发酵机制00.pptx

按照产物与微生物生长繁殖的关系分成：初级代谢产物的代谢机制次级代谢产物的代谢机制按照发酵过程（微生物获取能量的形式）分成：好氧代谢机制（通风发酵）嫌气代谢机制（厌气发酵）葡萄糖代谢的三个阶段第一、葡萄糖进入细胞内第二、葡萄糖代谢为三碳糖四条途径：EMP、PPP（HMP）、ED、PK第三、有氧条件下三糖彻底氧化（丙酮酸氧化脱羧和三羧酸循环）无氧条件下继续降解并形成不同代谢产物Summaries糖酵解代谢途径可将一分子葡萄糖分解为两分子丙酮酸，净生成两分子ATP。C6H12O6+2ADP+2Pi+2NAD+→2CH3COCOOH+2ATP+2NADH+2H+糖酵解代谢途径有三个关键酶，即己糖激酶（葡萄糖激酶）、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶。三个激酶是糖酵解途径的主要调节点。糖代谢的调节主要是能荷的控制，即受细胞内能量水平的控制。当体系中ATP含量高时，磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的活性受到抑制，酵解减少。当需能反应加强，ATP分解，减少，其抑制作用解除，同时ADP、AMP激活己糖激酶和磷酸果糖激酶，而这两个酶催化的产物同时又是丙酮酸激酶的激活剂，结果时糖酵解加快。糖的无氧酵解（glycolysis)是指葡萄糖经EMP途径生成丙酮酸后，在无氧条件下继续降解并释放出能量的过程。NADH2在此过程中将氢交给不同的有机物，形成各种不同的代谢产物（在不同的微生物机体和不同条件下，H2的受体不同，因而丙酮酸的去路也不同）。葡萄糖↓↓EMP↓乙醇←乙醛←丙酮酸→乳酸↓乙酰CoA↓乙酰乙酸CoA乙酰乙酸乙酰CoA↓↓丙酮丁酸↓↓异丙醇丁醇二、酒精发酵机制在好氧条件下，酵母的发酵能力降低，即由于呼吸作用的进行使酒精产量大为降低。其机理是因为酵解过程的控制受末端产物ATP的反馈控制，即有氧时，由于酵解产生的NADH和丙酮酸进入线粒体而产生大量ATP，ATP控制酵解途径关键酶—磷酸果糖激酶的活性，最后抑制葡萄糖进入细胞内，导致葡萄糖利用降低。同时在好氧条件下，丙酮酸激酶活性也由于磷酸果糖激酶活性降低而降低，从而降低糖的酵解速度。——即巴斯德效应酒精发酵中副产物的形成杂醇油(高级醇）的生成杂醇油是碳原子数大于2的脂肪族醇类的统称。主要由正丙醇、异丁醇、异戊醇和活性戊醇（2-甲基-1-丁醇）组成。这些高级醇是构成酒类风味的重要组成物质之一，量虽少，但影响很大，当其过量时会影响产品质量，需予以控制。其生成机制如下：A．氨基酸的氧化脱氨作用三、乳酸(Lacticacid)发酵机制α型β型β型为双歧途径，即由两歧双歧杆菌分解葡萄生成乳酸的途径。双歧杆菌为严格厌氧菌，对营养要求较高。第二节柠檬酸发酵机制柠檬酸发酵的总反应式：2C6H12O6+3CO22C6H8O7+4H2O理论转化率106.7%,实际转化率80~90%,产酸12~14%,发酵时间60~80hr.1.发酵菌种:黑曲霉(Asp.niger)和解脂假丝酵母(Candidalipolytica)2.发酵原料:糖蜜、薯干粉（木薯粉）、葡萄糖母液、玉米（小麦）淀粉（TD-01）、玉米粉（Co827）必须解决的两个问题：二、柠檬酸生物合成途径黑曲霉柠檬酸发酵机制1.由于严格限制供给锰离子等金属离子,或筛选高浓度锰离子、锌离子等菌株，降低菌体中糖代谢合成蛋白质、脂肪酸和核酸的能力，细胞中氨离子水平增高以及不产ATP的侧系呼吸链解除对磷酸果糖激酶的反馈抑制，EMP代谢流量增大；2.组成型的丙酮酸羧化酶不受代谢调节,保证了草酰乙酸的提供,丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A和二氧化碳固定的平衡保证了前体的供应;柠檬酸合成酶不受调节增强了柠檬酸的合成能力;3.顺乌头酸水合酶建立的柠檬酸:顺乌头酸:异柠檬酸=90:3:7的催化平衡趋向柠檬酸的合成,柠檬酸浓度的增加抑制柠檬酸脱氢酶的活力,促进了柠檬酸的积累,pH降低至2.0使顺乌头酸水合酶和异柠檬酸脱氢酶失活,更有利于柠檬酸的积累和排除.一、概述1．氨基酸的生产概况生产氨基酸的大国为日本和德国。日本的味之素、协和发酵及德国的迪高沙是世界氨基酸生产的三巨头。它们能生产高品质的氨基酸,可直接用于输液制剂的生产。日本在全球很多国家建立了合资的氨基酸生产厂家,生产氨基酸和天冬甜精等衍生物。中国目前的情况：谷氨酸、赖氨酸、其他氨基酸。河南莲花味精、山东菱花味精、江苏菊花味精、广东奥桑味精、沈阳红梅味精川化味之素河南省莲花味精股份有限公司广东肇庆星湖生物科技股份有限公司2．氨基酸的生产方法（1）抽提法（蛋白质水解法）:将动物蛋白质原料用酸水解，经离子交换法处理，将所需氨基酸分离提取。（2）化学合成法：采用化工原料合成生产氨基酸的方法。（3）发酵法：利用微生物发酵生产L-氨基酸的方法。（4）酶法：利用从菌体中提取的酶将有机物转变成所需要的L-氨基酸的方法。（5）添加前体法：利用微生物发酵氨基酸的前体物