Question

9．如图1是在发酵罐内利用三孢布拉氏霉发酵生产β-胡萝卜素过程中，菌体生物量及β-胡萝卜素产量随时间变化曲线图．图2是样品层析结果及与β-胡萝卜素标准样的比对．请回答下列问题：

（1）发酵罐内三孢布拉氏霉培养基中玉米粉和豆饼为微生物的生长分别主要提供碳源和氮源．在接入菌种前，应对培养基进行高压蒸汽灭菌，以避免杂菌污染．
（2）图1中，菌体的最快增长首先出现在第100 h，菌体的生物量到达最大值后下降，其原因是营养物质缺乏，有害代谢产物积累．
（3）β-胡萝卜素常用提取方法为萃取法，实验表明，石油醚的提取效果远好于丙酮和乙醚，原因是石油醚为水不溶性有机溶剂，沸点高，萃取效果好．
（4）对β-胡萝卜素样品进行分离鉴定的方法是纸层析法，结果如图2．从图中分析可知，色带I为β一胡萝卜素．

Answer 1

分析 1、据图分析：图1中，在发酵罐内利用三孢布拉氏霉发酵生产β-胡萝卜素过程中，β-胡萝卜素产量应该是三孢布拉氏霉处于稳定期时进行连续培养时获得的产量最高．图2表示用纸层析法鉴定胡萝卜素的实验过程．
2、微生物的营养物质主要有碳源、氮源、水和无机盐等，培养基需要进行高压蒸汽灭菌法灭菌．微生物处于稳定期时连续培养可以得到最多的发酵产物．胡萝卜素不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂，常用萃取法提取．

解答 解：（1）玉米粉和豆饼为微生物的生长分别主要提供液体培养基．在接入菌种前，应对培养基进行高压蒸汽灭菌，以避免杂菌污染．
（2）图1中，菌体的最快增长出现在第100h，菌体的生物量到达最大值后下降，其原因是营养物质缺乏，有害代谢产物积累．
（3）β-胡萝卜素常用提取方法为萃取法溶解，实验表明，石油醚的提取效果远好于丙酮和酒精，原因是石油醚为水不溶性有机溶剂，萃取效果好．
（4）对β-胡萝卜素样品进行分离鉴定的方法是纸层析法，从图中分析可知，色带Ⅰ为β一胡萝卜素，其余两色带的极性比β-胡萝卜素高，色素带显极性，而且具有亲水性，易于滤纸上吸附的水结合，且分子量大，分子间的相互作用力也大，这样在固定相中移动的速度就慢．
故答案为：
（1）碳源和氮源     高压蒸汽灭菌
（2）100     营养物质缺乏，有害代谢产物积累
（3）萃取    石油醚为水不溶性有机溶剂，沸点高，萃取效果好
（4）纸层析法    I

点评 本题主要考查发酵工程生存胡萝卜素的相关知识，意在强化学生对胡萝卜素的提取与鉴定理解与运用．