Question

11．如圖一是在發酵罐內利用三孢布拉氏霉發酵生產β-胡蘿卜素過程中，菌體生物量及β-胡蘿卜素產量隨時間變化曲線圖．圖二是樣品層析結果及與β-胡蘿卜素標準樣的比對圖．請回答下列問題：

（1）發酵罐內三孢布拉氏霉培養基按物理形態應稱為液體培養，玉米粉和豆餅為微生物的生長分別主要提供碳源和氮源．在接人菌種前，應對培養基進行高壓蒸汽滅菌，以避免雜菌污染．
（2）圖一中，菌體的增長最快出現在100h，菌體的生物量達到最大值后下降，其原因是營養物質缺乏，有害代謝產物積累．
（3）常用的提取β-胡蘿卜素的方法是萃取法溶解．實驗表明，石油醚的提取效果遠好于丙酮和酒精，原因是石油醚為水不溶性有機溶劑，萃取效果好．
（4）將萃取的胡蘿卜素樣品與β-胡蘿卜素標樣層析后進行比對，結果如圖二，從圖中分析可知，色帶Ⅰ為β-胡蘿卜素．

Answer 1

分析 1、據圖分析：圖1中，在發酵罐內利用三孢布拉氏霉發酵生產β-胡蘿卜素過程中，β-胡蘿卜素產量應該是三孢布拉氏霉處于穩定期時進行連續培養時獲得的產量最高．圖2表示用紙層析法鑒定胡蘿卜素的實驗過程．
2、微生物的營養物質主要有碳源、氮源、水和無機鹽等，培養基需要進行高壓蒸汽滅菌法滅菌．微生物處于穩定期時連續培養可以得到最多的發酵產物．胡蘿卜素不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有機溶劑，常用萃取法提取．

解答 解：（1）發酵罐內三孢布拉氏霉培養基按物理形態分應為液體培養基，玉米粉和豆餅為微生物的生長分別主要提供液體培養基．在接入菌種前，應對培養基進行高壓蒸汽滅菌，以避免雜菌污染．
（2）圖1中，菌體的最快增長出現在第100h，菌體的生物量到達最大值后下降，其原因是營養物質缺乏，有害代謝產物積累．
（3）β-胡蘿卜素常用提取方法為萃取法溶解，實驗表明，石油醚的提取效果遠好于丙酮和酒精，原因是石油醚為水不溶性有機溶劑，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的速度就慢．而非極性的化合物，易進入有機溶劑中，在流動相中色素分布較多，分子含量相對較少，分子間相互作用力也小，移動速度較快．
故答案為：
（1）液體培養基    碳源和氮源    高壓蒸汽滅菌
（2）100     營養物質缺乏，有害代謝產物積累    
（3）萃取    石油醚為水不溶性有機溶劑，萃取效果好
（4）Ⅰ

點評 本題主要考查發酵工程生存胡蘿卜素的相關知識，意在強化學生對胡蘿卜素的提取與鑒定理解與運用．