第5章微生物代谢.ppt

EMP 2、发酵类型 （1） 乙醇发酵 酵母型乙醇发酵 葡萄糖 2丙酮酸 2乙醛+ CO2 2乙醇 + 2 ATP 条件：pH 3.5-4.5 , 厌氧 菌种：酿酒酵母、少数细菌（胃八叠球菌、解淀粉欧文氏菌等） 磺化羟基乙醛↓ 磷酸二羟丙酮 甘油 Pi NaHSO3 1乙酸 1乙醇 碱性 优点：代谢速率高，产物转化率高，发酵周期短等。 缺点：生长pH较高，较易染杂菌，并且对乙醇的耐受力较酵母菌低. 细菌型乙醇发酵 P106 ED 2乙醇 + 1ATP 发酵单胞菌和嗜糖假单胞菌 葡萄糖 2丙酮酸 三、发酵（fermentantion） 葡萄糖 甘油醛-3-磷酸 1,3-二磷酸甘油酸 丙酮酸 NAD+ NADH+H+ X Y NAD+ NADH+H+ 乳酸 NAD+ NADH+H+ 葡萄糖 甘油醛-3-磷酸 葡萄糖 甘油醛-3-磷酸 丙酮酸 X Y 葡萄糖 甘油醛-3-磷酸 （2）乳酸发酵 P107 同型乳酸发酵 德氏乳杆菌、植物乳杆菌等 EMP途径 葡萄糖 丙酮酸 乳酸 乳酸脱氢酶 异型乳酸发酵 肠膜明串珠菌（PK） 两歧双歧杆菌（PK、HK） PK途径（磷酸酮解酶途径） 甘油醛- 3-磷酸 乙酸 丙酮酸 乳酸 磷酸戊糖酮解酶途径（肠膜明串珠菌、番茄乳杆菌、 甘露醇乳杆菌、短杆乳杆菌 ） 葡萄糖 木酮糖- 5-磷酸 乙酰磷酸 特征性酶 木酮糖解酮酶 乙酰磷酸 乙酰磷酸 核糖- 5-磷酸 乙酸 果糖- 6-磷酸 乳酸 乙酸 磷酸己糖酮解酶途径——又称HK途径（两歧双歧杆菌） 葡萄糖 果糖- 6-磷酸 特征性酶 磷酸己糖解酮酶 赤藓糖- 4-磷酸 酸甘油醛-3-磷 木酮糖- 5-磷酸 戊糖解酮酶 乳酸发酵的应用 (补充) 牛奶变酸、生产酸奶、渍酸菜、 泡菜、青贮饲料都是乳酸发酵 市场调查:乳酸菌奶饮料中的微生物有哪些? (商家、饮料名称、生产厂家、生产日期、保藏方式） 通道侗族自治县阳烂村老人节饮食 中国传统酸肉发酵过程中微生物的消长变化 　 　李宗军、江汉湖，微生物学通报，2004,Vol.31 (4) :9-13　 明串珠菌═腐败及病原菌 微球菌 米醋乳杆菌 片球菌 球拟酵母 发酵20 d 内, 营养丰富、O2较多 pH下降， O2消耗 厌氧或兼性厌氧微生物成为优势 pH下降、产生AA 肠细菌、G- 腐败和致病菌被抑制 有机酸、产生AA、 细菌素 耐盐、缺乏发酵性糖时生长 AA、VB 酸肉发酵过程中微生物的消长变化 丙 酮 酸 乳酸 乙酸 （3）混合酸发酵 P107 肠道菌（E.coli、Salmonella 、Shigella等) 葡萄糖 乳酸脱氢酶 乙酰-CoA 甲酸 CO2 H2 磷 乙酸 酸转 激乙 酶 酰 基 酶 乙醇 乙乙醇醛脱脱氢氢 酶酶 丙 酮 酸 甲 酸 解 酶 草酰乙酸 丙酸 PEP 羧化酶 E.coli与志贺氏菌的区别： 葡萄糖发酵试验中： E.Coli 产气肠杆菌 志贺氏菌无此酶，故发酵葡萄糖不产气。 甲酸 CO2 ↑+ H2 ↑ 甲酸氢解酶 （4） 丁二醇发酵（2，3--丁二醇发酵） —— 肠杆菌、沙雷氏菌、欧文氏菌等 丙酮酸 乙酰乳酸 3-羟基丁酮 乙二酰 红色物质 乙酰乳酸脱氢酶 丁二醇 V.P.试验的原理 精氨酸胍基 OH-、O2 中性 产气肠杆菌：甲基红（-） E.coli：甲基红（+） 两个重要的鉴定反应： 1. V.P.实验 2.甲基红（M.R）反应 产气肠杆菌： V.P.试验（＋） E.coli： V.P.试验（－） 2丙酮酸 2乙酰-CoA 乙酰-乙酰 CoA 丙酮 丁醇 缩合 （5）丙酮-丁醇发酵 严格厌氧菌进行的 唯一能大规模生产的发酵产品。 （丙酮、丁醇、乙醇混合物，其比例3：6：1） 丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutyricum) CO2 CoA转移酶 （3）产多种发酵产物 发酵的特点： （1）通过底物水平磷酸化产ATP，产能率低； 2）葡萄糖氧化不彻底，大部分能量存在于发酵产物中； 为什么产能率低？ 发酵是通过什么方式产生ATP ？ 为什么不同微生物发酵产物不同？ 原核微生物：胞质中，仅琥珀酸脱氢酶在膜上 真核微生物：线粒体内膜上 2 个产能的环节：Kreb 循环、电子传递。 四、呼吸（respiration）P107 定义：从葡萄糖或其他有机物质脱下的电子或氢经过系列载体最终传递给外源 O2 或其他氧化型化合物并产生较多ATP的生物氧化过程。 有氧呼吸（aerobic respiration） 无氧呼吸（anaerobic respiration） 1.有氧呼吸 （1）为细