第3節發酵工程及其應用課標內容(1)概述發酵工程及其基本環節。(2)說明發酵工程在生產上有重要的應用價值。知識點1發酵工程的基本環節1.發酵罐2.發酵工程的基本環節發酵工程所用的菌種大多是單一菌種，整個發酵過程中不能混入雜菌，這是為什么？那如何防止雜菌的污染？提示：在發酵過程中如果混入其他微生物，將與菌種形成競爭關系，對發酵過程造成不良影響；要在發酵前對培養基和發酵設施進行嚴格的滅菌處理。知識點2發酵工程的應用1.在食品工業上的應用(1)生產傳統的發酵產品，如醬油、各種酒類。(2)生產各種各樣的食品添加劑，如通過黑曲霉發酵制得的檸檬酸；由谷氨酸棒狀桿菌發酵生產味精。(3)生產酶制劑，如α-淀粉酶、β-淀粉酶、脂肪酶等。2.在醫藥工業上的應用基因工程、蛋白質工程等的廣泛應用給發酵工程制藥領域的發展注入了強勁動力。3.在農牧業上的應用(1)生產微生物肥料。微生物肥料利用了微生物在代謝過程中產生的有機酸、生物活性物質等來增進土壤肥力，改良土壤結構，促進植株生長，常見的有根瘤菌肥、固氮菌肥等。(2)生產微生物農藥。微生物農藥是利用微生物或其代謝物來防治病蟲害的。微生物農藥作為生物防治的重要手段，將在農業的可持續發展方面發揮越來越重要的作用。(3)生產微生物飼料。微生物含有豐富的蛋白質。以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業的廢液等為原料，通過發酵獲得了大量的微生物菌體，即單細胞蛋白。用單細胞蛋白制成的微生物飼料，能使家畜、家禽增重快，產奶或產蛋量顯著提高。4.在其他方面的應用發酵工程正滲透到幾乎所有的工農業領域，在助力解決糧食、環境、健康和能源等方面的重大問題上，作出了越來越大的貢獻。(1)發酵工程利用的菌種都是從自然界中篩選出來的。(×)提示：發酵工程的菌種也可以通過誘變育種或基因工程育種獲得。(2)發酵工程的中心環節是選育菌種。(×)提示：發酵工程的中心環節是發酵罐內發酵的過程。(3)發酵工程中要對培養基進行滅菌，發酵設備不用滅菌。(×)提示：培養基和發酵設備都必須經過嚴格的滅菌。(4)利用微生物農藥防治農林蟲害屬于化學防治。(×)提示：利用微生物農藥防治農林蟲害屬于生物防治。(5)微生物飼料主要是利用發酵工程生產的微生物的菌體。(√)(6)單細胞蛋白是通過發酵產生的大量的微生物分泌蛋白。(×)提示：單細胞蛋白是通過發酵獲得的大量微生物菌體。一、發酵工程的基本環節【情境探疑】發酵工程是指采用現代工程技術手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產產品。常用谷氨酸棒狀桿菌(好氧細菌)在如圖所示的發酵罐中發酵來大量生產味精。回答下列問題：(1)微生物菌種資源豐富，選擇發酵工程所用的菌種時需要考慮哪些因素？提示：需要考慮的因素包括：在低成本的培養基上能迅速生長繁殖；生產所需代謝物的產量高；發酵條件容易控制；菌種不易變異、退化等。(2)怎樣對發酵條件進行調控以滿足微生物的生長需要？提示：要對溫度、pH、溶解氧等發酵條件進行嚴格控制，使其最適合微生物的生長繁殖，同時及時添加必需的營養組分。(3)在進行發酵生產時，排出的氣體和廢棄培養液能直接排放到外界環境中嗎？為什么？提示：不能。發酵過程中產生的氣體和廢棄培養液需經過相應的凈化設備，達到國家排放要求后才能排放到外界環境中。因為發酵過程中產生的某些氣體和廢棄培養液可能對人及其他生物或環境有害。(4)在產物分離和提純方面，發酵工程與傳統發酵技術相比有哪些改進之處？提示：如果發酵產品是微生物細胞本身，可在發酵結束之后，采用過濾、沉淀等方法將菌體分離和干燥。如果產品是代謝物，可根據產物的性質采取適當的提取、分離和純化措施來獲得產品。【典例應用】例1關于發酵工程的說法，錯誤的是()A.發酵是發酵工程的中心階段，隨時檢測影響發酵過程的各種環境條件并予以控制，才能保證發酵正常進行B.采用連續培養的方法可延長發酵時間，從而提高代謝產物的產量C.用谷氨酸棒狀桿菌合成的谷氨酸是初級代謝產物，其代謝既受酶合成的調節，又受酶活性的調節D.人工誘變、細胞工程、基因工程等都能對微生物進行定向的改造答案D解析人工誘變的原理是基因突變，基因突變是不定向的，D錯誤。例2(2023·天津靜海區高二檢測)下列關于微生物發酵過程的說法，正確的是()A.菌種選育是發酵的中心階段B.只要不斷地向發酵罐中通入液體培養基，就能保證發酵的正常進行C.在發酵過程中，要嚴格控制溫度、pH、溶解氧與轉速等發酵條件，否則會影響菌種代謝產物的形成D.在谷氨酸發酵過程中，當pH呈酸性時，生成的代謝產物就會是乳酸或琥珀酸答案C解析發酵工程的內容包括菌種選育、擴大培養、培養基的配制、滅菌、接種、發酵和產品的分離與提純等方面，其中發酵過程是發酵的中心階段，A錯誤；發酵過程中應隨時檢測培養液中的微生物數目、產物濃度等，同時應對發酵過程中的一些條件進行控制才能保證發酵的正常進行，B錯誤；微生物發酵過程中要嚴格控制溫度、pH、溶解氧與轉速等發酵條件，因為環境條件的變化不僅會影響菌種的生長和繁殖，還會影響代謝產物的形成，C正確；谷氨酸棒狀桿菌在谷氨酸發酵的過程中，當pH呈酸性時，會生成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，D錯誤。二、發酵工程的應用【情境探疑】發酵工程以其生產條件溫和、原料來源豐富且價格低廉、產物專一、廢棄物對環境的污染小和容易處理等特點，在食品工業、醫藥工業和農牧業等許多領域得到了廣泛的應用，形成了規模龐大的發酵工業。思考回答下列問題：(1)分析下列產品需要利用發酵工程技術進行生產的有哪些？①生產單細胞蛋白飼料②利用工程菌生產胰島素③工廠化生產青霉素提示：①②③。生產單細胞蛋白飼料、利用工程菌生產胰島素、工廠化生產青霉素均需要利用發酵工程技術。(2)醬油、各種酒類、檸檬酸和谷氨酸的生產分別利用了哪種微生物的發酵？提示：醬油、各種酒類、檸檬酸和谷氨酸的發酵生產利用的微生物分別是霉菌(如黑曲霉)、釀酒酵母、黑曲霉和谷氨酸棒狀桿菌。(3)利用微生物進行纖維素發酵生產乙醇，然后和汽油按一定比例混合，可形成乙醇汽油。請結合乙醇的性質，分析乙醇汽油有哪些優點？提示：乙醇可通過糧食發酵制得，是可再生能源，推廣使用乙醇汽油可以節省石油資源；乙醇燃燒生成二氧化碳和水，能減少汽車尾氣的污染等。(4)分析與傳統的手工發酵相比，啤酒發酵生產過程中的哪些措施使得啤酒的產量和質量明顯提高？提示：接種單一高質量菌種、嚴格的消毒和滅菌措施、培養基中營養物質協調、嚴格的發酵條件控制等，都使啤酒的產量和質量明顯提高。【典例應用】例3下列關于發酵工程的應用的說法，正確的是()A.食品添加劑由于可以增加食品營養，改善食品的色、香、味，還可延長保存期，使用時應盡量多添加B.加酶洗衣粉使用時用沸水洗滌效果最好C.在青貯飼料中添加乳酸菌，可以提高飼料的品質，使飼料保鮮，同時提高動物免疫力D.與使用化學農藥相比，使用微生物農藥具有成本高、見效快、無污染的特點答案C解析過量使用食品添加劑會對人體健康造成影響，甚至危及生命，所以不能過量使用，A錯誤；加酶洗衣粉中酶制劑在最適溫度下活性最高，沸水條件會使酶失活，洗滌效果變差，B錯誤；在青貯飼料中添加乳酸菌，通過乳酸菌的發酵，可以提高飼料品質，使飼料保鮮，同時提高動物免疫力，C正確；與使用化學農藥相比，使用微生物農藥具有成本低、無污染的特點，D錯誤。例4(2023·山東師范大學附中高二檢測)下列有關發酵工程應用的說法，錯誤的()A.發酵工程可以生產醬油、泡菜等傳統發酵食品B.檸檬酸、乳酸等食品添加劑可以通過發酵工程生產C.發酵工程可以生產多種藥物，但是不能生產疫苗D.發酵工程生產的單細胞蛋白可以制成微生物飼料答案C解析乙型肝炎疫苗可用發酵工程的方法生產，這種方法生產乙型肝炎疫苗的優點是酵母菌繁殖快，代謝旺盛，單位時間內的產量高，C錯誤。思維導圖晨讀必背1.性狀優良的菌種可以從自然界中篩選出來，也可以通過誘變育種或基因工程育種獲得。2.發酵工程所用的菌種大多是單一菌種。3.發酵工程的中心環節是發酵罐內發酵。4.如果發酵產品是微生物細胞本身，可采用過濾、沉淀等方法將菌體分離和干燥得到產品；如果發酵產品是微生物的代謝物，可根據產物的性質采取適當的提取、分離和純化措施來獲得產品。5.發酵工程的產品主要包括微生物的代謝產物、酶及微生物的菌體。隨堂檢測1.下列有關發酵工程的敘述，正確的是()A.單細胞蛋白就是從人工培養的微生物菌體中提取的蛋白質B.可通過誘變育種、基因工程等方法選育出性狀優良的菌種進行擴大培養C.發酵工程與傳統發酵技術最大的區別是前者可以用微生物進行發酵D.通常所指的發酵條件包括溫度、溶解氧、pH和酶的控制等答案B解析單細胞蛋白是指以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業的廢液等為原料，通過發酵獲得的大量的微生物菌體，A錯誤；工程菌多為原核生物，可通過誘變育種、基因工程等方法，選育出性狀優良的工程菌并進行擴大培養，B正確；傳統發酵技術和現代發酵工程都是利用微生物的發酵來實現相關產品的生產，C錯誤；通常所指的發酵條件包括溫度、溶解氧、pH等的控制，D錯誤。2.(2023·湖北武漢高二期末)青霉素是青霉菌分泌的一種抗生素。隨著高產菌種的選育，發酵技術的發展，青霉素已經步入產業化生產的道路。下列敘述錯誤的是()A.經過不斷誘變、篩選獲得生產用高產青霉菌株B.發酵工程所用培養基和設備必須嚴格控制無菌C.發酵過程要隨時檢測培養液中的微生物數量、產物濃度、溶解氧等D.用過濾、沉淀等方法將青霉菌體分離、干燥即可獲得青霉素答案D解析高產青霉菌株是通過誘變育種獲得的，A正確；發酵工程所用培養基和設備必須嚴格控制無菌，避免雜菌污染，B正確；發酵過程要隨時檢測培養液中的微生物數量、產物濃度、溶解氧等，以保證發酵過程的順利進行，C正確；僅通過過濾、沉淀等方法將青霉菌體分離、干燥，不能獲得青霉素，還需經過萃取、脫色等，D錯誤。3.(多選)(2022·山東泰安高二檢測)下列對發酵工程內容的敘述，正確的是()A.單細胞蛋白就是從人工培養的微生物菌體中提取的蛋白質B.用誘變育種、細胞工程、基因工程等方法選育出性狀優良的工程菌并進行擴大培養C.發酵工程中所用的菌種大多是單一菌種D.人工控制微生物代謝的唯一措施是控制生產過程中的各種條件答案BC解析單細胞蛋白就是人工培養的微生物菌體，A錯誤；用誘變育種、細胞工程、基因工程等方法選育出性狀優良的工程菌并進行擴大培養，B正確；發酵工程中所用的菌種大多是單一菌種，一旦有雜菌污染，可能導致產量大大下降，C正確；人工控制微生物代謝的措施包括改變微生物的遺傳特性、控制生產過程中的各種條件等，D錯誤。4.下圖為發酵裝置，據圖回答下列問題。(1)若該培養裝置的pH檢測及控制裝置出現故障，可采取的應急措施是____________。pH發生變化的原因是______________________________________。(2)冷卻水的進入口是________，無菌空氣的進入口是________。(3)若將此裝置用于酒精發酵或谷氨酸發酵，在發酵過程中，技術上的關鍵區別是____________________________________________________________________。(4)若培養過程中進料和放料的速度未變，但有效產物減少，如果是酒精發酵應該檢查____________，如果是谷氨酸發酵可能的原因是____________________________________________________________________。(5)圖中5的作用是_________________________________________________________________________________________________________________________。若此裝置損壞，對于無氧發酵，產量將________。答案(1)添加緩沖液代謝產物的積累或酸堿物質的消耗不均等(2)43(3)是否通入無菌空氣(4)通氣量溶氧量降低或pH降低(5)把無菌空氣打成細小的氣泡，增加溶氧量；使菌種與培養液充分接觸不受大的影響eq\a\vs4\al(課時精練)(時間：30分鐘)【基礎對點】知識點1發酵工程的基本環節1.(2023·河南洛陽高二階段練習)下列關于發酵工程的敘述，錯誤的是()A.發酵工程的中心環節是發酵罐內發酵B.發酵過程中應對發酵條件進行控制C.發酵工程的原料來源豐富、價格低廉，產物專一，在許多領域得到了廣泛應用D.發酵工程大多使用單一菌種進行發酵，所以生產過程不需要進行無菌操作答案D解析發酵過程中應對發酵條件進行控制，使發酵過程處于最佳狀態，B正確；發酵工程的原料來源豐富、價格低廉，產物專一，廢棄物對環境污染小，在食品工業、醫藥工業和農牧業等許多領域得到了廣泛應用，C正確；發酵工程大多使用單一菌種進行發酵，但是生產過程也需要進行無菌操作，D錯誤。2.發酵工程在現代生物工程中的地位越來越重要。下列有關發酵過程的敘述，錯誤的是()A.可以從自然界中選育出所需要的菌種B.要隨時取樣，檢測培養液的微生物數目、產物濃度等，以了解發酵進程C.在發酵過程中不需要向裝置中再添加必需的營養組分D.要嚴格控制溫度、pH、溶解氧等發酵條件答案C解析隨著發酵的進行，培養液中必需的營養組分減少，因此在發酵過程中需要及時向裝置中再添加必需的營養組分，C錯誤。3.下列關于發酵工程的說法，錯誤的是()A.發酵工程的產品是指微生物的代謝物和菌體本身B.可以通過人工誘變選育新品種C.培養基、發酵設備和菌種必須經過嚴格的滅菌D.環境條件的變化，不僅會影響菌種的生長和繁殖，而且會影響菌體代謝物的形成答案C解析發酵工程中所用菌種大多是單一菌種，因此，培養基和發酵設備都必須經過嚴格的滅菌，但菌種不能滅菌，否則整個發酵過程將無法進行，C錯誤。4.某高校采用如圖所示的發酵罐進行葡萄酒發酵過程的研究。下列敘述正確的是()A.為加快發酵速度，應使發酵液保持35℃的恒溫B.給發酵罐適時排氣，后期可縮短排氣間隔時間C.環境條件不僅會影響微生物的生長繁殖，還會影響微生物代謝物的形成D.若定期對培養液中酵母菌進行計數，只能采用稀釋涂布平板法答案C解析酵母菌發酵的適宜溫度為18～30℃，A錯誤；在發酵過程中需要給發酵罐適時排氣，隨著發酵過程的進行，產生的二氧化碳越來越少，后期可延長排氣間隔時間，B錯誤；若定期對培養液中酵母菌進行計數，除采用稀釋涂布平板法，還可以采用顯微鏡直接計數法，D錯誤。知識點2發酵工程的應用5.下列有關傳統發酵技術與現代工業發酵的描述，正確的是()A.傳統發酵技術與現代工業發酵都需要進行嚴格的無菌操作，防止雜菌的污染，如都要進行培養液的滅菌B.傳統發酵技術對發酵條件的控制主要通過人工控制，而現代工業發酵對發酵條件的控制是通過計算機控制系統進行全面的監測和控制C.制作泡菜的菌種是人工接種的純的乳酸菌菌種D.果酒制作、果醋制作以及腐乳的制作等都屬于現代工業發酵答案B解析傳統發酵技術與現代工業發酵都要進行無菌操作，但傳統發酵技術防止發酵液污染的措施主要是進行有關發酵裝置的消毒，滅菌不是很嚴格，傳統發酵技術利用的是原料中存在的微生物，培養液一般不需要滅菌，A錯誤；傳統發酵技術對發酵條件的控制主要是通過人工控制的，現代工業發酵對發酵條件的控制是通過計算機控制系統自動進行監測和控制的，B正確；制作泡菜屬于傳統發酵技術的應用，菌種來源于附著在原材料上的天然的乳酸菌，不需要人工接種，C錯誤；果酒制作、果醋制作以及腐乳制作屬于傳統發酵技術的應用，D錯誤。6.(2023·湖北荊門高二期末)與傳統發酵技術相比，發酵工程的產品種類更加豐富，產量和質量明顯提高。下列敘述錯誤的是()A.傳統發酵技術多是混合菌種發酵，發酵工程一般為純種發酵B.通過發酵工程可以從微生物細胞中提取單細胞蛋白C.發酵工程的產品主要包括微生物的代謝物、酶及菌體本身D.發酵工程通常可以采用連續培養的方法以最大限度地獲得人類所需的產品答案B解析單細胞蛋白是指以淀粉或纖維素的水解液、制糖工業的廢料等為原料，通過發酵獲得的大量的微生物菌體，B錯誤。7.下列關于發酵工程在食品工業上的應用的敘述，錯誤的是()A.生產傳統發酵產品，如利用產生蛋白酶的霉菌釀造醬油B.生產各種各樣的食品添加劑，可以改善食品的口味但不能增加食品的營養C.生產食品酸度調節劑，如檸檬酸可以通過黑曲霉的發酵制得D.生產酶制劑，少數酶制劑由動植物生產，絕大多數通過發酵工程生產答案B解析食品添加劑不僅可以增加食品的營養，改善食品的口味、色澤和品質，有時還可以延長食品的保存期，B錯誤。8.(2022·江蘇如皋模擬)紅酸湯是苗族人民的傳統食品，它顏色鮮紅、氣味清香、味道酸爽。以番茄和辣椒為原料的紅酸湯制作流程如下。下列相關敘述中正確的是()A.紅酸湯制作過程中用到的微生物主要是醋酸菌B.裝壇時加入成品紅酸湯是為了增加發酵菌種的數量C.裝壇時不裝滿的原因是為了促進微生物繁殖D.紅酸湯的制作中發酵時間越長，口味越純正答案B解析紅酸湯制作過程中要密封發酵，利用的微生物主要是厭氧菌，而醋酸菌是好氧菌，A錯誤；裝壇時加入成品紅酸湯是為了增加發酵菌種的數量，B正確；裝壇時壇口留有一點空間而不裝滿的目的是防止發酵后液體外溢，C錯誤；如果發酵時間過長，會影響口感，D錯誤。9.(2022·湖北卷，11)關于白酒、啤酒和果酒的生產，下列敘述錯誤的是()A.在白酒、啤酒和果酒的發酵初期需要提供一定的氧氣B.白酒、啤酒和果酒釀制的過程也是微生物生長繁殖的過程C.葡萄糖轉化為乙醇所需的酶既存在于細胞質基質，也存在于線粒體D.生產白酒、啤酒和果酒的原材料不同，但發酵過程中起主要作用的都是酵母菌答案C解析在白酒、啤酒和果酒的發酵初期需要提供一定的氧氣，讓酵母菌大量繁殖，再進行酒精發酵，A正確；白酒、啤酒和果酒釀制的過程也是微生物生長繁殖的過程，如發酵初期酵母菌大量繁殖，B正確；酒精發酵利用的菌種是酵母菌，葡萄糖轉化為乙醇所需的酶存在于細胞質基質，不存在于線粒體中，C錯誤，D正確。【綜合提升】10.利用農作物秸稈等纖維質原料生產的乙醇，經加工可制成燃料乙醇，從而減少了對石油資源的依賴。下圖為生產燃料乙醇的簡要流程，據圖分析錯誤的一項是()A.要得到微生物A，最好選擇富含纖維素的土壤采集土樣B.圖中②過程常用的微生物B是酵母菌C.微生物A和微生物B可利用的碳源相同D.可用纖維素酶制劑代替微生物A起作用答案C解析根據圖解可知，微生物A的碳源是纖維素，故要想獲得微生物A，最好選擇富含纖維素的土壤采集土樣，A正確；圖中②過程表示生產乙醇的過程，常用的微生物是酵母菌，B正確；微生物A所用碳源為纖維素，微生物B所用碳源為纖維素降解物，C錯誤；微生物A之所以能利用纖維質原料是因為其含有纖維素酶，故可用纖維素酶制劑代替微生物A起作用，D正確。11.(多選)(2023·山東師范大學附中高二期中)下列關于發酵工程及其應用的說法，正確的是()A.黑曲霉可以用于醬油、檸檬酸、凝乳酶的工業生產B.接種是發酵工程的中心環節C.用于發酵工程的菌種，可以從自然界中篩選，也可以通過基因工程育種或誘變育種獲得D.可以通過蒸餾、萃取等方法對單細胞蛋白進行分離、提純答案AC解析黑曲霉廣泛分布于世界各地的糧食、植物性產品和土壤中，是重要的發酵工業菌種，黑曲霉可以用于醬油、檸檬酸、凝乳酶的工業生產，A正確；發酵罐內發酵是發酵工程的中心環節，B錯誤；發酵工程中使用的優良性狀的菌種可以從自然界中篩選，也可以通過誘變育種或基因工程育種獲得，C正確；單細胞蛋白是微生物菌體，可采用沉淀、過濾等方法分離，而代謝產物則采用提取、分離和純化等辦法獲得，D錯誤。12.(多選)人類利用微生物發酵制作食品或將微生物發酵應用于醫藥、農牧業、工業已經有幾千年的歷史。下列關于微生物培養及利用的敘述，正確的是()A.利用以纖維素為唯一碳源的培養基可選擇培養纖維素分解菌B.為獲得純化的酵母菌菌落，可使用平板劃線法接種C.制作果醋時需要將醋酸菌保持在無氧條件下才能產生乙酸D.某些細菌產生的脲酶可分解土壤中的尿素，有助于植物對氮的吸收答案ABD解析纖維素分解菌在以纖維素為唯一碳源的培養基上能生長和繁殖，而其他微生物不能生長和繁殖，故能選擇培養纖維素分解菌，A正確；為獲得純化的酵母菌菌落，可使用平板劃線法接種，B正確；醋酸菌是一種好氧細菌，在氧氣充足時可產生乙酸，C錯誤；某些細菌產生的脲酶可催化尿素的分解，有助于植物對氮的吸收，D正確。13.(多選)(2023·山東日照一中高二期末)下圖表示啤酒工業化生產的簡要流程。下列說法正確的是()A.利用赤霉素處理大麥可省略制麥環節B.發酵開始前，對于發酵罐以及各種連接管道都需要進行徹底滅菌C.主發酵結束后，發酵液還要在低溫、密閉的環境下儲存一段時間進行后發酵D.糖化后期要煮沸并冷卻，均是為了抑制雜菌的生長答案ABC解析酵母菌不能直接利用淀粉，需要淀粉酶等將淀粉轉化成可利用的糖類，而制麥過程就是讓大麥發芽產生淀粉酶，赤霉素能促進淀粉酶的合成，進而促進淀粉分解成葡萄糖，利用赤霉素處理大麥可省略制麥環節，A正確；發酵開始前，對于發酵罐以及各種連接管道都需要進行徹底滅菌，這樣能夠更好地防止雜菌污染，B正確；主發酵結束后，發酵液還要在低溫、密閉的環境下儲存一段時間進行后發酵，這樣才能形成澄清、成熟的啤酒，C正確；糖化后期要煮沸并冷卻，煮沸是為了殺菌，冷卻是為了接種時保持酵母菌菌種的活性，D錯誤。14.下圖為發酵工程生產產品的流程圖，據圖回答下列問題：(1)若能生產人生長激素的工程菌是通過①培養的，①應該是________；若高產青霉素菌種是通過②培育的，②應該是________。(2)根據培養基的用途，可以將它們分為________培養基和________培養基。各種培養基的具體配方不同，但一般都含有________________________等營養成分。培養基在使用之前要用________法進行滅菌。(3)整個過程的中心環節是________，在該時期要隨時取樣檢測培養基中的________________等。同時。要嚴格控制________________等發酵條件，因為環境條件不僅會影響微生物的生長、繁殖，還會影響微生物________的形成。(4)在發酵過程中要不斷攪拌的目的是：①________________________________________________________________________________________________________________________________________；②____________________________________________________________________。(5)發酵產品分離、提純時要根據產品的類型選擇合適的方法。如果發酵產品是菌體本身，常常采用____________等方法分離、提純；如果發酵產品是微生物的代謝物，還要根據________采取適當的提取、分離和純化措施獲得產品。答案(1)基因工程誘變育種(2)選擇鑒別碳源、氮源、水、無機鹽高壓蒸汽滅菌(3)發酵罐內發酵微生物數量、產物濃度溶解氧、pH和溫度代謝物(4)增加溶氧量使菌種與培養液充分接觸，提高原料的利用率(5)過濾、沉淀產物的性質15.某地葡萄滯銷，運輸困難。為了減少損失，果農們在技術人員的指導下，開始制作果汁、果酒、果醋等產品。下圖是某果農設計的葡萄酒和葡萄醋的工藝流程。回答下列問題。(1)將葡萄破碎、除梗之前，通常利用________對葡萄進行消毒。為了提高____________，在葡萄壓榨前可加入一定濃度的纖維素酶和果膠酶。(2)甲發酵罐一般會在頂部采用____________進行密封，目的是防止空氣進入，排出發酵罐中CO2。發酵一段時間后，觀察甲發酵罐不再有____________，說明發酵完畢。待甲發酵罐中發酵結束后，若要直接轉入果醋發酵，除了要接種醋酸菌，還要改變發酵條件，具體的方案為____________________________________________________________________________________________________________。(3)將葡萄酒稀釋后加入醋酸菌也可進行果醋發酵。果醋發酵過程中需要對發酵液進行不斷地攪拌，目的是___________________________________________________________________________________________________________________(答出2點)。在果酒和果醋制作的過程中，培養液pH的變化趨勢分別為____________。答案(1)高錳酸鉀溶液出汁率(2)加水的方式氣泡冒出將發酵溫度提高至30～35℃，通入