瓜尔胶降解菌的筛选及其产酶研究

论文摘要

瓜尔胶属于甘露聚糖类,在油田开采中用作压裂液的增稠剂,可使压裂液具备足够粘度而注入地层。压裂液需破胶,即增稠剂降粘。生物酶破胶法是利用β-甘露聚糖酶降解增稠剂而破胶,是一种高效、环保、专一性强的破胶方法。本文从被压裂液污染的土壤和水体中采集样品,通过富集培养,分离筛选出两株瓜尔胶高效降解菌,命名为AS-6和AS-12;并对筛选出的AS-6和AS-12菌株进行了发酵参数、产酶条件及酶学性质等研究,得到如下结果:（1）AS-6和AS-12（接种量为3%）两株降解菌株能产生高效降解瓜尔胶的胞外酶,分别在48h和56h内能完全降解50ml含0.5%瓜尔胶。（2）AS-6最佳产酶条件为:0.7%瓜尔胶、0.8% NH4Cl、1.2%蛋白胨、120r/m转速、50ml/250ml装液量、培养温度45℃,最高酶活达到34.38U/ml,是优化前的2.7倍;AS-12最佳产酶条件为:0.7%瓜尔胶浓度、0.8% NH4H2PO4、0.8%酵母膏、5.0初始pH值、50ml/250ml装液量、培养温度45℃,最高酶活达到21.95U/ml,是优化前的2.1倍。（3）在最佳培养条件下,AS-6菌的产酶能力比AS-12菌强。（4）ASE-6酶和ASE-12酶最适反应温度分别为70℃和55℃;ASE-6酶在低于50℃保温20min后仍具有70%以上的酶活,ASE-12酶在低于40℃保温120min还有76%以上的酶活。ASE-6酶和ASE-12酶最适pH值分别为6.0和4.5。Na+、Mg2+、Ca2+、Cu2+、Zn2+、Mn2+对ASE-6酶具有激活作用,其中Mg2+的激活作用最明显;而Li+、Co2+、Ag2+、Al3+具有抑制作用,其中Ag+抑制作用最强烈。Na+、Mg2+、Ca2+、Mn2+、Al3+对ASE-12有激活作用,Ca2+激活作用最大;而Cu2+、Zn2+、Co2+、Ag+则有抑制作用,Zn2+抑制作用最明显。SDS和EDTA对ASE-6酶和ASE-12酶都有强烈的抑制作用,二甲基亚砜对ASE-12有激活作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 瓜尔胶及其应用
• 1.1.1 瓜尔胶简介
• 1.1.2 瓜尔胶的理化性质
• 1.1.3 瓜尔胶的应用
• 1.2 甘露聚糖
• 1.3 β-甘露聚糖酶
• 1.3.1 β-甘露聚糖酶简介
• 1.3.2 β-甘露聚糖酶来源
• 1.3.3 β-甘露聚糖酶的应用
• 1.3.4 产β-甘露聚糖酶菌株的筛选
• 1.4 生物酶破胶剂
• 1.4.1 三次采油（EOR）
• 1.4.2 生物酶破胶剂的现状
• 第二章 瓜尔胶降解菌筛选
• 2.0 引言
• 2.1 实验材料与仪器
• 2.1.1 药品
• 2.1.2 仪器
• 2.1.3 主要试剂与培养基的配制
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 主要测量方法
• 2.2.2 瓜尔胶优良降解菌种初筛
• 2.2.3 瓜尔胶高效降解菌株复筛
• 2.2.4 瓜尔胶高效降解菌发酵参数研究
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 葡萄糖溶液标准曲线的绘制
• 2.3.2 初筛结果及分析
• 2.3.3 复筛结果及分析
• 2.3.4 复筛高效菌株发酵液特性研究
• 2.4 本章小结
• 第三章 AS-6 和AS-12 菌体产酶条件研究
• 3.0 前言
• 3.1 实验材料与仪器
• 3.1.1 实验菌种
• 3.1.2 药品
• 3.1.3 仪器
• 3.1.4 DNS 试剂与培养基配制
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 酶活力的测定
• 3.2.2 AS-6 和AS-12 菌体产酶历程曲线
• 3.2.3 AS-6 和AS-12 菌体产酶单因素实验
• 3.2.4 正交实验
• 3.2.5 产酶最佳条件下的瓜尔胶降解实验
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 AS-6 和AS-12 产酶历程曲线
• 3.3.2 瓜尔胶浓度对菌体产酶的影响
• 3.3.3 氮源的种类对菌体产酶的影响
• 3.3.4 氮源浓度对菌体产酶的影响
• 3.3.5 温度对菌体产酶的影响
• 3.3.6 初始pH 对菌体产酶的影响
• 3.3.7 接种量对菌体产酶的影响
• 3.3.8 转速对菌体产酶的影响
• 3.3.9 摇瓶装液量对菌体产酶的影响
• 3.3.10 正交试验及最佳产酶条件下瓜尔胶降解实验
• 3.4 本章小结
• 第四章 ASE-6 和ASE-12 酶酶学特性研究
• 4.0 前言
• 4.1 实验药品与仪器
• 4.1.1 药品
• 4.1.2 仪器
• 4.1.4 DNS 试剂的配制
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 粗酶液的制备
• 4.2.2 ASE-6 酶和ASE-12 酶酶学性质研究
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 温度对酶活力及其稳定性的影响
• 4.3.2 pH 对酶活力及其稳定性的影响
• 4.3.3 金属离子对酶活力的影响
• 4.3.4 化学试剂对酶活力的影响
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要