Question

11．如圖一是在發(fā)酵罐內(nèi)利用三孢布拉氏霉發(fā)酵生產(chǎn)β-胡蘿卜素過(guò)程中，菌體生物量及β-胡蘿卜素產(chǎn)量隨時(shí)間變化曲線(xiàn)圖．圖二是樣品層析結(jié)果及與β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)樣的比對(duì)圖．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）發(fā)酵罐內(nèi)三孢布拉氏霉培養(yǎng)基按物理形態(tài)應(yīng)稱(chēng)為液體培養(yǎng)，玉米粉和豆餅為微生物的生長(zhǎng)分別主要提供碳源和氮源．在接人菌種前，應(yīng)對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，以避免雜菌污染．
（2）圖一中，菌體的增長(zhǎng)最快出現(xiàn)在100h，菌體的生物量達(dá)到最大值后下降，其原因是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏，有害代謝產(chǎn)物積累．
（3）常用的提取β-胡蘿卜素的方法是萃取法溶解．實(shí)驗(yàn)表明，石油醚的提取效果遠(yuǎn)好于丙酮和酒精，原因是石油醚為水不溶性有機(jī)溶劑，萃取效果好．
（4）將萃取的胡蘿卜素樣品與β-胡蘿卜素標(biāo)樣層析后進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果如圖二，從圖中分析可知，色帶Ⅰ為β-胡蘿卜素．

Answer 1

分析 1、據(jù)圖分析：圖1中，在發(fā)酵罐內(nèi)利用三孢布拉氏霉發(fā)酵生產(chǎn)β-胡蘿卜素過(guò)程中，β-胡蘿卜素產(chǎn)量應(yīng)該是三孢布拉氏霉處于穩(wěn)定期時(shí)進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng)時(shí)獲得的產(chǎn)量最高．圖2表示用紙層析法鑒定胡蘿卜素的實(shí)驗(yàn)過(guò)程．
2、微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要有碳源、氮源、水和無(wú)機(jī)鹽等，培養(yǎng)基需要進(jìn)行高壓蒸汽滅菌法滅菌．微生物處于穩(wěn)定期時(shí)連續(xù)培養(yǎng)可以得到最多的發(fā)酵產(chǎn)物．胡蘿卜素不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有機(jī)溶劑，常用萃取法提�。�

解答 解：（1）發(fā)酵罐內(nèi)三孢布拉氏霉培養(yǎng)基按物理形態(tài)分應(yīng)為液體培養(yǎng)基，玉米粉和豆餅為微生物的生長(zhǎng)分別主要提供液體培養(yǎng)基．在接入菌種前，應(yīng)對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，以避免雜菌污染．
（2）圖1中，菌體的最快增長(zhǎng)出現(xiàn)在第100h，菌體的生物量到達(dá)最大值后下降，其原因是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏，有害代謝產(chǎn)物積累．
（3）β-胡蘿卜素常用提取方法為萃取法溶解，實(shí)驗(yàn)表明，石油醚的提取效果遠(yuǎn)好于丙酮和酒精，原因是石油醚為水不溶性有機(jī)溶劑，萃取效果好．
（4）從圖中分析可知，色帶Ⅰ為β一胡蘿卜素，其余兩色帶的極性比β-胡蘿卜素高，色素帶顯極性，而且具有親水性，易于濾紙上吸附的水結(jié)合，且分子量大，分子間的相互作用力也大，這樣在固定相中移動(dòng)的速度就慢．而非極性的化合物，易進(jìn)入有機(jī)溶劑中，在流動(dòng)相中色素分布較多，分子含量相對(duì)較少，分子間相互作用力也小，移動(dòng)速度較快．
故答案為：
（1）液體培養(yǎng)基    碳源和氮源    高壓蒸汽滅菌
（2）100     營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏，有害代謝產(chǎn)物積累    
（3）萃取    石油醚為水不溶性有機(jī)溶劑，萃取效果好
（4）Ⅰ

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查發(fā)酵工程生存胡蘿卜素的相關(guān)知識(shí)，意在強(qiáng)化學(xué)生對(duì)胡蘿卜素的提取與鑒定理解與運(yùn)用．