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世界范围内原油贮量的日益减少带来了严重的能源危机,而以常规技术,一般只能开采出地下30%的原油,大量石油尤其是高粘油仍然滞留在储油层。微生物提高原油采收率技术(Microbial Enhanced Oil Recovery,MEOR)是目前公认的开采油藏中剩余油和枯竭油最好的技术,对充分利用现有油矿藏资源意义重大。 本研究对驱油铜绿假单胞菌发酵的营养、环境条件和发酵方式进行了优化,对发酵过程中产生的絮凝沉淀进行了研究,比较了不同冻干保护剂和保藏条件对铜绿假单胞菌浓缩发酵剂的影响,并对铜绿假单胞菌开放发酵进行了探索。主要研究内容结果如下: 1.对铜绿假单胞菌生长的碳源、氮源、pH、温度、发酵转速等条件进行了优化,并对其进行了低成本发酵的研究。最终确定了铜绿假单胞菌最适生长培养基为(g/L):糖蜜5,玉米浆10,氯化钠5,豆饼粉5,最适生长pH值为8.0~8.5,最适生长温度为36℃。对铜绿假单胞菌菌株进行了3L罐发酵研究,确定最佳搅拌转速为100 r/min。最终优化后,可使铜绿假单胞菌发酵罐发酵菌浓达到1.0×1010CFU/mL,相对于文献报道的6.9×108CFU/mL提高了2个数量级,发酵成本由原来的595元/吨降低至100元/吨。 2.对铜绿假单胞菌液体发酵产生的絮凝现象进行了研究。初步确定絮凝物由铜绿假单胞菌产生的生物膜引起,显微镜下观察到生物膜呈块状,膜内包被大量铜绿假单胞菌菌体,测得生物膜中多糖含量约为6.3%,蛋白质含量约为7.7%。添加颗粒营养物质对絮凝物影响不显著;天然群体感应抑制剂水杨酸、丁香酚、儿茶素、姜黄素和大蒜提取物不能明显提高铜绿假单胞菌液体发酵菌浓,但对生物膜的分散具有一定作用;群体感应淬灭酶对铜绿假单胞菌液体发酵菌浓影响差异不大。 3.对铜绿假单胞菌浓缩型发酵剂的制备和保藏进行了研究。浓缩菌剂的制备中,采用真空冷冻干燥的方法,对不同冻干保护剂的冻干效果和最适加入量进行了优化,考察了不同起始菌浓对冻干效果的影响。结果表明,乳糖的冻干保护效果较好,优化确定了乳糖的最适浓度为15%(m/v),发酵剂最佳起始菌浓为将发酵液进行100倍浓缩,冻干后菌体的存活率可达到27%,最终菌粉浓度可达2.3×1012CFU/g。分别对常温和4℃保藏条件下铜绿假单胞菌浓缩型发酵剂和普通甘油保藏的效果进行了考察,结果显示,常温和4℃下普通甘油保藏效果均不佳,浓缩型发酵剂的冻干菌粉在4℃下保藏效果较好,6个月后,可使菌粉浓度可达到1.6×1012CFU/g,菌体存活率约为64%。 4.探索了铜绿假单胞菌开放式发酵的可行性。可以得知,在实验室条件下,铜绿假单胞菌完全开放式发酵仅可连续转接3代。采用十倍浓缩的方法对培养基进行了煮沸灭菌,煮沸时间为25min,菌体接种量为10%,摇瓶实验中铜绿假单胞菌可以连续转接7代,发酵罐中可以连续转接3代;采用十倍浓缩培养基间歇性煮沸灭菌,摇瓶实验中可以连续转接13代,发酵罐中可连续转接5代。