第四章 厌氧发酵工艺及设备ppt课件.ppt

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1、第一节厌氧发酵产物的生物合成机制一、糖酵解途径的概念及其特点糖酵解（EMP）是指葡萄糖在无氧条件下降解为丙酮酸并伴随产生ATP的过程。糖酵解包括三个阶段：（１）活化（２）裂解（３）丙酮酸及ATP产生（1）活化（①己糖激酶；②磷酸己糖异构酶；③６-磷酸果糖激酶）（2）裂解（④醛缩酶；⑤磷酸丙糖异构酶）（3）丙酮酸及ATP产生（⑥3-磷酸甘油醛脱氢酶；⑦磷酸甘油酸激酶；⑧磷酸甘油酸变位酶；⑨烯醇化酶；⑩丙酮酸激酶）以上三个阶段综合可得糖酵解总反应式为：C6H12O6+2ADP+2Pi+2NAD+→2CH3COCOOH+2ATP+2NADH+2H++2H2O二、酵母菌的酒精、甘油发酵1、酒精发酵机

2、制及其特点酵母菌在无氧条件下利用丙酮酸脱羧酶催化丙酮酸脱羧生成乙醛，乙醛在乙醇脱氢酶的催化下被还原形成乙醇。总反应式为：C6H12O6+2ADP+2Pi→2C2H5OH+2ATP+2CO22、甘油发酵机制及其特点酵母在一定条件下，利用α-磷酸甘油脱氢酶的催化作用，使磷酸二羟丙酮作为受氢体被还原成α-磷酸甘油，α-磷酸甘油在α-磷酸甘油磷酸酯酶作用下转化成甘油。酵母菌中乙醇脱氢酶活力很强，因此在该酶作用下乙醛作为受氢体被还原成乙醇。要想大量生成甘油，必须将受氢体乙醛除去。控制甘油发酵的方法有以下两种。①亚硫酸钠法甘油发酵即在发酵醪中加入亚硫酸氢钠，使之与乙醛发生加成反应而生成难溶的乙醛亚硫酸钠

3、，使磷酸二羟丙酮成为唯一的受氢体从而产生大量的甘油。总反应式为：2C6H12O6+H2O→2HOCH2CH(OH)CH2OH+C2H5OH+CH3COOH+CO2②碱法甘油发酵即调节酵母培养液pH7.6以上，此条件下2分子乙醛发生歧化反应，经氧化还原生成等量的乙酸和乙醇，由于乙醛被完全消耗而磷酸二羟丙酮成为唯一的受氢体，从而产生大量的甘油。总反应式为：2C6H12O6+H2O→2HOCH2CH(OH)CH2OH+C2H5OH+CH3COOH+CO2由于甘油发酵中不能为酵母细胞提供生长所需的ATP，因此实际生产中需向发酵醪中不断补加生长成熟的酵母菌才能使甘油发酵顺利进行。三、乳酸发酵乳酸菌在无

4、氧条件下，丙酮酸会接受从3-磷酸甘油醛脱下的由NADH携带的氢，在乳酸脱氢酶的作用下生成乳酸。乳酸发酵包括同型乳酸发酵和异型乳酸发酵。1、同型乳酸发酵指乳酸杆菌利用葡萄糖经糖酵解途径完全转化为乳酸，没有其他副产物形成，1分子葡萄糖生产2分子乳酸，理论转化率为100%。总反应式为：C6H12O6+2ADP+2Pi→2CH3CH(OH)COOH+2ATP2、异型乳酸发酵异型乳酸发酵除生成乳酸外还生成CO2和乙醇或乙酸，其生物合成途径有6-磷酸葡萄糖酸途径和双歧途径。经过6-磷酸葡萄糖酸异型乳酸发酵途径，1分子葡萄糖最终可转化为1分子乳酸和2分子乙醇，乳酸对糖的理论转化率为50%。双歧途径特征：反

5、应在厌氧条件下进行，反应过程中不发生脱氢反应，1分子葡萄糖经双歧反应途径最终转化为1分子乳酸和1.5分子乙酸，乳酸对糖的理论转化率为50%。四、甲烷（沼气）发酵（了解）甲烷发酵是有机物在厌氧条件下经甲烷菌转化为甲烷并产生ATP的过程。甲烷菌特征：绝对嫌气菌，不产孢子，细胞球型、杆型、螺旋型或弧形。参与甲烷发酵的微生物主要有细菌、产酸菌、专性质子还原菌、醋酸菌及甲烷产气菌。甲烷发酵主要包括两个阶段。第一为阶段为产酸阶段：首先将有机物水解成单体化合物，进一步分解成各种脂肪酸、CO2和氢气，各种脂肪酸最终分解成醋酸、CO2和氢气；第二阶段为产甲烷阶段：醋酸、CO2和氢气转化成甲烷。这两个阶段几乎同

6、时发生，但却是完全不同的微生物参与完成的。第二节白酒与酒精发酵一、白酒固态发酵1、饮料酒概述饮料酒：将酒精含量达1%（体积分数）以上的饮料规定为酒精饮料。酒度：酒饮料中酒精的百分含量称做酒度。（1）体积百分比酒度：每100毫升酒液中纯酒精的毫升数。啤酒、白酒、黄酒、葡萄酒均以此法表示酒度。（2）质量百分比酒度：每100g酒液中含有酒精的克数。（3）标准酒度：100标准酒度相当于体积分数57.07％，相当于质量分数49.44%。现代标准酒度：100标准酒度＝50％（V/V）2、饮料酒的分类3、白酒的分类（1）按酒的香型分①酱香型（茅香型）：贵州茅台②浓香型（泸香型）：泸州老窖特曲③清香型（汾香

7、型）：山西杏花村汾酒④米香型（蜜香型）：广西桂林三花酒⑤其它香型：这类酒的香型各有特征，酿造工艺采用浓香型、酱香型或汾香型白酒的一些工艺。其它香型又包括：兼香型白酒：代表为兼香型白云边凤香型白酒：代表为西凤酒药香型白酒：代表为董酒豉香型白酒：代表为豉味玉冰烧芝麻香型白酒：代表为景芝老白干特型白酒：代表为四特酒（2）按使用的糖化发酵剂分大曲酒：以大曲为糖化发酵剂制成的固态法白酒，如枝江大曲、茅台等。小曲酒：以小