生物破乳劑產(chǎn)生菌突變株的破乳性能及環(huán)境適應(yīng)性的強化.pdf

1、綠色生物制劑生物破乳劑以其低毒、無二次污染、可生物降解等獨特的環(huán)境友好特性,逐漸成為該領(lǐng)域的研究熱點。原油采出液因為使用水驅(qū)、蒸汽驅(qū)以及聚合物驅(qū)、堿驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)等強化驅(qū)油技術(shù)導(dǎo)致溫度偏高,pH值變化范圍大,使其破乳脫水增加了難度。運用生物破乳劑替代大量使用的化學(xué)破乳劑,對提高乳狀液脫水率,降低環(huán)境污染風(fēng)險具有深遠意義。但隨著生物破乳劑研究的不斷深入,野生菌的產(chǎn)量或性能難以滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求、生物破乳劑的使用受環(huán)境條件制約以及生產(chǎn)成本高

2、等問題,已成為阻礙其大規(guī)模生產(chǎn)和推廣的關(guān)鍵。
　　本課題圍繞以上問題開展相關(guān)研究,采用誘變方法改良生物破乳劑產(chǎn)生菌菌種的破乳能力,通過環(huán)境條件定向篩選的方法改良菌種極端環(huán)境適應(yīng)能力;從蛋白質(zhì)組學(xué)角度解析環(huán)境條件定向篩選對耐高溫、耐堿和耐酸突變株的作用機制;初步開展破乳菌復(fù)配培養(yǎng)產(chǎn)復(fù)合型生物破乳劑的研究,為今后實際生產(chǎn)獲得高效、穩(wěn)定、廣譜,廉價的生物破乳劑奠定理論基礎(chǔ)。
　　為了提高野生菌株的破乳能力,本文對野生破乳菌XH1(

3、Bacillus sp.)進行誘變育種。通過比較不同的誘變因子對破乳菌XH1的誘變效應(yīng),確定最佳誘變方式為紫外線+亞硝基胍(NTG)的復(fù)合誘變,篩選獲得的最佳破乳突變株XN5,與出發(fā)菌株相比破乳能力提高15.12％。優(yōu)化突變株XN5的培養(yǎng)條件,確定最佳培養(yǎng)條件為:培養(yǎng)溫度35℃、搖床轉(zhuǎn)數(shù)140min、培養(yǎng)基初始pH值7.0、培養(yǎng)時間21h?？疾鞆?fù)合誘變對突變株XN5破乳性能的影響,發(fā)現(xiàn)與原始菌株XH1相比,誘變后所產(chǎn)生物破乳劑的投加量減

4、少,破乳速率提高,但環(huán)境溫度和pH值適應(yīng)范圍無顯著變化。
　　通過誘變后進行環(huán)境條件定向篩選分別獲得了耐高溫、耐酸和耐堿的突變株XT3、XP3-3和XP11-2。突變株與原始菌株XH1相比在目的環(huán)境條件下的破乳性能大幅提高。利用SDS-PAGE、2-DE和nano ESI-Q-TOF MS/MS質(zhì)譜結(jié)合的蛋白質(zhì)組學(xué)研究手段,對原始菌株和突變株在相應(yīng)條件下獲得的差異表達蛋白質(zhì)進行分離、鑒定和功能解析,從蛋白質(zhì)組層面對環(huán)境條件定向篩選

5、對與生物破乳劑產(chǎn)生菌的作用機制進行初步的分析。
　　采用生物表面活性劑檢測方法及破乳試驗相結(jié)合的篩選方法,從太平污水處理廠曝氣池污泥泡沫中篩選出1株以液體石蠟為碳源的高效、穩(wěn)定的破乳菌(24h排油率98.5%),實驗室編號L1,經(jīng)鑒定為Gordonia sihwensis。該菌全培養(yǎng)液的破乳能力不受升溫處理,高壓滅菌和反復(fù)凍融的影響(24h排油率>90%)。在無機鹽培養(yǎng)基(MSM)中考察培養(yǎng)條件對破乳菌L1破乳效能的影響,獲得最佳

6、培養(yǎng)條件為:培養(yǎng)溫度30℃、搖床轉(zhuǎn)數(shù)140min、培養(yǎng)基初始pH值7.0、培養(yǎng)時間60h。
　　為了摸索復(fù)配培養(yǎng)產(chǎn)復(fù)合型生物破乳劑的最優(yōu)培養(yǎng)條件,選擇破乳菌XH1與L1在初始無葡萄糖的改進無機鹽培養(yǎng)基(MMSM)中進行培養(yǎng),利用響應(yīng)面法(RSM)對復(fù)配培養(yǎng)條件進行優(yōu)化,經(jīng)模型的分析與驗證,確定最佳培養(yǎng)條件為:種子液比例(L1:XH1)為3:2、葡萄糖投加時間為第4d,液體石蠟含量3.6%(v/v),投加葡萄糖后再培養(yǎng)21h,獲得復(fù)