黄原胶和瓜尔胶降解菌的筛选-制药工程专业论文.docxVIP

摘要黄原胶和瓜尔胶是在石油开采过程中重要的工作液增稠剂，对其有效的降解 摘要 黄原胶和瓜尔胶是在石油开采过程中重要的工作液增稠剂，对其有效的降解 或降糙即破胶是石油并采过程的关键工序。高温油田一般采用化学氧化剂破胶， 对于低温油田，采用化学方法破胶效率较低，而且带来严重的环境和地质破坏。 生物酶法则提供了一条安全、有效的破胶途径。筛选能够有效降鳞黄原胶幂U瓜尔 胶的微生物和获得高效、稳定的其有破胶能力的酶是开发酶破胶赭的前提。 另外，由于低聚糖和寡糖具有抑菌、抗肿瘤、改善微生态等多种生理活性， 黄原胶和瓜尔胶降解菌的筛选，能够为黄原黢寡糖帮瓜尔胶寡糖的生产和活性研 究提供有效的酶的来源。 为了解决低温油田的破胶难题，开发针对低温油田有效的酶破胶剂，分离到 能够降解黄原胶和瓜尔胶形成寡糖的酶，本课题通过大量的筛选工作，从土壤中 筛选出Xl，)(2，X4，Xll四株具有一定黄原胶降解利用能力的微生物和两株能 够高效降解悉尔胶的菌G3籍G5。初步鉴定Xl，X2，X4，Xil和G5为霉菌， 而G3为革兰氏阴性细菌。 Xl，)【2，X4，Xl l隧栋菌在黄原胶培养基中发酵时，培养基的黏度下降较 慢，降粘作用并不高效。通过对一株降粘效果相对优良并能够耐高温(45℃)的 X4的培养条件进行优化，发现培养基使用有机氮源，初始pH值为6。O，培养温 度在30℃时降粘作用都有较大提高，发酵60h的培养基相对黏度降为原有的 20％。X4经过紫外诱变后，从中筛选得到黄原胶降解能力更强的两个突变菌株 X|季．14帮X4．15，发酵6强后培养基相对黏度降弱了募来豹13．4％和13。l％，降糙 能力有了进一步的提高。 对X4的初步的降解机理研究发现，X4发酵液能够改变黄原胶底物粘性帮 透明度。质谱和层析实验表明，发酵过程生成透明的多糖液可能是由于黄原胶侧 链末端的丙酮酸化甘露糖基被降解所致。而且Elj于在发酵过程中没有检测到还原 糖，黏度缓慢下降，推测该菌可能还产生一种降解主链的酶，可能力纤维素酶， 但酶活较低。由此推测，X4先通过某种酶将黄原胶侧链末端甘露糖基消去，使 得黄原胶稳定的侧链缠绕主链豹双螺旋构象破坏，再国纤维素酶将主链缓慢水 解。 筛选得到的能降解瓜尔胶的两株菌G3和G5都表现了很好的降粘效果。G3 和G5分别在36h和2矩内将相对粘度约为6．5瓜凡胶培养基的黏度都降到l左 右。实验表明，这两种菌都可能大量分泌能够高效降解瓜尔胶的内切酶，能够在 较短的时间内将瓜尔胶水鳃。 氮源利用实验表明，G3能够很好的利用蛋白胨，菌体生长较快，发酵液的 还原糖生成的效率和含量上都优于其他试验氮源，而对于G5，生理酸性盐N比Cl 还原糖生成的效率和含量上都优于其他试验氮源，而对于G5，生理酸性盐N比Cl 使得发酵液pH值在36h迅速下降到3．O以下，发酵液中的还原糖量也被耗尽。进 一步实验表明，G5能够耐受pH值为3．0的酸性环境。因此可以说明，NH4Cl为 G5的最佳氮源，以NH4Cl为氮源时，还原糖墓被耗尽是由于蔷体大量生长的缘 故。 在研究pH值对G3和G5的影响时发现，G3适宜生长培养基为中偏碱性， 发酵的最佳初始p}{值为8．O；G5适宜生长培养基为中偏酸性，发酵的最佳初始 pH值为6．O。G3和G5分另Ij具有的耐碱和耐酸的性质，而且都能耐受45℃的高 温，其酶具有开发为不同油函环境下的酶破胶割的习畿。 关键词：黄原胶；瓜尔胶；多糖；降解；寡糖；酶破胶；筛选； ABSTRACTXaIlthan ABSTRACT XaIlthan and gu雒gum are import锄t workir培-fluid t11ick伽e塔 used i11 反l-expbit遗g p妁∞辐怒d壤曩专氆ey a瑶。妻凳e￡iVely褪d sa受ly莲印ob髅e血e建嘣臻馥蛞 called break，is on 0f key wor妯ng procodures in e)【ploiting．For high—telnpemture oil 瘀eld，chem主cal brcaker is ustlally us咄but it does not wofk we珏触儇e oil蠡eld of low tempe屯a_t旺re f研its ine瓶cient bre敷趣g—abi娃锣强d maiig瑚眦觚vifol搬ental effects．E】1硒强atic break proVides safc and ef．fectiVe method f-or low一咖erature oil 纛e避。S嚣e既遗g of mie筠ks豳k谂却。毋粥e疵臻瑚嘲氛鲢勰d g豳f罂瓢a鑫d obta试ng enzyme witll ef艳ctive and safe brea埘n