发酵机制1-2节ppt课件

1、微生物的代谢与机制周世代谢与发酵机制代谢与发酵机制代谢的核心：大分子物质降解后的吸收和代谢转化，并涉及能量的转化。1. 发酵机制：微生物通过其代谢活动，利用基质合成目的产物的内在规律。2. 发酵产物多样：酒精、有机酸、氨基酸、小肽、蛋白质、核苷酸、抗生素、维生素、多糖、脂肪等。，代谢的核心代谢的核心-大分子物质大分子物质的降解的降解一碳源：淀粉、纤维素例如：酵母发酵只能利用单糖为主的可发酵糖，培养基就要利用淀粉酶与糖化酶进行水解，或利用米曲霉、黑曲霉、根酶等霉菌产生的淀粉水解酶分解成单糖后利用。 工业淀粉的水解方法： 1酸解法，利用HCI

2、、H2SO4、H3PO4、HBr等酸，可将淀粉的糖苷键断开。见书P25淀粉水解淀粉水解2酶解法，常用双酶水解法。 即利用a-淀粉酶，将淀粉转化成糊精和低聚糖，称为淀粉的“液化” ； 再利用糖化酶“糖化”，进一步转化成单糖、双糖。3酸酶水解法。 即先用酸“液化”，再用酶“糖化”。优点？ 酶解葡萄糖得率高，酸解时间短。例如：淀粉制果葡糖浆？ 纤维素水解纤维素水解1纤维素组成复杂： 不仅有结晶区和非结晶区，导致难水解； 而且有6碳糖和5碳糖，导致难利用，如木质素水解产生，酵母发酵酒精就无法利用；2纤维素利用的成本高，难集中，如农民地中烧玉米秸秆、水稻杆，同时污染环境。热爆、离子液体与酶水解，成本相对

3、高，且缺少能够利用其它成分与元素。3纤维素如何开发利用？ 糖蜜利用糖蜜利用糖蜜：-甘蔗、甜菜糖厂的副产物又称桔水），含50%左右的蔗糖和转化糖，可被利用，但是还含有其它难利用成分，需要处理。1冷酸通风处理法： 先将糖蜜稀释到500Bx，加入0.20.3%浓硫酸，通气1h，静止8h，取上清。2热酸处理法： 将500Bx糖蜜先调pH到44.5，再加热到80-90，通风0.5h和静止812h，3添加絮凝剂澄清处理法：如聚丙烯酰胺n=4万），但防止单体丙烯酰胺。三、三、 葡萄糖分解代谢与工业发酵葡萄糖分解代谢与工业发酵获得葡萄糖后就进入微生物发酵阶段获得葡萄糖后就进入微生物发酵阶段 葡萄糖 丙酮酸 途

4、径-EMP、HMP、ED、PKC6H12O6+2ADP+2Pi+2NAD 2CH3COCOOH+2ATP+2NADPH2丙酮酸 ？产物 进行各种发酵，一般以产物来命名，如乙醇、乳酸、甘油等等。无氧条件下EMP途径HMP途径ED途径多多罗夫途径葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖4-磷酸赤藓糖ATPADPPi5-磷酸戊糖乙酰磷酸乙酰CoAPKPK磷酸解酮酶途磷酸解酮酶途径径 PPK途径 PHK途径TCA循环丙酮酸前为什么有多途径？1. 乙醇 糖代谢的 厌氧发酵产物糖酵解阶段：16C糖3C糖，耗费 2个ATP,23C糖丙酮酸，生成 4个ATP,该过程经10多步反应，包括激酶、变位酶、异构酶、脱氢酶四类

5、酶，而丙酮酸进入TCA循环后生成不同产物。1.乙醇发酵酵母菌乙醇发酵EMP途径 C6H12O6+2ADP 2C2H5OH+2ATP+2CO2+2H2O细菌的乙醇发酵(运动发酵单胞菌) ED途径C6H12O6+ADP 2C2H5OH+ATP+2CO2+H2O酵母酒精发酵葡萄糖 丙酮酸CO2+乙醛乙醇1.葡萄糖生成乙醇的总反应式： 葡萄糖2ADP+2磷酸2乙醇+ 2CO22ATP+104.6kJ。能量的利用率？2800kJ 1335kJ/mol 1mol葡萄糖生成2mol乙醇，质量理论转化率为： 246.05100/180.151.1 例如：发酵液500m3x16%糖=含8x104kg 糖 =8x104kg糖/0.18(kg/mol)=4.44x105mol糖。 发酵产热= 4.44x105mol x104.6kJ/mol =4.65x107kJ= 1.13x107 kcal 。 可将113吨水从0加热到100，或将500m3发酵液从30 加热到52，升高22 ，发酵控温。乙醇生成的能量利用？乙醇生成的能量利用？ 酿酒中含：乙醇、酯、甲醇、高级醇、有机酸、醛酮等多种成分，原因是？酿造酒中多种成分的产生原因酿造酒中多种成分的产生原因19葡萄糖酵解的全过程图，220（5丙酮酸的不同去路 不同的菌体和不同的工艺条件下， NADH+H+ 因 H2的受体不