黃原膠（Xanthan gum)，又稱黃膠、漢生膠，是野 油菜黃單胞桿菌以碳水化合物為主要原料，經(jīng)發(fā)酵 生產(chǎn)的一種用途廣泛的微生物胞外多糖[1]。黃原膠獨特的分子結(jié)構(gòu)決定了酶活性其具有卓越的理化性能，如良好的粘稠性、乳化性、觸變性、假塑性、穩(wěn)定性 等[2]。隨著油田開采程度進(jìn)一步深入，地層發(fā)生很 大變化，開采難度增大，鉆采工藝隨之不斷更新發(fā) 展，對油田化學(xué)助劑亦提出更高要求[3]，而黃原膠以 其獨特的性質(zhì)滿足油田助劑的要求，在油田中廣泛 應(yīng)用于鉆井、完井、調(diào)剖堵水及三次采油，被譽為“油 井的優(yōu)質(zhì)催生素”[3]。
由于黃原膠會不同程度地對油層滲透性造成損 害，因此黃原膠的降解對油田解堵、提高石油采收率 有著至關(guān)重要的作用[4]。黃原膠是一種高穩(wěn)定性的 多聚糖，很難被微生物降解，并且自然界能降解黃原 膠的微生物也不豐富[5]，因此黃原膠降解菌的篩選 很重要。作者在篩選到14株黃原膠降解菌后，在兩 種不同成分的活化液中活化，發(fā)現(xiàn)不同的活化液成 分對黃原膠降解菌降解黃原膠的活性及降粘效果有 著顯著的影響。
1實驗
1.1試劑、菌種及培養(yǎng)基
黃原膠為工業(yè)級，其它試劑均為化學(xué)純。
菌種分離自燕山石化處理含油廢水中的活性污
泥。
培養(yǎng)基 A:黃原膠 2.5 g，（NH4)2S04 0.5 g， KH2P043. 0 g，K2HP043. 0 g，MgS04 • 7H20 0. 2 g， FeCl3 • 6H2 O 16.7 mg, CaCl2 • 2H2 O 0.66 mg, ZnS04 • 7H2 O 0. 2 mg, CuS04 • 5H2 O 0. 2 mg, MnS04 * 4H2 O 0. 2 mg, CoCl2 • 6H2 O 0. 2 mg, H3B〇3 0. 1 mg，NaN03 2. 0 g，Na2Mn〇4 • 2H20 0• 3 mg,定容至1 L，調(diào)pH值至7.0。
培養(yǎng)基B:在稀釋了一倍的培養(yǎng)基A中分別加入 1 g. L—酵母浸出粉、1 g • L-1蛋白胨和L8%? 2.0%瓊脂，調(diào)pH值至7.0。
培養(yǎng)基C:牛肉膏3 g，蛋白胨10 g，NaCl 5 g，水1 L,調(diào)pH值至7.0?7. 2。
培養(yǎng)基D:將培養(yǎng)基A稀釋一倍，調(diào)pH值至
7. 0。
1.2方法
將自行篩選得到的14株菌（編號1*?14”于培 養(yǎng)基B制成的斜面上保存，從斜面挑菌種接到培養(yǎng)基 C和培養(yǎng)基D中活化，活化后的菌濃度分別達(dá)到IX 109個• mL-1、lX108個.mL—1。將以上菌液（按5% 接種量）接種到培養(yǎng)基A，置于30°C、150 r . min—1的 搖床培養(yǎng)3 d，每天測量微生物的酶活性，3 d后測量 粘度，計算黃原膠的降粘率。對比活化后轉(zhuǎn)接到培養(yǎng) 基A中的微生物的酶活性和降粘率。
1.3.1微生物的酶活性
微生物酶活性的測量采用熒光素二乙酸酯法。熒 光素二乙酸醋（Fluorescein diacetate，F(xiàn)DA)為非突光 性物質(zhì)，容易滲人細(xì)胞，在細(xì)胞酶作用下分解而釋放出 髙熒光性的熒光素，因而使細(xì)胞產(chǎn)生熒光。由于生物 體細(xì)胞的活力不同，細(xì)胞內(nèi)酯酶的含量也不同，因而顯 示出的熒光強(qiáng)度也不同，據(jù)此可以測量細(xì)胞內(nèi)酶的活 性及細(xì)胞的生活狀態(tài)™。具體方法參見文獻(xiàn)[7]。
1.3.2黃原膠的降粘率
將試樣加熱至30°C,用六速選擇粘度計在600 r •miiT1下測量其粘度。按下式計算降粘率：
_空白樣粘度一接種后粘度
空白樣粘度一自來水粘度 式中：空白樣粘度為30°C、150
未接種的培養(yǎng)基A 3 d后的粘度；自來水粘度為自來 水加熱至30°C的粘度。
2結(jié)果與討論
2.1培養(yǎng)液的顏色變化
”?14*菌株經(jīng)培養(yǎng)基C活化后接種至培養(yǎng)基A 中，培養(yǎng)3 d,發(fā)現(xiàn)2*菌株與8*菌株的培養(yǎng)液呈黃色， 其它菌株的培養(yǎng)液均呈乳白色；而1#?14#菌株經(jīng)培 養(yǎng)基D活化后接種到培養(yǎng)基A中，培養(yǎng)3 d，發(fā)現(xiàn)所有 菌株的培養(yǎng)液均呈黃色。
2.2酶活性對比
1*?14*菌株經(jīng)不同培養(yǎng)基活化后接種培養(yǎng)的酶 活性隨時間的變化規(guī)律如圖1所示。
000§02000〇OOOC 505^5^5 050505 665544332211
■1E •?'■■/攔**
圖1經(jīng)過培養(yǎng)基CU)、培養(yǎng)基D(b)活化后的酶活性 Fig. 1 Enzyme activities after inoculation with the culture medium C(a) ,the culture medium D(b)
8^0000^0000 ^8765^-321
1 %/**&
■培養(yǎng)基D活化
由圖l可知，不同培養(yǎng)基的活化對菌株的酶活性 影響顯著。1#菌株經(jīng)培養(yǎng)基C活化后3d的酶活性 分別為：134. 1 邱• mL—8 坤•3 畔
•mL—1，經(jīng)過培養(yǎng)基D活化后的分別為360.6 fxg* mL_1、373. 4 pg • mL-1、367. 8• mL_1。除 2* 菌
株經(jīng)過培養(yǎng)基D、培養(yǎng)基C活化后酶活性相差不多外， 其余菌株的酶活性均差異顯著，經(jīng)培養(yǎng)基D活化后菌 株的酶活性明顯高于培養(yǎng)基C的。
2.3降粘率對比
不同培養(yǎng)基活化對黃原膠降粘率的影響如圖2所
/j、。
由圖2可知，2#菌株經(jīng)培養(yǎng)基C活化的黃原膠降 粘率為88.1%，經(jīng)培養(yǎng)基D活化的為87. 1 % ;8#菌株 經(jīng)培養(yǎng)基C和培養(yǎng)基D活化的黃原膠降粘率均為 91. 1%;其余菌株經(jīng)過兩種培養(yǎng)基活化后的黃原膠降 粘率均有明顯差異，如1#菌株經(jīng)培養(yǎng)基C活化的黃原 膠降粘率為4.0%，而經(jīng)培養(yǎng)基D活化的為90.1%; 12#菌株經(jīng)培養(yǎng)基C和培養(yǎng)基D活化的黃原膠降粘率
培養(yǎng)基C活化
i» T 3P 4ff 5# 6ff r an 9P i〇ffir \T iy i4# 菌株編號
圖2兩種方法活化后的黃原膠降粘率 Fig. 2 The degradation rates of xanthan gum with the two different activation approaches
分別為5. 9%和86.1%。除2W菌株外，其余菌株 經(jīng)培養(yǎng)基D活化的黃原膠降粘率明顯高于培養(yǎng)基C 的。
2.4討論
經(jīng)過培養(yǎng)基C活化后微生物的酶活性和黃原膠 降粘率普遍要比經(jīng)過培養(yǎng)基D活化的要小，而經(jīng)過培 養(yǎng)基C活化后的菌濃度達(dá)到1X109個• mL—1，明顯 高于經(jīng)過培養(yǎng)基D活化后的菌濃度，這就排除了由菌 濃度差別引起以上結(jié)果。分析原因可能為：培養(yǎng)基C 營養(yǎng)豐富，微生物經(jīng)過培養(yǎng)基C活化后，適應(yīng)了比較 豐富的營養(yǎng)環(huán)境，轉(zhuǎn)接到營養(yǎng)相對貧乏的培養(yǎng)基A后 適應(yīng)性變差，使得微生物的酶活性和黃原膠降粘率相 對較低；而培養(yǎng)基D中僅有黃原膠為唯一碳源，微生 物適應(yīng)了營養(yǎng)貧乏的環(huán)境，轉(zhuǎn)接到營養(yǎng)成分相似的培 養(yǎng)基A后很快能適應(yīng)環(huán)境，從而使得微生物的酶活性 和黃原膠降粘率比較髙。
3結(jié)論
在菌種活化的過程中，活化成分很重要。營養(yǎng)豐 富的活化液使得菌繁殖快、濃度髙，但是菌的特性容易 變化。而根據(jù)菌種的特性配制出的活化液，營養(yǎng)成分 不豐富、菌生長慢、菌濃度也不高，但是菌的特性比較 穩(wěn)定。本研究中篩選得到的黃原膠降解菌，經(jīng)過營養(yǎng) 豐富的培養(yǎng)基C(含牛肉膏和蛋白胨）活化后，有12株 菌降解黃原膠的能力顯著下降，而經(jīng)過培養(yǎng)基D(含稀 釋黃原膠液）活化后，14株菌均有很強(qiáng)的降解黃原膠 的能力。
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