嗜熱脫氮芽孢桿菌及其篩選和應(yīng)用制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種嗜熱脫氮芽孢桿菌菌株及其篩選和應(yīng)用，其在中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心的保藏號為ＣＧＭＣＣ－１２２８；其由油田地層水樣中的菌種作為篩選的初始菌種，經(jīng)初篩、復(fù)篩、接種、馴化擴(kuò)增得到；本發(fā)明專利技術(shù)篩選的菌株屬于土壤芽孢桿菌屬，耐高溫，具有很好的熱穩(wěn)定性能，可應(yīng)用在發(fā)酵等需要熱穩(wěn)定酶條件的工業(yè)生產(chǎn)中；其能在油藏環(huán)境中生長良好，具有降解烷烴的能力和降低原油黏度的性質(zhì)，提高石油的流動(dòng)性能，可有效提高石油的采收率和石油運(yùn)輸?shù)男剩灰部衫闷淞己玫慕到馐偷哪芰Γ幚韮艋皇臀廴镜奈鬯任镔|(zhì)，起到環(huán)境保護(hù)的作用；該菌株還具有降低物質(zhì)表面張力的功能，可在制備表面活性劑工業(yè)中應(yīng)用。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及微生物菌株，尤其涉及一種嗜熱脫氮芽孢桿菌G1788及其篩選和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
在微生物應(yīng)用工程中微生物采油是一個(gè)新興的具有重大應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的領(lǐng)域。一個(gè)油田經(jīng)過一次和二次采油后，仍有60-65％的原油采不出來。油田經(jīng)過多年的注水開發(fā)后將進(jìn)入高含水期，面臨開采難度大，成本高，采收率低等難題(例如我國東部的主要油田)。常用來解決此問題的熱力驅(qū)，化學(xué)驅(qū)和混相驅(qū)等三次采油法雖然有一定作用，但各有其嚴(yán)重的缺點(diǎn)。熱力驅(qū)的熱能利用率低；化學(xué)驅(qū)和混相驅(qū)所注入的化學(xué)物質(zhì)殘留地層時(shí)間長，破壞地層，污染環(huán)境，同時(shí)地上設(shè)備要求復(fù)雜。微生物采油是生物工程技術(shù)在油田開發(fā)領(lǐng)域的開拓性應(yīng)用，具有成本低，適應(yīng)性強(qiáng)，作業(yè)簡單，對地層無傷害和沒有污染等優(yōu)勢，在世界上引起廣泛的重視，作為第四種獨(dú)具優(yōu)勢的三次采油技術(shù)，成為石油開采技術(shù)中研究和實(shí)踐的熱點(diǎn)和前沿。微生物采油是與微生物有關(guān)的提高采收率技術(shù)方法的總稱，即利用微生物提高石油采收率的技術(shù)。其基本技術(shù)方法分為兩大類一類是地面發(fā)酵法；另一類是地下發(fā)酵法，即將油藏作為巨大的生物反應(yīng)器，讓微生物在地下發(fā)酵。地下發(fā)酵法又分兩類一類是針對油藏原有的微生物，選擇合適的營養(yǎng)物質(zhì)注入地層，激活原有的微生物；一類是針對油藏特點(diǎn)，篩選出合適的微生物菌種，經(jīng)培養(yǎng)和發(fā)酵連同營養(yǎng)物一起注入地層，本專利技術(shù)即是這一類技術(shù)中篩選到的優(yōu)良菌種。按照作業(yè)方式，注入微生物和營養(yǎng)物的微生物采油方法可分為四類(1)周期性注入微生物采油(又稱單井吞吐)，(2)微生物驅(qū)油，(3)選擇性封堵，(4)微生物清防蠟處理。其中微生物提高采油率技術(shù)主要指微生物驅(qū)油，即將細(xì)菌和營養(yǎng)物由注水井注入目的地層，經(jīng)微生物的代謝作用于油層，使原油流動(dòng)性提高，易于采出。微生物采油的機(jī)理十分復(fù)雜，目前的研究普遍認(rèn)為有幾種機(jī)制可以解釋微生物采油。(1)微生物可將重質(zhì)油分解為輕質(zhì)油或其它產(chǎn)物，從而降低原油粘度，增加其流動(dòng)性。(2)微生物在油藏內(nèi)代謝活動(dòng)產(chǎn)生的CO2和CH4等氣體可以提高油層內(nèi)部的壓力，促進(jìn)原來不連續(xù)的原油區(qū)粘連成片，便于開采。(3)微生物能夠產(chǎn)生多種表面活性劑(如脂肪酸，脂多糖和葡聚糖等)，降低石油與巖石之間的表面張力，改善石油的流動(dòng)性能，提高水驅(qū)的效果。(4)微生物菌體及其分泌的高聚物可以有選擇的堵塞滲透率較高的巖層，使液體轉(zhuǎn)向滲透率較小的孔隙，提高水驅(qū)和氣驅(qū)效果。(5)微生物產(chǎn)生的酸性物質(zhì)能溶解巖石，增加地層滲透率，從而改善油層滲流。雖然采油機(jī)理還在不斷的研究探索當(dāng)中，微生物采油技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，并取得了很好的經(jīng)濟(jì)效果。微生物采油獲得成功的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)是尋找和利用具有優(yōu)良性能的菌株，該菌株必須能適應(yīng)所用油藏的溫度，壓力和鹽度等環(huán)境條件，其中最重要的是溫度條件。因此在高溫油藏進(jìn)行采油，菌種的嗜熱性就特別重要。本專利技術(shù)中的菌種是經(jīng)過特殊方法篩選到的耐高溫菌株，生長溫度范圍較大，并適合在高溫的油藏環(huán)境中生長。降解原油中的烷烴從而提高原油的流動(dòng)性是微生物采油的一個(gè)重要機(jī)制，本專利技術(shù)的菌株能利用石油為唯一碳源并有很好的降解烷烴的能力，對原油有很好的降解作用，具備微生物采油用菌的優(yōu)秀品質(zhì)。該菌種具有降解石油的性能，其在某些含有石油的物質(zhì)中生長和進(jìn)行代謝活動(dòng)，可以對這些物質(zhì)起到良好的去石油凈化作用。目前，在人們生活的環(huán)境中，由于石油工業(yè)的發(fā)展，在開采、運(yùn)輸和生產(chǎn)中產(chǎn)生石油污染，有很多被石油污染的物質(zhì)，對環(huán)境的污染非常嚴(yán)重，例如含有石油的污水，原油在環(huán)境中的泄露等。應(yīng)用本專利技術(shù)篩選的菌株可以很好的將這些物質(zhì)中的石油降解，起到凈化污染物的效果，在環(huán)境保護(hù)中起到重要作用。本專利技術(shù)的菌株屬于嗜熱細(xì)菌，而嗜熱細(xì)菌的酶幾乎全是熱穩(wěn)定性的。嗜熱細(xì)菌酶的耐熱性主要是由酶蛋白分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定的。研究表明，酶本身的一級結(jié)構(gòu)對其耐熱性具有重要作用。酶的一級結(jié)構(gòu)中某些關(guān)鍵區(qū)域的個(gè)別氨基酸改變，就會(huì)引起高級結(jié)構(gòu)的變化，使酶蛋白結(jié)構(gòu)中的氫鍵、離子鍵或疏水鍵稍有增加，從而提高整個(gè)分子的熱穩(wěn)定性。嗜熱細(xì)菌可以隨溫度的改變而改變所合成酶的耐熱性，也可通過已有酶蛋白的構(gòu)型的改變而改變它的耐熱性。從嗜熱菌中分離的酶具有一些優(yōu)良的生物學(xué)性質(zhì)，如熱穩(wěn)定性，以及對化學(xué)和物理變性劑，有機(jī)溶劑，極端Ph等不利因素的抗性等。這些性質(zhì)不僅可以作為設(shè)計(jì)和改造酶類的依據(jù)，而且在工業(yè)生產(chǎn)中極具應(yīng)用價(jià)值。本專利技術(shù)細(xì)菌具有降解石油，分泌表面活性劑等功能，這些作用導(dǎo)致石油粘度的下降，石油流動(dòng)性增強(qiáng)，而石油流動(dòng)性對石油工業(yè)具有極大的影響。首先在石油開采時(shí)，石油流動(dòng)性強(qiáng)，就易于采出，對設(shè)備和采油作業(yè)的工程處理和要求降低，減少了采油的成本，提高了效益。其次，石油運(yùn)輸中無論是經(jīng)管道或利用其他運(yùn)輸工具，高流動(dòng)性都是一個(gè)極為有利的特性。例如用管道運(yùn)輸，如果石油流動(dòng)性差，就必須采用升溫、加壓等手段，這樣就耗費(fèi)了大量的運(yùn)輸間接成本。本專利技術(shù)的細(xì)菌在增強(qiáng)石油流動(dòng)性上有顯著效果，因此本菌株的應(yīng)用將極大地提高石油運(yùn)輸?shù)男б妗＞C上所述，本專利技術(shù)篩選的菌株可以應(yīng)用到石油開采業(yè)、石油運(yùn)輸業(yè)、環(huán)境保護(hù)業(yè)和其他相關(guān)工業(yè)生產(chǎn)中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種嗜熱脫氮芽孢桿菌G1788及其篩選和應(yīng)用，其篩選的菌種屬于土壤芽孢桿菌屬，耐高溫，具有很好的熱穩(wěn)定性能，可以在發(fā)酵等需要熱穩(wěn)定酶條件的工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用；其能利用原油作為唯一碳源，在油藏環(huán)境中生長良好，具有很好的降解烷烴的能力；該菌株在油藏中利用原油為營養(yǎng)來源的生長與代謝活動(dòng)改善了原油的性質(zhì)，具有降低原油黏度的性質(zhì)，提高石油的流動(dòng)性能，從而可以有效提高石油的采收率和石油運(yùn)輸?shù)男剩焕闷淞己玫慕到馐偷哪芰?，可以處理凈化被石油污染的污水等物質(zhì)，在環(huán)境保護(hù)中起重要作用；該菌株還具有降低物質(zhì)表面張力的功能，因此可在制備表面活性劑工業(yè)中應(yīng)用。本專利技術(shù)的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本專利技術(shù)嗜熱脫氮芽孢桿菌菌株，其特征在于，其在中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心的保藏號為CGMCC-1228。本專利技術(shù)嗜熱脫氮芽孢桿菌菌株的篩選方法，其特征在于，由油田地層水樣中的菌種作為篩選的初始菌種，經(jīng)初篩、復(fù)篩、接種、馴化擴(kuò)增得到該菌株。前述嗜熱脫氮芽孢桿菌菌株的篩選方法，其中所述初篩為在營養(yǎng)瓊脂平板73℃培養(yǎng)篩選，再用以原油為碳源的無機(jī)鹽培養(yǎng)基，73℃油浴震蕩培養(yǎng)，進(jìn)行乳化分散實(shí)驗(yàn)，取分散效果好的菌株；所述復(fù)篩為在乳化分散實(shí)驗(yàn)和降粘降凝實(shí)驗(yàn)中，取乳化分散和降粘降凝效果最好的菌株，得到最優(yōu)菌；將得到的最優(yōu)菌反復(fù)接種液蠟無機(jī)鹽培養(yǎng)基，73℃馴化擴(kuò)增，得到該菌株。本專利技術(shù)嗜熱脫氮芽孢桿菌菌株的優(yōu)化培養(yǎng)基，包括碳源、氮源、無機(jī)鹽；其特征在于，所述碳源為葡萄糖、蔗糖或淀粉；所述氮源為硝酸鈉、硫酸鐵、硫酸鎂、磷酸氫鈉和磷酸氫甲；所述培養(yǎng)基的PH為6.5至7.5。前述的嗜熱脫氮芽孢桿菌菌株的優(yōu)化培養(yǎng)基，其中所述碳源選用蔗糖，用量為0.1％；所述氮源選用硝酸鈉，用量為0.1％至0.4％；酵母粉用量為0.05％；所述無機(jī)鹽用量為基礎(chǔ)培養(yǎng)基無機(jī)鹽用量的1.5至2倍。本專利技術(shù)嗜熱脫氮芽孢桿菌菌株在石油開采業(yè)、降解石油烴、凈化含石油物質(zhì)、石油運(yùn)輸業(yè)中的應(yīng)用。本專利技術(shù)嗜熱脫氮芽孢桿菌菌株在需要熱穩(wěn)定酶的工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。本專利技術(shù)嗜熱脫氮芽孢桿菌菌株在制備表面活性劑中的應(yīng)用。前述的嗜熱脫氮芽孢桿本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種嗜熱脫氮芽孢桿菌菌株，其特征在于，其在中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心的保藏號為ＣＧＭＣＣ－１２２８。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王磊，劉如林，馮露，梁鳳來，
申請(專利權(quán))人：南開大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：12[中國|天津]