明龙[1]2015年在《二苯并噻吩脱硫菌的筛选、鉴定及其降解特性的研究》文中研究指明一提到能源,人们大多数会想到各种化石燃料,而化石燃料主要包括石油、煤炭、天然气等,这是时下世界各个国家应用最广泛的能源物质。尤其是石油的开发使用,它的贮备量与国家的命运紧密的联系起来,同时也关乎国家的工业经济命脉,所以被人们形象的誉为“工业的血液”。化石燃料的形成与结构是非常特殊而复杂的,几乎所有的化石燃料多含有硫元素,其中包括了无机硫和有机硫。无机硫多数以单质硫、硫铁矿等形式存在;有机硫主要包括硫醚、硫醇、噻吩和其他结构更为复杂的杂环化合物。而这些硫通过各种各样的方式排放到大气中,对环境造成了严重的污染,所以如何降低有机硫的排放量成为了世界各个国家最紧迫最棘手的任务之一,而二苯并噻吩(DBT)则是石油中最主要的杂环类含硫有机化合物,并且传统的脱硫工艺很难去除。所以大多数的生物脱硫技术通常以DBT为模型化合物来进行研究。本论文则以DBT作为唯一硫源,从被石油污染的土壤中驯化、分离筛选出一株具有活性高且能专一性的降解DBT的脱硫菌株5-1。通过BIOLOG鉴定结果为棒杆菌属,革兰氏染色呈阳性。通过测定菌株5-1的生长曲线可知,菌株5-1生长约为12h后开始进入了对数期,大概能持续时间达40h。此后便进入了稳定期,大约也持续40h。测定该菌株脱硫曲线可知,DBT初始浓度由0.2mmol/L降到了0.0284mmol/L,其降解率达到了85.8%。本实验论文通过八组单因素的实验对脱硫菌株5-1开始进行优化条件的培养,所得到菌株5-1的培养条件为:最佳碳源为蔗糖;最佳氮源为氯化铵;最佳C/N比为25:1;最佳培养温度为30℃;最佳初始pH值为7.0;最佳初始DBT浓度为0.2mmol/L;最佳接种量为1ml;最佳摇床转速为200r/min。
周东凯[2]2006年在《柴油微生物脱硫菌的选育与脱硫条件考察》文中提出化石燃料,包括石油、煤炭、天然气是当今世界上应用最广泛的能源物质。特别是石油,它与工业生产密切相关,紧密联系着世界工业经济命脉,因此被誉为“工业的血液”。生活中的各个领域中都离不开化石燃料。由于其特殊的成因和结构,化石燃料中几乎普遍含有硫元素,无机硫大多数以元素硫、硫铁矿FeS2形式存在,有机硫包括硫醇、硫醚、噻吩和其他结构更复杂的杂环化合物。化石燃料在使用过程中,其中所含的硫以各种形式排放到环境中,造成严重污染和破坏。所以,高硫燃料必须经过脱硫处理后才能被使用,对燃料进行一定深度的脱硫处理,是当今化石燃料应用过程中面临的一大难题,研究开发经济有效的脱硫技术已成为化石燃料工业最紧迫的任务之一,它对提高燃料利用率、降低加工成本、改善生态环境等都具有极其重要的意义。从2000年夏天起,我国开始实施新的燃油标准。新标准的规定,汽油中硫的含量不得超过800 mg/L。此项标准自2000年7月1日首先在北京、广州和上海叁个城市实施,到2003年1月1日,国内其它地区开始执行。与旧标准中1200 mg/L的硫含量值相比,新标准更加严格。柴油中的硫化物燃烧后生成硫氧化物,造成酸雨等系列环境问题,已经引起了世界各国政府的重视,很多国家都在努力通过技术革新、工艺改进来降低燃料中的硫含量。典型原油的硫含量在1.0×103～3.0×103 mg/L之间,典型柴油的硫含量约为5×103 mg/L。经过近几十年的技术改进,成品柴油的硫含量已经从5×103 mg/L降低到了500 mg/L,在2005～2007年之间,柴油中硫的含量将降低到10～15 mg/L。传统的加氢脱硫(hydrodesulfurization,简称HDS)技术能有效的降低馏分油中的硫含量。但是HDS技术是一项在高温(>300℃)、高压(>100 atm)下进行的脱硫技术,对于硫化物、硫醇、硫醚中的硫都能有效的脱除,最终把硫原子转化为H2S和/或结构更复杂的有机硫化物。HDS要脱除二苯并噻吩(dibenzothiophene,简称DBT)、苯并噻吩(benzothiophene,简称BT)、噻吩(thiophene,简称T)及相应衍生物中的硫,需要强化操作条件,从操作成本上不可行,而且会降低燃料的燃烧值。近些年,对生物催化脱硫(biocatalysis desulfurization,简称BDS)技术的研究开发取得了很大进展。BDS技术是在常温常压下利用专一性微生物产生的酶催化杂环上特定的“C-S”键的断键反应,释放出可溶性硫而保持碳氢化合物骨架不被破坏。BDS技术在满足脱硫要求的同时,不降低燃料的热值,而且不需要高成本的氢气,节约了能源,同时减少了二氧化碳的排放量,对环境保护极为有利。因此,BDS技术是一种很有开发前景的脱硫方法。本课题的研究内容是,选取DBT为柴油中含硫杂环化合物的模型化合物,从长期被石油污染的土壤中分离出13株专一性脱硫菌YZ-1～YZ-13。DBT被脱硫菌株以微生物脱硫的“4S”途径代谢后,生成2-羟基联苯(2-hydroxybiphenyl,简称2-HBP)和硫酸盐,2-HBP与Gibb`s试剂显色反应为蓝色衍生物,以蓝色衍生物的吸光度值为定量依据,考察菌株对DBT的脱硫能力。试验中发现YZ-9的脱硫活性比较稳定,因此,将YZ-9进一步分离鉴定,以DBT为唯一硫源培养,考察该菌株对不同浓度DBT的脱硫能力,并对YZ-9的发酵条件进行了优化。然后,将YZ-9接种到广州石化直馏柴油中,考察该YZ-9活细胞对成品柴油的脱硫效果。最后,将YZ-9制成休止细胞,考察不同浓度的休止细胞对DBT和柴油的脱硫效果。实验具体分以下几部分展开:(1)菌种筛选,以被石油组分污染的土壤样品为菌源,采用两种方式筛菌。一种方式是,以无机硫(Na2SO4)、有机硫(DMSO)、杂环硫(thiophene)、模型化合物DBT为唯一硫源,隔24 h依次转接培养土样中的混合菌,逐渐驯化菌株并增强脱硫菌株的脱硫能力,经稀释涂平板纯化出8株专一性脱硫菌YZ-1～YZ-8。转接培养时发现YZ-1～YZ-8在含DBT的基础盐培养基(basic salt medium,简称BSMD)中脱硫能力表现不稳定。另一种筛选方式是,用含有1.0 mmol/L的DBT的BSMD作为选择培养基,以培养液离心上清液使Gibb`s试剂在碱性条件下变蓝为依据,筛选分离目的菌株。实验室筛选得到五株专一性脱硫菌,分别命名为YZ-9～YZ-13,转接培养发现YZ-9对模型化合物DBT的脱硫能力表现更稳定,从而确定YZ-9为实验菌株,对其进行生理生化鉴定,鉴定结果表明YZ-9为红球菌属。(2)YZ-9发酵条件考察,微生物体内产生的特定酶,具有高度的底物选择性和反应类型专一性,酶的浓度和酶的催化活性与菌体的浓度有关,也与菌株的生长环境中的其他影响因素有关。因此,对YZ-9的最适生长条件进行了考察。将对数生长期末期种子液以5%体积比,接种到初始DBT浓度为0.5 mmol/L的新鲜的BSMD培养基中,通过菌体浓度和DBT脱除率的高低,考察碳源、氮源、硫源、pH值、温度等影响因素对菌株生长状况和脱硫效果的影响。在分别以5.0 g/L葡萄糖、甘油、蔗糖、乙醇、柠檬酸等为碳源对比培养时,确定甘油为最适碳源。采用硝酸铵和氯化铵作为氮源对比培养考察时,确定氯化铵为最适碳源。以硫酸镁、二甲基亚砜、噻吩和DBT为培养硫源,考察了YZ-9的生长情况和脱硫效果,结果表明,以DBT作为种子培养硫源的细胞,具有较高的脱硫活性,其它硫源培养的种子细胞在转接的BSMD中生长状况虽然较好,但脱硫活性相对较低。用以上优化的培养基,考察液体发酵的初始pH值和培养温度,确定出最佳pH值在7.0～8.0之间,温度为30～35℃。进一步通过正交实验,确定出培养基配方和最佳液体发酵条件。试验确定培养基配方为(g/L):KH2PO42.44、Na2HPO4?12H2O 14.04、MnCl2 0.2、NH4Cl 2.0、CaCl2 0.02、FeCl3?6H2O 0.001、NaCl 0.01、甘油6.5、微量元素溶液母液3.0 ml/L、维生素溶液母液1.0 ml/L,发酵pH值为7.0。在优化的培养条件下培养YZ-9,用对数生长期末期菌液,考察了在不同DBT浓度梯度下的脱硫效率和柴油脱硫效果。(3)YZ-9活细胞对DBT脱硫能力考察,专一性脱硫菌YZ-9将模型化合物DBT代谢生成2-HBP,催化反应发生在“C-S”键,使“C-S”键断开,而保持“C-C”键不被破坏。DBT经过微生物特定酶的催化,依次生成3个代谢产物DBTO、DBTO2和2-HBP(“4S”),硫原子被转移到水溶性的SO42-中。试验中用气相色谱质谱联用仪测定发酵产物,发现了DBTO2和2-HBP的存在,说明该菌株的代谢途径为“4S”代谢途径。发酵过程中,DBT代谢终产物2-HBP的浓度和DBT自身的初始浓度,对菌株的脱硫效率都有一定程度的影响。Gibb`s试剂和2-HBP在碱性条件下生成蓝色的络合物,在610 nm处的吸光度值与2-HBP质量浓度之间存在线性关系,用于定量确定发酵液中生成的2-HBP的浓度,从而计算出DBT的降解率。实验确定菌株的有效脱硫浓度为0.5～1.0 mmol/L,此时的脱硫率为60%以上,菌株对DBT的耐受能范围为1.5～2.0 mmol/ L。(4)YZ-9活细胞柴油脱硫试验,筛选培养菌种的最终目的是将菌种用于柴油的生物催化脱硫,选择含硫量为600～700 mg/L的广州石化直馏柴油作为处理对象,考察菌株的脱硫能力。实验中,通过YZ-9对油水体积比为1:3、1:4、1:5、1:6的比例培养120 h,微库伦仪测定培养后的硫含量,采用工业乙醇为破乳剂,测定结果表明,油水比体积为1:6时的脱硫效果最好,脱硫率为19.25%。(5)YZ-9休止细胞对DBT脱硫率考察,用YZ-9对数生长末期离心分离收获的菌体,作为休止细胞配成不同浓度的菌悬液,考察休止细胞2 h对DBT的脱除效果,结果表明,在DBT初始浓度为2.0 mmol/L的BSMD培养基中,以10%体积比接种,休止细胞浓度为3.0 g/L时比脱硫活力最大为0.48μmmolg-1min-1。以3.0 g/L的休止细胞浓度考察休止细胞对不同浓度的DBT的脱除率,结果显示,DBT初始浓度越高,脱除率越低,对0.5 mmol/L的脱除率最高达到83.2%,对1.0、1.5、2.5 mmol/L的DBT的脱除率分别为78.4%、64.2%和53.1%。(6)YZ-9休止细胞对柴油脱硫能力考察。将休止细胞与柴油混合振荡反应12 h考察柴油脱硫率,油水体积比为1:6,休止细胞体积分数为10%,柴油脱硫试验结果表明,休止细胞浓度为5.0和6.0 g/L时的柴油脱硫效果最好,脱硫率分别达到25.7%和24.6%。从实验结果可以看出,YZ-9是一株优良的菌株,该菌株产生的酶能有效的脱除DBT和柴油中的硫,实验室选的柴油是直馏柴油,该菌株有希望用于加氢脱硫后的补充脱硫工艺的开发研究,具有进一步研究的价值。
李玉光[3]2005年在《燃料油生物脱硫工艺方法与应用的研究》文中指出含硫燃料燃烧后产生的SO_x等会严重污染环境并造成酸雨。随着环保法规的日益严格,国际上对燃料油的硫含量要求越来越严格。微生物催化脱硫(Biodesulfurization,BDS)技术具有成本低、操作条件温和、能有效脱除加氢脱硫技术(Hydrodesulfurization,HDS)难以脱除的二苯并噻吩(DBT)类杂环含硫化合物等优点,有望成为传统加氢脱硫过程的辅助途径或替代方法。为寻找更有效的具有独立知识产权的脱硫菌株,并早日开发出生物脱硫的新工艺,本论文进行了微生物脱硫机理和应用基础的研究,同时对实际燃油体系(如煤油、柴油等)的生物脱硫工艺进行初步探索,为未来的工业应用打下基础。 首先,筛选出具有高活性、能够通过专一的所谓“4硫”(“4S”)途径选择性脱除杂环硫化合物中硫的菌株。以DBT为模型化合物,从北京、上海、山东、天津等地采集的样品中分离筛选出了五种有实际应用前景的生物脱硫菌(YS-S-4混合细菌、NCC-1、NCC-2、LB-H等)。经高效液相色谱(HPLC)及气相色谱/质谱联用(GC-MS)等分析方法对细菌代谢产物的分析表明这些细菌能通过“4S”途径选择性地脱除DBT中的硫,生成2-羟基联苯(2-HBP)。经中科院微生物所鉴定NCC-1菌为红串红球菌(定名为Rhodococcus erythropolis NCC-1,菌种保藏号CGMCC 1.3783)。 第二,考察所选菌株的生长和脱硫性能。选取YS-S-4、NCC-1、LB-H叁种菌作为研究对象,通过模型化合物DBT进行脱硫实验,探索环境条件(温度、pH值、碳源、氮源等)、作用底物(硫源)等对菌种生长及脱硫活性的影响。所选菌株在基本无机盐培养基(BSM)中对0.2mmol/L DBT的转化率均达到了95%以上,且它们以DBT作为唯一硫源的生长过程与DBT的脱除相偶联。红串红球菌NCC-1的适宜生长pH范围为6～9,最佳生长温度为30℃,10g/L葡萄糖为最适合生长碳源,1g/L氯化铵作为最佳生长氮源。可以用在培养基中加入廉价硫酸盐和低浓度DBT混合硫源培养该菌,从而节省生产成本。经HPLC和GC-MS检测得出该菌能降解二苯并噻吩砜(DBTO_2)生成2-HBP,降解4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)生成2-羟基-3,3’-二甲基联苯(2-HDMBP),还能脱除苯并噻吩(BT)和苯硫醚(PS)中的硫。红串红球菌NCC-1的脱硫底物范围较广,因此在未来的工业应用中可能具有一定的优势。 第叁,用驯化成熟的菌株对模拟油体系及不同来源加氢脱硫柴油进行生物脱硫
张威[4]2004年在《柴油微生物脱硫菌的分离及特性研究》文中提出学校代码： 10148学 号： 01200101050220密 级： □无 □加密 硕 士 学
王长水[5]2007年在《柴油深度脱硫方法的研究》文中指出目前，柴油在燃料油中占的比重越来越大，而柴油较汽油馏分重，其硫化物主要以噻吩及噻吩衍生物的形式存在，这类硫化物用加氢的方法难以脱除，使柴油的含硫量较高，因此柴油的深度脱硫是国内外研究的热点和难点，本文以二苯并噻吩(DBT)作为模型化合物，考察微生物的协同条件下对柴油的深度脱硫，超声波条件和微波条件下的氧化脱硫，并对超声波条件和微波条件下柴油的深度脱硫进行了对比。1红串红球菌通过4S途径降解二苯并噻吩(DBT)产生SO_4~(2-)和2-羟基联(2-HBP)。SO_4~(2-)和2-HBP的存在对红串红球菌的进一步脱硫有抑制作用，加入脱SO_4~(2-)和2-HBP的菌株可以解除SO_4~(2-)和2-HBP对红串红球菌脱硫反应的抑制，使该反应继续向生成产物的方向移动，从而提高其脱硫率。在脱硫菌和专一性降解SO_4~(2-)的水解好氧菌(PYS)的协同作用下可以使高浓度的DBT从1.142 mmol／L降到0.04 68mmol／L，降解率达到95.9％，比没有加PYS时提高32％的脱除率。在油水比为1：9的条件下，可以将柴油中的硫从554ppm降到306ppm，降解率达到44.8％。2在超声条件下首次使用Ce~(4+)来氧化柴油中的硫化物(主要为苯并噻吩类)并把这类硫化物氧化成砜类化合物，再选用合适的溶剂DMF(N，N—二甲基甲酰胺)，把这些砜类化合物通过萃取的方法除去，从而将柴油中的总硫含量从554ppm降到25ppm，达到95.5％的高脱硫率。处理后的柴油总硫含量符合世界燃料规范Ⅲ柴油质量标准(不大于30ppm)。同时，Ce~(4+)氧化媒质可以通过电化学方法再生循环利用，DMF也可以循环利用，无叁废排放、具有最佳的经济效益比，并且这种脱硫方法符合绿色化学发展的趋势。最佳的操作条件为：反应温度为70℃；溶液的pH为0.69；反应时间为50min：V_油：V_水为1：9；Ce~(4+)氧化媒质的再生条件为：Pb电极为阳极，石墨电极为阴极，反应进行需要的槽压为3.1V，再生后Ce~(4+)氧化媒质仍具有很好的脱硫效果。3微波条件下首次使用Ce~(4+)来氧化柴油中的硫化物(主要为苯并噻吩类)并把这类硫化物氧化成砜类化合物，再选用合适的溶剂DMF(N，N-二甲基甲酰胺)，把这些砜类化合物通过萃取的方法除去，微波条件下的氧化脱硫可以将柴油中的硫含量从554ppm降到96ppm，达到82.7％的脱硫率。Ce~(4+)氧化媒质可以通过电化学方法再生循环利用，再生后Ce~(4+)氧化媒质仍具有很好的脱硫效果。DMF也可以循环利用，无叁废排放，具有最佳的经济效益比，并且这种脱硫方法符合绿色化学发展的趋势。
王会芳[6]2005年在《生物脱硫菌的激光诱变育种和反应动力学研究》文中进行了进一步梳理石油燃料是当今世界的主要能源之一,广泛应用于工业生产,被誉为“工业的血液”。但由于其特殊的成因和结构,石油燃料都含有一定含硫化合物,且大部分以噻吩类杂环化合物存在。传统的加氢脱硫成本高、能耗大、且不能有效脱除噻吩类有机硫。而生物脱硫以其反应条件温和、专一性强、不降低燃料燃烧性能等优点,成为当今燃料油脱硫研究的热点和前沿课题,有望替代或补充加氢脱硫工艺。本论文从大港油田污水中筛选到一株能够专一降解二苯并噻吩(DBT)的菌株,编号为EBT-2,评价了EBT-2降解水相中DBT的能力和真实柴油的含硫化合物的能力。结果表明,EBT-2脱硫性能良好,具有开发价值。并依据《伯杰氏手册》和EBT-2的形态特征、生理生化特征,将EBT-2鉴定为红球菌属,命名为Rhodococcus sp. EBT-2。为进一步提高EBT-2的脱硫能力,本课题使用了激光诱变育种技术,最终得到一株正突变株,编号为EBT-2A。突变株EBT-2A遗传性状稳定,脱硫能力较原始株EBT-2有明显提高。本论文分别考察了突变株EBT-2A和原始株EBT-2的静止细胞在水相中降解DBT的反应动力学,从理论上推导了EBT-2A和EBT-2菌株的底物降解动力学方程,并根据实验数据回归了相关的动力学方程参数。结果表明,菌株EBT-2A和菌株EBT-2的降解动力学符合Michaekis-Menten模型,实验值和理论值拟和较好。
张倩倩[7]2006年在《柴油生物脱硫菌的筛选及应用研究》文中研究说明以二苯并噻吩(DBT)作为模型化合物，从炼油厂污水中分离出一株专一性脱硫的红串红球菌TJQ，该菌能降解DBT，终产物为2-羟基联苯(2-HBP)。系统研究了初始pH值、碳源、氮源、硫源，脱硫代谢产物硫酸根(SO_4~(2-))和2-HBP等因素对TJQ菌生长及脱硫的影响。并设计了小型生物脱硫反应器，考察了菌体在反应器中对不同体系中硫的脱除。为生物脱硫的工业化发展提供参考。 1．TJQ菌的最佳适宜的初始pH值为6.0～7.0，控制溶液pH在适宜值时可提高菌体的生长和脱硫能力；在不断监测和调节溶液pH值的反应体系中，菌株在3天内可将6.4mg／L(0.2mmol／L)水相中的DBT硫完全脱除，并可使2-HBP的浓度由22.98mg／L(0.135mmol／L)提高到31.66mg／L(0.186mmol／L)，产率增加35％左右。 2．TJQ菌体生长所适合的碳源和氮源分别是20g／L的葡萄糖和1g/L的氯化铵；TJQ菌可以利用多种硫源作为生长硫源，其中硫酸钠(Na_2SO_4)和二甲基亚砜作为生长硫源能更有效地提高细胞收率，因此可以用廉价的无机硫源Na_2SO_4代替昂贵的有机硫源来培养菌体。 3．以Na_2SO_4作为硫源培养的TJQ菌体，可专一性脱除苯并噻吩(BT)和DBT及其甲基衍生物4，6-DMDBT中的硫，除此之外它还可以脱除苯硫醚(PS)类含硫化合物中的硫。在正十六烷模拟体系中，TJQ可以使噻吩(TH)硫由100mg／L降到3.6mg／L，脱硫率达到96.4％，使BT硫由207.1mg／L降到135mg/L，脱硫率达到34.8％；使DBT硫由150mg／L降到20mg／L，脱硫率达到86.7％，使4，6-DMDBT中的硫由100mg／L降到1.6mg／L，脱硫率达到98.4％，使PS硫由100mg／L降到52mg／L，脱硫率达到48％。把TJQ菌应用于加氢柴油体系中，循环脱硫叁次可以使实际柴油中的总硫量由554mg／L降至267mg／L；脱硫率达到51.8％。 4．SO_4~(2-)和2-HBP作为菌体的脱硫代谢产物对菌体的生长脱硫有一定的影响。SO_4~(2-)的存在可以作为菌体的生长硫源促进菌体的生长，但会延长菌体的脱硫时间：以硫酸盐作为生长硫源培养的菌体用于脱硫实验，效果较好；并且当加入硫酸盐还原菌或者PYS菌去除SO_4~(2-)后，菌体能够将水相中12.8mg/L(0.4mmol／L)的DBT完全脱除，同时能使2-HBP的生成量由1.34mg／L(0.0079mmol／L)增加到33.74mg／L(0.1982mmol／L)，提高了菌体的脱硫效率。 5．设计了新型生物脱硫反应器，经过小试连续反应2天，TJO菌能够在高浓度的DBT培养基中生长良好，可以将水相中DBT硫含量从19.2mg／L(0.6mmol/L)降至0.224mg／L(0.007mmol／L)，脱硫率达到98.8％。菌体在反应仅1天后能使含硫量为463mg／L的正十六烷模拟体系中的硫降低到396mg／L，降解率为14.5％。在反应仅1天后能使含硫量为440mg／L的加氢柴油中的硫降低到386mg／L，降解率为12.3％。
李晴[8]2007年在《海洋微生物乳化活性物质和高温微生物脱硫的研究》文中研究说明20世纪初人们发现有一些微生物能够降解水体中的油污染物,目前,石油污染物的微生物降解已经从微生物学、分子生物学等理论进入了以生物修复为主的实际应用,生物乳化剂对于石油类水溶性低的污染物的生物降解具有促进作用。石油中的有机硫化物是其中的一类污染物,传统的加氢脱硫方法(HDS)难以有效除去有机硫,成本高,操作困难。生物脱硫被认为可以有效补充甚至取代HDS。该论文主要对深海环境中筛出的细菌产生的生物乳化剂的活性成分进行了研究并且对高温脱硫菌的代谢产物进行了分析。第一部分对2株模式不动杆菌和本实验室分离的3株不动杆菌产生的生物乳化剂的活性成分进行了分析。本文对3株深海沉积物来源的不动杆菌和2株模式菌进行了产生物乳化剂能力、活性成分及相关基因的分析,结果表明这些菌都能产生生物乳化剂。通过PCR检测,5株菌中只有深海降解菌wp02421获得了与乳化剂Emulsan产生密切相关的脂酶基因,气质联用仪证明该菌所产的乳化剂含有脂肪酸组分,主要是正十六烷酸和正十八烷酸,说明菌株wp02421产生的乳化剂与Emulsan类似,糖脂是主要成分之一。此外,通过PCR检测,证明了5株不动杆菌全部编码外膜蛋白A基因(OmpA)。它们的氨基酸序列与Acinetobacter radioresistens KA53的乳化剂Alasan中的主要活性蛋白AlnA的同源性为71.26%-80.23%。以上结果表明,5株菌都能产生类似AlnA的乳化蛋白,而wp02421菌株同时还产生Emulsan中的糖脂。5株不动杆菌全部编码外膜蛋白A基因(OmpA),我们将与Alasan蛋白同源性最高的wp02421 OmpA在大肠杆菌中进行表达。用特异性引物Omp扩增菌株wp02421 OmpA基因,将wp02421 OmpA全长基因连接载体后导入大肠杆菌中进行表达,OmpA基因在大肠杆菌中大量表达,但是蛋白产物都是无活性的包涵体。即使减少表达时间、降低表达温度和降低IPTG的浓度,也不能使蛋白质以可溶的有活性的形式存在。通过包涵体在Ni-Agarose介质上复性和纯化,从菌体总蛋白中可以得到纯化的重组蛋白,纯化的重组蛋白对不同碳链长度的烷烃有乳化活性,其中对正十六烷的乳化活性最强。为了得到大量的可溶性分泌到胞外的蛋白质,将不动杆菌的外膜蛋白基因片段在酵母中表达。用引物Omp扩增wp02421外膜蛋白全长基因,EcoRⅠ和XbaⅠ双酶切片段,将wp02421 OmpA基因连接载体后转入酵母感受态细胞,甲醇诱导表达。将wp02421扩增的外膜蛋白片段在大肠杆菌和酵母中进行了表达,对表达蛋白进行了乳化活性的测定,测定结果表明酵母表达wp02421 OmpA只对正十六烷有乳化活性。目前,JCM6841,JCM6842,bme-3,bm-8 OmpA基因已经载入质粒中,线性话后电击转入酵母感受态,筛选出高效表达重组子,甲醇诱导酵母表达工作正在进行之中,最后对wp02421菌的性质进行了研究。第二部分是海洋脱硫微生物的研究。用DBT为唯一硫源培养基对常温脱硫菌和高温脱硫菌进行筛选,筛出的菌种分别为DBT-1,DBT-2,DBT-3,DBT-4,DBT-601和DBT-602,其中DBT-1,DBT-2,DBT-3,DBT-4为常温菌,DBT-601和DBT-602为60℃筛选出的高温菌。经16SrDNA分析,筛选出高温脱硫菌都是芽孢杆菌,常温脱硫菌分布在假单胞菌属、红球菌属、短杆菌属、芽孢杆菌属、肠杆菌属。经鉴定DBT-1和DBT-2都属于芽孢杆菌属,并且对高温菌的最适生长温度进行了测定,发现它们的最适生长温度为60℃。本文研究高温菌DBT-601将DBT降解途径的方法是将培养液浓缩进入GC-MS分析代谢产物,结果表明与传统的4S途径不同,DBT降解的经典途径为进行4S途径将DBT降解为2-羟基联苯,而菌株DBT-601培养液中DBT的代谢产物为3-羟基-1,1联苯。这个途径由dszA,dszB,dszC这叁种单加氧酶催化,根据保守序列,设计引物扩增高温菌DBT-601,DBT-602的单加氧酶基因。没有克隆到相关基因,可能代谢途径不同。石油中除了含有较难降解的物质DBT外,还含有其他的含硫化合物.硫化物降解范围也是细菌降解硫化物能力的指标。高温菌601在噻吩,4-甲基DBT,2-噻吩甲酸,2-噻吩乙酸,DBT,BTH中都有不同程度的生长,说明高温菌601在脱硫方面有十分广泛的应用前景。
梁斌[9]2006年在《脱硫细菌H-412固定化及脱硫性能研究》文中进行了进一步梳理生物脱硫(BDS)是一种新型的环保型生物技术。BDS可在常温常压下利用需氧菌或厌氧菌选择性地脱除石油及其产品中的有机硫,专一切开C-S键而不破坏C-C键,从而保留了油品的热值。生物脱硫技术具有操作简单、SO2排放量和能耗较低、投资和操作费用较少等特点。生物脱硫成为21世纪极具发展潜力的脱硫技术之一。细菌固定化可以解决游离细菌生物脱硫中遇到的油水分离困难,细菌重复利用率低,耐酸碱性差和耐冲击负荷低等问题,该技术的关键是载体选择和固定化方法。本研究对一株从被石油污染的土壤中分离得到以DBT为唯一硫源生长的脱硫菌H-412的固定化进行了研究。确定了该菌在海藻酸钠、硅藻土和聚乙烯醇复合载体上的适宜共固定化条件。结果表明,以3%海藻酸钠、4%PVA、0.5%硅藻土作为固定化载体,1%氯化钙-硼酸饱和溶液作为交联剂,制备的固定化菌具有较好的脱硫活性、机械强度、传质性能和重复利用性。DBT和2-HBP对DBT的降解率有抑制作用,但固定化细菌相对于游离细菌受DBT和2-HBP浓度的影响小得多。当固定化小球中的细菌含量对小于5%时,固定化H-412菌的脱硫能力随细菌含量增加而提高,当含量大于5%时,脱硫能力随细菌含量增加而下降,细菌含量为5%时,脱硫效率达到最大值64.3%。固定化H-412菌在油相中的脱硫能力明显高于游离细菌,当油水比达到2:3时,固定化细菌在48h后对DBT的降解率仍在60%以上,而游离细菌的脱硫能力明显下降,当油水比达到2:3时,降解率已不到20%。固定化H-412菌可以多次循环使用,经过7次使用后对DBT的降解率仍可以到达65%。与游离细菌相比,固定化H-412菌对PH值的敏感性降低,稳定性得到了很大的提高。
孔甜甜[10]2013年在《高效脱硫菌的筛选及其固定化应用研究》文中指出本文针对油品中含硫的现状，从活性污泥中筛选得到5株高效脱硫菌，富集培养，稀释划线分离后观察菌落形态。以噻吩为唯一硫源，经过脱硫效果测定及碳源利用性的考察，选择出2株菌，分别命名为S-2和S-4。对这两株菌分别进行单因素实验及响应曲面优化实验，结果表明：对于菌株S-2，当无机盐培养基中噻吩浓度为1.01%、微生物浓度为2.98%、反应时间为25.46h时，预计最佳噻吩降解率为14.74%；对于菌株S-4，当无机盐培养基中噻吩浓度为1.07%、微生物浓度为4.82%、反应时间为36h时，预计最佳噻吩降解率为15.38%。选择USY型分子筛为载体，用吸附法制备固定化微生物。对固定化细菌进行脱硫单因素考察，并设计响应面实验优化固定化工艺条件及参数，进而对固定化脱硫菌进行脱硫性能考察，结果表明：对于固定化菌株S-2，当50mL无机盐培养基中固定化微生物投加量为10.51mL、噻吩浓度为1.01%、反应时间为29.17h时，预计最佳噻吩降解率为23.50%；对于固定化菌株S-4，当50mL无机盐培养基中微生物投加量为10.25mL、噻吩浓度为1.04%、反应时间为27.17h时，预计最佳噻吩降解率为25.93%。固定化菌和游离菌的对比结果表明：游离菌对噻吩的降解率在14%左右，固定化菌对噻吩的降解率能达到20%以上，所以固定化菌的脱硫效果优于游离菌。选择菌株S-4的固定化微生物用于固定化微生物脱硫的模拟实验，结果表明：当流速为1.31×10-5m/s，底物浓度为1.08%，固定化微生物量为6.20g/20mL时，预计最佳噻吩降解率为23.38%，反应器在连续运行的情况下，其降解率变化不大，反应器的运行稳定性良好。
参考文献：
[1]. 二苯并噻吩脱硫菌的筛选、鉴定及其降解特性的研究[D]. 明龙. 吉林农业大学. 2015
[2]. 柴油微生物脱硫菌的选育与脱硫条件考察[D]. 周东凯. 辽宁石油化工大学. 2006
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[4]. 柴油微生物脱硫菌的分离及特性研究[D]. 张威. 辽宁石油化工大学. 2004
[5]. 柴油深度脱硫方法的研究[D]. 王长水. 首都师范大学. 2007
[6]. 生物脱硫菌的激光诱变育种和反应动力学研究[D]. 王会芳. 天津大学. 2005
[7]. 柴油生物脱硫菌的筛选及应用研究[D]. 张倩倩. 首都师范大学. 2006
[8]. 海洋微生物乳化活性物质和高温微生物脱硫的研究[D]. 李晴. 厦门大学. 2007
[9]. 脱硫细菌H-412固定化及脱硫性能研究[D]. 梁斌. 天津大学. 2006
[10]. 高效脱硫菌的筛选及其固定化应用研究[D]. 孔甜甜. 中国石油大学（华东）. 2013
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