摘 要

枯草芽孢杆菌属于一种采油微生物，其芽孢是一种休眠体，抗逆性强，便于储存，在采油中起着重要作用。运用单因素法分析碳源和中间调控温度对芽孢形成的影响旨在提升枯草芽孢杆菌的芽孢数量和芽孢率。

实验结果表明：以2 %蔗糖作为碳源时，产芽孢率最高为1.8%，这时活菌数量达到3.4 × 10⁸ CFU/mL，芽孢数目是6.2 × 10⁶ CFU/mL；以2%的可溶性淀粉作为碳源时，活菌数量最高可达1.6 ×10⁹ CFU/mL，芽孢数目是4.7 × 10⁶ CFU/mL，产芽孢率不到1%。最佳发酵培养基为：可溶性淀粉（20g/L）、酵母膏（2 g/L）、氯化钠（5 g/L）、牛肉膏（5 g/L）。当温度为45 ℃，发酵到达12 h，这时活菌及芽孢的数目均到达峰值，芽孢数量达到1.8 × 10⁸ CFU/mL，活菌达到1.4 × 10⁹ CFU/mL，此时芽孢率最高为13% ，比基础培养基提高了26倍。

关键词：枯草芽孢杆菌 产芽孢率 温度

The influence of fermentation temperature on the formation and germination of Bacillus subtilis’ spores

ABSTRACT

Bacillus subtilis is a very important microorganism for oil recovery, whose spore is ahypopus, featured as strong stress resistance, and easy storage, thus playing an important role in oil extraction. To increase the quantity and rate of spores, single factor way is used to study carbon source, and temperature influence on the formation of spore. It is revealed by research results that if 2% cane sugar is used as carbon source, thehighest spore germination rate is 1.8%, with viable counts of 3.4 × 10⁸ CFU/mL; if 2% soluble starch is applied as carbon source, the spore quantity is 4.7 × 10⁶ CFU/mL, with viable count of 1.6 × 10⁹ CFU/mL, and spore producing rate less than 1%. The optimum fermentation medium is beef extract (5 g/L), sodium chloride (5 g/L), yeast extract (2 g/L), soluble starch (20 g/L). When fermentation lasts 12 h, and temperature reaches 45℃, the quantity of viable organism and spores reaches the maximum, with viable organism of 1.4 × 10⁹ CFU/mL, and spore quantity of 1.8 × 10⁸ CFU/mL. At that time, the highest spore germination rate is 13%, and basal culture medium increases up to 25 times.

Key words: Bacillus subtilis ; Spore germination rate ; Temperature

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 微生物采油技术 1

1.2 高密度培养 1

1.2.1 培养基 2

1.2.2 温度 2

1.2.3 pH 2

1.3 枯草芽孢杆菌的特征与其驱油机理 2

1.3.1 枯草芽孢杆菌的特征 2

1.3.2 枯草芽孢杆菌的驱油机理 3

1.4 温度对枯草芽孢杆菌本体及芽孢形成的影响 3

1.4.1 温度对芽孢杆菌的影响 3

1.4.2 温度对芽孢形成的影响 4

1.4.2.1 温度对枯草芽孢杆菌产孢的影响 4

1.4.2.2 枯草芽孢杆菌产孢条件的优化 4

1.5 研究意义及发展前景 4

第二章 实验材料与方法 6

2.1 实验材料 6

2.1.1 研究仪器 6

2.1.2 菌种及培养基 6

2.2 实验方法 7

2.2.1 枯草芽孢杆菌的生长特性 7

2.2.1.1 枯草芽孢杆菌的生长曲线 7

2.2.1.2 枯草芽孢杆菌的简单染色 7

2.2.1.3 枯草芽孢杆菌的芽孢形成过程 7

2.2.2 可溶性碳源对芽孢的形成的影响分析 7

2.2.3 不同可溶性碳源浓度对芽孢的影响 7

2.2.4 不同中间调控温度下的枯草芽孢杆菌芽孢形成分析 8

2.3 检测方法 8

2.3.1 生物量的测定 8

2.3.2 pH值的测定 8

2.3.3 活菌计数法 8

2.3.4 芽孢数量的测定 8

第三章 结果与讨论 10

3.1 枯草芽孢杆菌生长特性分析 10

3.1.1 枯草芽孢杆菌生长曲线 10

3.1.2 枯草芽孢杆菌的简单染色分析 10

3.2 枯草芽孢杆菌的芽孢形成过程分析 11

3.3 可溶性碳源种类对芽孢形成的影响分析 13

3.4 不同可溶性碳源浓度对芽孢的影响 14

3.5 不同中间调控温度下的芽孢形成分析 16

第四章 结论与展望 18

4.1结论 18

4.2展望 18

参考文献 19

致 谢 21

第一章 文献综述

1.1 微生物采油技术

石油是稀缺的不能重复产生的能源，在经济发展以及国家进步中起到了重大的作用。因为我国石油能源稀缺的近况，须要提升对现有能源使用效率，体现在石油工业领域是以增强开采技术，提高原油的产量为目标^[1]。我们国家大多数油田已步入高含水开发领域，增强采收率技术的探究和运用需引起重视^[2]。

已有的最先进的开采技术，仅可得到原产能的30%~50%，因为地质因素许多油藏被稳稳地锁在地面以下^[1]。微生物开采技术( Microbial Enhanced Oil Recovery )是国内外目前三次采油和石油环保范畴的一个具有创新意义、发展飞速的绿色环保技术^[3]。油藏中的微生物能够对原油开采产生一定的有益活动，主要体现在微生物代谢以及产物能够对原油、水界面性质以及油藏残余油产生一定的作用，然后增加低渗透带的渗透率，在原油的流动性方面给予增强，使原油的收集率有效的提升，微生物采油技术是近年来新兴的综合性创新技术^[4]。

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