酿造工艺学08课件

酿造工艺学微生物的代谢（1）主讲老师：陈健凯一、初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，生成维持生命活动的物质和能量的过程，称为初级代谢。初级代谢的产物，即为初级代谢产物。如单糖或单糖衍生物、核苷酸、维生素、氨基酸、脂肪酸等单体以及由它们组成的各种大分子聚合物，如蛋白质、核酸、多糖、脂质等生命必需物质。

12第一节、微生物初级代谢与次级代谢

微生物通过初级代谢活动产生了自身生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。通过初级代谢，能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或为生长提供能量，因此初级代谢产物，通常都是机体生存必不可少的物质，只要在这些物质的合成过程的某个环节上发生障碍，轻则引起生长停止，重则导致机体发生突变或死亡，是一种基本代谢类型。一、初级代谢

糖酵解中的丙酮酸、乳酸、乙醇，三羧循环中的α-酮戊二酸、富马酸、草酰乙酸、柠檬酸以及与此循环相关的衍生产物，如谷氨酸、丙氨酸、苹果酸及丁烯二酸等氨基酸和有机酸等均属初级代谢产物一、初级代谢二、次级代谢次级代谢是指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。这一过程的产物，即为次级代谢产物。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。

次级代谢不象初级代谢那样有明确的生理功能，因为次级代谢途径即使被阻断，也不会影响菌体生长繁殖。次级代谢产物通常都是限定在某些特定微生物中生成，因此它们没有一般性的生理功能，也不是生物体生长繁殖的必需物质，虽然对它们本身可能是重要的。二、次级代谢微生物的代谢（2）主讲老师：陈健凯次级代谢与初级代谢的关系次级代谢产物的合成，因菌株不同而异，但与分类地位无关；4某些催化次级代谢的酶的专一性不高；3次级代谢一般在菌体对数生长后期或稳定期间进行，但会受到环境条件的影响；21次级代谢与初级代谢关系密切，初级代谢的关键性中间产物往往是次级代谢的前体，比如糖降解过程中的乙酰CoA是合成四环素、红霉素的前体；质粒与次级代谢的关系密切，控制着多种抗生素的合成。5

次级代谢不象初级代谢那样有明确的生理功能，因为次级代谢途径即使被阻断，也不会影响菌体生长繁殖。次级代谢产物通常都是限定在某些特定微生物中生成，因此它们没有一般性的生理功能，也不是生物体生长繁殖的必需物质，虽然对它们本身可能是重要的。

次级代谢与初级代谢的关系

在微生物的新陈代谢中，先产生初级代谢产物，后产生次级代谢产物。A

初级代谢是次级代谢的基础，它可以为次级代谢产物合成提供前体物和所需要的能量；初级代谢产物合成中的关键性中间体也是次级代谢产物合成中的重要中间体物质。B次级代谢与初级代谢的关系

比如糖降解过程中的乙酰CoA是合成四环素、红霉素的前体；在菌体生长阶段，被快速利用的碳源的分解物阻遏了次级代谢酶系的合成；因此，只有在对数后期或稳定期，这类碳源被消耗完之后，解除阻遏作用，次级代谢产物才能得以合成。次级代谢与初级代谢的关系次级代谢与初级代谢的关系次级代谢与初级代谢的关系初级代谢和次级代谢是一个典型的代谢调控，反应体系存在着各种反馈调节机制，单个反应速度会影响到终产物的形成，终产物的形成反过来又会影响到每个反应的反应速度.

万物都是相通的，从微生物的代谢机制，使我们感悟个体与团体、个人与国家的关系。正如习近平总书记所阐述的“中国梦”，个人的奋斗离不开国家，离不开“国家梦”的实现，而“国家梦”的实现，特别是中华民族的伟大复兴，又需要每一个人最大限度地把自己的聪明才智和创造力发挥出来。次级代谢与初级代谢的关系红曲中的初级和次级代谢产物

红曲霉

红曲中的主要微生物是红曲霉01

红曲霉能自身合成生物素、硫胺素、核黄素、麦角固醇等多种维生素。红曲霉可代谢生成多种酶类，有葡萄糖淀粉酶、葡萄糖苷酶、蛋白水解酶、酯化酶等。03

红曲霉用途很多，主要用于酿酒、酿醋、、食品着色及肉类保存等02显微镜下的红曲霉红曲霉细胞形态A、红曲霉产生的酶红曲霉在生长过程中能产生多种酶类，如淀粉酶、糖化酶、蛋白酶，酯化酶等。

Masaaki等详细研究了用于日本红腐乳生产中的红曲霉产生的酸性蛋白酶：此酶在pH3.0时活力最高，最适反应温度55℃。有专利报道，红曲霉产生的酸性羧肽酶，可以用来分解蛋白水解物中的苦味肽。A、红曲霉产生的酶红曲霉产生的酯酶用于浓香型酒的生产

从红曲霉发酵物中提取的粗酶粉在环己烷中催化乙醇与己酸生成己酸乙酯

用红曲霉产生的聚氨基葡萄糖酶可以把高分子聚氨基葡萄糖降解为低分子聚氨基葡萄糖，该物质可以抑制酪氨酸酶的活性，从而抑制黑素的形成。红曲霉产生的核酸酶、5＇－磷酸二酯酶、乙酰辅酶A氧化酶、α－葡萄糖苷酶等都有专利报道。A、红曲霉产生的酶B、红曲色素

红曲霉发酵产生的红曲色素是迄今为止唯一由微生物代谢生成的天然色素。C、红曲中的抗生物质

红曲霉发酵可产生多种代谢产物，胆固醇合成抑制剂、降血压物质、抑菌物质及其它多种生理活性物质。红曲霉的发酵液中分离出桔霉素（Citrinin）