喷气燃料中特征真菌Amorphotheca resinae的生物学性状研究

通过提供不同的碳源对喷气燃料中检测出的特征真菌Amorphotheca resinae(A.resinae)进行培养,观察菌落和孢子形态,研究其生物学性状;在液体培养基中对其进行振荡培养时出现了油包水现象,从而对特征真菌污染过的油、水相进行表面张力测定。研究结果表明:A.resinae在固体培养基中生长缓慢且出现角变现象;孢子直径仅约1μm;被特征真菌污染过的水相表面张力降低,推测培养A.resinae时可能产生了生物表面活性物质。

Amorphotheca resinae对喷气燃料影响试验研究

在一组油-水体系中接种喷气燃料特征真菌Amorphotheca resinae进行培养,另一组油-水体系作为空白对照,研究Amorphotheca resinae大量繁殖后对喷气燃料理化性能的影响。试验表明:喷气燃料的外观、颗粒度、水分离指数、酸值等受Amorphotheca resinae影响明显,密度、水反应、闪点、冰点等受影响较小。同时,该真菌的存在加剧了油罐的腐蚀,特别是界面生物膜的腐蚀更为严重。

一种检测储存喷气燃料中特征真菌的新方法——LAMP-LFD

利用环介导等温扩增(LAMP)与横向流动试纸快速检测技术(LFD)相结合,以Amorphotheca resinae的18S rRNA基因为靶序列,设计1套LAMP引物,建立了反应温度63℃、时间35 min。用喷气燃料中曾发现的4株真菌和A.resinae作为特异性试验菌株,LAMP-LFD法检测只有A.resinae呈阳性反应。A.resinae基因组DNA检测灵敏度为26 fg/μL;用已建立的LAMP-LFD方法对9个喷气燃料样品进行检测,其中有6个样品被检出存在A.resinae。结果表明该方法用于快速检测喷气燃料中的A.resinae耗时短、操作简便、特异性强、灵敏度高,有望用于为检测喷气燃料中特征真菌A.resinae的新方法。

储存喷气燃料中特征真菌的鉴定与生长特性

使用沙保氏平板培养基对储存喷气燃料进行真菌培养,并在沙保氏液体培养基中纯化特征真菌,观察特征真菌菌落及孢子形态,进行形态学初步鉴定。对特征真菌进行18S rDNA测序,将得到的DNA序列在美国国立生物技术信息中心网站上进行比对,最终鉴定储存喷气燃料中的特征真菌为芽枝霉属Amorphotheca resinae真菌。建立起燃料-水-菌落体系,在不同水质量分数、氧气体积分数和温度条件,研究Amorphotheca resinae真菌在燃料中的生长特性,并用颗粒计数器检测不同代谢速度下燃料颗粒污染度的变化。结果表明,较低的水质量分数、氧气体积分数和温度均能抑制Amorphotheca resinae真菌生长,从而抑制由真菌代谢引起的喷气燃料颗粒污染度变化,提高燃料洁净度。

环境因素对枝孢霉菌生长特性的影响

考察了温度、pH、Fe3＋质量浓度等主要环境因素对喷气燃料中特征微生物——枝孢霉菌生长的影响,为喷气燃料中枝孢霉菌的防治提供科学指导。在500 nm波长处,测定了不同浓度枝孢霉菌菌液的OD值,得出其浓度与OD值线性相关,且相关性大于99%。经生长特性试验,表明枝孢霉菌在2440℃生命力较强,在32℃生长最为旺盛,低温和高温枝孢霉菌几乎停滞生长,高温对真菌的抑制作用更加明显;p H为311,随着pH增大,生长速度先加快随后减慢,最适宜生长的p H为9;Fe3＋质量浓度为0200 mg/L,随着Fe3＋质量浓度增大,枝孢霉菌生长趋于旺盛,即Fe3＋能促进枝孢霉菌的生长。所以,监测和控制储罐中温度和pH,减少储罐和管道腐蚀,是预防和控制喷气燃料中枝孢霉菌污染的有效措施。

枝孢霉菌对喷气燃料性质的影响及降解烷烃机理

以菌丝干重为指标,采用正交实验设计考察喷气燃料中特征真菌枝孢霉菌(A.resinae)的生长繁殖条件,及其生长过程中对喷气燃料总酸值、银片腐蚀等性能的影响;以喷气燃料替代物正十二烷构建枝孢霉菌生长体系,通过气相色谱、气-质联用仪考察枝孢霉菌生长规律,及正十二烷的降解率和降解中间产物,探讨正十二烷的降解机理,以考察枝孢霉菌影响喷气燃料性能的原因。结果表明:枝孢霉菌最佳生长繁殖条件为温度25℃、初始pH值8.0、钠元素质量浓度200.0 mg/L;枝孢霉菌能显著升高喷气燃料的总酸值,降低其表面张力,但对喷气燃料银片腐蚀实验结果和水反应实验结果没有明显影响;枝孢霉菌通过单末端氧化途径降解正十二烷,依次将其氧化为2-十二碳烯、2-十二碳烯-1-醇和2-十二碳烯酸。

低水用量约束条件下的高固体含量纤维乙醇生物加工技术策略

木质纤维素原料生物转化生产纤维乙醇需要使用大量的水和蒸汽,从而使过程能耗和废水排放显著增加,大幅度增加了加工成本。最大限度地降低水和蒸汽用量对过程节能和废水减排并对最终成本控制极为重要。对极限低水用量约束条件下木质纤维素生物转化关键路径进行了实验研究和计算分析,确定了极低水和蒸汽用量的新型预处理技术,实现高效率预处理过程的废水零排放;采用独特的生物脱毒技术,用从自然界筛选的煤油霉菌Amorphotheca resinae ZN1对预处理原料中的抑制物进行了快速生物脱毒;对极限高固体含量下高粘度多相流物系在复杂抑制物胁迫下的酶水解与发酵行为以及放大准则进行了研究;建立了基于Aspen plus平台上的生物质加工物性数据库和严格热力学意义上的全过程流程模拟数学模型,实现了对过程的局部和全局设计与调优。这一综合技术在生物炼制微型工厂中进行了测试,并在纤维素乙醇工业示范装置中得到了应用。该研究结果将为构建具有工业实用价值的节能和清洁化木质纤维素生物转化技术提供依据。