纤维素酶降解影响因素研究

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1、钻采工艺2010年9月·104·DRILLING＆PRODUCTIONTECHNOLOGYSep．2010纤维素磕降解影响因素研究张敬辉，蓝强，李公让，李海斌，薛玉志(1中国石油大学化学与化工学院·华东2胜利石油管理局钻井工艺研究院)张敬辉等．纤维素酶降解影响因素研究．钻采工艺，2010，33(5)：104—107摘要：针对当前对生物酶降解纤维素作用机理研究不足，文章通过DNS比色法，考察不同纤维素酶对纤维素的降解过程，并考察了温度、pH值和表面活性剂等外界条件对生物酶降解性能的影响。研究发现，温度

2、对纤维素酶的活性的影响规律是先升高后降低的趋势，5O。C是纤维素酶活性最高的温度；pH升高对纤维素酶活性起着抑制作用，pH：4的偏酸性环境最适合纤维素酶解。表面活性剂十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和TritonX一100对纤维素酶的水解活性均有抑制作用。文章的结论将有助于指导纤维素酶的现场应用。关键词：纤维素酶；温度；pH；表面活性剂；降解能力中图分类号：TE254文献标识码：ADOI：103969／j．issn1006—768X．2010．05．031目前，基于天然高分子(如纤维素、淀粉、黄原(

3、DNS)在碱性条件下被还原糖还原为棕红色的3一胶等)和合成高分子聚合物(如聚丙烯酰胺及其衍氨基一5一硝基水杨酸。在一定范围之内，还原糖的生物)的新型钻井／完井液体系由于无毒，町生物降量与棕红色物质颜色的深浅成正比关系，利用分光解，且具有良好的润滑性能和低的滤失量，抑制性能光度计测定试样在520nm下吸光度就可以计算出与油基钻井液接近，是目前国内外水平井钻井中普溶液中还原糖的含量。通过测定溶液中葡萄糖遍采用的钻井液体系之一。但我国大多数油井的增浓度就可用检测出纤维素的降解程度，进而深入研产效果并不明显

4、，其中，地层损伤为水平井产能低的究生物酶降解纤维素的作用机理。一个主要原因，而高分子量的聚合物及其裂解产物二、影响因素研究和滤饼是聚合物污染地层的主要形式，为消除上述高分子钻井液对地层的伤害，需要把滤饼(富纤维素酶是指能水解纤维素B一1，4葡萄糖苷集高分子)和高分子不完全裂解产物清除掉。常规键，使纤维素变成葡萄糖的一组酶的总称，它不是单的方法是采用强酸或氧化剂，但这些方法都存在一一酶，而是起协同作用的多组分酶系，包括葡聚糖内些不足。针对上述高分子的结构特点，人们已经开切酶(EG)、葡聚糖外切酶(CB

5、H)和B一葡萄糖苷酶始研究采用生物酶对高分子深度降解，从而达到消(也称CB酶或纤维二糖酶)。根据协同理论学除钻井液对地层伤害，该技术已经显示出巨大的应说，首先由葡聚糖内切酶(EG)在纤维素聚合物的用前景。但目前缺乏对生物酶的基础研究，笔内部起作用，在纤维素的非结晶部位进行切割，产生者通过DNS比色法研究了不同环境条件对纤维素新的末端。然后再由葡聚糖外切酶(CBH)从非还降解性能的影响，以期探讨纤维素酶的作用机理，进原末端进行水解，生成纤维二糖，最后由B一葡萄糖而指导现场应用。苷酶将纤维二糖水解为葡萄

6、糖。对于内切一外切纤维素酶协同效应的机制有人认为，所谓的协同效应，一、实验方法其实酶的动力学参数并未发生改变，只是几个催化本研究选用DNS比色法来测定溶液中还原糖顺序反应的酶组分混合后，后一个酶把前一个酶的的含量，从而确定纤维素在生物酶作用下的降解效产物转化掉，去除了产物抑制或空间的阻碍效应，使果，DNS比色法的基本原理是：3，5一二硝基水杨酸总反应速度提高的缘故。本文主要研究不同因素对收稿日期：2009—10—09；修回日期：2010—07—29基金项目：国家重大项目“低渗油气田高效开发钻井技术”

7、课题四“低渗油气田储层保护技术”(2008ZX05022一O04)部分成果。作者简介：张敬辉(1976一)，工程师，在读博士研究生，现在胜利石油管理局钻井工艺研究院油田化学研究所主要从事油田化学研究工作。地址：(266555)山东省东营市北一路827号钻井工艺研究院化学所，电话：0546—8501l15，E—mail：slyhs@vIp_sina．corn第33卷第5期钻采工艺V0I．33No．5DRILLING＆PRODUCTIONTECHNOLOGY·105·纤维素酶降解作用的影响。随后，考察了

8、90％条件下的纤维素酶的温度效1．pH值的影响应，结果如图2所示。从图2可以看出，各pH值下纤维素酶具有一定的生物活性，在不同的pH纤维素酶解效果都有降低，其中pH=4的纤维素样与温度下活性不同，对纤维素的水解具有相当大的品还原糖浓度为2．0mg／ml，pH=6纤维素样品还影响，笔者考察不同温度(50％、75℃、90％)、不同原糖浓度为1．7mg／ml，pH=8的纤维素样品降解pH(4、6、8)下纤维素酶对纤维素的降解效果。纤维效果则为0．7mg／ml。可以看出较高的