用于微生物强化采油并抑制硫酸盐还原菌的生长的地衣芽孢杆菌生物表面活性剂的生产外文翻译资料

 2022-04-30 21:36:59

英语原文共 8 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

用于微生物强化采油并抑制硫酸盐还原菌的生长的地衣芽孢杆菌生物表面活性剂的生产

摘要：本研究从油藏中分离出地衣芽孢杆菌，检测到该细菌产生生物表面活性剂的能力。生产的生物表面活性剂的表面性质通过测定乳化力以及表面和界面张力来确定。粗生物表面活性剂已经从上清培养物生长中提取，粗生物表面活性剂的产量约为1g / L。此外，使用FTIR分析证实了所生产的生物表面活性剂的化学结构。结果表明，培养72小时后，乳化力提高到96％，表面张力从蒸馏水的72下降到36 mN / m。研究了这种细菌物种在微生物强化采油（MEOR）中的潜在应用。采用设计用于刺激采油的沙包装柱时，采油百分比为16.6％。它还表现出对不同菌株SRB（硫酸盐还原菌）生长的抗菌活性。结果显示使用1.0％粗生物表面活性剂在3小时后完全抑制SRB生长。

关键词：生物表面活性剂;地衣芽孢杆菌;微生物采油;硫酸盐还原菌

1 引言

由微生物的不同的基团产生的表面活性剂被称为生物表面活性剂。 生物表面活性剂可降低水溶液和烃类混合物的表面张力。 生物表面活性剂可以在具有不同极性的流体（例如水和油）之间的界面处聚集，导致界面张力降低。 由于其降低界面张力的效率，生物表面活性剂已被用于提高产油量，尤其是在三次采油中。 这些表面活性材料的主要特征是低毒性，高生物降解性和生态可接受性[1-6]。 这些有利的特征使生物表面活性剂成为化学合成表面活性剂在各种应用中的良好替代物之一[7,8]。

生物表面活性剂可分为四大类：脂肽和脂蛋白，糖脂，磷脂和高分子表面活性剂[9]。

生物表面活性剂广泛应用于化妆品，特种化学品，食品，制药，农业，清洁剂和微生物强化采油（MEOR）等不同行业[10-13]。最后一项提及的应用人们关注的更多，因为一般采用一次和二次开采技术能够回收的油藏中仅有30％的石油[1]。 MEOR被认为是能够利用微生物或其产物（生物表面活性剂）回收残油的三次采油技术。然而，生物表面活性剂在微生物强化采油中的应用取决于它们在极端温度，盐度和pH或表面活性条件下的稳定性[12]。产生生物表面活性剂并原位降解重油馏分的微生物的刺激减少了将油保留在储层中并降低油粘度从而促进其流动的毛细作用力。因此，石油产量可以增加[14]。

生物表面活性剂的另一个有趣的应用是使用生物表面活性剂作为抗微生物剂。 在这项研究中，选择硫酸盐还原菌作为目标生物。 硫酸盐还原菌（SRB）是使用地层水中存在的硫基化合物作为原料的有害细菌物种。 SRB可能产生对人体有毒的硫化氢[15]，并对抽油设备有腐蚀作用。这些细菌可能造成硫化氢的产生，这会导致原油“酸化”，微生物影响的腐蚀（MIC）以及水注入系统（铁硫化物等）中固体含量增加，并可能导致设备和硫化物垢或生物膜增殖的注射井的堵塞。

另外，酸性会降低产油的经济价值，并引发安全隐患[16,17]。 已经提出了许多用于控制不同石油生产设施中的硫酸盐还原细菌的方法以减少微生物活性，包括使用氧化性（例如卤素和臭氧）或非氧化性杀生物剂（例如甲醛，戊二醛，异噻唑酮和季铵化合物）[18]。 此外，SRB将在MEOR中发挥非常消极的作用[19]。

这项研究的主要目标是：

本研究旨在从油藏中分离和鉴定细菌并检测其在生物表面活性剂生产中的能力。 研究了这些分离的细菌在微生物强化采油（MEOR）中的潜在应用以及它们对硫酸盐还原菌的抗微生物活性。

2 实验

2.1 采样程序

从位于埃及西部沙漠Badr El-din石油公司的Niage油田的一口井（Fadl 9）收集水样。 样品采用50ml无菌注射器从样品点收集在无菌瓶中，保存在4℃的冰箱中并运送到实验室，并在24小时内进行细菌学分析[20]。

2.2 油藏卤水表征

Fadl 9井的生产是10％油和90％水; 伴生（地层）水的盐度（NaCl）为9％，井口温度为45℃。

2.3 分离原油降解细菌

使用布什内尔哈斯矿物盐（BHMS）培养基分离烃降解细菌，BHMS培养基由以下（g / L）：KH2 PO4，1; K2HPO4,0.2; MgSO4·7H2O，0.2; CaCl2，0.02; NH4NO3,1; NaCl，2滴和2滴60％FeCl3。 将pH调节至7.BHMS培养基补充有1％（v / v）原油作为唯一碳源[14]。向含有100ml培养基的锥形瓶中加入地层水（1mL），并将烧瓶在旋转振荡器（150rpm）上在30℃温育10天。 然后取出5ml等分试样并置于新鲜培养基中。 经过一系列的三次继代培养后，将培养瓶中的接种物划线，纯化BHMS琼脂上表型不同的菌落。 纯的分离物储存在20℃的甘油储备培养基中以进一步表征[21,22]。

2.4 鉴定细菌分离物

选定的细菌分离株在埃及开罗的自然保护科学咨询研究中心（NCSCR）确定。

bull;模板DNA的分离

使用QIAamp DNA Mini试剂盒分离基因组DNA。

bull;PCR扩增

使用以下引物通过聚合酶链式反应（PCR）（GeneAmpreg; PCR System 9700，9600模拟模式）扩增16S rRNA基因：

正向引物（5′至3′）：AAGCAACGCGAAGAACC TTA

反向引物（3′至5′）：AGAGTGCCCAACTGAAT GCT

设定为热循环的以下PCR程序包含：在10分钟，95℃的初始步骤：该加热步骤用于激活AmpliTag Goldreg; DNA聚合酶，在95℃下30秒的熔融步骤，在60℃下的退火步骤，30秒 并在72℃45秒延伸步骤。 （30个循环中的每一个），72℃下的最终延伸，10分钟和4℃下的最终步骤，infin;。

bull;DNA测序

通过电泳对16S rDNA进行测序，并且通过ABI棱镜reg;310遗传分析仪自动完成数据收集。

bull;16S rRNA的Blast分析

Blast程序（基本局部比对搜索工具）是一种网络搜索工具，用于显示不同微生物之间的身份和相似性（www.plast.ncbi.nlm.nih.gov/plast.cgi）。

然后将该序列与MicroSeqreg; ID16S rDNA 500文库（v 1.0）中的16S rDNA序列进行比较。 基于比较，该软件为未知的细菌物种提供了潜在的ID。 MicroSeqreg; ID16S rDNA 500文库（v 1.0）包括超过1435个经过验证的16S rDNA序列。 所有序列和菌株都经过仔细检查和质量控制，以达到最大可靠性。 多态位置被考虑在内以确保最高程度的准确性。 MicroSeqreg; 500 ID（Applied Biosystems）分析软件提供了系统发育树，其中包括所有最热门匹配的列表。

2.5 细菌分离物的生长动力学和生物表面活性剂的生产

将细菌菌株在营养琼脂斜面上划线并在30℃孵育24小时。将两个培养物环接种到100ml锥形瓶中的40ml营养肉汤中，并在旋转振荡器中以150rpm温育30℃， 8-12小时，直到细胞数量达到108CFU / ml。这被用作5％（w / v）水平的接种物。对于生物表面活性剂生产，使用具有以下组成的无机盐介质：2.5g / l的NaNO3，0.1g / l的KCl，3.0g / l的KH2PO4，7.0g / l的K2HPO4，0.01g / l的CaCl2， 0.5克/升MgSO4·7H2O和5毫升微量元素溶液。微量元素溶液含有0.116克/升FeSO4·7H2O，0.232克/升H3BO3,0.41克/升CoCl2·6H2O，0.008克/升CuSO4·5H2O，0.008克/升的MnSO4·H2O，0.022克/升的[NH4]6Mo7O24和0.174克/升的ZnSO4 [23]。加入相应的碳水化合物（葡萄糖）以使最终浓度为2％。酵母提取物的浓度是3％。在含有150ml培养基的500ml烧瓶中于30℃培养48小时进行培养研究。实验以独立三份进行[24]。

2.6 生物表面活性剂回收

使用葡萄糖作为唯一碳源将细菌肉汤（10ml）接种到培养基MSM（1000ml）中并将pH值调节至7.5。 培养在30℃，150rpm下进行72小时。 萃取技术是酸沉淀和溶剂萃取的结合[25]。 将肉汤培养物样品离心（在4℃使用130,000g 15分钟）。 用6M HCl将获得的上清液酸化至pH2.0，并将酸化的上清液在4℃放置过夜以完全沉淀生物表面活性剂。 除去上清液以获得沉淀物，并在连续搅拌下用甲醇萃取沉淀物2小时。 过滤甲醇以除去剩余物质并使用旋转蒸发器蒸发至干燥。

2.7 粗生物表面活性剂的化学结构

使用Nicolet IS-10FTIR光谱仪获得生物表面活性剂（每种样品在KBr颗粒上的薄膜）的红外（IR）光谱。 红外光谱在4000和500 cm-1之间进行，分辨率为1 cm-1 [20]。

2.8 表面性质

测定表面性质，包括表面张力，临界胶束浓度（CMC），乳化指数（E24）和起泡作为生物表面活性剂产生的指标，并且这些测量一式三份进行。 通过测量界面张力和临界胶束浓度（CMC）来评估粗生物表面活性剂的表面性质。

2.8.1 表面张力

使用30℃下的细菌上清液（50ml）在环张力计（Kruuml;ss-tensiometer K6）上测量表面张力，当评估粗生物表面活性剂时，在30℃下测试0.1％的溶液[4]。

2.8.2 临界胶束浓度（CMC）

临界胶束浓度是开始形成胶束的溶液中两亲组分的浓度。 制备从地衣芽孢杆菌分离物中回收的粗生物表面活性剂0.1-1.0times;10-6％的浓度。 表面张力法测定生物表面活性剂的临界胶束浓度值。 CMC由表面张力对枯草菌素浓度的半对数图确定。 所有的测量都重复进行[26]。

2.8.3 界面张力

使用表面张力计估计表面活性剂生物表面活性剂的界面张力。 在不同浓度（100-1000ppm）范围内，表面活性素溶液的界面张力进行了测量，并在25和45℃下对石蜡油进行测量[27]。

2.8.4 乳化指数（E24）

通过将煤油（6ml）加入水相（培养上清液）并涡旋2分钟来测量培养物上清液中产生的生物表面活性剂的乳化力。 24小时后，乳剂指数（E24）根据下式计算[28]：

（E24）= 100（高乳剂层高度/总高度）

2.8.5发泡指数

通过摇动上清液（10ml）2分钟来确定培养基中生物表面活性剂的起泡，然后根据以下等式计算起泡[29]：

起泡指数=（起泡高度/总高度）times;100

2.9 一些不同环境因素对生物表面活性剂生产的影响

2.9.1 盐度

盐度对表面张力的影响通过添加不同浓度（1,5,10,15和20％）的NaCl到0.1％枯草菌素溶液中的NaCl并且在25℃下测量表面张力来测定[30]。

2.9.2 pH值

为了研究不同pH值下表面活性素的稳定性，将粗制表面活性肽溶液（0.1％）调节至pH值3,5,7,10和12.所得溶液的表面张力在室温下测量[26]。

2.10 生产的生物表面活性剂在提高原油采收率中的应用

使用设计用于刺激采油的砂填充塔技术评估了原生细菌和生物表面活性剂生产细菌菌株对MEOR的潜在应用，在其他文献[31]中有所描述。 沙包柱的操作如下：

（1）用盐水饱和砂层：柱子在压力下用盐水充满，以确保其用盐水100％饱和。通过测量饱和柱（PV）所需的盐水的体积来计算柱的孔体积。

（2）砂包饱和：从Niage 1油田Badr El-din石油公司收集油。填充在罐中的油以与盐水相同的方式在压力下通入沙包装柱，直到达到残余盐水饱和。当油进入色谱柱时，盐水被置换并通过插入色谱柱底部的管道从包装中排出。初始含油饱和度（Soi）通过测量被含油饱和度替代的盐水的体积来计算，也称为原位原油（OOIP）。

（3）盐水淹没：沙包再次用盐水淹没，直到流出物中没有油，即达到残余油饱和度（Sor）。保留在沙堆中的原油量是通过体积测定的。通过测量被排出的油的体积来计算Sor。

（4）生物表面活性剂驱油：这是以类似于油和卤水的方式进行的。 0.6微米体积的粗生物表面活性剂以约2.5ml /分钟的流速通过柱子并温育24小时;然后柱再次用盐水充满。以25毫升的量收集柱中的排出物以测量使用粗生物表面活性剂回收的油的量。

2.11 抗硫酸盐还原菌（SRB）的抗菌试验

该测试使用NACE标准测试方法TM 0194-94（油田系统中细菌生长的现场监测）和ASTM [32]进行。 从Niage 1油田Badr El-din石油公司

全文共14734字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[12947]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

原文和译文剩余内容已隐藏，您需要先支付 30元 才能查看原文和译文全部内容！立即支付

以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章