微生物产品各论

微生物产品各论微生物产品各论

微生物产品初级代谢产品

次级代谢产品：

好氧发酵厌氧发酵：好氧发酵

葡萄糖丙酮酸有氧发酵无氧呼吸柠檬酸氨基酸其他有机酸次级代谢产物酒精乳酸甘油丁醇第九章厌氧发酵产品

一、乙醇二、甘油三、乳酸第一节乙醇发酵产品

风味乙醇产品纯乙醇产品

一、乙醇发酵微生物

细菌：运动发酵单孢菌、梭菌属

酵母菌：

酵母菌-----应用最广泛的真菌酵母菌的发酵

食品菌种啤酒卡尔斯伯酵母和酿酒酵母葡萄酒，烈性苹果酒椭圆酿酒酵母烈性蒸馏酒酿酒酵母清酒清酒酵母和曲霉菌酱油米曲霉和酵母属奶酒乳链球菌和酵母菌豆酱鲁氏酵母和霉菌

啤酒酵母（Saccharomycescerevisiae)

发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖及半乳糖，不能发酵乳糖及蜜二糖。对棉子糖发酵1/3。葡萄酒酵母（S.uvarum）发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖及半乳糖、蜜二糖。不能发酵乳糖。不能完全发酵棉子糖。

鲁氏酵母(Saccharomycesrouxii)嗜高渗透压。高含糖物料中生长、酱油和酱中起作用。酒精发酵力不强、但能由醇生成酯。生成酱油香味成分。能发酵葡萄糖及麦芽糖、不能发酵蔗糖、乳糖及半乳糖。

异常汉逊酵母(Hansenulasanomala)发酵酒精、形成乙酸乙酯、增香。

粉状毕赤氏酵母食品工业有害菌，但能利用石油、农副产品下脚料培养、生产单细胞蛋白。酿酒酵母菌的生活史乙醇产品啤酒果酒黄酒配制酒蒸馏酒、乙醇二、乙醇发酵产品

啤酒

葡萄酒

蒸馏酒

乙醇原料啤酒

酵母麦芽其他淀粉原料啤酒花水水糊精酒精二氧化碳未发酵糖蛋白,芳香物质,等啤酒的发酵生产麦芽酶其他蛋白

淀粉类糊精麦芽糖

酒精二氧化碳

泡沫

香味淀粉

麦芽的制造过程浸麦槽发芽室焙烤炉除根

糖化间水大麦

2-2.5天放水

5-7天

浅色麦芽,80℃深色麦芽105℃45%水3-4%水?α产生Β升高

啤酒的酿造流程为什么啤酒的酿造过程相对来说耐污染能力较强？葡萄酒生产者--------椭圆酿酒酵母葡萄酒的发酵生产葡萄酒生产的流程葡萄酒的种类甜佐餐葡萄酒香槟普通葡萄酒红葡萄酒白葡萄酒干葡萄酒蒸馏酒蒸馏酒

淀粉为原料利用酶将淀粉转化成糖由糖类原料发酵，部分芳香物质会馏出制得十分纯净的酒精，再添加香味

威士忌白兰地朗姆酒伏特加

白酒

白酒的定义以曲类、酒母为糖化发酵剂，利用淀粉质(糖质)原料，经蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、陈酿和勾兑而酿制而成的各类白酒。现代将白酒分为固态法白酒、固液结合法白酒和液态法白酒三类。

固态法白酒小曲酒麸曲酒大曲酒以大曲为糖化发酵剂，大曲:小麦、大麦，加上一定数量的碗豆

酒质量较好小曲是以稻米为原料制成的，多采用半固态发酵，南方的白酒多是小曲酒。以纯培养的曲霉菌及纯培养的酒母作为糖化、发酵剂，发酵时间较短白酒酱香型清香型米香型浓香型以茅台酒为代表。酱香柔润为其主要特点。发酵工艺最为复杂。所用的大曲多为超高温酒曲泸州老窖特曲、五粮液为代表，以浓香甘爽为特点，以高梁为主，发酵采用混蒸续渣工艺。发酵采用陈年老窖，也有人工培养的老窖。浓香型白酒的产量最大。以桂林三花酒为代表，特点是米香纯正，以大米为原料，小曲为糖化剂。以汾酒为代表，其特点是清香纯正，采用清蒸清渣发酵工艺，发酵采用地缸。1、酱香型酒•

以高粱为原料、以高温大曲为糖化发酵剂、石窖堆料固态续糟发酵、固态蒸馏生产而成。主体香为4-乙基愈创木酚。•

代表酒----茅台酒，产于贵州省茅台镇。以高粱为原料，加曲发酵，发酵后经数次蒸馏提取的酒液无色透明。再放人缸中陈化，时间为3年至数十年不等。酒味香浓醇厚，酒度53。誉称为中国第一名酒。在国际市场上的价格可与法国干邑白兰地相比。2、浓香型酒•

以谷物为原料、以高温大曲为糖化发酵剂、泥窖固态续糟发酵、固态蒸馏生产而成。主体香为己酸乙酯。•

代表酒1----泸洲老窖特曲，以高粱为原料，高温大曲为糖化发、酵剂、泥窖固态续糟发酵，经多次蒸馏，制得的酒液清亮透明，酒味浓郁香醇，酒度60。蝉联五届全国名酒。•

代表酒2---五粮液，四川省宜宾市产。以高粱。糯米、小麦和玉米为原料，加曲发酵，采用老窖发酵的方法，发酵后也经数次蒸馏。获取的酒液清澈透明。味道醇厚清夷，酒度为60度。全国名酒，多次获金奖。

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代表酒3---剑南春酒，四川省绵竹产。以高粱、大米、糯米、玉米、小麦为原料，加入麦曲发酵，经多次蒸馏。酒液无色透明，味道芳香浓郁，酒度60，全国名酒。3、清香型酒•

采用清蒸二次清的工艺，以谷物为原料、以中大曲为糖化发酵剂、用陶缸固态发酵、固态蒸馏生产而成。主体香是醋酸乙酯和乳酸乙酯。•

代表酒---汾酒，山西省汾阳产。以高粱为原料，用麦曲加入发酵，采用数次蒸馏。所得的酒液清香郁雅，酒度60。为古今名酒。全国名酒5、米香型酒以大米为原料，以小曲(酒药、酒饼)为糖化发酵剂，采用半固态、固态发酵，经蒸馏而成的白酒。代表酒1---桂林三花酒，以大米为原料，以小曲(酒药)为糖化发酵剂，采用半固态先培菌糖化、后发酵生产工艺发酵，经蒸馏而成，于山洞陈酿生产而成的白酒。全国优质酒。

浓香型大曲酒，以高梁为主要原料，采用中温培养的大曲，大曲用大麦、小麦、并配以一定比例的豌豆培养而成。发酵采用泥窖作发酵容器。浓香型大曲酒的工艺流程┌─→出窖堆放───┐│↓│大曲发酵酒醅高梁谷糠水│↓│↓││打碎│破碎││↓│↓│碾细│润料清蒸│↓│↓││过筛│预蒸││↓│↓││大曲粉└───→配料←──────┘││↓││装甑┌──→酒头（作调味酒等）││↓│││蒸粮、蒸酒───┼──→蒸馏酒（入库）││││↓│└───────┐↓│贮存││出甑│↓││││勾兑│↓↓↓↓└────入窖发酵←加曲←加水尾酒包装↑│↓└───────────────┘成品酒现代浓香型大曲酒的生产工艺清洁燃料杀菌剂有机溶剂化工原料饮料酒精酒精发酵能源----战略物质之一

世界----能源危机能源不可再生可再生石油煤炭天燃气风能太阳能生物质生物质乙醇甲烷氢气乙醇---既具潜力又具竞争力的清洁能源能源枯竭，世界范围的油价上涨发酵乙醇的售价接近汽油1975年由于85%的石油依赖进口，所以在那场著名的石油危机中曾遭受重创。之后，巴西实施了国家酒精发展项目，1989年汽车中有40%采用乙醇作燃料，60%采用78%汽油和22%乙醇的混合物。燃料的灵活燃料汽车(FFV)数量到2012年将占巴西汽车保有量的一半。巴西乙醇燃料的使用量将首次超过汽油平均。巴西每公顷产甘蔗78~85吨，含糖率为14％~15.5%

我国能源形势严峻，40%进口我国推行乙醇汽油，吉林，河南，安徽等省试点。

酵母菌的酒精发酵CH3COCOOHC６Ｈ１２Ｏ６２Ｃ２Ｈ５ＯＨ２ＣＨ３ＣＨＯＮＡＤＨ＋Ｈ＋４ＡＴＰ２ＡＴＰＣＯ２５１．１％ＥＭＰ

丙酮酸脱羧酶乙醇脱氢酶ＮＡＤ副产物杂醇油酯类康醛，甲醇琥珀酸甘油

菌种：酒精酵母（Saccharomycescerevisiae)粟酒裂殖酵母(Schizosaccharamycespomb)管囊酵母(Pachysolentannophillus)毕氏酵母(Pichiasp)酶:a-淀粉酶:外切-1,4-a-葡萄糖苷酶纤维素酶果胶酶

淀粉质原料酒精生产工艺:

糖化剂原料预处理水热处理糖化发酵蒸馏酒精

酒糟酵母天冠集团正在实施的循环经济示意图乙醇发酵的改进-----途径工程的应用途径工程：利用分子生物学原理系统分析细胞代谢网络，并通过DNA重组技术合理设计细胞代谢途径及遗传修饰，进而完成细胞特性改造的应用性科学。主要是代谢流的扩增和底物扩宽的战略

（加法战略）战略之一-------强化表达细胞内PDC和ADH的活性来扩增目标途径战略之二-------扩展微生物利用广谱碳源和能源的能力。乙醇是最具有发展潜力的燃料。木材纤维素半纤维素木质素大量葡萄糖分子构成的线状多聚物重复单位是纤维二糖，β-1，4–葡萄糖不足200个糖基高度分枝的杂多聚糖，构成单位包括戊糖，己糖和糖醛酸分子量很大，不规则的由己氧化单位（苯丙烷）通过多种方法连接构成的多聚物

酵母属乙醇发酵途径的改良目前应用的乙醇发酵菌株能从葡萄糖生产较高浓度的乙醇，但是不能发酵纤维素和木糖。而有的细菌，酵母菌和霉菌能利用木糖，但是乙醇生产能力很低，且对乙醇的耐受力低筛选天然能利用木糖生产乙醇的努力未能成功。编码木糖利用酶系的基因被克隆和鉴定最近，成功构建了一组高拷贝的酵母菌----大肠杆菌穿梭重组质粒pLNH，将发酵葡萄糖的酵母属菌种转化为木糖利用者。重组质粒：2μ复制子，来自Pichiastipitis的XR，XDH编码基因XR，XD以及来自酿酒酵母的XK编码基因XK。转化子能同时有效地将木糖和葡萄糖转化为乙醇，且木糖代谢基因的表达不需要木糖诱导，也不被葡萄糖阻遏。细菌的酒精发酵发酵产乙醇的细菌运动发酵单胞菌嗜温或嗜热的梭菌属不需要氧，能在不含有机物的培养基上生长，耐高糖，但不耐高盐。由纤维素直接发酵产乙醇副产物多乙醇3%移动发酵单胞菌中戊糖代谢途径的引入含有最活跃的PDC-ADH系统，是唯一一种能在厌氧条件下专一利用ED途径的菌属pH低产物耐受性好比产率高优势基质形成的减少受ATP有效性的控制ED途径1mol葡萄糖产生1mol的ATP葡萄糖通过促进扩散方便进入胞内超级活性的丙酮酸脱羧酶---乙醇脱氢酶系统不能发酵木糖

美国国家再生能源实验室构建了一个嵌合型穿梭质粒pZB5，携带两个不相关的操纵子:大肠杆菌xylA、xylB大肠杆菌tktA和tal.

移动发酵单胞菌CP4重组菌可以在木糖为唯一碳源的培养基上快速生长即可转化葡萄糖又可以转化木糖为乙醇产率分别为理论值的94%和86%本节重点：1.了解酵母菌在碳源利用上的特点2.理解啤酒发酵工艺原理3.理解途径工程的原理第二节甘油发酵：日化医药工业食品工业国防工业化学工业甘油工业方法：天然油脂为原料以丙烯为原料发酵法化学合成法成本上升，安全性限制了应用发酵法的原理加入转向试剂，使酵母酒精发酵EMP途径中的乙醛被亚硫酸钠或碱固定或反应生成乙酸和乙醇，于是EMP途径中由己糖产