厌氧发酵机制.ppt

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1、发酵（fermentation）发酵作用：所谓的发酵，广义的讲就是利用微生物或生物化学的手段，将各种物质加以改变，然后利用由此产生的能量及代谢中间体，而得到各种有用的物质。发酵的类型根据微生物的种类不同，可分为好氧性发酵、厌氧性发酵和兼性发酵。（1）好氧性发酵(aerobicfermentation)：在发酵过程中需要通入一定量的无菌空气，满足微生物呼吸需要。e.g.Bacillussubtilis-----------amylaseCorynebacterium265-----------inosinicacidAsp.nigerU

2、v06---------citricacidC.glutamicumAs1299---------glutamicacid（2）厌氧性发酵(anaerobicfermentation)：在发酵过程中不需要供给无菌空气。e.g.lacticacidbacteria--------lacticacidBacillusclostridium-------acetone-butanol（3）兼性发酵(facultativefermentation)：在有氧、无氧条件下均能生活。如酒精酵母，在缺氧条件下进行厌气性发酵积累酒精，而在有氧条件下则进

3、行好氧发酵，大量繁殖菌体细胞。糖酵解途径糖酵解途径及特点EMP途径大致可分为三个阶段1，6-二磷酸果糖的生成，消耗2分子ATP；1，6-二磷酸果糖降解为3-磷酸甘油醛；3-磷酸甘油醛经五步反应转化为丙酮酸，产生4分子ATP它是动物、植物、微生物细胞中G分解产生能量的共同途径。EMP的每一步都是由酶催化的。己糖激酶；磷酸果糖激酶（该酶受ATP、柠檬酸的抑制，为AMP所激活）；丙酮酸激酶；3-磷酸甘油醛脱氢酶（受碘乙酸抑制）；烯醇化酶（受氟化物抑制）。当以其他糖类作为碳源和能源时，先通过少数几步反应转化为糖酵解途径的中间产物，然后

4、沿着糖酵解途径进行降解。丙酮酸的不同去路。反应中生成的NADH2不能积存，必须被重新氧化为NAD后，才能继续不断地推动全部反应，在不同的机体，在不同的环境下（如氧气的有无），氢的受体不同，丙酮酸的去路也不同。在无氧条件下：在乳酸菌中受乳酸脱氢酶的作用，丙酮酸作为受氢体而被还原为乳酸，即同型乳酸发酵；在酵母菌中，丙酮酸受丙酮酸脱羧酶的作用生成乙醛，乙醛在乙醇脱氢酶的作用下作为受氢体被还原为乙醇，即酒精发酵；在梭状芽孢杆菌中，丙酮酸脱羧生成乙酰COA，然后经一系列变化生成丁酰COA、丁醛，两者作为受氢体被还原生成丁醇，生成物中还有丙

5、酮、乙醇，所以称为丙酮-丁醇发酵。乙醇乳酸在好氧发酵条件丙酮酸进入TCA环，进行代谢，产生各种好氧代谢产物或完全氧化获得能量。B、三羧酸循环三羧酸循环一定需要氧才能进行。在三羧酸循环中脱下的氢，形成NADH和FADH2，然后再逐步传递给氧。丙酮酸三个二氧化碳三羧酸循环淀粉葡萄糖丙酮酸CO2+H2OATP生物体内氧化分步骤进行第一节酒精发酵机制1酵母菌的酒精发酵第四章厌氧发酵机制1.1酒精生成机制(1)葡萄糖（glucose）EMP丙酮酸（pyruvicacid）己糖磷酸化作用EMP六碳糖转变为三碳糖磷酸丙糖　　丙酮酸(2)丙酮酸　　　

6、乙醇丙酮酸（pyruvicacid）丙酮酸脱羧酶乙醛（acetaldehyde）乙醛乙醇脱氢酶乙醇（alcohol）由葡萄糖生成乙醇的总反应式为C6H12O6+2ADP+2H3PO42CH3CH2OH+2CO2+2ATP则1mol葡萄糖生成2mol乙醇，理论转化率为2×46.05/180.1×100%=51.1%但是在生产中大约有5%的葡萄糖用于合成酵母细胞和副产物，实际上乙醇生成量约为理论值的95%，则乙醇对糖的实际转化率约为48.5%。酵母菌在无氧的条件下，通过以上12步反应，1分子G生成２分子的乙醇，２分子的CO2和2分子ATP

7、。整个过程可用下面的简图表示。2CH3COCOOH4ATPMg2+2ATP2CO22CH3CHONADH+H+NAD+C6H12O62C2H5OH1、从Ｇ－－乙醇，无氧气参与，是无氧呼吸过程。2、有脱氢反应，脱下的氢由辅酶Ⅰ携带。还原型NADH+H+通过与乙醛反应而重新被氧化的。3、从Ｇ－－乙醇，净得２ATP。4、发酵过程的某些反应需辅酶和辅助因子。1.2酒精发酵中副产物的形成主产物（product）：乙醇（alcohol）副产物（byproduct）：二氧化碳（carbondioxide）甘油（glycerol）乙醛（acetald

8、ehyde）瑚珀酸（succinicacid）乙酸（aceticacid）酯（ester）高级醇（higheralcohol）双乙酰（diacetyl）1.2.1杂醇油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