【摘要】：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，逐漸成為該領域的研究熱點。原油采出液因為使用水驅、蒸汽驅以及聚合物驅、堿驅、三元復合驅等強化驅油技術導致溫度偏高，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破乳劑，對提高乳狀液脫水率，降低環(huán)境污染風險具有深遠意義。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)成本高等問題，已成為阻礙其大規(guī)模生產(chǎn)和推廣的關鍵。 本課題圍繞以上問題開展相關研究，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)境適應能力；從蛋白質組學角度解析環(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；初步開展破乳菌復配培養(yǎng)產(chǎn)復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。 為了提高野生菌株的破乳能力，本文對野生破乳菌XH1(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，確定最佳誘變方式為紫外線+亞硝基胍（NTG）的復合誘變，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℃、搖床轉數(shù)140min、培養(yǎng)基初始pH值7.0、培養(yǎng)時間21h�？疾鞆秃险T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少，破乳速率提高，但環(huán)境溫度和pH值適應范圍無顯著變化。 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nanoESI-Q-TOF MS/MS質譜結合的蛋白質組學研究手段，對原始菌株和突變株在相應條件下獲得的差異表達蛋白質進行分離、鑒定和功能解析，從蛋白質組層面對環(huán)境條件定向篩選對與生物破乳劑產(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，獲得最佳培養(yǎng)條件為：培養(yǎng)溫度30℃、搖床轉數(shù)140min、培養(yǎng)基初始pH值7.0、培養(yǎng)時間60h。 為了摸索復配培養(yǎng)產(chǎn)復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)，利用響應面法(RSM)對復配培養(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，獲得復合型生物破乳劑排油率95%(24h)。與單株菌培養(yǎng)相比，表現(xiàn)出投加量少、破乳接觸時間短、對溫度和pH的適應性高的優(yōu)勢。同時雙株破乳菌復配培養(yǎng)有效的提高了培養(yǎng)中主要營養(yǎng)物質的利用率，生產(chǎn)每噸破乳粗產(chǎn)品與單獨培養(yǎng)XH1相比可節(jié)約72.6%底物所需的成本。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：X741

【參考文獻】

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本文編號：2596038