文 献 综 述

1.1 研究背景

石油危机一直是全世界所关心的问题,由于石油短缺,勘测费用的不断增加,如何提高采收率,多年来一直是世界许多国家不断研究的课题[1]。经过多年的研究发现,油藏本身就是一种独特的生态环境,具有丰富的微生物资源[2],微生物本身的特性使微生物采油技术成为一种趋势。

石油烃降解菌( hydrocarbon degradation bacteria, HDB) 是能将石油烃作为唯一碳源进行生物降解, 并产生气体、脂肪酸及生物表面活性剂等代谢产物的一类微生物的总称[3] 。石油烃降解菌能清除石油中的部分石蜡组分, 代谢产物主要是有机酸、糖脂类、脂肽类表面活性剂, 可进一步改善原油的流动性, 降低油水之间的界面张力, 有利于提高石油采收率[4][5] 。因此, 研究微生物降解原油的作用机理, 对新型微生物菌种的筛选及性能评价有重要的实用价值, 开发具有多功能的石油烃降解菌已成为微生物采油研究的一项重要核心技术[6] 。

1.2 研究现状及分析

1.2.1 铜绿假单胞菌

铜绿假单胞菌是一种油藏中常见的、能以原油为唯一碳源大量合成表面活性剂鼠李糖脂的烃降解菌,已经用于油田现场采油, 并取得了一定的效果。然而, 对于铜绿假单胞菌用于微生物采油大多局限于其代谢产物( 鼠李糖脂) 的应用, 鼠李糖脂可有效降低油水界面张力，使烃乳化甚至增溶，因而可用于原油污染土壤的洗涤、油罐的清洗[7]，或作为乳化剂用来增强其它微生物对原油、汽油、柴油[8]等含烃物质的生物降解能力。此外，直接添加鼠李糖脂也可促进铜绿假单胞菌对十六烷、芘、菲和原油等的生物降解。铜绿假单胞菌被广泛用于原油污染的生物修复。据报道，铜绿假单胞菌曾被用于治理海岸的原油污染，该菌可以利用长链烷烃，并且至少能在原油环境中生存五年，而同时保持其生物形态不发生变化。

1.2.2 菌种发酵

目前，无论是工程菌目的产物的高效表达，还是发酵剂的生产均要求高密度培养相应的菌株。不同微生物高密度培养的核心技术是在保证一定营养供给时解除代谢产物对菌体生长的抑制，保持稳定的比生长速率、合理的营养供给和代谢产物的去除。传统的流加培养仅能解决菌体生长的营养需求，而无法解除代谢产物的抑制，很难从根本上解决菌体的高密度培养核心技术问题。虽然在乳酸菌的高密度培养研究中曾有中和法、缓冲盐法等方法的提出，但均不能从根本上解决代谢产物的抑制问题。因此，乳酸菌高密度培养技术是制备乳酸菌发酵剂的关键[9]。

铜绿假单胞菌的最适生长温度为36℃，可使发酵液的比生长速率和菌浓达到最高。当发酵至12h时，菌体生长开始进入稳定期，菌体干重趋于恒定，达到0.9g/L，菌体浓度达到2.8#215;109CFU/mL且随发酵时间延长无数量级的改变。 为缩短发酵周期，节省能耗，降低生产成本，选择合适的发酵时间为12h。当起始pH值较低时，随发酵时间延长，pH值有所升高，当起始pH值较高时，发酵过程中pH值有所降低。而起始pH值的调节对最终菌浓的影响并不大，说明铜绿假单胞菌对培养基起始pH的敏感程度较低，为维持发酵过程中pH值的恒定，选择起始pH值为8.0[10]。