降低，差异极显著（P＜0.01）；干粪样品，喷洒植物除臭剂后与对照组相比降低，差异不显著（P＞0.05）（表3）。

表3 植物除臭剂猪舍除臭效果

2.4 抑菌试验测定方法

清洁猪舍后，测量地板上的细菌总数，之后按上述用量使用天然植物除臭剂产品。天然植物除臭剂产品停留时间为20 h，之后将其清除并再次测量地面细菌总数。培养48 h后，得出以下结果。所有数据均以1 cm2为单位，每次测量的平均值为9.5 cm2。细菌测定48 h结果显示：喷洒植物除臭剂后地面细菌总数平均值为5.3 cm2，未使用该产品时为90.5 cm2，地面上的细菌显著减少，猪舍环境明显改善。

3 结论

天然植物除臭剂能明显降低猪舍内臭气的浓度，可有效改善猪舍内空气的质量，对猪场环境起到了明显的改善、修缮作用。天然植物除臭剂带有植物中特有的芳香族气味，令感官产生愉悦感，能有效祛除饲舍内臭味气体，抑制细菌的繁殖，改善养殖环境，起到很好的养殖修缮效果，有效抑制养殖气味污染弊端。产品生产成本低，活性成分主要来源于天然植物提取物，性能安全无毒副作用，不会危害动物健康，无禁药期，除臭效果显著，因此在市场上推广前景良好。