Aplikasi teknologi bioelektrokimia untuk mengawal bakteria Vibrio dalam kolam akuakultur air payau.

Kajian ini berjaya mewujudkan model bioelektrokimia yang mampu mengurangkan pertumbuhan bakteria Vibrio patogen dengan ketara dalam kolam akuakultur air payau, di samping mengenal pasti potensi redoks optimum dan keadaan operasi sistem untuk meningkatkan keberkesanan kawalan Vibrio in-situ. Keputusan ini menyediakan asas penting untuk membangunkan model aplikasi skala rintis untuk kegunaan akuakultur praktikal.

Keputusan di atas adalah hasil daripada projek "Penyelidikan mengenai aplikasi teknologi bioelektrokimia untuk kawalan in-situ kehadiran bakteria Vibrio patogen dalam kolam akuakultur air payau", yang diketuai oleh Fakulti Sains , Universiti Kebangsaan Vietnam, Hanoi (VNU-Hanoi), dengan kerjasama Institut Mikrobiologi dan Bioteknologi, VNU-Hanoi dan pakar-pakar dari Institut Sains dan Teknologi Korea (KIST).

Kajian ini telah mewujudkan model bioelektrokimia yang mengurangkan pertumbuhan bakteria Vibrio patogen dalam kolam akuakultur air payau.

Projek ini memberi tumpuan kepada penilaian potensi biosistem elektrokimia apabila disepadukan ke dalam model akuakultur air payau untuk mengurangkan pertumbuhan bakteria Vibrio dalam air dan sedimen dasar, mengoptimumkan parameter operasi, dan akhirnya membangunkan model aplikasi skala rintis di bawah keadaan dunia sebenar.

Berdasarkan gambaran keseluruhan saintifik dan amalan pengeluaran, tugasannya adalah untuk mengenal pasti Vibrio sebagai bakteria patogen yang paling biasa dan berbahaya di kolam akuakultur air payau, terutamanya Vibrio harveyi dan Vibrio parahaemolyticus , yang merupakan dua agen yang membawa kepada penyakit bercahaya dan nekrosis hepatopankreatik akut.

Dalam konteks peningkatan batasan penggunaan bahan kimia dan antibiotik, teknologi bioelektrokimia telah dipilih kerana keupayaannya untuk mewujudkan persekitaran anod dengan potensi redoks negatif dan pH rendah, iaitu keadaan yang tidak sesuai untuk kemandirian dan pertumbuhan Vibrio. Penemuan saintifik antarabangsa mengenai kesan perencatan BES terhadap bakteria patogen dalam persekitaran anod menyediakan asas penting untuk menjalankan penyelidikan ini.

Sistem bioelektrokimia direka bentuk dengan anod diletakkan di bahagian bawah model, di mana ketumpatan Vibrio adalah tertinggi, dan katod berhampiran permukaan air. Susunan ini adalah berdasarkan prinsip operasi sistem BES tanpa membran, memastikan bakteria elektrokimia diperkaya dan dikekalkan dalam aktiviti yang stabil, sekali gus menjana arus elektrik dan mengubah potensi redoks di dalam kolam. Dalam eksperimen, kedudukan elektrod, jarak anod-katod, dan nilai rintangan luaran telah diselaraskan untuk menentukan keadaan optimum untuk perencatan Vibrio. Apabila perlu, potensiostat digunakan untuk menggunakan voltan anod, memudahkan penilaian mekanisme tindakan yang lebih mendalam.

Projek penyelidikan ini merangkumi enam bidang utama: mewujudkan model eksperimen; pengayaan elektrokimia bakteria; menilai keupayaan untuk merawat V. harveyi dan V. parahaemolyticus ; menjelaskan sifat proses perencatan; mengoptimumkan parameter operasi; dan membina model perintis.

Eksperimen telah menunjukkan bahawa apabila beroperasi secara stabil, sistem elektrokimia mampu mengurangkan ketumpatan Vibrio dalam kedua-dua air dan enap cemar dasar, dengan keberkesanannya jelas bergantung pada potensi redoks pada anod dan katod. Perubahan dalam kepekatan substrat, pH, kedudukan elektrod dan rintangan luaran semuanya menunjukkan perbezaan dalam tahap perencatan, menyumbang kepada penentuan parameter optimum untuk rawatan Vibrio in-situ.

Model rintis dibina menggunakan air kolam sebenar dari kawasan akuakultur air payau di Utara. (Imej ilustrasi.)

Berdasarkan keputusan makmal, model rintis telah dibangunkan menggunakan air kolam sebenar daripada akuakultur air payau di Utara. Model ini membolehkan penilaian kebolehsuaian sistem terhadap keadaan semula jadi, termasuk kesannya terhadap kesihatan udang kaki putih, keberkesanan dalam mengurangkan bakteria Vibrio sedia ada atau tambahan, dan pengaruhnya terhadap bakteria bermanfaat di dalam kolam. Ini merupakan langkah penting dalam menentukan kebolehlaksanaan teknologi sebelum aplikasi praktikalnya.

Hasil misi ini meletakkan asas bagi pendekatan baharu terhadap kawalan penyakit akuatik, memanfaatkan kelebihan bioteknologi elektrokimia, yang mempunyai struktur mudah, kos operasi yang rendah, jangka hayat yang panjang dan keupayaan untuk merawat penyakit di tapak tanpa mengganggu persekitaran kolam.

Kejayaan penerapan teknologi ini menjanjikan penyediaan alat yang berkesan dan mampan untuk petani dalam konteks keperluan yang semakin mendesak untuk mengawal penyakit dan mengurangkan pergantungan pada antibiotik.

Pusat Komunikasi Sains dan Teknologi

Sumber: https://mst.gov.vn/ung-dung-cong-nghe-sinh-dien-hoa-kiem-soat-vi-khuan-vibrio-trong-ao-nuoi-thuy-san-nuoc-lo-197251211125407475.htm