Новые биотехнологические продукты для процессов бурения и добычи нефти тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.08, кандидат технических наук Чжан Данянь

• Чжан Данянь
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Чжан Данянь

Введение .3

Обзор литературы .6

Глава 1 Поверхностно-активные вещества микроорганизмов.6

1.1 Низкомолекулярные биоПАВ .12

1.2 Высокомолекулярные биоПАВ .26ч

Глава 2 Экологические функции биоПАВ, ценные для использования в процессе нефтеотдачи и защиты окружающей среды .30

2. 1 Низкомолекулярные биоПАВ .32

2. 2 Высокомолекулярные биоПАВ .35

1 Глава 3. Влияние условий биотехнологического процесса на синтез и выход ПАВ* .36

Глава 4 Применение биоПАВ бактерий в нефтедобывающей отрасли .40

4.1 Преимущества биоПАВ перед химическими реагентами.40

4.2 Использование биоПАВ для повышения нефтеотдачи пластов .41

4.3 Применение биоПАВ для повышения биодеградации нефти и нефтепродуктов.47

Глава 5 Экзополисахариды микроорганизмов .53

Глава 6 Экологические функции ЭПС, ценные для использования < в процессе нефтеотдачи« и защиты окружающей среды .58

1 Глава 7 Влияние условий биотехнологического процесса на синтез и выход ЭПС .62

Глава 8 Применение ЭПС бактерий в нефтедобывающей отрасли .73

8.1. Преимущества биополимеров перед химическими реагентами .73

8.2 Использование ЭПС для процессов бурения и добычи нефти.75

Экспериментальная часть .77

Глава 1'Объекты и методы исследования .77

1.1'Выделение, культивирование и определение штаммов-.77

1.2 Определение углеводородокисляющей активности»культур.82

1.3 Обнаружение ПАВ новых штаммов и исследование их физико-химических свойств и химической природы .83

1.4 Обнаружение ЭПС новых штаммов и исследование их реологических свойств ихимической природы.89

1.5 Модификация среды для получения ЭПС-биопродукта «Ритизан» .92

Глава 2 Результаты.экспериментов.93

2.1.Новые ЭПС и ПАВ биореагенты природных штаммов

§ углеводородокисляющих бактерий .93

I 2.2 Физико-химические свойства ПАВ-биопродуктов .96

2.3 Реологические свойства ЭПС-биопродуктов .107

2.4>Реологические свойства Ритизана на новой среде .117

Обсуждение результатов.130

Выводы .139

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Новые биотехнологические продукты для процессов бурения и добычи нефти»

Актуальность работы. Разработка нефтяных богатств постепенно приводит к их истощению, увеличению доли трудноизвлекаемых запасов (ТИЗ) нефти и обводненности добываемой продукции. Средний проектный КИН месторождений России сейчас составляет около 30% и постепенно снижается. Перспективным путем решения проблем повышения нефтеотдачи истощённых пластов и добычи ТИЗ заключается в применении новых реагентов — продуктов биотехнологий. Растет интерес к микробиологическим методам обеспечения процесса нефтедобычи, т.к. они требуют малых вложений капитала, высокоэффективны, безопасны для среды обитания и их можно использовать на нефтяных месторождениях с разными геологическими и физико-химическими параметрами.

Биотехнологии в области повышения нефтеотдачи применяются в двух направлениях. Во-первых, это производство биомассы и продуктов метаболизма микроорганизмов на поверхности с последующей закачкой в пласты по известным технологиям. Эти методы основаны на улучшении нефтевытесняющих свойств закачиваемой в пласт воды за счет таких соединений, как поверхностно-активные вещества (ПАВ), полимеры, растворители, кислоты и газы. Второе направление, получившее широкое распространение в нефтяных регионах Урала и Поволжья, предусматривает активизацию микробиологических процессов и образование микробных метаболитов непосредственно в пласте, как за счет деятельности пластовой микробиоты, так и внесенной в пласт (Беляев с соавт., 2004).

Микроорганизмы могут влиять на вытеснение нефти посредством ряда механизмов: образования кислот, растворяющих вмещающие породы и увеличивающих пористость и проницаемость; образования газа, ведущего к снижению вязкости нефти, увеличению пластового давления и растворению матрикса; образования растворителей, непосредственно участвующих в экстракции нефти или в качестве ко-сурфактантов, снижающих межфазное натяжение и увеличивающих подвижность нефти; образования ПАВ, биополимеров и других соединений, эмульгирующих нефть, снижающих ее вязкость и межфазное натяжение на-границе нефть-вытесняющего флюида; образования микробной биомассы,, вызывающей эмульгирование нефти, изменяющей смачиваемость пород. Поэтому новые штаммы, которые продуцируют биопродукты для нефтеотдачи, вызывают большой интерес у исследователей. Эти вещества отличаются большим разнообразием, нередко уникальностью состава и структуры. Всё это расширяет сферу их потенциального применения в нефтегазовой отрасли.

Используемые в настоящее время в качестве загустителя закачиваемой воды при полимерном заводнении синтетические полимеры ряда полиакриламида недостаточно эффективны, при этом продукты их деструкции экологически небезопасны. Перспективно применение микробных экзополисахаридов (ЭПС), дающих высоковязкие растворы в широком диапазоне физико-химических факторов среды. Первый ЭПС — ксантан применяется в нефтедобывающей отрасли уже в течение четырех десятилетий, также используют эмульсан, БП-92, однако список ЭПС реагентов невелик. Поиск ЭПС-биопродуктов по-прежнему актуален, особенно в связи с большим разнообразием условий нефтяных месторождений и соответственно с потребностью в широком наборе высокотехнологичных реагентов.

Поверхностно—активные вещества, полученные химическим синтезом, используются в различных отраслях сельского хозяйства, медицины, промышленности, включая добычу и переработку нефти, а также биоремедиацию нефтезагрязненных экосистем. По сравнению с химически полученными ПАВ, биоПАВ имеют лучшую совместимость с окружающей средой, высокое пенообразование, селективность и специфическую активность при повышенных температурах, рН и солености. Помимо этого, они биодеградабельны и нетоксичны (Вапа1;, 1995; Назина с соавт., 2003).

Выделенные штаммы продуцентов этих соединений можно культивировать как в промышленных реакторах, так в нефтяном пласте.

Таким образом, целью диссертационной работы стал поиск и изучение новых экологически чистых биопродуктов бактерий - экзополисахаридов и поверхностно-активных веществ для применения в процессах бурения и добычи нефти, а также биоремедиации нефтезагрязненных экосистем. Задачи исследования:

1. Выделение новых природных штаммов углеводород окисляющих бактерий, образующих ЭПС и ПАВ, на селективной углеводород-минеральной среде.

2. Изучение физико-химических свойств новых биопродуктов и перспектив их применения для процессов бурения и добычи нефти, а также очистки от нефтезагрязнений.

3.Улучшение реологических свойств разработанного ранее ЭПС-биопродукта «Ритизан» за счёт модификации среды для его получения.

Обзор литературы Глава 1 Поверхностно-активные вещества микроорганизмов

ПАВ представляют собой важный класс веществ, которые широко используются на практике во всех отраслях современной промышленности. Но синтетические ПАВ проявляют высокую токсичность, низкую способность к биологическому разложению и эффективность в узком диапазоне рН и температур, поэтому возник интерес к ПАВ, которые производятся микроорганизмами - биоПАВ. Это экологически чистые вещества, эффективные в широком диапазоне рН и температуры. Помимо снижения поверхностного и межфазного натяжения, биоПАВ проявляют антибактериальную и антигрибную активность, могут применяться для очистки почв, сорбции металла и биодеградации нефти (Ollivier and Magot, 2006).

БиоПАВ побразуются микроорганизмами, населяющими воды (морские, пресные, подземные), почвы, грунты, донные отложения, осадочные породы. Они синтезируются в экстремальных условиях (например, в емкостях для масла), и процветают в широком диапазоне температур, значений pH и солености. Они также выполняют физиологические роли, не связанные с солюбилизацией гидрофобных загрязнителей; это антимикробная активность, образование биопленок или процессы движения и колонизации поверхностей (Van Hamme et al., 2006). Как правило, в бактериальных популяциях доминирует несколько основных родов, таких как Pseudomonas, Bacillus, Sphingomonas и родов актинобактерий в почвах и осадочных породах и Pseudoalteromonas, Halomonas, Alcanivorax и Acinetobacter в морских экосистемах.

БиоПАВ являются амфифильными молекулами. В их состав входит гидрофильная часть, состоящая из аминокислот или пептидов, анионов или катионов, MOHO-, ди- или полисахаридов, и гидрофобная часть из ненасыщенных или насыщенных жирных кислот (Banat, 1995 ).

Классификация микробных биоПАВ

Химически синтезированные ПАВ классифицируют в зависимости от характера их полярной группировки, биоПАВ - главным образом по химическому составу и происхождению (табл. 1).

Таблица 1

Классификация микробных биоПАВ (Вапа1, 1995)

БиоПАВ Штаммы Поверхностное натяжение (мн/м) ККМ

Гликолипиды рамнолипиды P. aeruginosa 29

Pseudomorms sp. 25-30 0,1-10 трегалозолипиды R. erythropolis

N. erythropolis 32-36 4

Mycobacterium sp. 38 0,3 софоролипиды T. bombicola 33

T. apicola 30

T. petrophilum целлобиолипиды U. zeae, U. maydis

Липопептиды и 27 12-20 липопротеины 27-32 23-160 лихениформин B. licheniformis 30 150 сераветин S. marcescens вискозин P. fluorescens сурфактин B. subtills субтилизин B. subtills грамицидины B. brevis полимиксины B. polymyxa 30 150

Жирные кислоты, нейтральные липиды и 32 фосфолипиды жирные кислоты C. lepus нейтральные липиды N. erythropolis фосфолипиды T. thiooxidans

Полимерные ПАВ эмульсан Ä. calcoaceticus биодисперсан Ä. calcoaceticus 27 10 маннан-липид-протеин C. tropicalis липозан C. lipolytica углевод-протеин-липид P. fluorescens

D. polymorphis протеин РА P. aeruginosa

Дисперсанты везикулы и фимбрии A. calcoaceticus целые клетки многие бактерии

Микробные ПАВ могут быть разделены на две основные группы (№и е1 а1., 1996). В первую входят низкомолекулярные, называемые собственно биоПАВ или биосурфактантами, такие как гликолипиды (глюколипиды, рамнолипиды, трегалозолипиды, софоролипиды) и липопептиды (сурфактин, стрептофактин, полимиксин, грамицидин). Ко второй относят высокомолекулярные соединекния, называемые эмульсанами (Rosenberg and Ron, 1998), или биоэмульгаторами (Perfumo et al., 2010) и представленные полисахаридами, липополисахаридами, протеинами, липопротеинами и их комплексами (Назина с соавт., 2003). Первая группа включает молекулы, которые эффективно снижают поверхностное и межфазное натяжение. Вторая группа объединяет полимеры, которые более эффективны для стабилизации эмульсий типа «масло в воде» (Rosenberg and Ron, 1998; Perfumo et al., 2010).

Известные биоПАВ

Если с увеличением концентрации вещества поверхностное натяжение на границе раздела фаз понижается, то такое вещество называют поверхностно-активным. Термин "поверхностно-активные вещества" обычно применяют к специфическим веществам, обладающим очень большой поверхностной активностью по отношению к воде (Фролов, 1982). По способности к диссоциации в водных растворах поверхностно-активные вещества делят на ионогенные и неионогенные. В свою очередь ионогенные ПАВ подразделяют на анионные, катионные и амфолитные (амфотерные).

Анионные ПАВ диссоцируют в воде с образованием поверхностно-активного аниона. К ПАВ этого типа, составляющего большую часть мирового производства всех синтетических поверхностно-активных веществ, относятся:

1). Карбоновые кислоты и их соли (мыла) с общей формулой R-COOM (где

М-металл), например, пальмитат натрия С^Нз^ООЫа.

2). Алкилсульфаты ЯС^ОгОМ.

3). Алкиларилсульфонаты Б^АгБОгОМ.

4). Вещества, содержащие другие типы поверхностно-активных анионов, например, фосфаты, тиосульфаты.

Катионные ПАВ диссоцируют в воде с образованием поверхностно-активного катиона. К катионным ПАВ относятся:

1). Соли первичных, вторичных и третичных алифатических и ароматических аминов.

2). Соли алкилзамещенных аммониевых оснований.

Амфолитные ПАВ содержат две функциональные группы, одна из которых кислая, другая - основная. В зависимости от рН среды амфолитные ПАВ проявляют анионактивные или катионактивные свойства:

ИЧН(СН2)пСОО- ^очнвяудд ямН(СН2)пСООН к«ислая сРеДа КЫ+Н2(С112)пСООИ

Неионогенные ПАВ не диссоцируют в растворах на ионы. Неионогенные ПАВ получают путем присоединения этиленоксида к спиртам, карбоновым кислотам, аминам, алкилфенолам и другим соединениям (Фролов, 1982).

В настоящее время в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и в быту широко используются синтетические ПАВ различных типов (рис.1).

SOj* Ив*

Sodium docfecyl suffat«

-сн, »r

CetyttrirnelhyJammortiurn bromtde

N-Dod*eyl-N,N-dimethyf-ommonfo-rj-propy.'tuifonat«

Synperonic* F-108

•(•US, b-4B

Рис. 1 Строение синтетических ПАВ (Neu et al., 1996) В нефтяной области для увеличения нефтеотдачи применяется заводнение с участием ПАВ - «сурфактантное заводнение» и микроэмульсионное. В качестве ПАВ на месторождениях Европы и Америки широко используют химически синтезированные сульфонаты (Беляев с соавт., 2004). Это соли сульфокислот - органические соединения, содержащие одну или несколько групп SO3M, где М - обычно катион металла, аммоний или замещенный аммоний. Сульфонаты-анионные ПАВ, широко используемые в производстве технических поверхностно-активных веществ и синтетических моющих средств. Наибольшее практическое значение имеют ал кил-бензол сульфонаты, алкансульфонаты, лигносульфонаты, нафталин-сульфонаты, алкенсульфонаты, соли сульфокарбоновых кислот (Зефиров,

Однако, производство и применение синтетических ПАВ, даже

1988). биоразлагаемых, экологически вредно. Многие вопросы могут быть разрешены путем замены синтетических ПАВ на биоПАВ. Большинство биоПАВ - анионного типа. Было показано, что эффективный биоПАВ рамнолипидной природы в 100 раз эффективнее для увеличения нефеотдачи, чем алкилбензилсульфонат и повышает растворимость углеводородов в 20 раз по сравнению с синтетическим (Thangamani et al., 1994; Ollivier and Magot, 2005).

1.1 H и з ко м оj i e кул ирные биоПАВ 1.1.1 Гликолипиды

Наиболее изучены гликолипиды, выделяемые продуцентами в больших количествах и состоящие из одной или нескольких молекул липида, связанных с одной или двумя молекулами углевода. Они представлены глюколипидами, рамнолипидами, трегалозолипидами и софоролипидами.

Глюколипиды

Гликолипиды представлены различными углеводами, содержащими длинные цепи жирных кислот или гидроксижирных кислот. Морской штамм бактерий Alcaligenes sp. образует глюколипид, содержащий четыре остатка [3-гидроксидекановой кислоты, связанных друг с другом эфирными связями (рис. 2). Alcanivorax borkumensis также синтезирует анионный глюколипид с тетрамерной оксиацильной боковой цепью (рис. 3).

Рис. 2 Структура гликолипида из Alcaligenes sp. (Poremba et al., 1991)

Рис.3 Структура глюколипида из Alacnivorax borkumensis (Abraham et al., 1998)

Целлобиолипиды Представитель базидиальных грибов Ustilago mayáis образует биоПАВ, состоящие из производных двух классов амфипатических гликолипидов (рис.4). Устилагиновые кислоты представляют собой целлобиозолипиды, в которых дисахарид присоединен О-гликозидной связью к 15,16-дигидрогексадекановой кислоте. Устилипиды - это ацилированные единицы Р-маннозилэритрита.

FUHarOH си j (CSHiV

И0—i CK, J о

Ustilipid (Mannosylefythntol lipid)

Рис. 4 Химическая структура устилагиновой кислоты и устилипида Ustilago maydis (Hewald et al., 2005)

Рамнолипиды

Рамнолипиды являются самыми известными биоПАВ и наиболее изученными. Они характерны для псевдомонад. Так, P. aeruginosa синтезирует 4 типа внеклеточных рамнолипидов (табл. 2), которые состоят из одной или двух остатков рамнозы и одного или двух остатков р-гидроксидекановой кислоты (рис. 5).

Таблица 2

Типы и структуры рамнолипидов P. aeruginosa

Тип рамнолипидов R1 R2 название

RhaClOCIO H ß-гидроксидекановая кислота R1

RhaCIO H H R2

Rha2C10C10 a-L-рамноза ß-гидроксидекановая кислота R3

Rha2C10 a-L-рамноза H R4

Ярвис и Джонсон впервые обнаружили ß-гидроксидекановую кислоту в составе рамнолипидов P. aeruginosa No. 141, образуемых с выходом

14

40-50% (Jarvis and Johnson, 1949). Эдварде и Хаяши методами периодатного окисления и метилирования доказали связь между двумя рамнозами по типу R3 (Edwards and Hayashi, 1965). о

Ii

0 о—CK — сн,— с— о— см — ск,—соон / | | си, он, он он 1

Rhtnmoiifrid 1 п о — си — сн, — соон

НО И-\| , ^ xiLz

J^^i си, ои он

Rhamnolipid 2 о о—сн—си» —с —о-си-он,—ооон wЛ \| | | сп' у «СИ* ICH*

П «ь но и-? Rhamnolipid 3 W

1 Г -о o-w-CH.-COOH

04 ои "S/CT^ \J I «СИЛ х. У |

IhI

У£Г\J Rhamnoltpjd 4 v7

HO

OH OH

Рис. 5 Структуры рамнолипиды R1, R2, R3 и R4 из Р. aeruginosa (Kosaric et al., 1987)

Ито и соавторы определили структуру R1 и показали, что он состоит из 1 остатка a-L-рамнозы и 2 остатков ß-гидроксидекановой кислоты (Itoh et al., 1972). R1 образуется с выходом 20-30% при культивировании Р. aeruginosa KY 4025 в селективной среде с 10% парафина при 30°С в течение 55 ч. Силдатк с соавторами обнаружили R2 и R4 при росте Pseudomonas sp. DSM

2874 в селективной среде с NaCl при 30°С (Syldatk et al.,1985).

Кроме того, существуют и другие типы рамнолипидов. Ямагучи обнаружил два рамнолипида - RA и RB при росте Pseudomonas sp. в селективной среде с 5% парафина при 30°С в течение 5 сут. (рис.6).

Рис. 6 Рамнолипиды при росте Pseudomonas sp. RA (слева) и RB (справа); (Yamaguchi et al., 1976)

Рамнолипиды из Pseudomonas sp. снимают поверхностное натяжение между воздухом и водой с 72 мн/м до 25-30 мн/м и между н-гексадеканом и водой с 40мн/м до 1мн/м, критическая концентрация мицеллобразования (ККМ) равна 5-200мкг/л, эмульгируют рамнолипиды лучше, чем химический эмульгатор Tween 60 (Banat, 1995). Гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ) эмульгаторов рамнолипидов Pseudomonas sp. равен 22-24, что объясняет их способность увеличивать растворимость (Zhang Tiansheng, 2005). ГЛБ=Е(ГЛБ)г-Х(ГЛБ)л+7, где ЦГЛБ)г - сумма числа всех гидрофильных групп; И(ГЛБ) л - сумма числа всех гидрофобных групп (Фролов, 1982). ГЛБ используются в качестве индексов для биоПАВ деятельности (Denger and Schink, 1995). Значение ГЛБ указывает на тип эмульсии - прямая («масло в воде») и обратная («вода в масле»). Для получения устойчивых прямых о О

RhamnollpMA он о

СрСН=СН-{СН2)в-СН3 о эмульсий используют ПАВ с числами ГЛБ от 10 от 16, для получения обратных эмульсий - от 3-5 (Фролов, 1982).

Трегалозолипиды

Трегалозолипиды состоят из невосстанавливающего дисахарида трегалозы, связанного по С-6 и С-6' с миколовой кислотой С30-С90. Различные типы трегалозолипидов образуются бактериями родов Mycobacterium, Rhodococcus, Arthrobacter, Nocardia, and Gordonia (Banat, 1995). У представителей Rhodococcus трегалозолипиды находятся в состав клеточной стенки и частично в свободном виде в форме эфиров трегалозы с миколовыми кислотами (табл. 3) (Franzetti et al., 2010).

Штамм Rhodococus erythropolis DSM 43215 синтезирует связанный с клеточной стенкой трегалозомонокориномиколат в среде с н—алканами. Рапп с соавторами и Кречмер методами ЯМР- и масс-спектроскопии определили его структуру (рис. 7). он

СИЛ, сн, ltt + п » 27 ЮЗ!

Рис.7 Трегалозомонокориномиколат Rhodococus erythropolis DSM 43215

Яарр et а1., 1979; Кг^всИтег е1 а1., 1982)

Ристау и Вагнер выделили из Якойососж егуЖгороШ в среде сСм-С15 н-алканами анионный трегалозотетракориномиколат, выход которого может быть более 70%, взависимости от условий (рис. 8). main component R)=0C(CH2)r}CH3 m « 5 - 9 m = 6 end oc(chz)2cooh

2=0С(СНг)пСН3 n - 5 - 9 n = 8

Рис.8 Трегалозотетракориномиколат штамма Rhodococus erythropolis DSM 43215 (Ristau and Wagner, 1983)

Таблица 3

Основные гликолипиды представителей рода Rhodococcus (Franzetti et al., 2010)

Штамм ПАВ Субстрат Форма ПАВ

R. erythropolis трегалозоди-кориномиколаты н-алканы связанный с клеткой

R. erythropolis DSM 43215 трегалозоди-и моно- кориномиколаты С14-С15 н-алканы или керосин внеклеточный (70%)

Rhodococcus sp. H13-A гликолипиды н-алканы и жирный спирт связанный с клеткой и внеклеточный

R. erythropolis Sl глюкомономиколат трегалозо-мономиколат и димиколаты трегалозо-мономиколат глюкомономиколат трегалозо-димиколат связанный с клеткой

R. ruber трегтрегалозоди-номкориномиколаты углеводороды связанный с клеткой

R. erythropolis EK-1 трегалозомоно- и ди кориномиколат этанол внеклеточный

R. erythropolis трегалозо-2,2',3,4-тетраэфир н-алканы связанный с клеткой

R. erythropolis MS11 трегалозотетраэфир с янтарной и декановой кислотой н-гексадекан внеклеточный

R. wratislaviensis BN38 трегалозотетраэфир н-гексадекан связанный с клеткой

R. erythropolis сукцинил-трегалозолипиды н-гексадекан внеклеточный

R. erythropolis SD-74 сукцинил-трегалозолипиды н-гексадекан внеклеточный

R. erythropolis ATCC 4277 биоПАВ глицерин связанный с клеткой

R. erythropolis 3C-9 трегалозолипиды н-гексадекан связанный с клеткой

Кречмер и Вагнер выяснили, что синтез трегалозолипида R. erythropolis индуцируется н-алканом (Franzetti et al., 2010). Большинство трегалозолипидов из различных микроорганизмов связаны с клеточной стенкой клетки. Поэтому клеточная стенка позволяет высокую гидрофобность, благодаря чему бактерии поглощают капли масла и твердые углеводороды и далее их окисляют (Bouchez-Naitali et al., 2001; Van Hamme et al.,2003.) Микроорганизмы регулируют гидрофобность клеточной стенки в зависимости от уровня синтеза трегалозолипида (Ron et al., 2001).

Трегалозолипиды заслужили повышенный интерес благодаря их потенциальному применению в ряде областей в связи со способностью хорошо снижать поверхностное натяжение. Наиболее заманчиво их применение в технологиях биоремедиации благодаря повышению доступности углеводородов. Трегалозолипиды синтезирует и родственный родококкам АпкюЬаМег яр. 1 (рис. 9). ж Ь се»

R = OC(CHj)«CUi ii5 - 6-12 m+n = 27-31

Рис. 9 Структуры тетраэфира трегалозы (а) и диэфира трегалозы (Ь) из Arthrobacter sp. SI 1 (Maneerat et al., 2005)

Софоролипиды

Софоролипиды образуются главным образом дрожжами, такими как Candida bombicola (также известный как Torulopsis bombicola), Centrolene petrophilum, Candida apicola и Rhodotorula bogoriensis (Banat et al., 2010). Эти биоПАВ представляют собой смесь из 6-9 остатков софорозы P-D-Glc-(1^2)-D-Glc, соединенными с различными гидрофобными фрагментами (Gorin, 1961;Kosaric et al., 1993). Candida (Torulopsis) bogoriensis синтезирует глюколипиды, в которых софороза связана с диацетатом докозановой кислоты рис. 10). Софоролипиды сильно снижают поверхностное натяжение и не эффективны как эмульгаторы. Так, лактонные и кислые софоролипиды снижают межфазное натяжение между н-гексадеканом и водой с 40 до 5 мН/м и демонстрируют поразительную стабильность при изменении рН и температуры.

Рис. 10 Структуры лактонного и кислого софоролипидов из Torulopsis bogoriensis (Tulloch et al., 1968) 1.1.2 Липопептиды

Вторая большая группа микробных биоПАВ представлена липопептидами, которые синтезируются в большом разнообразии представителями родов Pseudomonas и Bacillus. Благодаря своей исключительной способности взаимодействовать с клеточной мембраной, липопептиды хорошо известны как противомикробные препараты

1 R, *= r2 =* Ас, R = К

2 Ra = Ас» Ri = R = Н

3 R - Rt - R» «в Ас

4 Rx = R3 = Ас, R =* PhNCO снг

СН2)М

Krishnaswamy et al., 2008).

Сурфактин

Арима первым открыл биоПАВ-липипептид у Bacillus subtilis -сурфактин Арима (рис.11). Он является одним из самых высококачественных биоПАВ и снимает поверхностное натяжение с 72 до 27,9 мН/м при низких концентрациях около 0,005% (Arima et al., 1968; Banat, 1995). Благодаря особому строению, бациллярный сурфактин является отличным пенообразователем и снижает поверхностное натяжение между водой и h-Ciö до величины 0,01мН/м (Perfumo et al., 2010). шадап

Рис. 11 Структура сурфактина Арима Штаммы В. subtilis образуют липопептиды и другого строения (рис.12 ).

Рис.12 Структуры липопептидов В. subtilis R14: итурин А - вверху; бациломицин L - внизу ( Antonio José et al., 2009)

Липопептиды Bacillus в основном представляют собой молекулы, где циклический кор пептида связан с хвостом жирных кислот. Существуют многочисленные варианты и изоформы в зависимости от числа (7-10), типа и последовательности аминокислотных остатков, характера и типа циклизации пептида, длины жирных кислот (Cb-Cis) и ветвления цепи (Ongena and Jacques, 2008).

Активность липопептидов зависит от их структурных компонентов, например, типа гидрофильных и гидрофобных групп и их пространственной ориентации (Ron et al., 2001; Noha et al., 2005). Небольшие изменения, даже на уровне одной аминокислоты, могут оказать значительное влияние на общее поведение молекулы в связи с изменениями гидрофильно-гидрофобного баланса (Ron et al., 2001). Так, изменение в сурфактине аминокислоты в положениях 2, 4 и/или 7 на более гиброфобные остатки приводит к увеличению поверхностной активности и снижению ККМ (Peypoux et al., 1994; Bonmatin et al., 1995; Stachelhaus et al., 1995; Noha et al., 2005).

Кроме того, липопептиды могут модулировать бактериальную гидрофобность. Было высказано предположение, что липопептиды могут адсорбироваться на поверхности клеток благодаря тому, что циклический пептид (гидрофильные) или жирные кислоты на конце хвоста (гидрофобные) изменяют поверхностные свойства в сторону усиления гидрофильности или гидрофобности в ответ на конкретные условия среды (Ahimou et al., 2000).

Другие липопептиды Липопептиды из Bacillus более используют в медицинской области (Vater, 2002). Кроме сурфактина Bacillus subtilis, это лихениформин, полимиксин, грамицидин (рис.13) - липопептиды из В. licheniformis, polymyxa и В. brevis. Эти липопептиды широко известны как антибиотики (Naruse et al., 1990; Yakimov et al., 1995; Grangemard et al., 2001).

Рис.13 Структуры грамицидина С Bacillus brevis (Егоров, 1994) Кроме Bacillus, липопептиды образуют и другие бактерии. P. rubescens и Thiobacillus thiooxidans синтезируют орнитин-содержащие липиды (Banat, 1995). Gluconobacter cerinus IFO 3267 образует липид, содержащий орнитин и таурин (Banat, 1995). Различные бактерии образуют липопептиды, включающие остатки С20 или С22 жирной кислоты - Mycobacterium fortuitum, М. paratuberculosis, Nocardia asteroides; Сю или С12 жирной кислоты -Coiynebacterium lepus, Streptomyces canus, S.violaceus, P.fluorescens (Kosaric et al., 1993).

1.1.3 Жирные кислоты, фосфолипиды и нейтральные липиды

Некоторые бактерии и дрожжи выделяют в среду поверхностно-активные жирные кислоты и фосфолипиды в присутствии н-алканов с образованием микроэмульсий (Kosaric et al., 1993; Jitendra and Banat, 1997). Acinetobacter sp. HOl-N в среде с гексадеканом образует фосфатидилэтаноламин (рис. 14). О

- к

HjC » О С - РЦ о hc-o«c-r2 о к ♦

H2C-O-P-O-ch2-CH2.NH3 о

Ri и R2 - углеводородные цепи жирных кислот Рис. 14 Структура фосфатидилэтаноламина Acinetobacter sp. HOl-N (Kappeli and Finnerty, 1979)

R. erythropolis также образует фосфатидилэтаноламин в среде с гексадеканом, снижающий межфазное натяжение между водой и гексадеканом до 1мН/м и имеющий ККМ = ЗОмкг/л (Kretschmer et al., 1982; Banat, 1995). Thiobacillus thiooxidans синтезирует фосфолипиды, способствующие смачиванию элементарной серы — энергетического субстрата, окисляемого бактериями. Синтезирует фосфолипиды в среде с углеводородом и представитель плесневых грибов Aspergillus sp. (Kosaric,

1993).

Внеклеточные свободные жирные кислоты также образуются микроорганизмами при росте на средах с алканами. Выраженную поверхностную активность проявляют насыщенные жирные кислоты С12 и Си и жирные кислоты, содержащие гидроксильные группы и алкильные боковые заместители (Kosaric et al., 1993). Arthrobacter AK-19 и P. aeruginosa 44T1 накапливают от 40 до 80% липидов при культивировании на гексадекане и оливковом масле (Wayman et al., 1984; Robert et al., 1989; Banat et al., 2010).

Заключение диссертации по теме «Экология (по отраслям)», Чжан Данянь

Основные выводы

1. С целью получения экологических чистых биопродуктов для процессов бурения и добычи нефти, а также биоремедиации нефтезагрязненных экосистем выделено 64 новых природных штамма УВО бактерий и создана их коллекция. Из них три штамма Pseudomonas sp. синтезируют ПАВ гликолипидной природы, три штамма (один Pseudomonas sp. и два Mycobacterium sp.) продуцируют кислые высокомолекулярные ЭПС и один -Acinetobacter sp. образует ЭПС с ПАВ-свойствами.

2. Установлено, что ПАВ трех штаммов Pseudomonas выделяются в среду и обладают высокой поверхностной активностью. Выход — около 2г/л. Свойства ПАВ P. aeruginosa RM не зависят от концентрации NaCl в интервале от 0 до 350 г/л и рН от 5 до 13. Acinetobacter sp. 15 и Rhodococcus sp.SP-OW проявляют хорошую эмульгирующую активность. Продемонстрированы два механизма диспергирования гексадекана биопродуктами P. aeruginosa RM и Rhodococcus sp. SP-OW - с помощью ПАВ и гидрофобных клеток.

3. Показано, что ПАВ-биопродукты штаммов Pseudomonas можно применять для эмульгирования и снижения вязкости нефти, а также для очистки технологических емкостей и труб от парафиновых отложений. Биопродукт P. aeruginosa RM перспективен для десорбции нефти из песка, что можно использовать для повышения нефтеизвлечения из песчаных коллекторов и для биоремедиации песчаных берегов при нефтеразливах.

4. Новый ЭПС-биопродукт Pseudomonas bolearica 47 образует комплекс с катионным ПАВ и может применяться как основа препарата для биоочистки от нефтезагрязнения. Новый высоковязкий ЭПС-биопродукт Mycobacterium sp. 16 обладает стабильными реологическими свойствами при крайних значениях рН и температуры. Выход - около 15г/л. Его можно рекомендовать к применению в качестве биополимерной добавки для процессов бурения и нефтедобычи.

5. Ритизан, полученный на новой среде, проявляет стабильные реологические свойства и высокую динамическую вязкость, превышающую вязкость классического ритизана в 2,5 раза при малых скоростях сдвига. Стоимость среды снижена на 58,8%.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Чжан Данянь, 2011 год

1. Абрамова JI. И., Байбурдов Т. А., Тригорян Э. П. и др., Полиакриламид // М.: Химия. 1992.- 192 с.

2. Баранов В.Я. и Любименко В.А. Практикум по курсу «Физическая и коллоидная химия» // М.: ФГУП «Нефть и газ». 2007. - 68с.

3. Башкатова С. Т. , Казанская А. С., Винокуров В. А.,Теоретические основы использования растворов полимеров в нефтегазовой отрасли // М.: ФГУП «Нефть и газ». 2005. - 73 с.

4. Беляев С.С:, Борзенков H.A., Назина Т.Н., Розанова Е.П., Глумов И.Ф., Ибатуллин P.P. и Иванов М.В. Использование микроорганизмов в биотехнологии повышения нефтеизвлечения // Микробиология. 2004. - Т. 73.-№5.-С. 687-697.

5. Ботвинко И. В., Экзополисахариды сапротрофных микробактерий и условия их биосинтеза // Дисс.канд.биол.н. -М.: МГУ. -1984. 144с.

6. Ботвинко И. В. Экзополисахариды бактерий // Микробиология. -1985.-Т.20.-Ж 2.- С. 79-122.

7. Булавин В.Д., Краснопевцева Н.В. Технологический комплекс для интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи на основе отечественного биополимера // Нефтяное Хозяйство.- 2002. - № 4.-С. 6-7.

8. Гасумов P.A., Перейма А.А, Черкасова В.Е., Технологические жидкости на биополимерной основе для бурения и ремонта скважин // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. -2008.1413.- С.35-39

9. Гринберг Т. А., Пирог Т.П., Малашенко Ю.Р., Пинчук Г.Э., Микробный синтез экзополисахаридов на Ci С2 соединениях // Киев: Наукова думка.- 1992.-212 с.

10. Ю.Гринберг Т.А., Щурова З.П., Романовская В.А., Малашенко Ю.Р., Регуляция внешними факторами синтеза экзополисахарида у Methylococcus thermophilics //Микробиология. -1986.-Т.55. -№5.- С.800 -803.

11. Григоращенко Г.И., Зайцев Ю.В., Кукин В.В., и др. Применение полимеров в добыче нефти // М.: Недра 1978. - 213 с.

12. Гоголева Е.В., Гречушкина Н.Н., Егоров Н.С., Развитие Mycobacterium lactocolum и синтез ею экзополисахарида в условиях различной кислотности среды //Микробиология.- 1975.- Т. 44. вып. 5- С.828-831.

13. Данилова И.В., Ботвинко И.В., Егоров Н.С., 1993 реологические свойства и некоторые функции экзополисахаридов Azotobacter beijerinckii и Mycobacterium lacticolum // Микробиология -1993- Вып. 4- Т. 62. С. 685693 1

14. Егоров Н.С., Гречущкина Н.Н., Ботвико И.В., Свиридов А.Ф., Семенова Е.В., Внеклеточные полисахариды сапротрофных микобактерий и некоторые закономерности их образования // Микробиология.- 1984. Т. 2 - С. 199 - 202.

15. Егоров Н. С., Основы учения об антибиотиках // М.: Изд-во МГУ 1994512 с.

16. Блинов Н.П., Некоторые микробные полисахариды и их практическое применение // Успехи микробиол. 1982 - Вып. 17 - С. 158-177.

17. Иванова Т. И., Нестеров А. И., Образование органических экзометаболитов различными культурами облигатных метанотрофов // Микробиология.-1988.- Т.57. №4. - С.600-605.

18. Ковалевская Т.М., Динамика накопления углеводов различными штаммами Rhizobium leguminosarum II Микробиология. 1984. - Т.46. -№1.- С.39-42.

19. Кочетков Н.К., Бочков А.Ф., Дмитриев Б.А., Усов А.И., Чижов О.С., Шибаев В.Н., Химия углеводов // М.: Мир. 1967. - 674 с.

20. Кукин В.В., Соляков Ю.В. Применение водорастворимых полимеров для повышения нефтеотдачи пластов// М.: ВНИИОЭНГ,- 1982. 44 с.

21. Лозин Е., Якименко Г., Власов С., Каган Я., Москвин А. Повышение нефтеотдачи пластов с использованием композиции на основе биополимера Продукт БП-92 // Бурение и нефть. 2004. - №12. - С. 8-14.

22. Назина Т.Н., Соколова Д.Ш., Григорьян A.A., Сюэ Я.-Ф., Беляев С.С.,Иванов М.В., Образование нефтевытесняющих соединений микроорганизмами из нефтяного месторождения Дацин (КНР) // Микробиология. -2003. -Т. 72. С. 206-211.

23. Назина Т. Н., Беляев С. С., Биологическое и метаболическое разнообразие микроорганизмов нефтяных месторождений // Труды

24. Ин-та микробиологии им. С.Н. Виноградского. М.: Наука. - 2004. -Вып. XII. - С.289-316.

25. Олескин A.B., Ботвинко И.В., Цавкелова Е.А. Колониальная организация и межклеточная коммуникация у микроорганизмов // Микробиология.-2000.-Т. 69.- № З.-С. 309-327.

26. Определитель бактерий Берджи т. 1, т. 2 (Под редакцией Дж Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж. Стэйли и С. Уилльямса) М.: Мир.- 1997.- 430 с. и 800 с.

27. Остроумов С.А., Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы // М.: МАКС-Пресс, 2001. 334 с.

28. Патент 2132941, Е21В 43/22 (РФ). Способ разработки нефтиного месторождения // Симаев Ю.М., Базекина JI.B., Попов A.M., Волочков Н.С. и Носачев A.A. -1999.

29. Патент 2245441(РФ). Пенообразующий состав для глушения скважин // Гасумов P.A., Перейма A.A., Черкасова В.Е. Бюл.-№ 3.- 2005.

30. Патент 2274651 (РФ). Полимерглинистый раствор для бурения скважин в многолетнемерзлых породах // Гасумов P.A., Перейма. A.A., Черкасова В.Е. -Бюл. -№ 11.- 2006.

31. Патент 2327649 (РФ)- Способ получения биопрепарата для восстановления водоёмов, загрязнённых нефтью и нефтепродуктами // Сребняк Е. А., Ботвинко И. В., Малахова Д. В., Винокуров В. А. Бюл. -№18-2008 г.

32. Перейма A.A., Игнатенко Н.Ю., Черкасова В.Е. и Селюкова В.Н., Оценка применения биополимера Ритизан для бурения и ремонта скважин // Газовая промышленность.- 2008. -№ 9. С.75-77.

33. Дерябин В. В., Старухина JI. А., Григорьев Е. Ф., Выделение экзополисахаридов микроорганизмов // Биотехнология. -1988. -Т.4 -№6.-С.735-744.

34. Практикум по микробиологии (Под ред. Нетрусова А. И.) // М.: Академия. 2005. - 608 с.

35. Розанова Е.П., Беляев С.С., Иванов М.В., Мац A.A., Кулик Е.С., Мамедов Ю.Г., Микробиологические методы повышения нефтеотдачи пластов. // М. ВНИИОЭНГ.- 1987. 44 с.

36. Самуилов В.Д. и Олескин A.B., Технологическая биоэнергетика // М.: Изд-воМГУ. 1994.

37. Сафронова И.Ю., Ботвинко И.В., Межклеточный матрикс Bacillus subtilis 271: полимерный состав и функции // Микробиология. 1998. Т.67. -№ 1. -С. 55-60.

38. Семенова Е.В., Ботвинко И.В., Волокитина М.В., Егоров Н.С., Влияние температуры культивирования на рост Mycobacterium cyaneum и синтез ею экзополисахарида // Микробиология. -1985. №.- 4. - С.25-27.

39. Семенова Е. В., Гречушкина Н. Н., Внеклеточные полисахариды микроорганизмов, условия их биосинтеза и физическая роль // В.кн.: Экологическая роль микробных метаболитов. -М.:Изд-во МГУ. -1986.1. С.121-130.

40. Соболев К.А., Голубева Л.А., Винокуров В.А., Жуковский Е.А. Биополимерный реагент Ритизан для бурения скважин//Технология нефти и газа. 2004. - №4. -С.68 - 71.

41. Соболев К.А. Исследование биополимеров в качестве реагентов для нефтедобычи. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.-М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. 2005. - 150с.

42. Степаненко Б. Н., Химия и биохимия углеводов // М.: Высшая школа. -1978. -256с.

43. Ткаченко А. А., Алиева С. Н., Биосинтез левана аисопоЬаМег охус1апБ Л-1 в питательных средах с мелассой // Вестн. ЛГУ. -Сер 3. -1988.-Т.4- С.75-81.

44. Толстых Л.И., Голубева И.А., Химические реагенты для идентификации добычи нефти. 4.1. Полимеры для повышения нефтеотдачи // М.: РГУ нефти и газа. -1993. 32 с.

45. Филиппов В.П., Жданов С.А., Создание и внедрение технологий нефтеизвлечения // Нефть и капитал 1997. - №6. -С. 80-83.

46. Фролов Ю. Г., Курс коллоидной химии // М.: Химия. -1989.- 465с.

47. Фролова М. А., Реологические свойства водных растворов экзополисахаридов, продуцируемых бактериями Рагасоссш д.епИг1^1сат //Дисс. магистра науки и техники. М.: РГУ Нефти и Газа им. И. М. Губкина. - 2006. -37 с.

48. Химическая энциклопедия : в 5 т. // гл. ред. И. Л. Кнунянц, зам. гл. ред.: Н. С. Зефиров, Н. Н. Кулов, редкол.: Н. М. Жаворонков и др.. М. : Советская энциклопедия. - 1988.

49. Шевцов И. А., Кабо В. Я., Румянцева Е.А., Досов А. Н., Новые технологии применения полимерных реагентов в добыче нефти // Состояние и перспективы работ по повышению нефтеотдачи пластов: тез. докл. конф. ОАО НК «ЛУКОЙЛ» -1998. С. 40-43.

50. Шибаев В.Н., Химико фенрментативный подход к синтезу сложных углеводов // В. Кн.:Прогресс химии углеводов- М. :Наука.-1985.-С.149-173.

51. Abraham WR, Meyer Н, Yakimov М. Novel glycine containing glucolipids from the alkane using bacterium Alcanivorax borkumensis // Biochim Biophys Acta. 1998, Jul 31 - vol. 1393 (1) - p. 57-62.

52. Ahimou F., Jacques P., Deleu M., Surfactin and iturin A eVects on Bacillus subtilis surface hydrophobicity // Enzyme Microb. Technol. -2000- vol. 7. p. 749-754.

53. Anita Suresh Kumar, Kalpana Mody and Bhavanath Jha, Evaluation of Biosurfactant / Bioemulsifier Production by a Marine Bacterium // Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology.-2007.- vol.79(6). p. 617-621.

54. Annison G., Couperwhite I., Influence of calcium on alginate production and composition in continuous cultures of Azotobacter vinelandii //Appl. Microbiol, and Biotechnol. 1986. -vol. 25. -№1. - p. 55-61.

55. Antonio José Gonçalves da Cruz, Produçâo de biossurfactantes a partir de co-produto da industria de biodiesel // Sâo Carlos. 2009. - p.61.

56. Arima K., Kakinuma A., and G. Tamura. Surfactin, a crystalline peptide lipid surfactant produced by Bacillus subtilis: isolation, character-ization and its inhibition of fibrin clot formation // Biochem. Biophys. Res.Commun. 1968-vol.31.- p. 488-494.

57. Azuma I., Kimura H., Ninaka T., Aoki T. and Yama-Mura Y., Chemical and immunological studies on Mycobacterial polysaccharides. I. Purification and properties of polysaccharides from human tubercle bacilli // J. Bacteriol. 1968 - vol. 95. - p. 263.

58. Bach H., Gutnick D.L. Potential applications of bioemulsifiers in the oil industry // Petroleum biotechnology developments and perspectives. Elsevier, Amsterdam. - 2004. - p. 233-281.

59. Banat I.M., N. Samarah, M. Murad, R. Home and S. Banerjee, Biosurfactant production and use in oil tank clean-up // World J. Microb. Biotechnol. -1991-vol. 7.- p. 80-88.

60. Banat I.M. Biosurfactant production and possible uses in microbial enhanced oil recovery and oil pollution remediation: a review // Bioresource Technol.-1995.-vol. 51.- p. 1-12.

61. Banat I.M., Makkar R.S., Cameotra S.S., Potential commercial applications of microbial surfactants // Applied Microbiol Biotechnol -2000. -vol. 53.- p. 495-508.

62. Banat, I.M., B.S.Makkar and S.S. Cameotra, Potential commercial applications of microbial surfactants // Applied Microbiol Biotechnol- 2004- vol.53.-p. 495508.

63. Banat, I.M. et al., Microbial biosurfactants production, applications and future potential.// Applied Microbiology and Biotechnology -2010- vol. 87(2). -p.427-444.

64. Barros, F. F. C., Quadros, C. P., Pastore, G. M. Propriedades emulsificantes e estabilidade do biossurfactante produzido por Bacillus subtilis em manipueira // Cienc. Tecnol, Aliment. Campinas. -2008 -vol. 28(4) p. 979-985.

65. Beal R, Betts W.B., Role of rhamnolipid biosurfactants in the uptake and mineralization of hexadecane in Pseudomonas aeruginosa II J. Appl. Microbiol. -2000- vol. 89.-p. 158-168.

66. Belsky I., Gutnick D.L., Rosenberg E., Emulsifiter of Arthrobacter sp. RAG-1: determination of emulsifier-bound fatty acids.// FEBS Lett.- 1979,- vol. 101-No.l-p. 175-178.

67. Bernard Ollivier and Michel Magot, Petroleum Microbiology // Amer Society for Microbiology 2005.- 365 p.

68. Bicca F.C., Fleck L.C. and Ayub M.A.Z., Production of biosurfactant by hydrocarbon degrading Rhodococcus rubber and Rhodococcus erythropolis II

69. Rev. Microbiol. -1999-vol. 30. -p. 231-236.

70. Bognolo G. Biosurfactants as emulsifying agents for hydrocarbons // Colloid Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects. -1999- p. 152: 41-52.

71. Bodour A. A., Dress K.P., Maier R.M., Distribution of biosurfactant-producing bacteria in undisturbed and contaminated arid southwestern soils.// Applied and Environmental Microbiology -2003 vol. 69- p. 3280-3287.

72. Bonmatin J.-M., H. Labbe, I. Grangemard, F. Peypoux, R. Maget-Dana, M.Ptak and G. Michel. Production, isolation and characterization of Leu4.-and [Ile4]- surfactins from Bacillus subtilis // Lett. Pept. Sci. -1995. -vol. 2. p. 4M7.

73. Bouchez-Naitali M., D. Blanchet, V. Bardin, J. P. Vandecasteele: Evidence for interfacial uptake in hexadecane degradation by Rhodococcus equi The importance of cell flocculation Microbiology // Microbiology - 2001- vol. 147 -p. 2537-2543.

74. Brivonese A., Sutherland I., Polymer production by a mucoid strain of Azotobacter vinelandii in batch culture// Appl. Microbiol. Biotechnol-1989-vol. 30-p. 97-102.

75. Cerning J., Bouillanne C., Desmazeaud M. J., Landon M., Isolation and characterization of bulgaricus // Biotachnol. Lett. -1986-vol.8 -№9. -p. 625-628.

76. Châtre S. A., Purohit H. J., Shanker R., Chakrabarti T., Khanna P., Bacterial consortia for crude oil spill remediation // Wat. Sci.Tech.-1996- vol. 34. -p. 187-193.

77. Cooper D.G., C.R. MacDonald, S.J.B. Duff and N. Kosaric, Enhanced Production of Surfactin from Bacillus subtilis by Continuous Product Removal and Metal Cation Additions //Applied and Environmental Microbiology. -1981-vol. 42- p. 408—412.

78. Cooper D. G.and Paddock D. A., Torulopsis petrophilum and surface activity //Applied and Environmental Microbiology.-1983. vol. 46. -p. 1426-1429.

79. Dastgheib S. M. M., M. A. Amoozegar, E. Elahi,S. Asad, I. M. Banat, Bioemulsifier production by a halothermophilic Bacillus strain with potential applications in microbially enhanced oil recovery// Biotechnol Lett. -2008. -vol. 30. p. 263-270.

80. Ding Li-Xiao, He Guo-Qing, Liu Hai-Jun, Lin Jian-Qiang. Isolation and screening of microbe producing lipopeptide surfactant // J. Agr. Biotechnol.-2004. vol.12 (3). - p. 330-333.

81. Dubois M., Gilles K. A., Hamilton J. K., Rebers P. A., Smith F. Colorimetric method for determination of sugars and related substances // Anal. Chem.-1956-vol. 28.- №3.- p. 350-356.

82. Edwards J. R., and J. A. Hayashi., Structure of a rhamnolipid from Pseidoinonas aeriuginosa //Arch. Biochem. Biophys. -1965 vol. Ill -p. 415151

83. Elkeles Adi, Eugene Rosenberg and Eliora Z. Ron, Production and Secretion of the Polysaccharide Biodispersan of Acinetobacter calcoaceticus A2 in Protein Secretion Mutants // Applied and environmental microbioligy -1994- p. 46424645.

84. Evans D.B., Stepp A. K., French T., Petroleum Technologies, Improved Crude Oil Recovery by Alkaline Flooding Enhanced with Microbial Hydrocarbon Oxidation // SPE/DOE Improved Oil Recovery Symposium 19-22, April, 1998.

85. Falatko D. F. and J. T. Novak, Effects of biologically produced surfactants on the mobility and biodégradation of petroleum hydrocarbons // Water Environ. Res. -1992-vol. 64- p. 163-169.

86. Francy, D. S., Thomas V., Emulsification of hydrocarbons by subsurface bacteria // J. Ind. Microbiol. 1991- vol. 8 (4) -p.237-46.

87. Franzetti A., Bestetti G., Caredda P., La Colla P., Tamburini E Surface-active compounds and their role in the access to hydrocarbons in Gordonia strains // FEMS Microbiol Ecol .-2008a.- vol. 63.-p.238-248.

88. Franzetti Andrea, Elena Tamburini and Ibrahim M. Banat, Applications of Biological Surface Active Compounds in Remediation Technologies// Biosurfactants: Advances in Experimental Medicine and Biology.- 2010- vol. 672 Section II. - p. 121-134.

89. Fernando J. S. Oliveira, Leonardo Vazquez, Norberto P. De Campos and Francisca P. de Francia, Biosurfactants Production by Pseudomonas aeruginosa FR Using Palm Oil // Applied Biochemistry And Biotechnology. -2006- vol. 131 -Issue: 1-3-p. 727-737.

90. Gandler G. L., Gbosi A., Bryant S. L., Britton L. N., Mechanistic Understanding of Microbial Plugging for Improved Sweep Efficiency // SPE 100048 April, 2006- p. 22-26.

91. Gerson D.F., The Biophysics of Microbial Surfactants: Growth on Insoluble Substrates // In: Kozaric, N. (Ed.), Surfactant Science Series, Biosurfactants: Production, Properties, Applications. -1993.-Marcel Dekker, New York, USA.-p.269-286.

92. Gorin P. A. J., Spencer J. F. T. and Ttlloch A.P., Hydroxy fatty acid glycosides of sophorose from Torulopsis magnoliae II J. Chem. 1961- vol. 39-p. 846-855.

93. Grangemard I, Wallach J, Maget-Dana R., Lichenysin a more efficient cation chelator than surfactin //Appl Biochem Biotechnol -2001- vol. 90- p. 199-210

94. Grimberg S .J., Stringfellow W.T., Aitken M.D., Quantifying the biodégradation of phenanthrene by Pseudomonas stutzeri PI6 in the presence of a nonionic surfactant//Appl. Environ. Microbiol.-1996- vol. 62- p. 2387-2392.

95. Guerra-Santos L.H., O. Kappeli and A. Fiechter. Pseudomonas aeruginosa biosurfactant production in continuous culture with glucose as carbon source // Appl. Environ. Microbiol. -1984- vol. 48- p. 301-305.

96. Guo-liang Zhang, Yue-ting Wu, Xin-ping Qian and Qin Meng Biodegradation of crude oil by Pseudomonas aeruginosa in the presence of rhamnolipids // J. Zhejiang Univ. Sei. B.- 2005-vol. 6(8) -p. 725-730.

97. Gutnick D, Rosenberg E. Cleaning oil -contaminated vessels with a-emulsans. US Patent-1981- No.4,276,094,

98. Hewald S., Josephs K and M. Bolker, Genetic Analysis of Biosurfactant Production in Ustilago maydis // Applied and Environmental Microblology-2005-vol. 6- p. 3033-3040

99. Hisatsuka, K., T. Nakahara, N. Sano, and K. Yamada. Formation of rhamnolipid by Pseudomonas aeruginosa and its function in hydrocarbon fermentation//Agric. Biol. Chem. -1971-vol. 35- p. 686-692.

100. Itoh. S. and T. Suzuki., Effect of rhamnolipids on growth of Pseudomonasaeruginosa mutant deficient in n-paraffin-utilizing ability // Agric. Biol. Chem.-1972 -vol. 36 -p. 2233-2235.

101. Jansson P.E., Kenne L., Lindberg B., Structure of the extrecellular polysaccharide from Xanthomonas campestris // Carbohydr. Res. -1975-vol.45-p. 275-282.

102. Jarman T.R., Deavin L., Slocombe S., Righelate R.C., Investigation of the effect of environmental conditions on the rate of exopolysaccharide synthesis in Azotobacter vinelandii /'/ J. Gen. Microbiol. -1978- v.l07-No.l- p. 59-64.

103. Jarvis F. G. and Johnson M. J., A Glyco-lipide produced by Pseudomonas aeruginosa// J. Am. Chem. Soc. -1949-vol. 71 p. 4124-4126.

104. Jitendra D. Desai and Ibrahim M. Bant, Microbial Production of Surfactants and Their Commercial Potential // Microbiology and Molecular biology reviews. -1997- p. 47-64.

105. Jonsson B., Lindmann B. Surfactants and polymers in aqueous solution // New York: John Wiley & Sons Ltd. 1998 - 320 p.

106. Kappeli O. and W. R. Finnerty, Partition of alkane by an extracellular vesicle derived from hexadecane-grown Acinetobacter // J. Bacteriol.-1979-vol. 140155p.707-712.

107. Karanth N.G.K., Deo PG, Venanadig N.K., Microbial production of biosurfactant and their importance // Ferment Sci. Technol. -1999-vol. 77 -p.116.126.

108. Kosaric Nairn, Biosurfactants: Production, Properties // Applications Surfactant Science Series 1993 -vol. 48- 483 p.

109. Kosaric N., W. L. Cairns, and N. C. C. Gray (ed.), Biosurfactants and Biotechnology (Surfactant Science) // CRC Press -1987 344 p.

110. Kretschmer A, Bock H, Wagner F, Chemical and physical characterization of interfacial-active lipids from Rhodococcus erythropolis grow on n-alkanes // Appl. Environ. Microbiol -1982 -vol. 44 p. 864-870.

111. Krishnaswamy Muthusamy, Subbuchettiar Gopalakrishnan, Thiengungal Kochupappy Ravi and Panchaksharam Sivachidambaram Biosurfactants: Properties, commercial production and application // Current Science -2008-vol. 94 No. 6.

112. Krieg D. P., Bass J. A. and Mattingly S. J., Aeration selects for mucoid phenotype of Pseudomonas aeruginosa //J. Clin. Microbiol-1986 vol. 24 - p. 986-990.

113. Laith Al-Araji, Raja Noor Zaliha Raja Abd. Rahman, Mahiran Basri and Abu Baker Salleh., Microbial Surfactant // Asia Pacific Journal of Molecular Biology & Microbiology -2007 -vol. 15(3) p. 99-105.

114. Lang S., Philp J.C., Surface-active lipids in Rhodococci //Ant. Van1.euwenhoek -1998 -vol. 74 -p. 59-70.

115. Lazar I., Voicu A., Nicolescu C., The use of naturally occurring selectively isolated bacteria for inhibiting paraffin deposition // J. Pet. Sci. Eng. 1999-vol. 22 - p.161 -169.

116. Lin S.C., Biosurfactants: Recent advances // J. Chem. Tech. Biotechnol -1996 -vol. 66-p. 109-120.

117. Liu Jia, Huang Xiang Feng, Lu Li Jun, Wen Yue, Yang Dai Hai, Zhou Qi. Isolation of strains producing bio-demulsifiers and comparison of screening methods // Microbiol 2008 -vol.35(5) -p. 690-695.(in Chinese).

118. Mancuso Nichols C, Bowman JP, Guezennec J., Effects of incubation temperature on growth and production of exopolysaccharides by an antarctic sea ice bacterium grown in batch culture // Appl. Environ. Microbiol- 2005-71(7)-p. 3519-3523.

119. Maneerat, S. Biosurfactants from marine microorganisms // J. Sci. Technol.-2005-vol. 27(6)-p. 1263-1272.

120. Marcia Nitschke, Glaucia Maria Pastore, Biossurfactantes: propriedadese aplica9oes // Quim.Nova 2002 - vol. 25 - No.5 - p. 772-776.

121. Matthysse A.G., Holmes K.V., Gurlitz R.H.C. Elabrotion of cellulose fibrile by Agrobacterium tumefaciens during attachment to carrot cells // J.Bacterciol-1981-vol. 145-p. 583-595.

122. Mian F.A., Jarman T.R., Righelato R.C., biosynthesis of exopolysaccharide by Pseudomonas aeruginosa // J. Bacteriol -1978 vol. 134- №2 - p. 418-422.

123. Miller R. M., Zhang Yimin, Measurement of biosurfactant-enhanced solubilization and biodégradation of hydrocarbons // Methods Biotechnol -1997- vol. 2-p. 59-66.

124. Milligan C.N., Cooper D.G., Pressate from peat dewatering as a substrate for bacterial growth // Appl. and Environ. Microbiol.-1985-vol. 50-p. 160-162.

125. Mulligan C. N. and B. F. Gibbs, Correlation of nitrogen metabolism with biosurfactant production by Pseudomonas aeruginosa II Appl. Environ. Microbiol 1989- vol. 55 - p. 3016-3019.

126. Napoli C., Dazzo F., Hubbell D., Production of cellulose microfibrills by Rhizobium Appl. Microbiol. -1975- vol. 30- p. 123-131.

127. Naruse N., Tenmyo O., Kobaru S., Kamei H., Miyaki T., Konishi M. and Oki T., Pumilacidin, a complex of new antiviral antibiotics: production, isolation, chemical properties, structure and biological activity // J.Antibiotics-1990- vol. 43-p. 267-280.

128. Navon-Venezia S., Zosim Z, Gottlieb A, Legmann R, Carmeli S, Ron E.Z., Rosenberg E.: Alasan, a new bioemulsifier from Acinetobacter radioresistens // Appl. Environ. Microbiol 1995-vol. 61-p. 3240-3244.

129. Navon-Venezia S., Ron E.Z., Banin E., Rosenberg E., The bioemulsifier alasan: role of protein in maintaining structure and activity // Appl. Microbiol Biotechnol- 1998- vol. 49. p. 382-384.

130. Neu R. Thomas, Significance of Bacterial Surface-Active Compounds in Interaction of Bacteria with Interfaces // Microbiol Rev. -1996, March vol.60(1) p. 151—166.

131. Nilanjana Das and Preethy Chandran, Microbial Degradation of Petroleum Hydrocarbon Contaminants: An Overview // Biotechnology Research International,Vol. 2011-Article ID 941810 13 pages

132. Noha H. Y., Kathleen E. D. and Michael J. Mclnerney, Importance of 3-Hydroxy Fatty Acid Composition of Lipopeptides for Biosurfactant Activity // Applied and Environmental Microbiology-2005- vol. 71- No. 12- p. 7690-7695.

133. Norberg A. B., Enfors S. O., Production of extracellular polysaccharide by Zoogloea ramigera // Applied and Environmental Microbiology- 1982-vol. 44-No. 5- p.1231-1237.

134. Ochoa-Loza F.J., Artiola J.F., Maier R.M., Stability constants for the complexation of various metals with a rhamnolipid biosurfactant // J. Environ Qual. -2001-vol. 30 p. 479-485.

135. Oliveira F.J., Vazquez L., De Campos N.P., de Fran9a F.P., Biosurfactants production by Pseudomonas aeruginosa FR using palm oil. //Appl Biochem Biotechnol. 2006- vol. 131(1-3) - p. 727-737.

136. Ongena M., Jacques P., Bacillus lipopeptides: versatile weapons for plant disease biocontrol // Trends in Microbiol. -2008 vol. 16(3)- p. 115-125.

137. Osterreicher-Ravid D., Ron E.Z., Rosenberg E., Horizontal transfer of an exopolymer complex from one bacterial species to another// Environ Microbiol. -2000- vol. 2 p. 366-372.

138. Pace G. W., Righelato R. C., Production of extracellular microbialpolysaccharides // Adv. Biochem. Eng. 1980 - vol. 15 - p.41-70.

139. Perfumo A., Rancich I, Banat I. M., Possibilities and challenges for biosurfactants use in petroleum industry // Adv. Exp. Med. Biol. -2010- vol. 672-p. 135-145.

140. Peypoux F., J. M. Bonmatin, H. Labbe, I. Grangemard, B. C. Das, M. Ptak, J. Wallach and G. Michel., Ala 4. surfactin, a novel isoform from Bacillus subtilis studied by mass and NMR spectroscopies// Eur. J. Biochem. 1994 -vol. 224 - p. 89 - 96.

141. Plaza G.A., Zjawiony I., Banat I.M ., Use of different methods for detection of thermophilic biosurfactant producing bacteria from hydrocarbon-contaminated and bioremediated soils //J. Pet. Sci. Eng. -2006-vol. 50- p. 71-77.

142. Poremba, K., Gunkel, W. Lang S. and Wagner F., Marine biosurfactants, III. Toxicity testing with marine microorganisms and comparison with synthetic surfactants //Z. Naturforsch C. -1991- vol. 46(3-4) p. 210- 216.

143. Powell D.A., Structure, solution properties and biological interactions of some microbial extracellular polysaccharides // In: Microbial Polysaccharides and Polysaccharases -1979- vol. 3 p. 117-160.

144. Pulsawat W., N. Leksawasdi, P.L. Rogers and L. J. R. Foster, Anions effectson biosorption of Mn(II) by extracellular polymeric substance (EPS) from Rhizobium etli // Biotechnology Letters 2003 - vol. 25- p. 1267-1270.

145. Radwan S. and Sorkhoh N., Lipids of n-alkane-utilizing microorganisms and their application potential // Advances in Applied Microbiology 1993-vol. 39-p. 29-90.

146. Rapp P., Bock H., Wray V., Wagner F., Formation, isolation and characterization of trehalose dimycolates from Rhodococcus erythropolis grown on n-alkanes // J. Gen. Microbiol. -1979 vol. 115 - p. 491-503.

147. Rees D.A. In: M.T.P. International Rewiew of Science- Organic Chemistry Series One: Carbohydrates (Ed. G.O. Aspinall) L.: Butterworths. - 1973-vol.7- p. 251-283

148. Richard S. P., Kevin C.M., Cell surface analysis techniques: what do cell preparation protocols do to cell surface properties? // Appl. Environ. Microbiol. -1999. vol. 65. - p. 2877-2894.

149. Ristau E. And Wagner. F., Formation of Novel Anionic- Trehalosetetraesters from Rhidococcus erythropolis under Growth Limiting Conditions // Biotechnol Lett. 1983. -vol. 5 - p. 95-100.

150. Robert, M., M. E. Mercade, M. P. Bosch, J. L. Parra, M. J. Espuny, M. A. Manresa and J. Guinea., Effect of the carbon source on biosurfactant production by Pseudomonas aeruginosa 44T // Biotechnol. Lett. -1989. -vol. 11 p. 871-874.

151. Robinson J.A. , Tralear M.G., Characklis W.G., Cellular reproduction andextracellular polymer formation by Preudomonas aeruginosa in continuous culture // Biotechnol. And Bioeng. -1984- vol. 26 №12 - p. 1409-1417.

152. Ron E.Z., Rosenberg E., Natural roles of biosurfactants // Environ Microbio. -2001 -vol. 3 p. 229 - 236.

153. Ron E.Z., Rosenberg E., Biosurfactant and oil bioremediation // Curr Opin Biotechnol. -2002 vol. 13 - p. 249-252.

154. Ron E., Rosenberg E., Role of Biosurfactants // Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology, Springer-Verlag Berlin Heidelberg. -2010-p. 25162518.

155. Rosenberg E,, Rubinovitz C., Legmann R., Ron E.Z., Purification and chemical properties of Acinetobacter calcoaceticus A2 biodispersan // Appl. Environ Microbiol. -1987- vol. 54 p. 323-326.

156. Rosenberg E., Ron E.Z., Surface active polymers of Acinetobacter // In Biopolymers from Renewable Sources, D Kaplan (ed.). Springer-Verlag Berlin Heidelberg -1998 p. 281 - 291.

157. Safary A., M. Roayayi Ardakani, A. Abolhasani Suraki, M. Akbarzade Khiavi, H. Motamedi, Isolation and Characterization of Biosurfactant Producing Bacteria from Caspian Sea // Biotechnology. 2010- vol.9(3)-p. 378-383.

158. Sandford P. A., Exocellular microbial polysaccharides // Adv. Carbohydr. Chem. andBiochem. 1979- vol. 36 - p. 265-313.

159. Scheepe-Leberkuhne M., Warner F., Optimization and preliminarycharacterization of an exopolysaccharide synthezised by Enterobacter sakazakii // Biotechnol. Lett. 1986 - vol. 8 -№ 10 - p. 695-700.

160. Sengha S.S., Anderson A.J., Hacking A., Dawes E.A., The production of alginate by Pseudomonas mendocina in batch and continuous culture // J. Ben. Microbiol. 1989 - vol. 135 - №4 - p. 795 - 804.

161. Shete A.M., Wadhawa G.W., Banat I.M., Chopade B.A., Mapping of patents on bioemulsi and biosurfactant : a review.// J. Sci. Ind Res. -2006- vol. 65 p. 91-115.

162. Simon L. Marshall, Fundamental Aspects of Microbial Enhanced Oil Recovery: A Literature Survey // CSIRO Land and Water Floreat, Western. Australia March, 2008.

163. Stachelhaus, T., A. Schneider and M. A. Marahiel, Rational design ofpeptide antibiotics by targeted replacement of bacterial and fungal domains. Science -1995- vol. 269 -p. 5571-5574.

164. Surekha K. Satpute, I. M. Banat, R K. Dhakephalkar, Arun G. Banpurkare, Balu A. Chopade, Biosurfactants, bioemulsifiers and exopolysaccharides from marine microorganisms // Biotechnology Advances -2010 -vol. 28-p. 436-450.

165. Sutherland I.W., Microbial exopolysaccharides: control of synthesis and acylation // In: Microbial Polysaccharides and Polysaccharases -1979 p. 1-34.

166. Sutherland I.W., Ellwood D.C., Microbial exopolysaccharides industrial polymers of current and future potential // In: Microb. Technol.: Curr. State, Future Prospects. 29 symp. Soc. Gen. Microbiol. Cambridge -1979- p. 107-150.

167. Sutherland I.W., Biosynthesis of microbial exopolysaccharides// Adv. Microb. Physiol. 1982- vol. 23- p. 79 -150.

168. Sutherland Ian W., Biofilm exopolysaccharides: a strong and sticky Framework // Microbiology -2001 -vol.147 p. 3-9.

169. Syldatk C., Lang S. and Wagner F., Chemical and physical characterzation jf four interfacia active rhamnolipids from Pseudomonas sp. DMS 2874;grow on n-alkanes // Z. Natureforsch -1985- vol.40 p. 51-60.

170. Tait M. I., Sutherland I.W., Clarke-sturman A.J., Effect of growth conditions on the production, composition and viscosity of Xanthomonas campestris exopolysaccharide// J. Gen. Microbiol 1986 -vol. 132 - p. 1483-1492.

171. Tan H., Champion J.T., Artiola J.F., Complexation of cadmium by a rhamnolipid biosurfactant // Environ Sci. Technol -1994 -vol. 28 -p. 2402-2406.

172. Taylor W.H., Juni E., Pathways for biosynthesis of a bacterial capsular polysaccharide. I. Carbohydrate metabolism and terminal oxidation mechanisms of a capsuleproducing coccus // J. Bacteriol -1961 -vol. 81- p. 694-703.

173. Thangamani S., Shreve G.S., Effect of Anionic Biosurfactant on Hexadecane Partitioning in Multiphase Systems // Environmental Science and Technology1994- vol. 28 (12). p. 1993-2000.

174. Tulloch A.P., Hill A. and Spencer J. F. T., Structure and reactions of lactonic and acidic sophorosides of 17-hydroxyoctadecanoic acidic // Canadian Journal of Chemistry -1968 vol. 46 - p.3337-3351.

175. Van Dyke M. I., Couture P. Brauer, Pseudomonas aeruginosa UG2 rhamnolipid biosurfactants: structural characterization and their" use in removing hydrophobic compounds from soil // Can J. Microbiol. -1993- vol. 39(11)-p.1071-1078.

176. Van Hamme J. D., Singh A., Ward O. P., Recent advances in petroleum microbiology //Microbiol Mol. Biol. R. -2003 vol.6 - p. 503-549.

177. Walter, V., Syldatk C., Hausmann R., Screening Concepts for the Isolation of Biosurfactant Producing Microorganisms // Biosurfactants. In: Advances in Experimental Medicine and Biology 2010 -p. 1-13.

178. Wayman M., A. D. Jenkins and A. G. Kormady, Biotechnology for oil and fat industry//J. Am. Oil Chem. Soc. -1984 vol. 61- p.129-131.

179. Williams A.G. and Wimpenny J.W.T. Exopolysaccharide production by Pseudomonas NCIB 11264 grown in continuous culture // Journal of General Microbiology 1978 - vol. 104 - №1 - p.47-57.

180. Wouter H. Noordman and Dick B. Janssen Rhamnolipid Stimulates Uptake of Hydrophobic Compounds by Pseudomonas aeruginosa II Applied and Environmental Microbiology 2002 - vol. 68 - No. 9 - p. 4502-4508.

181. Yakimov M. M., Timmis K. N., Wray V., Fredriokson H. L., Characterization of a new lipopeptide surfactant produced by thermotolerant and halotolerant subsurface Bacillus licheniformis BAS50 // Appl. Environ. Microbiol. -1995- vol.61 p. 1706-1713.

182. Yamaguchi M., Sato A., Yukuyama A., Microbial production of sugar-lipids // Chem. Ind. 1976 - vol. 4 - p. 741-742.

183. Zhang Tiansheng, Biosurfactant // Chemical Industry Press 2005- 383 p. (in Chinese)

184. Zhang Yimin and Miller R. M. Enhanced octadecane dispersion and biodégradation by a Pseudomonas rhamnolipid surfactant (biosurfactant) // Appl. Environ. Microbiol -1992-vol. 58 (10) p. 3276-3282.

185. Zhang Yimin and Raina M. Miller Effect of Rhamnolipid (Biosurfactant) Structure on Solubilization and Biodegradation of n-Alkanes // Appl. Environ. Microbiol. 1995- vol. 6 - p. 2247-2251.

186. Zinjarde, S.S. and Pant, A., Emulsifier from a tropical marine yeast, Yarrowia lipolytica NCIM 3589 // J. Basic. Microbiol. -2002- vol. 42- p. 67-73.

187. Zobell C.E., Action of microorganisms on hydrocarbons // Bacteriol. Rev. -1946-vol.10-No. 1- p.1-49.

188. Zuckerberg A., A. Diver, Z. Peeri, D. L. Gutnick and E. Rosenberg. Emulsifier of Arthrobacter RAG-1: chemical and physical properties // Appl. Environ. Microbiol. 1979- vol.37 - p. 414^120.