黑水虻转化厨余垃圾过程中病原菌灭活规律的研究与综合评价

黑水虻能够有效取食厨余垃圾等有机固体废弃物，其自身转化为昆虫蛋白和脂肪等生物质，将厨余垃圾转化为虫沙有机肥，处理过程是一种有机固体废弃物的资源化新方法.为评估黑水虻处理厨余垃圾的效率与安全性，本课题研究黑水虻在厨余垃圾处理过程中，对大肠杆菌O157：H7（EC）、鼠伤寒沙门氏菌（ST）及金黄色葡萄球（SA）的灭活能力，评价黑水虻体内的抑菌因子，分析3种病原菌对黑水虻生长增重及厨余转化效率的影响.经过18 d的黑水虻处理，研究发现：①第0和第6 d两次以6.4~7.1 log₁₀ CFU·g^-1的浓度向厨余垃圾中分别接种EC、ST和SA以后，EC经4~6 d处理被全部灭活、ST经3~4 d处理被全部灭活，SA经6 d处理，浓度下降到1.9~2.6 log₁₀ CFU·g^-1，但不能被全部灭活，病原菌的灭活效率呈现EC=ST>SA的趋势（p < 0.001），且黑水虻体内无EC、ST或SA残留；②厨余垃圾降解过程中，初期和中期pH值主要呈现酸性（4.0~5.3），对抑制EC、ST和SA起到了促进作用，后期pH值呈中性至弱碱性；③黑水虻对于EC和ST能够产生自身免疫抑制因子，且抑制活性ST>EC，但对SA无明显的免疫抑制能力，SA的灭活主要依赖于黑水虻肠道菌群的竞争性抑制作用；④黑水虻的体长、体重、预蛹率、产率，以及厨余垃圾的生物转化率和减量化率未受病原菌存在的影响，18 d后EC组、ST组和SA组的预蛹率均达到在80%以上，厨余减量化率分别达到74.0%、79.1%和78.5%，生物转化率分别达到13.0%、13.2%、19.4%.综上，黑水虻能够在彻底灭活EC、ST，99%灭活SA的同时，高效降解厨余垃圾（减量化率>74%），并转化为虫体有机质（虫产率>10%），是一种高效卫生的厨余垃圾资源化方法.今后的研究中，还需要加强以金葡菌为代表的抗逆性病原菌的灭活机制的探讨.

An investigation and comprehensive evaluation on the pathogen inactivation process during the degradation of kitchen waste by the larvae of black soldier fly