《微生物的应用》PPT课件

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1、第十一章微生物的应用一、微生物在农业中的应用微生物与土壤的生物活性：土壤是一个永远变化着的、具有生物活性的无机、有机、生物复合体系。土壤酶催化着土壤中的物质转化。土壤酶主要来源于生活在土壤中的微生物、植物根系及其他生物。土壤酶比纯酶制剂及酶溶液稳定，但较难提取。如其过氧化物酶可耐180℃干热3小时处理。微生物的生命活动影响着土壤肥力。1、微生物肥料：根瘤菌剂、泾阳链霉菌菌肥、固氮菌剂、磷细菌制剂、钾细菌制剂及复合型制剂等。2、生物农药：苏云金杆菌、真菌和病毒杀虫剂等。苏云金杆菌产生具有杀虫活性的物质有：伴孢晶体、芽孢、热不稳定外毒素

2、、苏云金素、热稳定性外毒素。采用固态发酵工艺生产苏云金杆菌。二、微生物在食品中的应用1、传统的发酵食品：酱油、食醋、腐乳、传统法白酒和黄酒等。其中酱油、食醋等已采用纯种发酵；传统法白酒和黄酒等采用混合菌种发酵。2、现代的发酵食品：面包、饮料酒、发酵乳制品。三、微生物在发酵工业中的应用发酵工业的产品类型：微生物细胞、酶制剂和微生物代谢产物。发酵工业的应用范围：来源于微生物的医药产品利用微生物工程技术的农业精细化工产品和食品添加剂日用化学品和能源产品发酵工业产品的类型：酒精和酒类：酒精、啤酒等。有机溶剂：甘油、丙酮丁醇和丁二醇等。有机酸

3、：柠檬酸、乳酸、葡萄糖酸、苹果酸、酒石酸、衣康酸和富马酸等。氨基酸类：谷氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、天冬氨酸等15种。核苷酸类：肌苷、肌苷酸、鸟苷、鸟苷酸等。酶制剂：淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等。单细胞蛋白：酵母蛋白、细菌蛋白和霉菌蛋白等。1、有机溶剂的生产丙酮酸乙酰CoA乙酰乙酰CoAΒ-羟基丁酰CoA丁酰CoA丁醛丁醇丁酰磷酸丁酸乙酰乙酸丙酮乙醛乙醇乙酰磷酸乙酸从丙酮酸到酸和溶剂的代谢途径2、柠檬酸发酵（1）、柠檬酸的生物合成途径葡萄糖EMP丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶或丙酮酸羧化酶丙酮酸脱氢酶

4、复合体柠檬酸合成酶柠檬酸TCA循环草酰乙酸乙酰CoA（2）、柠檬酸的发酵机制柠檬酸草酰乙酸顺乌头酸异柠檬酸草酰琥珀酸α-酮戊二酸琥珀酰CoA乙酰CoA琥珀酸反丁烯二酸苹果酸柠檬酸产生菌的标记葡萄糖丙酮酸3、乳酸发酵（1）、乳酸细菌的糖代谢途径A、糖酵解途径同型发酵B、磷酸转酮酶途径异型发酵葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡糖酸1，6-二磷酸果糖3-磷酸丙糖（醛缩酶）丙酮酸乳酸丙酮酸乳酸3-磷酸丙糖+乙酰磷酸乙酸乙醇戊糖5-磷酸木酮糖（磷酸转酮醇酶）（2）、乳酸细菌的混合酸发酵途径同型发酵丙酮酸乳酸甲酸乙酸乙醇乙酰CoA乳酸脱氢酶丙酮酸甲

5、酸裂合酶（在有氧条件下失活）丙酮酸脱氢酶（在有氧条件下失活）CO2+NADH（3）、米根霉产乳酸的途径葡萄糖丙酮酸乳酸草酰乙酸乙醇琥珀酸富马酸活性CO2化合物苹果酸细菌和真菌（米根霉为代表）发酵生产乳酸的比较项目细菌米根霉乳酸发酵类型同型或异型乳酸发酵异型乳酸发酵乳酸对映体构型L-（+）-型、D-（-）-型或外消旋DL-型L-（+）-型对原料的要求不产糖化酶，淀粉质原料需经酸、酶法预处理淀粉质原料不需预处理营养要求复杂简单对氧的需求厌氧或微需氧生长和发酵需氧对糖利用转化率理论值100%，实际值>90%理论值75%产酸速率产酸速度快、

6、转化率高产酸速率较慢，周期较长产物分离提取菌体小，不易过滤。带消旋酶的杂菌易使乳酸消旋菌体大，易分离。少有消旋酶的作用，但混有杂酸或D-乳酸（4）、乳酸菌种选择的标准经济、高效选择同型发酵菌种具有在较高浓度乳酸环境中生存的能力菌种的耐热性要好菌种的营养要求要简单4、琥珀酸发酵葡萄糖3-磷酸甘油醛磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸苹果酸延胡索酸琥珀酸丙酮酸乳酸乙酰CoA乙酸乙醇乙醛乙酰磷酸甲酸产琥珀酸厌氧螺菌与产琥珀酸放线杆菌葡萄糖发酵的途径高CO2低CO2PEP羧化激酶产琥珀酸厌氧螺菌的主要产物产琥珀酸放线杆菌的主要产物5、衣康酸发酵又名亚甲

7、基丁二酸、亚甲基琥珀酸。是一种白色无嗅晶体。溶于水、乙醇和丙酮，微溶于其他有机溶剂。其结构式为：CH2=C-CH2COOHCOOH（1）、衣康酸的生物合成途径葡萄糖丙酮酸草酰乙酸柠檬酸顺乌头酸衣康酸乙酸丙酮酸（2）、衣康酸的用途衣康酸是化学合成工业中的一种重要中间体。可以进行自身聚合、也可和不同数目的其他单体如丙烯腈、苯乙烯、氯乙烯、丁二烯等聚合。6、天冬氨酸族氨基酸的发酵生产L-天冬氨酸天冬氨酰磷酸天冬氨酸半醛L-高丝氨酸L-苏氨酸L-异亮氨酸L-蛋氨酸L-赖氨酸二氢吡啶-2，6-二羧酸O-琥珀酰-高丝氨酸天冬氨酸族氨基酸的生物合

8、成途径（1）、天冬氨酸族氨基酸的生物合成途径及代谢调节机制PEPPCAspAKASAHDPSHomLysMetThrTDIlePEPPEPPCPCAspAspAKAKASAASAPSPSHDHDLysLysHomHomMetMetTh