02一月20231第五章微生物的新陳代謝18十二月20221第五章微生物的新陳代謝關(guān)于新陳代謝的幾個概念新陳代謝〔Metabolism〕發(fā)作在活細(xì)胞中的各種分解代謝和分解代謝的總和。分解代謝(Anabolism)(異化作用)在分解酶系催化作用下，由復(fù)雜小分子、ATP方式的能量和[H]方式的恢復(fù)力一同分解復(fù)雜大分子的進(jìn)程。分解代謝(Catabolism)(異化作用)復(fù)雜的無機(jī)物分子經(jīng)過火解代謝酶系的催化，發(fā)生復(fù)雜小分子、ATP方式的能量和恢復(fù)力的進(jìn)程。關(guān)于新陳代謝的幾個概念新陳代謝〔Metabolism〕分解代主要內(nèi)容第一節(jié)微生物的能量代謝第二節(jié)微生物共同分解代謝途徑第三節(jié)微生物的代謝調(diào)理和發(fā)酵消費(fèi)主要內(nèi)容主要內(nèi)容：一化能異養(yǎng)微生物的產(chǎn)能代謝二化能自養(yǎng)微生物的產(chǎn)能代謝三光合自養(yǎng)微生物的產(chǎn)能代謝第一節(jié)微生物的能量代謝主要內(nèi)容：第一節(jié)微生物的能量代謝能量代謝的目的：生物體把外界環(huán)境中多種方式的最后動力轉(zhuǎn)換成對一切生命活動都能運(yùn)用的通用動力〔ATP〕。最初能源有機(jī)物還原態(tài)無機(jī)物日光化能異養(yǎng)微生物化能自養(yǎng)微生物光能營養(yǎng)微生物ATP能量代謝的目的：最初有機(jī)物還原態(tài)無機(jī)物日光化能異養(yǎng)微生物化能一化能異養(yǎng)微生物的生物氧化生物氧化〔biologicaloxidation〕在活細(xì)胞中的一系列產(chǎn)能性氧化反響的總稱。氧化的方式包括：得氧、脫氫和失掉電子。進(jìn)程包括脫氫(電子)、遞氫(電子)和受氫(電子)3個階段。功用：產(chǎn)ATP，[H]，小分子中間代謝產(chǎn)物。類型：有氧呼吸、無氧呼吸和發(fā)酵。一化能異養(yǎng)微生物的生物氧化生物氧化〔biological底物脫電子的四種方式以葡萄糖為例EMP途徑〔占大少數(shù),又稱糖酵解途徑〕葡萄糖經(jīng)10步反響后生成2分子丙酮酸、2分子NADH+H+，2分子ATP?！布聪喈?dāng)于8個ATP〕HMP途徑〔戊糖磷酸途徑〕葡萄糖經(jīng)過該途徑被徹底氧化，發(fā)生ADPH+H+及多種中間代謝產(chǎn)物。底物脫電子的四種方式ED途徑是存在于某些缺乏EMP途徑的微生物中的一種替代途徑，葡萄糖經(jīng)4步反響后，生成丙酮酸、ATP、NADPH2、NADH2。TCA循環(huán)丙酮酸經(jīng)10步反響徹底氧化、脫羧后，生成ATP,GTP,NADH2和CO2ED途徑EMP途徑(Embden-MyerhpfPathway)EMP途徑(Embden-MyerhpfPathway)總式：葡萄糖+2NAD+2Pi+2ADP→2丙酮酸+2NADH+2H++2ATP+2H2OC6→→→2C3

→→→→→2NADH+H+丙酮酸4ATP→2ATP→耗能階段產(chǎn)能階段2ATP總式：C6→→→2C3→→→→→2NADH+H+丙酮酸4EMP

途徑的意義EMP途徑的生理學(xué)功用①為分解代謝供應(yīng)ATP方式的能量和NADH2方式的恢復(fù)力②為分解代謝提供多種中間代謝產(chǎn)物③銜接三羧酸循環(huán)〔TCA〕、HMP途徑和ED途徑的橋梁④經(jīng)過逆向反響可停止多糖分解EMP途徑與人類的關(guān)系乙醇、乳酸、甘油、丙酮和丁醇的發(fā)酵EMP途徑的意義EMP途徑的生理學(xué)功用HMP途徑：Pentosephosphatepathway，舊稱HMP途徑(Hexosemonophasphatepathway)，此途徑存在于大少數(shù)生物體內(nèi)。C7C4C5C5C5C6C3C6C3HMP途徑：C7C4C5C5C5C6C3C6C36C6→→→6C5

→→→

→5C6→經(jīng)一系列復(fù)雜反響后→重新分解己糖12NADPH6CO2

→

→

→經(jīng)呼吸鏈36ATP1ATP

→35ATP總反響式：6葡萄糖-6-磷酸+12NADP++6H2O→5葡萄糖-6-磷酸+12NADPH+12H+6CO2+Pi6C6→→→6C5→→→→5C6→經(jīng)一系列復(fù)雜反響后HMP途徑的意義微生物生命活動：1.供應(yīng)分解原料戊糖磷酸：核酸、NADP、FAD、CoA等赤蘚糖-4-磷酸：芬芳族氨基酸2.產(chǎn)恢復(fù)力：NADPH23.作為固定CO2的中介：核酮糖-5-磷酸4.擴(kuò)展碳源應(yīng)用范圍：C3~C75.銜接EMP途徑：果糖-1,6-二磷酸，甘油醛-3-磷酸HMP途徑的意義微生物生命活動：消費(fèi)實(shí)際—重要發(fā)酵產(chǎn)物核苷酸氨基酸輔酶乳酸消費(fèi)實(shí)際—重要發(fā)酵產(chǎn)物ED途徑2-酮-3-脫氧-6-磷酸葡萄糖酸裂解途徑與EMP途徑相連與EMP途徑相連有O2時與TCA相連無O2時停止酒精發(fā)酵ED途徑與EMP途徑相連與EMP途徑相連有O2時與TCA相連特點(diǎn)：特征性反響:特征性酶：KDPG酶終產(chǎn)物2分子丙酮酸的來歷不同產(chǎn)能效率底：1molATP/1molGlucose反響式：葡萄糖+NAD++NADP+Pi+ADP→2丙酮酸+NADH+H++NADPH+H++ATP特點(diǎn)：反響式：葡萄糖+NAD++NADP+Pi+ADP→2具有ED途徑的微生物Pseudomonassaccharophila(嗜糖假單胞桿菌)Ps.aeruginosa(銅綠假單胞桿菌)Ps.fluorescens(熒光假單胞桿菌)Ps.lindneri(林氏假單胞菌)Z.mobilis(運(yùn)動發(fā)酵單胞菌)Alcaligenseutrophus(真氧產(chǎn)堿菌)具有ED途徑的微生物Pseudomonassaccharo丙酮酸的代謝的多樣性EMP途徑，不完全的HMP途徑，ED途徑都可以發(fā)生丙酮酸，生成的丙酮酸：進(jìn)入TCA循環(huán)進(jìn)一步氧化分解，發(fā)生恢復(fù)力NADPH2，ATP和分解代謝所需求的小分子C架發(fā)酵作用Fermatation丙酮酸的代謝的多樣性EMP途徑，不完全的HMP途徑，ED途徑TCA循環(huán)C2C6C6C6C5C4C4C4C4C4丙酮酸在進(jìn)入三羧酸循環(huán)之先要脫羧生成乙酰CoA，乙酰CoA和草酰乙酸縮分解檸檬酸再進(jìn)入三羧酸循環(huán)。循環(huán)的結(jié)果是乙酰CoA被徹底氧化成CO2和H2O，每氧化1分子的乙酰CoA可發(fā)生12分子的ATP，草酰乙酸參與反響而自身并不消耗。TCA循環(huán)C2C6C6C6C5C4C4C4C4C4丙酮酸在進(jìn)C3→→→CH3CO~CoA→FADH24NADH+H+1GTP3CO2呼吸鏈12ATP呼吸鏈2ATP1ATP底物水平從丙酮酸進(jìn)入循環(huán)：丙酮酸+4NAD++FAD+GDP+Pi+3H2O→3CO2+4(NADH+H+)+FADH2+GTP從乙酰-CoA進(jìn)入循環(huán)：乙酰-CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O→2CO2+3(NADH+H+)+FADH2+CoA+GTPC3→→→CH3CO~CoA→FADH24NADH+H+〔1〕循環(huán)一次的結(jié)果是乙酰CoA的乙酰基被氧化為2分子CO2，偏重重生成1分子草酰乙酸；〔2〕整個循環(huán)有四步氧化恢復(fù)反響，其中三步反響中將NAD+恢復(fù)為NADH+H+，另一步為FAD恢復(fù)；〔3〕為糖、脂、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)轉(zhuǎn)化中心樞紐?！?〕循環(huán)中的某些中間產(chǎn)物是一些重要物質(zhì)生物分解的前體；〔5〕生物體提供能量的主要方式；〔6〕為人類應(yīng)用生物發(fā)酵消費(fèi)所需產(chǎn)品提供主要的代謝途徑。如檸檬酸發(fā)酵。TCA循環(huán)的重要特點(diǎn)〔1〕循環(huán)一次的結(jié)果是乙酰CoA的乙?；谎趸癁?分子CO2產(chǎn)能形式EMPHMPEDEMP+TCAATPGTP2122(2ATP)NADH+H+2(=6ATP)1(=3ATP)2+8*(=30ATP)NADPH+H+12(=36ATP)1(=3ATP)FADH22(=4ATP)凈產(chǎn)ATP835**736~38***葡萄糖經(jīng)不同途徑后的產(chǎn)能效率*在TCA循環(huán)的異檸檬酸至-酮戊二酸反響中，有的微生物發(fā)生的是NADPH+H+**在葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸?6-磷酸進(jìn)程中消耗1ATP***真核生物的呼吸鏈組分在線粒體膜上，NADH+H+進(jìn)入線粒體要消耗2ATP。產(chǎn)能形式EMPHMPEDEMP+TCAATP2經(jīng)上述脫氫途徑生成的NADH、NADPH、FADH等恢復(fù)型輔酶經(jīng)過呼吸鏈等方式停止遞氫，最終與受氫體〔氧、無機(jī)或無機(jī)氧化物〕結(jié)合，以釋放其化學(xué)潛能。遞氫和受氫ATP的發(fā)生經(jīng)上述脫氫途徑生成的NADH、NADPH、FADH等恢復(fù)型輔生物氧化的三種類型依據(jù)受氫體性質(zhì)的不同，生物氧化可分為三種類型：有氧呼吸無氧呼吸發(fā)酵生物氧化的三種類型依據(jù)受氫體性質(zhì)的不同，生物氧化可分為三種類第五章-微生物的新陳代謝課件狹義發(fā)酵任何應(yīng)用微生物來消費(fèi)少量菌體或有用代謝產(chǎn)物或食品飲料的一類消費(fèi)方式狹義發(fā)酵在無氧等外源受氫體〔外源最終電子受體〕條件下，底物脫氫以后發(fā)生的恢復(fù)力[H]未經(jīng)過呼吸鏈傳遞而直接交給某一內(nèi)源中間代謝產(chǎn)物接受，以完成底物水平磷酸化產(chǎn)能的生物氧化反響。C6H12O6→2CO2+2C2H5OH〔一〕發(fā)酵(fermentation)狹義發(fā)酵〔一〕發(fā)酵(fermentation)發(fā)酵的特點(diǎn)微生物局部氧化無機(jī)物取得發(fā)酵產(chǎn)物，釋縮小批能量；氫供體與氫受體(內(nèi)源性中間代謝產(chǎn)物)均為無機(jī)物恢復(fù)力[H]不經(jīng)過呼吸鏈傳遞；產(chǎn)能方式：底物水平磷酸化反響。底物磷酸化：指在發(fā)酵進(jìn)程中往往隨同著高能化合物生成，如EMP途徑中的1，3-二磷酸甘油酸和磷酸烯醇氏丙酮酸，其可直接偶聯(lián)ATP和GTP的發(fā)生。發(fā)酵的特點(diǎn)微生物局部氧化無機(jī)物取得發(fā)酵產(chǎn)物，釋縮小批能量；發(fā)酵產(chǎn)能是厭氧和兼性好氧菌獲取能量的主要方式。多糖轉(zhuǎn)化為單糖才干用于發(fā)酵。微生物直接發(fā)酵的碳源物質(zhì)主要是葡萄糖和其它單糖，以微生物發(fā)酵葡萄糖最為重要。發(fā)酵產(chǎn)能是厭氧和兼性好氧菌獲取能量的主要方式。和底物脫氫的途徑有關(guān)的和稱為Stickland反響的四類重要發(fā)酵由EMP途徑中丙酮酸動身的發(fā)酵經(jīng)過HMP途徑的發(fā)酵經(jīng)過ED途徑停止的發(fā)酵Stickland反響和底物脫氫的途徑有關(guān)的和稱為Stickland反響的四類重要由EMP途徑中丙酮酸動身的發(fā)酵由葡萄糖經(jīng)EMP途徑構(gòu)成丙酮酸，進(jìn)一步降解構(gòu)成各種發(fā)酵產(chǎn)物〔同型〕酒精發(fā)酵〔釀酒酵母〕同型乳酸發(fā)酵〔德氏乳桿菌〕丙酸發(fā)酵〔丙酸桿菌〕混合酸發(fā)酵〔大腸桿菌〕2,3-丁二醇發(fā)酵〔產(chǎn)氣腸桿菌〕丁酸發(fā)酵〔丁酸梭菌〕由EMP途徑中丙酮酸動身的發(fā)酵由葡萄糖經(jīng)EMP途徑構(gòu)成丙酮酸由丙酮酸動身的6條發(fā)酵途徑①酵母型酒精發(fā)酵②同型乳酸發(fā)酵③丙酸發(fā)酵④混合酸發(fā)酵⑤2,3—丁二醇發(fā)酵⑥丁酸發(fā)酵方框內(nèi)為發(fā)酵產(chǎn)物由丙酮酸動身的6條發(fā)酵途徑①酵母型酒精發(fā)酵方框內(nèi)為發(fā)酵產(chǎn)物由EMP途徑中丙酮酸動身的發(fā)酵的意義工業(yè)發(fā)酵:大規(guī)模消費(fèi)這些代謝產(chǎn)物；菌種鑒定:發(fā)酵中的某些共同代謝產(chǎn)物是鑒定相應(yīng)菌種的重要生化目的。V.P.實(shí)驗(yàn)〔Vogos-Prouskauertest〕產(chǎn)氣腸桿菌(E.aerogenes)發(fā)生乙酰甲基甲醇，堿性條件下氧化成雙乙酰，與含有胍基的精氨酸反響，發(fā)生特征性的白色反響〔呈V.P.陽性〕，而E.coli(與產(chǎn)氣腸桿菌近緣)呈V.P.陰性，故極易區(qū)別兩菌。由EMP途徑中丙酮酸動身的發(fā)酵的意義工業(yè)發(fā)酵:大規(guī)模消費(fèi)這些經(jīng)過HMP途徑的發(fā)酵異型乳酸發(fā)酵〔Heterolacticfermentation〕凡是葡萄糖經(jīng)過發(fā)酵后除主要發(fā)生乳酸，還發(fā)生乙醇、乙酸和二氧化碳等多種產(chǎn)物的發(fā)酵停止異型乳酸發(fā)酵的微生物異型乳酸發(fā)酵的經(jīng)典途徑L.mesenteroides(腸膜明串珠菌)、L.cremoris(乳脂明串珠菌)、L.brevis(短乳桿菌)、L.fermentum(發(fā)酵乳桿菌)等異型乳酸發(fā)酵的雙歧桿菌途徑Bifidobacteriumbifidum經(jīng)過HMP途徑的發(fā)酵異型乳酸發(fā)酵〔Heterolactic異型乳酸發(fā)酵的經(jīng)典途徑異型乳酸發(fā)酵的經(jīng)典途徑異型乳酸發(fā)酵的雙歧途徑2分子葡萄糖發(fā)生2分子乳酸，3分子乙酸，5分子ATP異型2分子葡萄糖發(fā)生2分子乳酸，3分子乙酸，5分子ATP氨基酸發(fā)酵產(chǎn)能—Stickland反響什么是Stickland反響？以一種氨基酸作底物脫氫〔氫供體〕，以另一種氨基酸作氫受體完成生物氧化產(chǎn)能的共同發(fā)酵類型。氫供體氨基酸丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、組氨酸、色氨酸、絲氨酸等氫受體氨基酸甘氨酸、脯氨酸、精氨酸、鳥氨酸氨基酸發(fā)酵產(chǎn)能—Stickland反響什么是Sticklan以丙氨酸和甘氨酸為例：丙氨酸+甘氨酸+ADP+Pi→3乙酸+3NH3+CO2停止Stickland反響的微生物C.sporogenes〔生胞梭菌〕C.botulinum〔肉毒梭菌〕C.sticklandii〔斯氏梭菌〕以丙氨酸和甘氨酸為例：停止Stickland反響的微生物該反響效率很低，一個分子的Aa只發(fā)生1個ATP。注：stickland反響對生長在厭氧和蛋白質(zhì)豐厚環(huán)境中的微生物十分重要，使其可以應(yīng)用氨基酸作為碳源、動力和氮源，如生孢梭菌。該反響效率很低，一個分子的Aa只發(fā)生1個ATP。和發(fā)酵產(chǎn)物有關(guān)的重要的發(fā)酵類型降解產(chǎn)物為乙醇〔乙醇發(fā)酵〕酵母菌和細(xì)菌可停止乙醇發(fā)酵。葡萄糖2丙酮酸2乙醛2乙醇脫羧酶酵母菌，八疊球菌的乙醇發(fā)酵：EMP運(yùn)動發(fā)酵單孢菌和厭氧發(fā)酵單孢菌乙醇發(fā)酵：ED運(yùn)用：釀酒乙醇發(fā)酵、乳酸發(fā)酵、丙酸發(fā)酵、混合酸發(fā)酵、丁酸發(fā)酵等乙醇脫氫酶和發(fā)酵產(chǎn)物有關(guān)的重要的發(fā)酵類型降解產(chǎn)物為乙醇〔乙醇發(fā)酵〕葡注：酵母菌乙醇發(fā)酵中，發(fā)酵條件對發(fā)酵進(jìn)程與產(chǎn)物影響很大。如發(fā)酵進(jìn)程中的通氣狀況、培育基組成及pH控制均對發(fā)酵終產(chǎn)物發(fā)生影響。乙醇發(fā)酵是一種厭氧發(fā)酵,如將厭氧條件改為好氧條件，葡萄糖分解速度降低，乙醇生成中止，這種有氧呼吸抑制發(fā)酵的現(xiàn)象稱為巴斯德效應(yīng)。當(dāng)重新前往厭氧條件時，葡萄糖分解減速，隨同少量乙醇發(fā)生。注：酵母菌應(yīng)用葡萄糖停止發(fā)酵的三種類型Ⅰ型發(fā)酵：即正常的乙醇發(fā)酵，在弱酸性條件下停止，1分子葡萄糖經(jīng)發(fā)酵發(fā)生2分子乙醇和2CO2;Ⅱ型發(fā)酵：乙醇發(fā)酵中，在發(fā)酵培育基中參與過量NaHSO3,發(fā)酵轉(zhuǎn)變?yōu)楦视桶l(fā)酵，構(gòu)成少量甘油和大批乙醇。Ⅲ型發(fā)酵：乙醇發(fā)酵中，將發(fā)酵液pH改成弱堿性(pH7.6),發(fā)酵主產(chǎn)物為甘油,隨同發(fā)生大批乙醇、乙酸和CO2。酵母菌應(yīng)用葡萄糖停止發(fā)酵的三種類型糖化(糖化菌作用將淀粉---葡萄糖)發(fā)酵(酵母菌作用將葡萄糖---乙醇)蒸餾(失掉乙醇,此外有雜醇油和酒糟)貯藏勾兌白酒的制造糖化(糖化菌作用將淀粉---葡萄糖)發(fā)酵(酵母菌作用將葡勾兌：將各種蒸出的酒，經(jīng)品味后，剖析各自的優(yōu)缺陷，依照一定比例停止混合，使得成品酒具有共同的作風(fēng)的操作,實(shí)踐上是勾兌基礎(chǔ)酒和調(diào)味2個操作的總稱。勾兌：貯藏：緣由：貯藏前的白酒具有撫慰氣息和辛辣味，不柔和，要貯存半年以上才可飲用，貯存的進(jìn)程稱為老熟。進(jìn)程反響丙烯酸、硫化氫和硫醇等雜味物質(zhì)的揮發(fā)，使得酒液質(zhì)質(zhì)變好，體積變小。發(fā)作一系列氧化、恢復(fù)、酯化和縮合等化學(xué)反響，可增加酒液的撫慰性。貯藏：葡萄破碎〔參與二氧化硫，殺菌、溶解色素等〕接種酵母浸漬和局部發(fā)酵壓榨、去除皮渣完成酒精發(fā)酵后去除酵母葡萄酒在橡木桶或其他容器中陳釀廓清、罐裝紅葡萄糖酒釀造工藝流程熟成處理葡萄汁和皮蘋果酸乳酸發(fā)酵葡萄破碎〔參與二氧化硫，殺菌、溶解色素等〕接種酵母浸漬第五章-微生物的新陳代謝課件紅葡萄酒能降低許多疾病的患病率，尤其是心血管疾病。添加高密度脂蛋白含量，降低低密度脂蛋白含量；降低血栓構(gòu)成，防止膽固醇堆積于血管內(nèi)皮。臨時過量飲用紅葡萄酒，還能擴(kuò)展動脈直徑，增強(qiáng)動脈內(nèi)皮細(xì)胞層的功用，使動脈更安康。添加心率變異的發(fā)作。研討發(fā)現(xiàn)，心率變異的增加與心臟病的風(fēng)險度和死亡率添加成正比。所謂〝過量〞，是指男性不超越250毫升/天，女性不超越125毫升/天，因女性體內(nèi)的乙醇脫氫酶活性僅為男性的一半。紅葡萄酒能降低許多疾病的患病率，尤其是心血管疾病。葡萄破碎，加入二氧化硫預(yù)處置、廓清壓榨、去除皮渣

葡萄汁

接種酵母酒精發(fā)酵，去除酵母葡萄酒陳釀廓清，罐裝白葡萄酒的釀造工藝流程蘋果酸乳酸發(fā)酵葡萄破碎，加入二氧化硫預(yù)處置、廓清壓榨、去除皮渣葡萄汁白葡萄酒比紅葡萄酒有更弱小的殺菌作用。發(fā)揚(yáng)殺菌作用的是含在白葡萄酒中的蘋果酸和酒石酸等無機(jī)酸，而且酸性越大，殺菌效果就越強(qiáng)。殺菌機(jī)理是：無機(jī)酸的酸度越高就越容易進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，發(fā)生殺菌效果。魚、蝦、貝等海產(chǎn)品附帶的大腸桿菌，可以被白葡萄酒中的無機(jī)酸所殺死，這就是吃海鮮喝白葡萄酒不易發(fā)作食物中毒的緣由。白葡萄酒比紅葡萄酒有更弱小的殺菌作用。紅葡萄酒和白葡萄酒的主要區(qū)別原料不同。依據(jù)所用葡萄種類的顏色不同：葡萄分為白色種類〔白皮白肉〕、白色種類〔紅皮白肉〕和染色種類〔紅皮紅肉〕三大類；從發(fā)酵工藝上區(qū)分：白葡萄酒是用白葡萄汁發(fā)酵而成，紅葡萄酒是用葡萄汁〔液體局部〕與葡萄皮渣〔固體局部〕混合發(fā)酵而成。從成分上分：丹寧是兩者最重要的區(qū)別。從口味上分：假設(shè)說〝酸〞是白葡萄酒的特性，那么，〝澀〞就是紅葡萄酒的特性。

所以，紅葡萄酒與白葡萄酒的主要差異在于它們之間的酚類物質(zhì)的含量和種類的差異。紅葡萄酒和白葡萄酒的主要區(qū)別原料不同。依據(jù)所用葡萄種類的顏色啤酒的釀造潤濕大麥和發(fā)芽可溶性糖類的酶釋放枯燥和壓碎〔糖化桶中，酶活性進(jìn)一步增強(qiáng)，麥芽糖、糊精和蛋白質(zhì)釋放并被分解〕加酒花，在釀造罐中加熱抑制有害無機(jī)體；酶滅活；來自酒花的風(fēng)味化；除去酒花，得到麥芽汁加酵母發(fā)酵前期：好氧前期：厭氧酒精的發(fā)酵作用貯藏包裝為成品煮糊化糖化過濾巴氏滅菌過濾除雜裝瓶啤酒的釀造潤濕大麥和發(fā)芽可溶性糖類的酶釋放枯燥和壓碎〔糖化桶降解產(chǎn)物為乳酸〔乳酸發(fā)酵〕葡萄糖2丙酮酸2乳酸運(yùn)用：應(yīng)用乳酸菌消費(fèi)酸性飲料、青貯飼料。分類：依據(jù)產(chǎn)物的不同可分為同型乳酸發(fā)酵、異型乳酸發(fā)酵和雙歧發(fā)酵乳酸脫氫酶系進(jìn)程：乳酸發(fā)酵是在嚴(yán)厲厭氧條件下完成的。乳酸菌缺少許多生長因子的分解才干,培育乳酸菌時,需參與一定量動植物組織浸出液或酵母浸出液。降解產(chǎn)物為乳酸〔乳酸發(fā)酵〕葡萄糖2丙酮酸2乳酸運(yùn)用：應(yīng)用同型乳酸發(fā)酵(德氏乳桿菌,經(jīng)過EMP途徑)終產(chǎn)物只要乳酸一種，故稱為同型乳酸發(fā)酵。異型乳酸發(fā)酵:〔腸膜明串珠菌，經(jīng)過HMP途徑)終產(chǎn)物：乳酸、乙醇、乙酸、CO2等。雙歧發(fā)酵〔雙歧桿菌，經(jīng)過HMP途徑〕終產(chǎn)物為乳酸和乙酸。同型乳酸發(fā)酵(德氏乳桿菌,經(jīng)過EMP途徑)凝結(jié)型酸奶的制備原料鮮奶凈化(除去異物、白血球)脂肪含量規(guī)范化〔加脫脂乳〕配料（加蔗糖、脫脂奶粉）過濾除雜預(yù)熱；均質(zhì)；滅菌；冷卻（43-45℃）接種分裝

發(fā)酵40-43℃，3-6h迅速冷卻〔10℃〕冷藏和后熟乳酸菌(嗜熱乳鏈球菌,保加利亞乳桿菌,雙歧乳桿菌等.)凝結(jié)型酸奶的制備原料鮮奶凈化(除去異物、白血球)脂肪含量蔗糖的添加目的：緊張酸奶的酸味，改善口味，假設(shè)蔗糖含量參與過多，會使得調(diào)制乳浸透壓的添加而阻礙乳酸菌的生長。蔗糖的添加目的：均質(zhì)：經(jīng)均質(zhì)處置，乳脂肪被充沛分散，酸奶不會發(fā)作脂肪上顯現(xiàn)象，酸奶的硬度和粘度都有所提高。滅菌：A．將乳加熱到90℃，保溫5min，或在85℃下保溫30min。B.在135℃下保溫2-3s。均質(zhì)：經(jīng)均質(zhì)處置，乳脂肪被充沛分散，酸奶不會發(fā)作脂肪上顯現(xiàn)象分裝的緣由：酸奶遭到振動，乳凝形狀易被破壞，因此不能在發(fā)酵罐中先發(fā)酵然后再停止分裝；必需先將含有乳酸菌的牛乳培育基先分裝到銷售用的小容器中，加蓋后送入恒溫室培育，在塑料小容器中發(fā)酵制成酸奶。分裝后，小容器上部留出的空隙要盡能夠小，這樣容器中內(nèi)容物晃動幅度小，酸奶形狀易堅(jiān)持完整。分裝的緣由：冷藏和后熟冷藏條件：普通是2-5℃，最好是-1～0℃的冷藏室保管。保藏時期，由于牛乳凝結(jié)時會發(fā)生收縮力，招致乳清析出，但是高溫時這種收縮力較弱，所以乳清不容易從酸奶中分別出來。另外，在高溫保管進(jìn)程中，香味物質(zhì)末尾構(gòu)成，使得酸奶具有較濃的香味。冷藏和后熟青貯飼料:應(yīng)用作物秸桿,青草等,經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵,抑制了糜爛微生物的生長,而制成的一種保鮮飼料.做法：將秸桿、青草在大池子中，在無氧條件下貯存。乳酸菌發(fā)酵發(fā)生乳酸，使pH降到4.0以下，抑制了糜爛微生物的生長，保管了營養(yǎng)。其它厭氧微生物可發(fā)生一些維生素、氨基酸等，又添加了飼料的營養(yǎng)。青貯飼料:混合酸發(fā)酵降解產(chǎn)物為混合酸某些腸道細(xì)菌，發(fā)酵葡萄糖發(fā)生乳酸、乙酸、甲酸等多種無機(jī)酸和乙醇。不同細(xì)菌，其發(fā)酵產(chǎn)物不同，常用于細(xì)菌鑒定。例：E.coli的糖發(fā)酵實(shí)驗(yàn)E.coli甲基紅實(shí)驗(yàn)〔MR實(shí)驗(yàn)〕混合酸發(fā)酵E.coli的糖發(fā)酵實(shí)驗(yàn)E.coli發(fā)酵葡萄糖，除發(fā)生無機(jī)酸外，還含有甲酸氫解酶，分解甲酸為CO2和H2，既產(chǎn)酸又產(chǎn)氣。將培育液配制成堿性，參與溴甲酚紫(6.8-5.2,紫-黃)，同時放入小倒管。E.coli的糖發(fā)酵實(shí)驗(yàn)小倒管內(nèi)有氣體（產(chǎn)氣）紫色黃色（產(chǎn)酸）說明：E.coli糖發(fā)酵試驗(yàn)陽性。小倒管內(nèi)有氣體（產(chǎn)氣）紫色黃色（產(chǎn)酸）說明：E.coli糖甲基紅實(shí)驗(yàn)〔MR實(shí)驗(yàn)〕E.coli發(fā)酵葡萄糖會發(fā)生少量的酸，使pH降到4.2以下，用甲基紅(6.0-4.4,黃-紅)為指示劑時，會發(fā)作顏色變化。所以E.coli的MR實(shí)驗(yàn)呈陽性。甲基紅實(shí)驗(yàn)〔MR實(shí)驗(yàn)〕V.P.實(shí)驗(yàn)〔Vogos-Prouskauertest〕用于鑒定一些菌種〔如：用于區(qū)別產(chǎn)氣腸桿菌和大腸桿菌〕有些細(xì)菌如產(chǎn)氣腸桿菌丁二醇發(fā)酵的中間產(chǎn)物——3-羥基丁酮，在堿性條件下被空氣氧化為二乙酰，二乙酰與蛋白胨中精氨酸上的胍基結(jié)合，構(gòu)成白色的化合物。如產(chǎn)氣桿菌，V.P實(shí)驗(yàn)陽性，而E.coli為陰性。V.P.實(shí)驗(yàn)〔Vogos-Prouskauertest〕〔二〕有氧呼吸〔aerobicrespiration〕是一種最普遍又重要的生物氧化或產(chǎn)能方式。1特點(diǎn)有電子傳遞鏈(呼吸鏈)；因氧化徹底，產(chǎn)能多；最終電子受體是分子態(tài)的氧；能量的發(fā)生，有底物水平磷酸化，也有電子傳遞水平磷酸化。〔二〕有氧呼吸〔aerobicrespiration〕2進(jìn)程葡萄糖經(jīng)過糖酵解〔EMP途徑〕作用構(gòu)成的丙酮酸，丙酮酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)(簡稱TCA循環(huán))，被徹底氧化生成CO2和水，同時釋縮小量能量。2進(jìn)程進(jìn)程圖G2丙酮酸2乙酰CoA2ATP+2NADH22NADH2+2CO2呼吸鏈6CO2+6H2O36或38ATPTCA6NADH2+2FADH24CO2+2CoA+2GTP注：NADH2〔被氧化〕：3ATPGTP〔被轉(zhuǎn)化〕：1ATPFADH2〔被氧化〕：2ATP進(jìn)程圖G2丙酮酸2乙酰CoA2ATP+2NADH22NADH〔三〕無氧呼吸〔anaerobicrespiration〕電子受體為氧化態(tài)的外源無機(jī)鹽類，少數(shù)為無機(jī)氧化物。1特點(diǎn)：電子受體為NO3-、NO2-、SO42-、CO32-、延胡索酸〔無機(jī)物〕等在能量分級釋放進(jìn)程中隨同有磷酸化作用生成的能量不如有氧呼吸發(fā)生的多鬼火〔磷化氫〕〔三〕無氧呼吸〔anaerobicrespiration注：無氧呼吸和有氧呼吸一樣需求細(xì)胞色素等電子傳遞體，在能量分級釋放進(jìn)程中隨同著磷酸化作用，也能發(fā)生很多能量，但只要局部能量隨電子〔或H〕傳遞給氧化物，而且受體的氧化恢來電位差都小于氧氣，使得生成的能量不如有氧呼吸發(fā)生得多。無氧呼吸中電子的傳遞方向：NAD(P)→FP〔黃素蛋白〕→Fe.S蛋白→CoQ→Cytb→Cytc→Cyta→Cyta3。注：無氧呼吸的主要類型無氧呼吸的主要類型2.1硝酸鹽呼吸〔反硝化作用或脫氮作用〕反硝化細(xì)菌〔兼性厭氧微生物，如地衣芽孢桿菌、銅綠假單胞菌、脫氮硫桿菌等〕以硝酸鹽作為最終氫受體，NO3-恢復(fù)成NO2-、N2O、N2等的進(jìn)程。對農(nóng)業(yè)和環(huán)境的影響有利：可消弭水域中N素的富集〔赤潮和水華〕；有害：N素?fù)p失，污染環(huán)境〔NO和N2O〕2.1硝酸鹽呼吸〔反硝化作用或脫氮作用〕2.2硫酸鹽呼吸〔反硫化作用〕反硫化細(xì)菌〔嚴(yán)厲厭氧菌，如龐大脫硫弧菌、致黑脫硫腸狀菌等〕以SO42-為最終氫受體，使SO42-恢復(fù)成H2S，并發(fā)生ATP。對農(nóng)業(yè)和環(huán)境的影響有利：水域中，使S素以H2S的方式前往大氣，防止S素少量聚集。有害：招致土壤硫素?fù)p失；惹起水稻爛根；金屬管道的腐蝕；飲用水的污染。2.2硫酸鹽呼吸〔反硫化作用〕硫呼吸〔專性或兼性厭氧菌〕以無機(jī)硫?yàn)楹粑溩罱K電子受體并發(fā)生H2S的作用。是兼性或?qū)Ｐ詤捬蹙?。鐵呼吸〔專性或兼性厭氧菌〕末端電子受體為Fe3+，在專性或兼性厭氧菌中存在。延胡索酸呼吸〔兼性厭氧菌〕以延胡索酸為末端電子受體，生成琥珀酸。硫呼吸〔專性或兼性厭氧菌〕碳酸鹽呼吸:是CO2或碳酸鹽作為呼吸鏈末端H受體。產(chǎn)甲烷菌的碳酸鹽呼吸是產(chǎn)甲烷細(xì)菌(專性厭氧菌，古生菌)在厭氧條件下，應(yīng)用H2恢復(fù)CO2發(fā)生細(xì)胞物質(zhì)，能應(yīng)用CO2作為電子受體發(fā)生ATP和CH4。對農(nóng)業(yè)和環(huán)境的影響：產(chǎn)沼氣；肥料：沼氣渣。碳酸鹽呼吸:注：沼氣的發(fā)生并不只是產(chǎn)甲烷菌參與，還有一些發(fā)酵性細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的參與，并且具有階段性。注：有氧呼吸、無氧呼吸與發(fā)酵的比擬呼吸類型有氧呼吸無氧呼吸發(fā)酵氧化基質(zhì)有機(jī)物有機(jī)物有機(jī)物最終電子受體O2無機(jī)氧化物、延胡索酸氧化型中間代謝產(chǎn)物醛、酮等產(chǎn)物CO2、H2OCO2、H2ONO2、N2還原型中間代謝產(chǎn)物醇、酸產(chǎn)能多次之少電子傳遞鏈完整不完整無，底物水平磷酸化有氧呼吸、無氧呼吸與發(fā)酵的比擬呼吸類型有氧呼吸無氧呼吸發(fā)酵氧溫習(xí)舊知識：化能異養(yǎng)微生物的主要脫氫方式和產(chǎn)能方式？溫習(xí)舊知識：化能異養(yǎng)微生物的主要脫氫方式和產(chǎn)能方式？三種氧化產(chǎn)能方式的比擬發(fā)酵有氧呼吸無氧呼吸最終電子受體有機(jī)物分子氧無機(jī)氧化物電子傳遞鏈無有有產(chǎn)能量少多較多氧化磷酸化底物水平底物水平、電子傳遞水平底物水平、電子傳遞水平三種氧化產(chǎn)能方式的比擬發(fā)酵有氧呼吸無氧呼吸最終電子受體有機(jī)物1化能自養(yǎng)微生物普通為好氧菌，能在氧化無機(jī)物進(jìn)程中，經(jīng)過電子傳遞鏈氧化磷酸化取得能量，電子受體O2，經(jīng)過逆呼吸鏈傳遞發(fā)生恢復(fù)力，消耗能量。2產(chǎn)能方式硝化作用硫化作用鐵的氧化氫的氧化新知識：二化能自養(yǎng)微生物產(chǎn)能方式1化能自養(yǎng)微生物新知識：二化能自養(yǎng)微生物產(chǎn)能方式化能自養(yǎng)的機(jī)理化能自養(yǎng)的機(jī)理2.1硝化作用〔氨的氧化〕NH3或亞硝酸(NO2-)被硝化細(xì)菌氧化發(fā)生能量。硝化細(xì)菌包括硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌。硝化細(xì)菌的特點(diǎn)：專性好氧,G＋，無芽孢，散布普遍，對氧化基質(zhì)有嚴(yán)厲的專注性；亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌是互生菌；嚴(yán)厲的專性化能自養(yǎng)，且大少數(shù)是專性無機(jī)營養(yǎng)型，不能在無機(jī)培育基上生長。2.1硝化作用〔氨的氧化〕硝化作用對農(nóng)業(yè)和環(huán)境的影響有利：氨氧化為硝酸以及少量的硝態(tài)氮化肥為作物生長提供氮素營養(yǎng)，有利于產(chǎn)量提高。有害：但硝酸鹽的溶解性強(qiáng)〔比銨鹽強(qiáng)〕，易隨雨水流入江、河、湖、海中，它不只大大降低肥料的應(yīng)用率〔硝酸鹽氮肥普通是40%〕，而且會惹起水體的富營養(yǎng)化，進(jìn)而招致〝水華〞或〝赤潮〞等嚴(yán)重污染危害〔大面積發(fā)作就很難管理〕。硝化作用對農(nóng)業(yè)和環(huán)境的影響進(jìn)程：NH3亞硝化菌NO2-+ATPNO2-硝化菌NO3-+ATPNH3亞硝化菌NO2-+ATPNO2-硝化菌NO3-+ATP2.2硫化作用硫化合物(包括硫化物、單質(zhì)硫、硫代硫酸鹽、硫酸鹽和亞硫酸鹽)被硫細(xì)菌可以應(yīng)用發(fā)生能量最后生成H2SO4的進(jìn)程。對農(nóng)業(yè)和環(huán)境的影響發(fā)生SO42-，作為植物直接吸收的S素物質(zhì)；解除H2S毒害和除臭使土壤的微域環(huán)境酸化，促進(jìn)難溶S素的有效化，但同時能夠招致作物酸害。2.2硫化作用2.3鐵的氧化少數(shù)細(xì)菌能將亞鐵氧化到高鐵形狀并發(fā)生能量的反響，如氧化亞鐵硫桿菌。氧化亞鐵硫桿菌存在于酸性環(huán)境中，由于亞鐵僅在酸性條件下是動搖的。2.3鐵的氧化2.4氫的氧化(氫細(xì)菌)經(jīng)過氧化氫取得能量。H細(xì)菌G-，兼性化能自氧菌，應(yīng)用分子氫氧化發(fā)生的能量異化CO2，也能應(yīng)用其它無機(jī)物生長。2.4氫的氧化(氫細(xì)菌)三光合自養(yǎng)微生物的光合磷酸化(一)光合微生物類群藍(lán)細(xì)菌，光合細(xì)菌，嗜鹽細(xì)菌1光合細(xì)菌：均為原核生物，紅螺菌目。1.1所含色素菌綠素和類胡羅卜素，兩種比例不同，使菌體呈紅橙、綠、紫及褐等不同顏色。光合細(xì)菌為典型水生菌，普遍散布于深層(缺氧)海水與海水中。三光合自養(yǎng)微生物的光合磷酸化(一)光合微生物類群注：光合色素可分為三類：葉綠素(chl)或細(xì)菌葉綠素〔Bchl〕，類胡蘿卜素和藻膽素。但一切光合生物都有類胡蘿卜素，其有捕捉光能的作用，能把吸收的光能高效地傳給細(xì)菌葉綠素〔或葉綠素〕。注：1.2光合細(xì)菌分類依據(jù)所含細(xì)菌葉綠素〔Bchl〕種類不同分三類:綠硫細(xì)菌:含Bchlc.d.e.以H2S,H2為供H體,恢復(fù)CO2。紅硫細(xì)菌:含Bchla.b.以H2S為供H體.紅螺菌:含Bchla.b.以無機(jī)物為供H體,有些以H2,H2S為供H體.1.2光合細(xì)菌分類2嗜鹽細(xì)菌兼性光能菌，屬嗜鹽菌科(Halobacteriaceae)的鹽桿菌屬(Halobacterium)。嗜鹽細(xì)菌在生理上具有高度特異性：能在高濃度的飽和鹽溶液(3.5～5.0mol/LNaCl)中棲息，細(xì)胞酶在2mol/L的鹽濃度中才干堅(jiān)持活性與動搖性。2嗜鹽細(xì)菌光合磷酸化的實(shí)質(zhì)就是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的進(jìn)程，詳細(xì)進(jìn)程為當(dāng)一個葉綠素〔菌綠素〕分子吸收光量子后，被激活，釋放一個電子〔氧化〕，釋放的電子進(jìn)入電子傳遞系統(tǒng)，在電子傳遞進(jìn)程中釋放能量，發(fā)生ATP。依照光合磷酸化中電子的活動路途及ATP構(gòu)成方式，可分為：環(huán)式光合磷酸化(原始、電子的循環(huán)傳遞)非環(huán)式光合磷酸化（電子傳遞非環(huán)式）嗜鹽菌紫膜的光合作用（嗜鹽菌紫膜光合磷酸化）〔二〕光合磷酸化分類光合磷酸化的實(shí)質(zhì)就是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的進(jìn)程，詳細(xì)進(jìn)程1循環(huán)光合磷酸化1.1紫硫細(xì)菌、綠硫細(xì)菌、紫色非硫細(xì)菌、綠色非硫細(xì)菌。1.2是厭氧光合細(xì)菌經(jīng)過光驅(qū)動下的電子循環(huán)式傳遞，在傳遞進(jìn)程中構(gòu)成ATP的進(jìn)程。1循環(huán)光合磷酸化1.3循環(huán)光和磷酸化的特點(diǎn)：電子傳遞途徑屬循環(huán)方式，即在光能驅(qū)動下，電子從菌綠素上逐出，經(jīng)過相似呼吸鏈的循環(huán)，又回到菌綠素，其間發(fā)生了ATP;在供應(yīng)ATP的條件下，可以發(fā)生恢復(fù)力。產(chǎn)ATP和恢復(fù)力[H]分開停止，不產(chǎn)O2。恢復(fù)力〔NADPH2〕來自H2S等無機(jī)氫供體，是反向電子傳遞發(fā)生的。反向電子傳遞:是逆著電子傳遞系統(tǒng)，將e從低能量(高電位)向高能量(低電位)傳遞。此進(jìn)程消耗能量。反向e傳遞用的e來源于菌體外的一些物質(zhì)如H2S,Fe2+，其它硫化物等.1.3循環(huán)光和磷酸化的特點(diǎn)：BchlP870紅光或紫外光激起態(tài)菌綠素QBCytbc1Cytc2e-環(huán)式光合磷酸化Bphe-e-NAD(P)NAD(P)H2e-ATPADP+Pi外源電子供體外源H2消耗ATP逆電子傳遞QAQ庫BchlP870紅光或紫外光激起態(tài)菌綠素QBCytbc1Cy第五章-微生物的新陳代謝課件2非循環(huán)光合磷酸化同時發(fā)生ATP、[H]和O2，[H]來源于H2O。藍(lán)細(xì)菌、藻類及各種綠色植物2.1有兩個光反響系統(tǒng)系統(tǒng)Ⅰ:發(fā)生恢復(fù)力。系統(tǒng)Ⅱ:發(fā)生ATP。2.2詳細(xì)進(jìn)程2非循環(huán)光合磷酸化非循環(huán)光合磷酸化特點(diǎn)：電子傳遞的途徑屬于非循環(huán)式的；在有氧條件下停止；有PSⅠ和PSⅡ兩個光合系統(tǒng)：有PSⅠ含有葉綠素a，反響中心的吸收光波為P700，有利于紅光吸收，PSⅡ含有葉綠素b,反響中心的吸收光波為P680，有利于藍(lán)光吸收；反響中可同時發(fā)生ATP、恢復(fù)力[H]和O2；恢復(fù)力NADPH2中的[H]來自H2O分子的的光解產(chǎn)物H+和電子。非循環(huán)光合磷酸化特點(diǎn)：ChlP700ChlP680Fe·S-PrFdNADPH2NADPQBPce-

PhH2O2e-+2H++1/2O2Mn2+

e-

系統(tǒng)Ⅰ系統(tǒng)Ⅱ紅光藍(lán)光QAQ庫cytbf注：Ph為褐藻素，Pc為質(zhì)體藍(lán)素，F(xiàn)d為鐵氧還蛋白ATPChlP700ChlP680Fe·S-PrFdNADPH第五章-微生物的新陳代謝課件總結(jié):水光解后發(fā)生的電子并發(fā)生O2，經(jīng)系統(tǒng)Ⅱ、Ⅰ傳遞給NADP，在提供[H]的條件下，生成NADPH2，在傳遞進(jìn)程中生成ATP.反響式：2NADP++2ADP+2Pi+2H2O2NADPH2+2ATP+O2總結(jié):水光解后發(fā)生的電子并發(fā)生O2，經(jīng)系統(tǒng)Ⅱ、Ⅰ傳遞給NA3紫膜光合磷酸化嗜鹽菌在無葉綠素和菌綠素參與下，應(yīng)用吸收光能發(fā)生ATP的進(jìn)程，是目前所知道的最復(fù)雜的光合磷酸化。3紫膜光合磷酸化嗜鹽菌細(xì)胞膜分為紅膜與紫膜兩局部。紅膜：主要成分為細(xì)胞色素、黃素蛋白和類胡蘿卜素，停止經(jīng)典的電子傳遞磷酸化；紫膜：停止光合磷酸化。含有細(xì)菌視紫紅質(zhì)，與人眼視網(wǎng)膜上柱狀cell中所含的視紫紅質(zhì)蛋白相似，都含有紫色物質(zhì)視黃醛。嗜鹽菌細(xì)胞膜紫膜光合磷酸化的機(jī)理光量子驅(qū)動下，細(xì)菌視紫紅質(zhì)在將反響中發(fā)生的H+排至細(xì)胞膜外，使紫膜內(nèi)外構(gòu)成質(zhì)子梯度；該梯度差驅(qū)使H+經(jīng)過膜上的ATP分解酶中的孔道進(jìn)入膜內(nèi)，平衡膜內(nèi)外質(zhì)子差額，并發(fā)生ATP。注：環(huán)境中O2濃度高時，嗜鹽菌以光合磷酸化產(chǎn)能，濃度很低時，可以在光照條件下分解紫膜，經(jīng)過紫膜光合磷酸化分解ATP。紫膜光合磷酸化的機(jī)理紫膜光合磷酸化主要特點(diǎn)：不經(jīng)過電子傳遞，直接發(fā)生ATP紫膜光合磷酸化主要特點(diǎn)：不經(jīng)過電子傳遞，直接發(fā)生ATP意義：嗜鹽菌紫膜光合磷酸化功用的發(fā)現(xiàn)，使在經(jīng)典的葉綠素和菌綠素所停止光合磷酸化之外又增添了一種新的光協(xié)作用類型。紫膜的光合磷酸化是迄今所知道的最復(fù)雜的光合磷酸化反響，這是研討化學(xué)浸透作用的一個極好的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，對它的研討正在鼎力展開。對其機(jī)制的提醒，將是生物學(xué)基本實(shí)際中的又一項(xiàng)嚴(yán)重打破，并無疑會對人類的消費(fèi)實(shí)際例如太陽能的應(yīng)用和海水的淡化等帶來龐大的推進(jìn)力。意義：四能量消耗主要用于分解細(xì)胞物質(zhì)與代謝產(chǎn)物，還用于維持生命、生物發(fā)光或放出生物熱。1分解耗能大分子細(xì)胞物質(zhì)分解及代謝產(chǎn)物分解消耗的總能量。如CO2的固定，生物固氮，糖類、蛋白質(zhì)和核酸的分解。四能量消耗2自動運(yùn)輸和膜泡運(yùn)輸耗能3細(xì)胞運(yùn)動真核生物中鞭毛和纖毛都具有ATP酶〔可水解ATP發(fā)生能量〕。但目前尚未在細(xì)菌鞭毛中發(fā)現(xiàn)該酶。4發(fā)光：發(fā)光細(xì)菌能將細(xì)胞內(nèi)貯存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能。2自動運(yùn)輸和膜泡運(yùn)輸耗能第二節(jié)微生物共同分解代謝途徑一自養(yǎng)微生物的CO2固定二生物固氮三肽聚糖的分解四、次生代謝〔略〕第二節(jié)微生物共同分解代謝途徑一自養(yǎng)微生物的CO2固定一、自養(yǎng)微生物的CO2固定〔重點(diǎn)：關(guān)鍵酶和微生物代表種類〕Calvin循環(huán)、厭氧乙酰－COA途徑、逆向TCA循環(huán)和羥基丙酸途徑。動力來源于光能或無機(jī)物氧化所得的化學(xué)能?！惨弧矯alvin循環(huán)〔光能自養(yǎng)和化能自養(yǎng)M固定CO2的主要途徑〕代表：綠色植物、藍(lán)細(xì)菌、少數(shù)光合細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硝化細(xì)菌。兩種關(guān)鍵酶：核酮糖二磷酸羧化酶〔RuBisCO〕和磷酸核酮糖激酶。三個階段：羧化反響、恢復(fù)反響和CO2受體的再生。一、自養(yǎng)微生物的CO2固定〔重點(diǎn)：關(guān)鍵酶和微生物代表種類〕第五章-微生物的新陳代謝課件〔二〕厭氧乙酰－COA途徑乙酸菌、硫酸鹽恢復(fù)菌和產(chǎn)甲烷菌。關(guān)鍵酶：CO脫氫酶，催化CO2恢復(fù)為CO的反響：CO2+H2=CO+H2O〔二〕厭氧乙酰－COA途徑厭氧乙酰－COA途徑乙酰COACH3-CO-XCO2CO2CH3-B12CO-X乙酸CO2丙酮酸CO脫氫酶厭氧乙酰－COA途徑乙酰COACH3-CO-XCO2CO2C〔三〕逆向TCA循環(huán)1在綠色硫細(xì)菌中存在。2以草酰乙酸為CO2受體，每循環(huán)一周摻入2個CO2分子，并恢復(fù)成乙酰COA，然后再固定1個CO2分子分解丙酮酸、丙酸等。3特殊酶：檸檬酸裂合酶。〔三〕逆向TCA循環(huán)〔四〕羥基丙酸途徑1存在于少數(shù)綠色硫細(xì)菌中。2乙酰COA為起始物質(zhì)，經(jīng)過2次羧化，最后構(gòu)成乙酰COA和乙醛酸，乙酰COA重新進(jìn)入循環(huán)，乙醛酸最為分解細(xì)胞物質(zhì)的原料。3關(guān)鍵步驟：羥基丙酸的發(fā)生?！菜摹沉u基丙酸途徑二生物固氮微生物經(jīng)過固氮酶將N2轉(zhuǎn)變成為NH3的進(jìn)程。生物固氮主要在三方面停止研討用實(shí)驗(yàn)的方法提高主要農(nóng)作物的固氮才干。模擬固氮酶，使工業(yè)消費(fèi)N肥在常溫、常壓下停止。選擇應(yīng)用高效、優(yōu)質(zhì)的固氮微生物做為生物肥料〔根瘤菌肥料和固氮菌肥料〕。二生物固氮微生物經(jīng)過固氮酶將N2轉(zhuǎn)變成為NH3的進(jìn)程〔一〕固氮微生物主要是原核微生物(細(xì)、放、藍(lán)等近50個屬)。1自生固氮菌:如圓褐固氮菌。2共生固氮菌:普通能構(gòu)成特殊的結(jié)構(gòu)，如根瘤菌。3結(jié)合固氮菌:必需生活在植物根際、葉面或植物腸道等處,普通不構(gòu)成特殊結(jié)構(gòu)。〔生脂固氮螺菌〕〔一〕固氮微生物圓褐固氮菌圓褐固氮菌根瘤菌根瘤菌〔二〕生物固氮的條件1能量ATP的提供2恢復(fù)力[H]及其傳遞體：[H]由鐵氧還蛋白(Fd)或黃素氧還蛋白(Fld)傳遞至固氮酶上。3固氮酶：固二氮酶〔組分Ⅰ，含鐵和鉬〕和固二氮酶恢復(fù)酶〔組分Ⅱ，含鐵〕組成，兩者在一同時才具有固氮作用。另外，〝替補(bǔ)固氮酶〞。4恢復(fù)底物：N25鎂離子6嚴(yán)厲的厭氧微環(huán)境：固氮酶的高度氧敏理性?！捕成锕痰臈l件〔三〕固氮的生化機(jī)制呼吸無氧呼吸發(fā)酵光合作用NAD(P)H2ATPFd(Fld)HN二NHN三NH2N-NH2

2NH3

固二氮酶還原酶(組分II)固二氮酶(組分I)ADP+PiMg2+氧障形成氨基酸注：總共需求8個電子，固氮進(jìn)程中，其中有兩個消耗在固氮酶將H恢復(fù)為H2〔占25％〕，緣由不清楚?！踩彻痰纳瘷C(jī)制呼吸無氧呼吸發(fā)酵光合作用NAD(P)H固氮酶對氧極端敏感〔不可逆的失活〕；組分II〔鐵蛋白〕：在空氣中暴露45s后失活一半；組分I〔鉬鐵蛋白〕：活性半衰期10min；但大少數(shù)固氮菌都是好氧菌；微生物如何處置既需求氧又須防止氧對固氮酶損傷的矛盾？思考?固氮酶對氧極端敏感〔不可逆的失活〕；微生物如何處置既需求氧又〔四〕避氧害機(jī)制1好氧性自生固氮菌的抗氧維護(hù)機(jī)制呼吸維護(hù)：固氮菌科即增強(qiáng)呼吸作用，使周圍處于低氧形狀。構(gòu)象維護(hù)：褐球固氮菌在高氧分壓條件下，固氮酶構(gòu)成無固氮活性但能防止氧害的特殊結(jié)構(gòu)?！菜摹潮苎鹾C(jī)制1好氧性自生固氮菌的抗氧維護(hù)機(jī)制呼吸維護(hù)2.藍(lán)細(xì)菌的抗氧維護(hù)機(jī)制發(fā)生異形胞異形胞內(nèi)缺乏產(chǎn)氧光合系統(tǒng)Ⅱ；含有SOD，能解除氧毒害。非異形胞藍(lán)細(xì)菌固氮作用和光協(xié)作用在時間上分隔：白晝光協(xié)作用，早晨固氮作用；群體中央處于厭氧環(huán)境下的細(xì)胞失掉能產(chǎn)氧的光合系統(tǒng)Ⅱ，有利于固氮；另外一些藍(lán)細(xì)菌如粘球藍(lán)細(xì)菌屬那么經(jīng)過提高SOD和過氧化物酶的活性去除過氧化物毒性。2.藍(lán)細(xì)菌的抗氧維護(hù)機(jī)制發(fā)生異形胞非異形胞藍(lán)細(xì)菌3豆科植物根瘤菌抗氧維護(hù)機(jī)制根瘤菌分化為膨大而外形各異的類菌體：不能繁衍，但具有很強(qiáng)的固氮活性；類菌體被包圍在類菌體周膜中，可維持良好的固氮環(huán)境；膜內(nèi)外還存在豆血紅蛋白，其經(jīng)過氧化態(tài)(Fe3+)和恢復(fù)態(tài)(Fe2+)的變化，使得O2維持在低且動搖的形狀〔氧合豆血紅蛋白:游離氧=10000:1〕。廈門大學(xué)2003年考研題〔5分〕：簡述豆科植物根瘤菌抗氧維護(hù)機(jī)制？3豆科植物根瘤菌抗氧維護(hù)機(jī)制廈門大學(xué)2003年考研題〔5分三肽聚糖的生物分解〔一〕在細(xì)胞質(zhì)中的分解〔二〕在細(xì)胞膜中的分解〔三〕在細(xì)胞膜外的分解三肽聚糖的生物分解〔一〕在細(xì)胞質(zhì)中的分解第五章-微生物的新陳代謝課件〔一〕在細(xì)胞質(zhì)中的分解1由葡萄糖分解N-乙酰葡糖胺〔NAG〕和N-乙酰胞壁酸〔NAM〕2由N-乙酰胞壁酸分解〝Park〞核苷酸〔一〕在細(xì)胞質(zhì)中的分解葡萄糖-6-磷酸葡萄糖ATPADP果糖-6-磷酸GlnGlu葡糖胺-6-磷酸N-乙酰葡糖胺-6-磷酸乙酰CoACoAN-乙酰葡糖胺-1-磷酸UDPGUTPPP磷酸烯醇丙酮酸Pi縮合反應(yīng)NADPHNADP+還原反應(yīng)UDPM由葡萄糖分解N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸葡萄糖-6-磷酸葡萄糖ATPADP果糖-6-磷酸GlnGlu〝Park〞核苷酸的分解〝Park〞核苷酸的分解Park-核苷酸在細(xì)胞膜上銜接N-乙酰葡糖胺和Gly五肽，分解肽聚糖單體，該單體其必需由名為細(xì)菌萜醇的類脂載體運(yùn)送到膜外細(xì)胞壁生長點(diǎn)處?！捕吃诩?xì)胞膜中分解Park-核苷酸在細(xì)胞膜上銜接N-乙酰葡糖胺和Gly五GPark-核苷酸分解肽聚糖單體進(jìn)程GPark-核苷酸分解肽聚糖單體進(jìn)程〔三〕在細(xì)胞膜外的分解1肽聚糖單體被運(yùn)送到細(xì)胞外相關(guān)部位。2細(xì)胞分泌自溶素，將細(xì)胞壁的肽聚糖網(wǎng)解開，使之成為新分解分子的引物。3肽聚糖單體和引物先停止轉(zhuǎn)糖基作用，然后再停止轉(zhuǎn)肽作用?！踩吃诩?xì)胞膜外的分解第五章-微生物的新陳代謝課件第五章-微生物的新陳代謝課件第三節(jié)微生物的代謝調(diào)控與發(fā)酵代謝的調(diào)理實(shí)質(zhì)：經(jīng)過控制酶的生成和酶的活性來完成的.酶活性調(diào)理酶分解調(diào)理第三節(jié)微生物的代謝調(diào)控與發(fā)酵代謝的調(diào)理實(shí)質(zhì)：經(jīng)過控制酶的練習(xí)題1.名詞：發(fā)酵、有氧呼吸、無氧呼吸、環(huán)式光合磷酸化、次生代謝產(chǎn)物、異形胞、生物固氮、V.P.實(shí)驗(yàn)、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型發(fā)酵、Stickland反響。2.比擬發(fā)酵、有氧呼吸、無氧呼吸。3.生物固氮的條件是什么？4.固氮酶的組成及各組分的功用。5.嗜鹽菌細(xì)胞膜組成及各成分功用。6.藍(lán)細(xì)菌是一類產(chǎn)氧性光合生物，又是一類固氮菌，說明其固氮酶的抗氧維護(hù)機(jī)制。7.酵母菌和細(xì)菌的乙醇發(fā)酵有何不同？練習(xí)題02一月2023138第五章微生物的新陳代謝18十二月20221第五章微生物的新陳代謝關(guān)于新陳代謝的幾個概念新陳代謝〔Metabolism〕發(fā)作在活細(xì)胞中的各種分解代謝和分解代謝的總和。分解代謝(Anabolism)(異化作用)在分解酶系催化作用下，由復(fù)雜小分子、ATP方式的能量和[H]方式的恢復(fù)力一同分解復(fù)雜大分子的進(jìn)程。分解代謝(Catabolism)(異化作用)復(fù)雜的無機(jī)物分子經(jīng)過火解代謝酶系的催化，發(fā)生復(fù)雜小分子、ATP方式的能量和恢復(fù)力的進(jìn)程。關(guān)于新陳代謝的幾個概念新陳代謝〔Metabolism〕分解代主要內(nèi)容第一節(jié)微生物的能量代謝第二節(jié)微生物共同分解代謝途徑第三節(jié)微生物的代謝調(diào)理和發(fā)酵消費(fèi)主要內(nèi)容主要內(nèi)容：一化能異養(yǎng)微生物的產(chǎn)能代謝二化能自養(yǎng)微生物的產(chǎn)能代謝三光合自養(yǎng)微生物的產(chǎn)能代謝第一節(jié)微生物的能量代謝主要內(nèi)容：第一節(jié)微生物的能量代謝能量代謝的目的：生物體把外界環(huán)境中多種方式的最后動力轉(zhuǎn)換成對一切生命活動都能運(yùn)用的通用動力〔ATP〕。最初能源有機(jī)物還原態(tài)無機(jī)物日光化能異養(yǎng)微生物化能自養(yǎng)微生物光能營養(yǎng)微生物ATP能量代謝的目的：最初有機(jī)物還原態(tài)無機(jī)物日光化能異養(yǎng)微生物化能一化能異養(yǎng)微生物的生物氧化生物氧化〔biologicaloxidation〕在活細(xì)胞中的一系列產(chǎn)能性氧化反響的總稱。氧化的方式包括：得氧、脫氫和失掉電子。進(jìn)程包括脫氫(電子)、遞氫(電子)和受氫(電子)3個階段。功用：產(chǎn)ATP，[H]，小分子中間代謝產(chǎn)物。類型：有氧呼吸、無氧呼吸和發(fā)酵。一化能異養(yǎng)微生物的生物氧化生物氧化〔biological底物脫電子的四種方式以葡萄糖為例EMP途徑〔占大少數(shù),又稱糖酵解途徑〕葡萄糖經(jīng)10步反響后生成2分子丙酮酸、2分子NADH+H+，2分子ATP?！布聪喈?dāng)于8個ATP〕HMP途徑〔戊糖磷酸途徑〕葡萄糖經(jīng)過該途徑被徹底氧化，發(fā)生ADPH+H+及多種中間代謝產(chǎn)物。底物脫電子的四種方式ED途徑是存在于某些缺乏EMP途徑的微生物中的一種替代途徑，葡萄糖經(jīng)4步反響后，生成丙酮酸、ATP、NADPH2、NADH2。TCA循環(huán)丙酮酸經(jīng)10步反響徹底氧化、脫羧后，生成ATP,GTP,NADH2和CO2ED途徑EMP途徑(Embden-MyerhpfPathway)EMP途徑(Embden-MyerhpfPathway)總式：葡萄糖+2NAD+2Pi+2ADP→2丙酮酸+2NADH+2H++2ATP+2H2OC6→→→2C3

→→→→→2NADH+H+丙酮酸4ATP→2ATP→耗能階段產(chǎn)能階段2ATP總式：C6→→→2C3→→→→→2NADH+H+丙酮酸4EMP

途徑的意義EMP途徑的生理學(xué)功用①為分解代謝供應(yīng)ATP方式的能量和NADH2方式的恢復(fù)力②為分解代謝提供多種中間代謝產(chǎn)物③銜接三羧酸循環(huán)〔TCA〕、HMP途徑和ED途徑的橋梁④經(jīng)過逆向反響可停止多糖分解EMP途徑與人類的關(guān)系乙醇、乳酸、甘油、丙酮和丁醇的發(fā)酵EMP途徑的意義EMP途徑的生理學(xué)功用HMP途徑：Pentosephosphatepathway，舊稱HMP途徑(Hexosemonophasphatepathway)，此途徑存在于大少數(shù)生物體內(nèi)。C7C4C5C5C5C6C3C6C3HMP途徑：C7C4C5C5C5C6C3C6C36C6→→→6C5

→→→

→5C6→經(jīng)一系列復(fù)雜反響后→重新分解己糖12NADPH6CO2

→

→

→經(jīng)呼吸鏈36ATP1ATP

→35ATP總反響式：6葡萄糖-6-磷酸+12NADP++6H2O→5葡萄糖-6-磷酸+12NADPH+12H+6CO2+Pi6C6→→→6C5→→→→5C6→經(jīng)一系列復(fù)雜反響后HMP途徑的意義微生物生命活動：1.供應(yīng)分解原料戊糖磷酸：核酸、NADP、FAD、CoA等赤蘚糖-4-磷酸：芬芳族氨基酸2.產(chǎn)恢復(fù)力：NADPH23.作為固定CO2的中介：核酮糖-5-磷酸4.擴(kuò)展碳源應(yīng)用范圍：C3~C75.銜接EMP途徑：果糖-1,6-二磷酸，甘油醛-3-磷酸HMP途徑的意義微生物生命活動：消費(fèi)實(shí)際—重要發(fā)酵產(chǎn)物核苷酸氨基酸輔酶乳酸消費(fèi)實(shí)際—重要發(fā)酵產(chǎn)物ED途徑2-酮-3-脫氧-6-磷酸葡萄糖酸裂解途徑與EMP途徑相連與EMP途徑相連有O2時與TCA相連無O2時停止酒精發(fā)酵ED途徑與EMP途徑相連與EMP途徑相連有O2時與TCA相連特點(diǎn)：特征性反響:特征性酶：KDPG酶終產(chǎn)物2分子丙酮酸的來歷不同產(chǎn)能效率底：1molATP/1molGlucose反響式：葡萄糖+NAD++NADP+Pi+ADP→2丙酮酸+NADH+H++NADPH+H++ATP特點(diǎn)：反響式：葡萄糖+NAD++NADP+Pi+ADP→2具有ED途徑的微生物Pseudomonassaccharophila(嗜糖假單胞桿菌)Ps.aeruginosa(銅綠假單胞桿菌)Ps.fluorescens(熒光假單胞桿菌)Ps.lindneri(林氏假單胞菌)Z.mobilis(運(yùn)動發(fā)酵單胞菌)Alcaligenseutrophus(真氧產(chǎn)堿菌)具有ED途徑的微生物Pseudomonassaccharo丙酮酸的代謝的多樣性EMP途徑，不完全的HMP途徑，ED途徑都可以發(fā)生丙酮酸，生成的丙酮酸：進(jìn)入TCA循環(huán)進(jìn)一步氧化分解，發(fā)生恢復(fù)力NADPH2，ATP和分解代謝所需求的小分子C架發(fā)酵作用Fermatation丙酮酸的代謝的多樣性EMP途徑，不完全的HMP途徑，ED途徑TCA循環(huán)C2C6C6C6C5C4C4C4C4C4丙酮酸在進(jìn)入三羧酸循環(huán)之先要脫羧生成乙酰CoA，乙酰CoA和草酰乙酸縮分解檸檬酸再進(jìn)入三羧酸循環(huán)。循環(huán)的結(jié)果是乙酰CoA被徹底氧化成CO2和H2O，每氧化1分子的乙酰CoA可發(fā)生12分子的ATP，草酰乙酸參與反響而自身并不消耗。TCA循環(huán)C2C6C6C6C5C4C4C4C4C4丙酮酸在進(jìn)C3→→→CH3CO~CoA→FADH24NADH+H+1GTP3CO2呼吸鏈12ATP呼吸鏈2ATP1ATP底物水平從丙酮酸進(jìn)入循環(huán)：丙酮酸+4NAD++FAD+GDP+Pi+3H2O→3CO2+4(NADH+H+)+FADH2+GTP從乙酰-CoA進(jìn)入循環(huán)：乙酰-CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O→2CO2+3(NADH+H+)+FADH2+CoA+GTPC3→→→CH3CO~CoA→FADH24NADH+H+〔1〕循環(huán)一次的結(jié)果是乙酰CoA的乙?；谎趸癁?分子CO2，偏重重生成1分子草酰乙酸；〔2〕整個循環(huán)有四步氧化恢復(fù)反響，其中三步反響中將NAD+恢復(fù)為NADH+H+，另一步為FAD恢復(fù)；〔3〕為糖、脂、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)轉(zhuǎn)化中心樞紐?！?〕循環(huán)中的某些中間產(chǎn)物是一些重要物質(zhì)生物分解的前體；〔5〕生物體提供能量的主要方式；〔6〕為人類應(yīng)用生物發(fā)酵消費(fèi)所需產(chǎn)品提供主要的代謝途徑。如檸檬酸發(fā)酵。TCA循環(huán)的重要特點(diǎn)〔1〕循環(huán)一次的結(jié)果是乙酰CoA的乙?；谎趸癁?分子CO2產(chǎn)能形式EMPHMPEDEMP+TCAATPGTP2122(2ATP)NADH+H+2(=6ATP)1(=3ATP)2+8*(=30ATP)NADPH+H+12(=36ATP)1(=3ATP)FADH22(=4ATP)凈產(chǎn)ATP835**736~38***葡萄糖經(jīng)不同途徑后的產(chǎn)能效率*在TCA循環(huán)的異檸檬酸至-酮戊二酸反響中，有的微生物發(fā)生的是NADPH+H+**在葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸?6-磷酸進(jìn)程中消耗1ATP***真核生物的呼吸鏈組分在線粒體膜上，NADH+H+進(jìn)入線粒體要消耗2ATP。產(chǎn)能形式EMPHMPEDEMP+TCAATP2經(jīng)上述脫氫途徑生成的NADH、NADPH、FADH等恢復(fù)型輔酶經(jīng)過呼吸鏈等方式停止遞氫，最終與受氫體〔氧、無機(jī)或無機(jī)氧化物〕結(jié)合，以釋放其化學(xué)潛能。遞氫和受氫ATP的發(fā)生經(jīng)上述脫氫途徑生成的NADH、NADPH、FADH等恢復(fù)型輔生物氧化的三種類型依據(jù)受氫體性質(zhì)的不同，生物氧化可分為三種類型：有氧呼吸無氧呼吸發(fā)酵生物氧化的三種類型依據(jù)受氫體性質(zhì)的不同，生物氧化可分為三種類第五章-微生物的新陳代謝課件狹義發(fā)酵任何應(yīng)用微生物來消費(fèi)少量菌體或有用代謝產(chǎn)物或食品飲料的一類消費(fèi)方式狹義發(fā)酵在無氧等外源受氫體〔外源最終電子受體〕條件下，底物脫氫以后發(fā)生的恢復(fù)力[H]未經(jīng)過呼吸鏈傳遞而直接交給某一內(nèi)源中間代謝產(chǎn)物接受，以完成底物水平磷酸化產(chǎn)能的生物氧化反響。C6H12O6→2CO2+2C2H5OH〔一〕發(fā)酵(fermentation)狹義發(fā)酵〔一〕發(fā)酵(fermentation)發(fā)酵的特點(diǎn)微生物局部氧化無機(jī)物取得發(fā)酵產(chǎn)物，釋縮小批能量；氫供體與氫受體(內(nèi)源性中間代謝產(chǎn)物)均為無機(jī)物恢復(fù)力[H]不經(jīng)過呼吸鏈傳遞；產(chǎn)能方式：底物水平磷酸化反響。底物磷酸化：指在發(fā)酵進(jìn)程中往往隨同著高能化合物生成，如EMP途徑中的1，3-二磷酸甘油酸和磷酸烯醇氏丙酮酸，其可直接偶聯(lián)ATP和GTP的發(fā)生。發(fā)酵的特點(diǎn)微生物局部氧化無機(jī)物取得發(fā)酵產(chǎn)物，釋縮小批能量；發(fā)酵產(chǎn)能是厭氧和兼性好氧菌獲取能量的主要方式。多糖轉(zhuǎn)化為單糖才干用于發(fā)酵。微生物直接發(fā)酵的碳源物質(zhì)主要是葡萄糖和其它單糖，以微生物發(fā)酵葡萄糖最為重要。發(fā)酵產(chǎn)能是厭氧和兼性好氧菌獲取能量的主要方式。和底物脫氫的途徑有關(guān)的和稱為Stickland反響的四類重要發(fā)酵由EMP途徑中丙酮酸動身的發(fā)酵經(jīng)過HMP途徑的發(fā)酵經(jīng)過ED途徑停止的發(fā)酵Stickland反響和底物脫氫的途徑有關(guān)的和稱為Stickland反響的四類重要由EMP途徑中丙酮酸動身的發(fā)酵由葡萄糖經(jīng)EMP途徑構(gòu)成丙酮酸，進(jìn)一步降解構(gòu)成各種發(fā)酵產(chǎn)物〔同型〕酒精發(fā)酵〔釀酒酵母〕同型乳酸發(fā)酵〔德氏乳桿菌〕丙酸發(fā)酵〔丙酸桿菌〕混合酸發(fā)酵〔大腸桿菌〕2,3-丁二醇發(fā)酵〔產(chǎn)氣腸桿菌〕丁酸發(fā)酵〔丁酸梭菌〕由EMP途徑中丙酮酸動身的發(fā)酵由葡萄糖經(jīng)EMP途徑構(gòu)成丙酮酸由丙酮酸動身的6條發(fā)酵途徑①酵母型酒精發(fā)酵②同型乳酸發(fā)酵③丙酸發(fā)酵④混合酸發(fā)酵⑤2,3—丁二醇發(fā)酵⑥丁酸發(fā)酵方框內(nèi)為發(fā)酵產(chǎn)物由丙酮酸動身的6條發(fā)酵途徑①酵母型酒精發(fā)酵方框內(nèi)為發(fā)酵產(chǎn)物由EMP途徑中丙酮酸動身的發(fā)酵的意義工業(yè)發(fā)酵:大規(guī)模消費(fèi)這些代謝產(chǎn)物；菌種鑒定:發(fā)酵中的某些共同代謝產(chǎn)物是鑒定相應(yīng)菌種的重要生化目的。V.P.實(shí)驗(yàn)〔Vogos-Prouskauertest〕產(chǎn)氣腸桿菌(E.aerogenes)發(fā)生乙酰甲基甲醇，堿性條件下氧化成雙乙酰，與含有胍基的精氨酸反響，發(fā)生特征性的白色反響〔呈V.P.陽性〕，而E.coli(與產(chǎn)氣腸桿菌近緣)呈V.P.陰性，故極易區(qū)別兩菌。由EMP途徑中丙酮酸動身的發(fā)酵的意義工業(yè)發(fā)酵:大規(guī)模消費(fèi)這些經(jīng)過HMP途徑的發(fā)酵異型乳酸發(fā)酵〔Heterolacticfermentation〕凡是葡萄糖經(jīng)過發(fā)酵后除主要發(fā)生乳酸，還發(fā)生乙醇、乙酸和二氧化碳等多種產(chǎn)物的發(fā)酵停止異型乳酸發(fā)酵的微生物異型乳酸發(fā)酵的經(jīng)典途徑L.mesenteroides(腸膜明串珠菌)、L.cremoris(乳脂明串珠菌)、L.brevis(短乳桿菌)、L.fermentum(發(fā)酵乳桿菌)等異型乳酸發(fā)酵的雙歧桿菌途徑Bifidobacteriumbifidum經(jīng)過HMP途徑的發(fā)酵異型乳酸發(fā)酵〔Heterolactic異型乳酸發(fā)酵的經(jīng)典途徑異型乳酸發(fā)酵的經(jīng)典途徑異型乳酸發(fā)酵的雙歧途徑2分子葡萄糖發(fā)生2分子乳酸，3分子乙酸，5分子ATP異型2分子葡萄糖發(fā)生2分子乳酸，3分子乙酸，5分子ATP氨基酸發(fā)酵產(chǎn)能—Stickland反響什么是Stickland反響？以一種氨基酸作底物脫氫〔氫供體〕，以另一種氨基酸作氫受體完成生物氧化產(chǎn)能的共同發(fā)酵類型。氫供體氨基酸丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、組氨酸、色氨酸、絲氨酸等氫受體氨基酸甘氨酸、脯氨酸、精氨酸、鳥氨酸氨基酸發(fā)酵產(chǎn)能—Stickland反響什么是Sticklan以丙氨酸和甘氨酸為例：丙氨酸+甘氨酸+ADP+Pi→3乙酸+3NH3+CO2停止Stickland反響的微生物C.sporogenes〔生胞梭菌〕C.botulinum〔肉毒梭菌〕C.sticklandii〔斯氏梭菌〕以丙氨酸和甘氨酸為例：停止Stickland反響的微生物該反響效率很低，一個分子的Aa只發(fā)生1個ATP。注：stickland反響對生長在厭氧和蛋白質(zhì)豐厚環(huán)境中的微生物十分重要，使其可以應(yīng)用氨基酸作為碳源、動力和氮源，如生孢梭菌。該反響效率很低，一個分子的Aa只發(fā)生1個ATP。和發(fā)酵產(chǎn)物有關(guān)的重要的發(fā)酵類型降解產(chǎn)物為乙醇〔乙醇發(fā)酵〕酵母菌和細(xì)菌可停止乙醇發(fā)酵。葡萄糖2丙酮酸2乙醛2乙醇脫羧酶酵母菌，八疊球菌的乙醇發(fā)酵：EMP運(yùn)動發(fā)酵單孢菌和厭氧發(fā)酵單孢菌乙醇發(fā)酵：ED運(yùn)用：釀酒乙醇發(fā)酵、乳酸發(fā)酵、丙酸發(fā)酵、混合酸發(fā)酵、丁酸發(fā)酵等乙醇脫氫酶和發(fā)酵產(chǎn)物有關(guān)的重要的發(fā)酵類型降解產(chǎn)物為乙醇〔乙醇發(fā)酵〕葡注：酵母菌乙醇發(fā)酵中，發(fā)酵條件對發(fā)酵進(jìn)程與產(chǎn)物影響很大。如發(fā)酵進(jìn)程中的通氣狀況、培育基組成及pH控制均對發(fā)酵終產(chǎn)物發(fā)生影響。乙醇發(fā)酵是一種厭氧發(fā)酵,如將厭氧條件改為好氧條件，葡萄糖分解速度降低，乙醇生成中止，這種有氧呼吸抑制發(fā)酵的現(xiàn)象稱為巴斯德效應(yīng)。當(dāng)重新前往厭氧條件時，葡萄糖分解減速，隨同少量乙醇發(fā)生。注：酵母菌應(yīng)用葡萄糖停止發(fā)酵的三種類型Ⅰ型發(fā)酵：即正常的乙醇發(fā)酵，在弱酸性條件下停止，1分子葡萄糖經(jīng)發(fā)酵發(fā)生2分子乙醇和2CO2;Ⅱ型發(fā)酵：乙醇發(fā)酵中，在發(fā)酵培育基中參與過量NaHSO3,發(fā)酵轉(zhuǎn)變?yōu)楦视桶l(fā)酵，構(gòu)成少量甘油和大批乙醇。Ⅲ型發(fā)酵：乙醇發(fā)酵中，將發(fā)酵液pH改成弱堿性(pH7.6),發(fā)酵主產(chǎn)物為甘油,隨同發(fā)生大批乙醇、乙酸和CO2。酵母菌應(yīng)用葡萄糖停止發(fā)酵的三種類型糖化(糖化菌作用將淀粉---葡萄糖)發(fā)酵(酵母菌作用將葡萄糖---乙醇)蒸餾(失掉乙醇,此外有雜醇油和酒糟)貯藏勾兌白酒的制造糖化(糖化菌作用將淀粉---葡萄糖)發(fā)酵(酵母菌作用將葡勾兌：將各種蒸出的酒，經(jīng)品味后，剖析各自的優(yōu)缺陷，依照一定比例停止混合，使得成品酒具有共同的作風(fēng)的操作,實(shí)踐上是勾兌基礎(chǔ)酒和調(diào)味2個操作的總稱。勾兌：貯藏：緣由：貯藏前的白酒具有撫慰氣息和辛辣味，不柔和，要貯存半年以上才可飲用，貯存的進(jìn)程稱為老熟。進(jìn)程反響丙烯酸、硫化氫和硫醇等雜味物質(zhì)的揮發(fā)，使得酒液質(zhì)質(zhì)變好，體積變小。發(fā)作一系列氧化、恢復(fù)、酯化和縮合等化學(xué)反響，可增加酒液的撫慰性。貯藏：葡萄破碎〔參與二氧化硫，殺菌、溶解色素等〕接種酵母浸漬和局部發(fā)酵壓榨、去除皮渣完成酒精發(fā)酵后去除酵母葡萄酒在橡木桶或其他容器中陳釀廓清、罐裝紅葡萄糖酒釀造工藝流程熟成處理葡萄汁和皮蘋果酸乳酸發(fā)酵葡萄破碎〔參與二氧化硫，殺菌、溶解色素等〕接種酵母浸漬第五章-微生物的新陳代謝課件紅葡萄酒能降低許多疾病的患病率，尤其是心血管疾病。添加高密度脂蛋白含量，降低低密度脂蛋白含量；降低血栓構(gòu)成，防止膽固醇堆積于血管內(nèi)皮。臨時過量飲用紅葡萄酒，還能擴(kuò)展動脈直徑，增強(qiáng)動脈內(nèi)皮細(xì)胞層的功用，使動脈更安康。添加心率變異的發(fā)作。研討發(fā)現(xiàn)，心率變異的增加與心臟病的風(fēng)險度和死亡率添加成正比。所謂〝過量〞，是指男性不超越250毫升/天，女性不超越125毫升/天，因女性體內(nèi)的乙醇脫氫酶活性僅為男性的一半。紅葡萄酒能降低許多疾病的患病率，尤其是心血管疾病。葡萄破碎，加入二氧化硫預(yù)處置、廓清壓榨、去除皮渣

葡萄汁

接種酵母酒精發(fā)酵，去除酵母葡萄酒陳釀廓清，罐裝白葡萄酒的釀造工藝流程蘋果酸乳酸發(fā)酵葡萄破碎，加入二氧化硫預(yù)處置、廓清壓榨、去除皮渣葡萄汁白葡萄酒比紅葡萄酒有更弱小的殺菌作用。發(fā)揚(yáng)殺菌作用的是含在白葡萄酒中的蘋果酸和酒石酸等無機(jī)酸，而且酸性越大，殺菌效果就越強(qiáng)。殺菌機(jī)理是：無機(jī)酸的酸度越高就越容易進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，發(fā)生殺菌效果。魚、蝦、貝等海產(chǎn)品附帶的大腸桿菌，可以被白葡萄酒中的無機(jī)酸所殺死，這就是吃海鮮喝白葡萄酒不易發(fā)作食物中毒的緣由。白葡萄酒比紅葡萄酒有更弱小的殺菌作用。紅葡萄酒和白葡萄酒的主要區(qū)別原料不同。依據(jù)所用葡萄種類的顏色不同：葡萄分為白色種類〔白皮白肉〕、白色種類〔紅皮白肉〕和染色種類〔紅皮紅肉〕三大類；從發(fā)酵工藝上區(qū)分：白葡萄酒是用白葡萄汁發(fā)酵而成，紅葡萄酒是用葡萄汁〔液體局部〕與葡萄皮渣〔固體局部〕混合發(fā)酵而成。從成分上分：丹寧是兩者最重要的區(qū)別。從口味上分：假設(shè)說〝酸〞是白葡萄酒的特性，那么，〝澀〞就是紅葡萄酒的特性。

所以，紅葡萄酒與白葡萄酒的主要差異在于它們之間的酚類物質(zhì)的含量和種類的差異。紅葡萄酒和白葡萄酒的主要區(qū)別原料不同。依據(jù)所用葡萄種類的顏色啤酒的釀造潤濕大麥和發(fā)芽可溶性糖類的酶釋放枯燥和壓碎〔糖化桶中，酶活性進(jìn)一步增強(qiáng)，麥芽糖、糊精和蛋白質(zhì)釋放并被分解〕加酒花，在釀造罐中加熱抑制有害無機(jī)體；酶滅活；來自酒花的風(fēng)味化；除去酒花，得到麥芽汁加酵母發(fā)酵前期：好氧前期：厭氧酒精的發(fā)酵作用貯藏包裝為成品煮糊化糖化過濾巴氏滅菌過濾除雜裝瓶啤酒的釀造潤濕大麥和發(fā)芽可溶性糖類的酶釋放枯燥和壓碎〔糖化桶降解產(chǎn)物為乳酸〔乳酸發(fā)酵〕葡萄糖2丙酮酸2乳酸運(yùn)用：應(yīng)用乳酸菌消費(fèi)酸性飲料、青貯飼料。分類：依據(jù)產(chǎn)物的不同可分為同型乳酸發(fā)酵、異型乳酸發(fā)酵和雙歧發(fā)酵乳酸脫氫酶系進(jìn)程：乳酸發(fā)酵是在嚴(yán)厲厭氧條件下完成的。乳酸菌缺少許多生長因子的分解才干,培育乳酸菌時,需參與一定量動植物組織浸出液或酵母浸出液。降解產(chǎn)物為乳酸〔乳酸發(fā)酵〕葡萄糖2丙酮酸2乳酸運(yùn)用：應(yīng)用同型乳酸發(fā)酵(德氏乳桿菌,經(jīng)過EMP途徑)終產(chǎn)物只要乳酸一種，故稱為同型乳酸發(fā)酵。異型乳酸發(fā)酵:〔腸膜明串珠菌，經(jīng)過HMP途徑)終產(chǎn)物：乳酸、乙醇、乙酸、CO2等。雙歧發(fā)酵〔雙歧桿菌，經(jīng)過HMP途徑〕終產(chǎn)物為乳酸和乙酸。同型乳酸發(fā)酵(德氏乳桿菌,經(jīng)過EMP途徑)凝結(jié)型酸奶的制備原料鮮奶凈化(除去異物、白血球)脂肪含量規(guī)范化〔加脫脂乳〕配料（加蔗糖、脫脂奶粉）過濾除雜預(yù)熱；均質(zhì)；滅菌；冷卻（43-45℃）接種分裝

發(fā)酵40-43℃，3-6h迅速冷卻〔10℃〕冷藏和后熟乳酸菌(嗜熱乳鏈球菌,保加利亞乳桿菌,雙歧乳桿菌等.)凝結(jié)型酸奶的制備原料鮮奶凈化(除去異物、白血球)脂肪含量蔗糖的添加目的：緊張酸奶的酸味，改善口味，假設(shè)蔗糖含量參與過多，會使得調(diào)制乳浸透壓的添加而阻礙乳酸菌的生長。蔗糖的添加目的：均質(zhì)：經(jīng)均質(zhì)處置，乳脂肪被充沛分散，酸奶不會發(fā)作脂肪上顯現(xiàn)象，酸奶的硬度和粘度都有所提高。滅菌：A．將乳加熱到90℃，保溫5min，或在85℃下保溫30min。B.在135℃下保溫2-3s。均質(zhì)：經(jīng)均質(zhì)處置，乳脂肪被充沛分散，酸奶不會發(fā)作脂肪上顯現(xiàn)象分裝的緣由：酸奶遭到振動，乳凝形狀易被破壞，因此不能在發(fā)酵罐中先發(fā)酵然后再停止分裝；必需先將含有乳酸菌的牛乳培育基先分裝到銷售用的小容器中，加蓋后送入恒溫室培育，在塑料小容器中發(fā)酵制成酸奶。分裝后，小容器上部留出的空隙要盡能夠小，這樣容器中內(nèi)容物晃動幅度小，酸奶形狀易堅(jiān)持完整。分裝的緣由：冷藏和后熟冷藏條件：普通是2-5℃，最好是-1～0℃的冷