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(qiáng)化.pdf

1、綠色生物制劑生物破乳劑以其低毒、無(wú)二次污染、可生物降解等獨(dú)特的環(huán)境友好特性,逐漸成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。原油采出液因?yàn)槭褂盟?qū)、蒸汽驅(qū)以及聚合物驅(qū)、堿驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)等強(qiáng)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(yùn)用生物破乳劑替代大量使用的化學(xué)破乳劑,對(duì)提高乳狀液脫水率,降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)具有深遠(yuǎn)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(wèn)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(wèn)題開(kāi)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(guò)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(duì)耐高溫、耐堿和耐酸突變株的作用機(jī)制;初步開(kāi)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(shí)際生產(chǎn)獲得高效、穩(wěn)定、廣譜,廉價(jià)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(duì)野生破乳菌XH1(

3、Bacillus sp.)進(jìn)行誘變育種。通過(guò)比較不同的誘變因子對(duì)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(shí)間21h?？疾鞆?fù)合誘變對(duì)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(wú)顯著變化。
　　通過(guò)誘變后進(jìn)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(duì)原始菌株和突變株在相應(yīng)條件下獲得的差異表達(dá)蛋白質(zhì)進(jìn)行分離、鑒定和功能解析,從蛋白質(zhì)組層面對(duì)環(huán)境條件定向篩選

5、對(duì)與生物破乳劑產(chǎn)生菌的作用機(jī)制進(jìn)行初步的分析。
　　采用生物表面活性劑檢測(cè)方法及破乳試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室編號(hào)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(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基(MSM)中考察培養(yǎng)條件對(duì)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(shí)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(wú)葡萄糖的改進(jìn)無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基(MMSM)中進(jìn)行培養(yǎng),利用響應(yīng)面法(RSM)對(duì)復(fù)配培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化,經(jīng)模型的分析與驗(yàn)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(shí)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)