发酵-食品微生物学.ppt

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1、第七章微生物的能量与物质代谢第一节微生物的产能代谢第二节微生物的耗能代谢第三节微生物的代谢调控与次级代谢新陈代谢，简称代谢（metabolism）：是微生物细胞与外界环境不断进行物质交换的过程，它是细胞内各种化学反应的总和。代谢包括两部分：合成代谢（同化作用）：耗能代谢物质代谢能量代谢分解代谢（异化作用）：产能耗能产能复杂分子（有机物）分解代谢合成代谢简单小分子ATP[H]微生物能量代谢能量代谢的核心任务，是生物体如何把外界环境中的多种形式的最初能源转换成对一切生命活动都能使用的通用能源---AT

2、P，这就是产能代谢。最初能源有机物还原态无机物日光化能异养微生物化能自养微生物光能营养微生物通用能源（ATP）第一节微生物的产能代谢微生物的产能代谢：是指物质在生物体内经过一系列连续的氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程，这是一个产能代谢的过程，又称为生物氧化。微生物产生能量的去处：微生物直接利用；贮存在高能化合物中；以热的形式释放到环境中脂肪葡萄糖、其它单糖三羧酸循环电子传递（氧化）蛋白质脂肪酸、甘油多糖氨基酸乙酰CoAe-磷酸化+Pi小分子化合物分解成共同的中间产物（如丙酮酸、乙酰CoA等）

3、共同中间产物进入三羧酸循环,氧化脱下的氢由电子传递链传递生成H2O，释放出大量能量，其中一部分通过磷酸化储存在ATP中。大分子降解成基本结构单位生物氧化的三个阶段一、异养微生物的生物氧化生物氧化的过程：脱氢（或电子）；递氢（或电子）；受氢（或电子）生物氧化的功能：产能（ATP）；产还原力[H]；小分子中间代谢产物生物氧化的类型：发酵、呼吸（无氧呼吸和有氧呼吸）异养微生物的生物氧化（一）发酵(Fermentation)有机物氧化释放的电子直接交给本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不

4、同的代谢产物。有机化合物只是部分地被氧化，因此，只释放出一小部分的能量。生物氧化反应发酵呼吸有氧呼吸厌氧呼吸（一）发酵(Fermentation)发酵的种类有很多，可发酵的底物有碳水化合物、有机酸、氨基酸等，其中以微生物发酵葡萄糖最为重要。生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解（glycolysis）糖酵解是发酵的基础主要有四种途径：EMP途径、HMP途径、ED途径、磷酸解酮酶途径。1、发酵途径(1)EMP途径（Embden-Meyerhofpathway）葡萄糖6-磷酸-葡萄糖6-磷酸-果

5、糖1、6-二磷酸-果糖磷酸二羟丙酮3-磷酸-甘油醛1、3-二磷酸-甘油酸3-磷酸-甘油酸2-磷酸-甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸ATPADPATPADPATPADPADPATPNAD++PiNADH+H+(1)EMP途径（Embden-Meyerhofpathway）总反应式为：C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi2CH3COCOOH+2NADH+2H++2ATP+2H20(2)HMP途径（hexosemonophoshatepathway）总反应式为：66－磷酸葡萄糖＋12NADP＋＋6

6、H2056－磷酸葡萄糖＋12NADPH＋12H＋＋12CO2＋PiA）葡萄糖6-磷酸-葡萄糖6-磷酸-葡萄糖酸5-磷酸-核糖5-磷酸-核酮糖5-磷酸-木酮糖5-磷酸-核糖3-磷酸-甘油醛4-磷酸-赤藓糖6-磷酸-果糖6-磷酸-葡萄糖5-磷酸-木酮糖3-磷酸-甘油醛EMP途径丙酮酸C）5-磷酸-木酮糖B）6-磷酸-景天庚酮糖6-磷酸-果糖6-磷酸-葡萄糖图HMP途径的三阶段（TK为转羟乙醛酶，TA为转二羟丙酮基酶）ATPADPNADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO2TKTATK(

7、3)ED途径（Entner-Doudoroffpathway）又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸-葡萄糖酸（KDPG）裂解途径。葡萄糖6-磷酸-葡萄糖ATPADP6-磷酸-葡萄糖酸2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）NADP+NADPH+H+3-磷酸-甘油醛丙酮酸EMP途径丙酮酸H2OH2O总反应式为：C6H12O6＋ADP＋Pi＋NADP＋＋NAD＋2CH3COCOOH＋ATP＋NADPH＋H＋＋NADH＋H＋(4)磷酸解酮酶途径特征性酶是磷酸解酮酶，分为：磷酸戊糖解酮酶途径（PK途径）

8、（Phospho-pentose-ketolasepathway）磷酸己糖解酮酶途径（HK途径）（Phospho-hexose-ketolasepathway）葡萄糖6-磷酸-葡萄糖5-磷酸-核酮糖D-核糖L-阿拉伯糖D-木糖磷酸戊糖解酮酶3-磷酸-甘油醛乙酰磷酸EMP途径丙酮酸乳酸乙酸乙醛乙醇图磷酸戊糖解酮酶（PK）途径5-磷酸-木酮糖ATPADPPi葡萄糖ATPADP6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸已糖解酮酶4-磷酸赤藓糖乙酰磷酸3-磷酸-甘油醛乳酸5-磷酸-木酮糖乙酸磷酸戊糖解