微生物的营养、生长与代谢-微生物的代谢

微生物代谢途径微生物学及操作技术

微生物代谢的定义1

微生物代谢2

微生物的初级代谢及次级代谢3目录页CONTENTSPAGE1微生物代谢定义细胞内发生的各种化学反应总称可以分为分解代谢和合成代谢复杂分子（有机物）

转变成小分子，并生成能量的过程及逆过程过渡页TRANSITIONPAGE微生物代谢包括上述所有内容2微生物代谢微生物脱氢的的主要途径EMP途径HMP途径ED途径递氢、受氢和ATP的产生能量转化

过渡页TRANSITIONPAGE一、微生物脱氢的主要途径微生物代谢1、EMP途径糖酵解是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应，EMP定义又称糖酵解途径，是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径是葡萄糖在生物体内进行有氧或无氧分解的共同途径；

通过糖酵解，生物体获得生命活动所需要的能量；

形成多种重要的中间产物，为氨基酸、脂类合成提供碳骨架；

为糖异生提供基本途径。EMP的生物学意义一、微生物脱氢的主要途径微生物代谢1、EMP主要反应历程第一阶段：葡萄糖的磷酸化

第二阶段：磷酸己糖的裂解第三阶段：磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸和ATP的生成

一、微生物脱氢的主要途径

微生物代谢2、HMP途径（又称戊糖磷酸途径）HMP是一条葡萄糖不经EMP途径和TCA循环途径而得到彻底氧化，并能产生大量NADPH+H+形式的还原力和多种中间代谢产物的代谢途径1.葡萄糖经过几步氧化反应产生核酮糖-5-磷酸和CO22.核酮糖-5-磷酸发生同分异构化或表异构化而分别产生核糖-5-磷酸和木酮糖-5-磷酸3.上述各种戊糖磷酸在无氧参与的情况下发生碳架重排，产生己糖磷酸和丙糖磷酸一、微生物脱氢的主要途径

微生物代谢3、ED途径（2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸裂解途径））ED途径的特征反应是2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛；ED途径的特征酶是2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）醛缩酶；ED途径中的两分子丙酮酸来历不同，一分子由2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸直接裂解产生，另一分子由磷酸甘油醛经EMP途径转化而来；1摩尔葡萄糖经ED途径仅产生1摩尔ATP。此途径,好氧时与TCA循环相连，厌氧时进行乙醇发酵。二、递氢、受氢和ATP的产生微生物分解代谢包括几个部分呼吸作用：电子载体不是将电子直接传递给底物降解

的中间产物，而是交给电子传递系统，逐

步释放出能量后再交给最终电子受体。发酵：有机物氧化释放的电子直接交给本身未完全氧

化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。电子传递及氧化呼吸链：推动电子从还原型辅酶顺势而下，直至转移到分子氧。二、递氢、受氢和ATP的产生微生物分解代谢呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸有氧呼吸：各种发酵产物，彻底杨华升成CO2和水，释放出大量能量；无氧呼吸：电子受体不是氧，而是而是NO3-、NO2-、SO42-、S2O32-、CO2等无机物,或延胡索酸（fumarate）等有机物。呼吸作用的主要特点1.呼吸作用2.发酵3.电子传递和呼吸链二、递氢、受氢和ATP的产生

微生物分解代谢1

呼吸作用☆在有氧存在下，微生物利用葡萄糖，彻底氧化分解释放出CO2和H2O，及大量能量。二、递氢、受氢和ATP的产生微生物分解代谢2

发酵作用传统发酵食品发酵过程☆微生物在无氧条件下，发酵生成酒精、乳酸等食品工业原料。二、递氢、受氢和ATP的产生微生物分解代谢3

电子传递和呼吸链部位：在真核细胞发生在线粒体内膜上，在原核细胞发生在质膜上。成员：从NAD到O2，主要包括FMN、CoQ、细胞色素b、c1

c

a

a３和一些铁硫旦白。按照它们的氧化还原电势大小排列，电子传递次序如下：3微生物初级代谢及次级代谢初级代谢次级代谢初级代谢与次级代谢比较过渡页TRANSITIONPAGE一、初级代谢微生物初级代谢及次级代谢微生物从外界吸收各种营养物质,通过分解代谢和合成代谢,生成维持生命活动所必需的物质和能量的过程,称为初级代谢。又叫基本代谢又叫基本代谢二、次级代谢微生物初级代谢及次级代谢某些生物为了避免在初级代谢过程某种中间产物积累所造成的不利作用而产生的一类有利于生存的代谢类型.可以认为是某些生物在一定条件下通过突变获得的一种适应生存的方式.通过次级代谢合成的物通常称为次级代谢产物,大多是分子结构比较复杂的化合物.根据其作用,可将其分为抗生素激素、生物碱、毒素及维生素等类型。又叫次生代谢微生物代谢应用微生物学及操作技术

微生物发酵的含义1发酵在食品工业上的应用2

微生物在其他方面应用3目录页CONTENTSPAGE1发酵的含义及内容菌种的选育培养基的配置灭菌扩大培养和接种发酵过程分离提纯发酵进程过渡页TRANSITIONPAGE直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术一、发酵的具体内容（一）发酵的含义及内容从自然界中先分离出相应的菌种；利用诱变筛选出符合生产要求的优良菌种

；利用基因工程、细胞工程的方法构建工程细胞或工程菌。菌种选育根据不同的菌种，选择不同的材料配制培养基；培养基的营养要协调，以利于产物的合成；培养基在满足微生物的营养需求的基础上应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。培养基配置在发酵过程中如混入其他微生物，将与菌种形成竞争关系，对发酵过程造成不良影响

。灭

菌二、发酵的具体内容（二）发酵的含义及内容发酵产物：

发酵产物主要在菌体生长的稳定期产生。2.发酵进程

在发酵过程中随时取样检测培养液中细菌数目、产物浓度以了解发酵进程，及时添加必需的培养基成分来延长菌体生长稳定期的时间，以得到更多的发酵产物

。3.发酵条件

发酵生产中温度、pH、溶氧量等对发酵过程有重大影响。发酵过程发酵产物不同，分离提纯的方法会有所不同，产物分离、提纯的一般方法是：代谢产物：蒸馏、萃取、离子交换等方法。菌体本身：过滤、沉淀。分离提纯扩大培养：扩大培养是将培养到对数期的菌体分开，分头进行培养，以促使菌体数量快速增加，能在短时间里得到大量的菌体

接种：有了用于生产的充足的菌体，接种过程中要注意防止杂菌污染。扩大培养和接种2发酵在食品工业上的应用发酵酒类发酵醋类发酵酱油发酵乳制品发酵面制品

过渡页TRANSITIONPAGE一、发酵酒类发酵在食品工业上的应用酒类：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用酿酒酵母，在厌氧条件下进行发酵，将葡萄糖转化为酒精生产的。果酒和啤酒是非蒸馏酒，发酵时酵母将果汁中或发酵液中的葡萄糖，转化为酒精，而其他营养成分会部分被酵母利用，产生一些代谢产物，如氨基酸、维生素等，也会进入发酵的酒液中。二、发酵醋类发酵在食品工业上的应用醋类：是由醋酸杆菌在好氧条件下发酵，将固体发酵产生的酒精转化为醋酸生产的。三、发酵豆制品发酵在食品工业上的应用酱：以大豆和少量面粉为原料，蒸煮后在空气中自然发酵。发酵过程主要是能够产生蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的霉菌，将大豆中的蛋白质、脂肪、淀粉分解，产生出氨基酸、多肽、甘油、脂肪酸等多种物质。四、发酵乳制品发酵在食品工业上的应用酸奶：牛奶在厌氧条件下，由乳酸菌发酵，将乳糖分解，并进一步发酵产生乳酸和其他有机酸，以及一些芳香物质和维生素等；同时蛋白质也部分水解。五、发酵面制品发酵在食品工业上的应用面包、馒头：现在的面包均是利用活性干酵母经活化后，与面粉混合发酵，再加入各种添加剂，经蒸或烤制生产的。3微生物发酵在其他方面应用制药业轻工