目前在經(jīng)濟(jì)作物栽培中使用的赤霉素(GA3)大多是來(lái)自于發(fā)酵工業(yè)的產(chǎn)品。為提高發(fā)酵過(guò)程中赤霉素的產(chǎn)量,有關(guān)人員對(duì)發(fā)酵工藝開展了優(yōu)化研究。請(qǐng)回答:
(1)下表是在不同發(fā)酵溫度下,經(jīng)過(guò)190小時(shí)(h)發(fā)酵后測(cè)得的赤霉菌菌絲得率(每消耗1g還原糖所產(chǎn)菌絲干重)。
溫度(℃) |
25 |
28 |
30 |
32 |
35 |
菌絲得率(g/g) |
0.32 |
0.36 |
0.42 |
0.43 |
0.38 |
上表中數(shù)據(jù)顯示,發(fā)酵溫度為
32℃
32℃
時(shí)赤霉菌菌絲得率最高。
(2)下面圖1為不同發(fā)酵溫度條件下赤霉菌產(chǎn)赤霉素的速率(每小時(shí)、每升菌液中的合成產(chǎn)物量)。
綜合上表中數(shù)據(jù)和圖1所示結(jié)果可知,菌絲得率和GA
3合成速率的
最適
最適
溫度不同。
(3)依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,采用分階段變溫調(diào)控的發(fā)酵工藝后,與恒溫發(fā)酵相比,GA
3的產(chǎn)量明顯提高。發(fā)酵過(guò)程中菌絲干重、殘?zhí)菨舛燃癎A
3濃度的變化如圖2.發(fā)酵過(guò)程中殘?zhí)菨舛认陆档脑蚴?!--BA-->
糖類被用于菌絲生長(zhǎng)和各種代謝產(chǎn)物合成的碳源及能量供給
糖類被用于菌絲生長(zhǎng)和各種代謝產(chǎn)物合成的碳源及能量供給
。
(4)鑒于菌絲產(chǎn)量、GA
3合成速率以及維持高水平GA
3產(chǎn)率的時(shí)間共同決定了GA
3的最終產(chǎn)量,請(qǐng)綜合圖表中的信息,簡(jiǎn)述圖2所示發(fā)酵過(guò)程前、中、后期采用3種不同溫度的設(shè)計(jì)思路。
由于菌絲得率和GA3合成速率的最適溫度不同,而菌絲總量和GA3合成速率共同影響GA3的最終產(chǎn)量。所以,在發(fā)酵過(guò)程的前期,采用32℃適合菌絲快速生長(zhǎng),以便產(chǎn)生更多的菌絲,在中期采用30℃有利于快速提高GA3的合成速率,而采用28℃則有利于延長(zhǎng)赤霉菌高水平合成GA3的時(shí)間。
由于菌絲得率和GA3合成速率的最適溫度不同,而菌絲總量和GA3合成速率共同影響GA3的最終產(chǎn)量。所以,在發(fā)酵過(guò)程的前期,采用32℃適合菌絲快速生長(zhǎng),以便產(chǎn)生更多的菌絲,在中期采用30℃有利于快速提高GA3的合成速率,而采用28℃則有利于延長(zhǎng)赤霉菌高水平合成GA3的時(shí)間。