黄原胶和瓜尔胶降解菌的筛选硕士论

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1、天津大学硕士学位论文黄原胶和瓜尔胶降解菌的筛选姓名：董文坤申请学位级别：硕士专业：制药工程指导教师：乔建军20070601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

2、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，Xll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

3、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

4、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

5、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

6、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；

7、寡糖；酶破胶；筛选；ABSTRACTXaIlthanandgu雒gumareimport锄tworkir培-fluidt11ick伽e塔usedi11反l-expbit遗gp妁∞辐怒d壤曩专氆eya瑶。妻凳e￡iVely褪dsa受ly莲印ob髅e血e建嘣臻馥蛞calledbreak，ison0fkeywor妯ngprocoduresine)【ploiting．Forhigh—telnpemtureoil瘀eld，chem主calbrcakerisustlallyus咄butitdoesnotwofkwe珏触儇eoil蠡eldoflowtempe屯

8、a_t旺ref研itsine瓶cientbre敷趣g—abi娃锣强dmaiig瑚眦觚vifol搬entaleffects．E】1硒强aticbreakproVidesasafcandef．fectiVemethodf-orlow一咖eratureoil纛e避。S嚣e既遗gofmie筠ks豳k谂却。毋粥e疵臻瑚嘲氛鲢勰dg豳f罂瓢a鑫dobta试ngenzymewitllef艳ctiveandsafebrea埘ngabili锣areprcconditionsof&Vel印i端。鼗zy擞。钿巴ak铽Ql如嚣hand，oligosac曲撕de媳鳓毽撼l

9、chofphysiologicalactiVitiessuchasAntimicrobial，蹦titumof，Gas仃oilltcst