第六章 微生物发酵机理课件.pptVIP

主讲：鲍成满;微生物发酵机理：是指微生物通过其代谢活动，利用基质合成人们所需要的产物的内在规律。 代谢控制发酵：人为地改变微生物的代谢调控机制，使有用中间代谢产物过量积累。;第一节 微生物基础物质代谢 第二节 厌氧发酵产物的合成机制 第三节 好氧发酵产物的合成机制;第一节 微生物基础物质代谢;氮源：蛋白质及其分解产物，无机含氮物，分子态氮。 过程：蛋白质被肽酶分解生成氨基酸，经脱氨作用生成有机酸，脱羧作用生成氨类。;PEP;微生物能量代谢：把最初能源转换成生命活动能使用的通用能源ATP。;微生物能量的获取方式;EMP途径将一分子葡萄糖转变成两分子丙酮酸；产生2分子ATP和2分子NADH。 HMP途径将一分子6-磷酸葡萄糖转变为1分子3-磷酸甘油醛，3分子CO2和6分子NADPH。 ED途径将1分子葡萄糖转变为2分子丙酮酸，1分子ATP，1分子NADPH和1分子NADH。 PK途径将1分子葡萄糖转变为1分子乳酸、1分子CO2和一分子乙醇或乙酸。;葡萄糖;GTP;磷酸戊糖途径(HMP);电子载体： 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸NADH (nicotinamide adenine dinucleotide)，又称辅酶Ⅰ (Co Ⅰ) 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)，又称辅酶Ⅱ (Co Ⅱ) 黄素单核苷酸 FMN ;FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)的生物化学功能： 主要使饱和酰基衍生物脱氢形成α,β-不饱和酰基衍生物。 ;辅酶 A用HSCoA表示；其乙酰 化产物：CH3COSCoA，是一个新陈代谢的调节者，也可以看作是新陈代谢的钥匙，在生物化学中占有重要的位置。;2 微生物的呼吸 将电子交给NAD（P）或FAD（或FMN）等点子载体，通过电子传递链，经逐步释放出能量后再交给最终电子受体。;1NADH----3ATP 1FADH----2ATP;3 光能微生物的能量代谢 光合细菌中存在菌绿素 通过环式光合磷酸化作用产生ATP。 4 化能自养微生物的能量代谢 无机物氧化获得ATP和NADH或NADPH;第二节厌氧发酵产物的合成机制;葡萄糖;C6H12O6+2ADP+2Pi+2NAD+ 2CH3COCOOH +2ATP+2NADH2;己糖激酶;1.酵母菌的乙醇发酵：;C6H12O6+2ADP+2Pi 2CH3CH2OH +2ATP+2CO2;概念：有氧条件下，发酵作用受抑制的现象（或氧对发酵的抑制现象）。;酵母菌乙醇发酵中的副产物;2.细菌的乙醇发酵：;;3.甘油发酵;用途： 1 医学方面，用以制取各种制剂、溶剂、吸湿剂、防冻剂 2 食品中用作甜味剂、烟草剂的保湿剂 3 工业汽车和飞机燃料以及油田的防冻剂;甘油发酵机制：;2ATP;碱法甘油发酵酒精酵母在碱性（pH7.6以上）的条件下，发酵产生的乙醛不能作为受氢体，而是２分子乙醛之间发生歧化反应，相互氧化还原，生成等量的乙醇和乙酸。此时，由３－磷酸甘油醛脱氢生成的 NADH+H+用来还原磷酸二羟丙酮，并进而生成甘油．;2C6H12O6+H2O;二 乳酸发酵;乳酸菌能利用葡萄糖及其他相应的可发酵的糖产生乳酸，称为乳酸发酵。 同型乳酸发酵：在乳酸发酵过程中，发酵产物中只有乳酸；（经EMP途径） 异型乳酸发酵：发酵产物中除乳酸外，还有乙醇、乙酸及CO2等其它产物的。（磷酸酮解途径）;葡萄糖;6-磷酸葡萄糖;2 葡萄糖;第三节 好氧发酵产物合成机制;GTP;磷酸烯醇式丙酮酸;PEP;柠檬酸是目前世界上以生物化学方法生产，产量最大的有机酸。 我国是柠檬酸的第一大生产国，估计年产约50万吨 欧洲是柠檬酸的第二大生产地，产量约30万吨 美国柠檬酸年产量约25万吨;用途 1 食品：配制各种水果型的饮料以及软饮料,各种肉类和蔬菜在腌制加工时，加入或涂上柠檬酸可以改善风味，除腥去臭，抗氧化； 2 化工纺织：可作化学分析用试剂，用作实验试剂、色谱分析试剂及生化试剂； 3 化妆品：用于乳液、乳霜、洗发精、美白用品、抗老化用品。;??黑曲霉;葡萄糖;总反应式： 2C6H12O6+3O2 2C6H8OH+4H2O ;柠檬酸合成的代谢调节;第二个调节点：CO2固定的酶活力高，保证草酰乙酸的供应;氨基酸发酵;氨基酸发酵的代谢控制 谷氨酸发酵机制;控制发酵的环境条件 控制细胞渗透性 控制代谢旁路 降低反馈作用物的浓度 消除终产物的反馈抑制与阻遏作用 促进A