Question

【题目】目前在经济作物栽培中使用的赤霉素（GA3）大多是来自于发酵工业的产品。为提高发酵过程中赤霉素的产量，有关人员对发酵工艺开展了优化研究。请回答：

（1）下表是在不同发酵温度下，经过190小时（h）发酵后测得的赤霉菌菌丝得率（每消耗1 g还原糖所产菌丝干重）。

温度（℃）	25	28	30	32	35
菌丝得率（g/g）	0.32	0.36	0.42	0.43	0.38

上表中数据显示，发酵温度为_________时赤霉菌菌丝得率最高。

（2）下面图1为不同发酵温度条件下赤霉菌产赤霉素的速率（每小时、每升菌液中的合成产物量）。

综合上表中数据和图1所示结果可知，菌丝得率和GA3合成速率的________温度不同。

（3）依据上述实验结果，采用分阶段变温调控的发酵工艺后，与恒温发酵相比，GA3的产量明显提高。发酵过程中菌丝干重、残糖浓度及GA3浓度的变化如图2。发酵过程中残糖浓度下降的原因是________。

（4）鉴于菌丝产量、GA3合成速率以及维持高水平GA3产率的时间共同决定了GA3的最终产量，请综合图表中的信息，简述图2所示发酵过程前、中、后期采用3种不同温度的设计思路：______。

Answer 1

【答案】32℃ 最适 糖类被用于菌丝生长和各种代谢产物合成的碳源及能量供给 由于菌丝得率和GA3合成速率的最适温度不同，而菌丝总量和GA3合成速率共同影响GA3的最终产量。所以，在发酵过程的前期，采用32℃适合菌丝快速生长，以便产生更多的菌丝，在中期采用30℃有利于快速提高GA3的合成速率，而采用28℃则有利于延长赤霉菌高水平合成GA3的时间

【解析】

综合表格和图1结果可知，菌丝得丝率在32℃最高，GA3合成速率在30℃下发酵70h条件下相对较高的合成速率。
根据图2所示，发酵过程前、中、后期采用的温度不同。前期采用32℃较高温度，适合菌丝快速生长，以便产生更多的菌丝，中期采用30℃，有利于快速提高GA3合成速率；而在后期则采用28℃维持较长时间，有利于延长赤霉菌高水平合成GA3的时间。

（1）由表格中数据可知，32℃时赤霉菌菌丝得率最高。

（2）由图1可知，温度为30℃、发酵时间为70h的时候赤霉菌产赤霉素的速率最高，而赤霉菌菌丝得率最高时的温度是32℃，所以菌丝得率和GA3合成速率的最适温度不同。

（3）由于菌丝生长、各种代谢产物（或赤霉素合成）所需的碳源及能量都主要由糖类提供，所以发酵过程中残糖浓度会下降。

（4）菌丝产量、GA3合成速率以及维持高水平GA3产出率的时间共同决定了GA3的最终产量。所以，在发酵过程的前期，采用32℃适合菌丝快速生长，以便产生更多的菌丝，在中期采用30℃有利于快速提高GA3的合成速率，而采用28℃则有利于延长赤霉菌高水平合成GA3的时间