黄酒源于中国，与啤酒、葡萄酒并称世界三大发酵酒。发酵酒的酿造过程中除了产生乙醇外，也产生不利于人体健康的氨基甲酸乙酯（ EC ）。 EC 主要由尿素与乙醇反应形成，各国对酒中的 EC 含量有严格的限量标准。回答下列问题 :

(1) 某黄酒酿制工艺流程如图所示，图中加入的菌种 a 是 ，工艺 b 是 （填 “ 消毒 ” 或 “ 灭菌 ” ），采用工艺 b 的目的是 。

(2) 以尿素为唯一氮源的培养基中加入 指示剂，根据颜色变化，可以初步鉴定分解尿素的细菌。尿素分解菌产生的脲酶可用于降解黄酒中的尿素，脲酶固定化后稳定性和利用效率提高，固定化方法有 （答出两种即可）。

(3) 研究人员利用脲酶基因构建基因工程菌 L ，在不同条件下分批发酵生产脲酶，结果如图所示。推测 是决定工程菌 L 高脲酶活力的关键因素，理由是 。

(4) 某公司开发了一种新的黄酒产品，发现 EC 含量超标。简要写出利用微生物降低该黄酒中 EC 含量的思路 。

答案

(1) 酵母菌     消毒

目的是杀死啤酒的中大多数微生物，并延长其保存期

(2) 酚红     化学结合法、包埋法、物理吸附法

(3)     pH 两图中脲酶活力随时间变化的曲线基本一致，而维持 pH 在 6.5 不变与 pH 从 6.5 降为 4.5 相比较而言，酶活力值始终要高

(4) 方案一：配置一种选择培养基，筛选出产生 EC 降解酶的细菌，从细菌中分离得到 EC 降解酶，纯化的 EC 降解酶进行固定化操作后，加入该黄酒中。

方案二：配置一种选择培养基，筛选出产生脲酶的细菌，从细菌中分离得到脲酶，纯化的脲酶进行固定化操作后，在黄酒工艺流程的发酵环节中加入。

【分析】由于细菌分解在尿素的过程中合成脲酶，脲酶将尿素分解成氨，会使培养基碱性增强， pH 升高，所以可以用检测 pH 的变化的方法来判断尿素是否被分解，可在培养基中加入酚红指示剂，尿素被分解后产生氨， pH 升高，指示剂变红。

【详解】（ 1 ）制造果酒利用的是酵母菌的无氧呼吸，加入的菌种 a 是酵母菌。过滤能除去啤酒中部分微生物，工艺 b 是消毒，目的是杀死啤酒的中大多数微生物，并延长其保存期。

（ 2 ）由于细菌分解尿素的过程中合成脲酶，脲酶将尿素分解成氨，会使培养基碱性增强， pH 升高，所以可以用检测 pH 的变化的方法来判断尿素是否被分解，故在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂可以鉴别尿素分解菌。固定化酶实质上是将相应酶固定在不溶于水的载体上，实现酶的反复利用，并提高酶稳定性，酶的各项特性（如高效性、专一性和作用条件的温和性）依然保持。固定化酶的方法包括化学结合法、包埋法、物理吸附法等。

（ 3 ）对比两坐标曲线，两图中脲酶活力随时间变化的曲线基本一致，说明培养时间不是决定因素；而维持 pH 在 6.5 不变与 pH 从 6.5 降为 4.5 相比较而言，酶活力值始终要高，说明 pH 为 6.5 时，有利于酶结构的稳定，故 pH 是决定工程菌 L 高脲酶活力的关键因素。

（ 4 ）从坐标图形看，利用脲酶消除其前体物质尿素可降低该黄酒中 EC 含量。配置一种选择培养基，筛选出产生 EC 降解酶的细菌，从细菌中分离得到 EC 降解酶，纯化的 EC 降解酶进行固定化操作后，加入该黄酒中。或者配置一种选择培养基，筛选出产生脲酶的细菌，从细菌中分离得到脲酶，纯化的脲酶进行固定化操作后，在黄酒工艺流程的发酵环节中加入。