06-发酵原理.doc

第六章酿酒原理微生物糖代谢的主要途径有: EMP 途径、 HMP 途径、 ED 途径、 Pk 途径。一、发酵定义:发酵是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间有机物,同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。发酵机制研究的内容: 积累的产物:(1 )微生物菌体;(2 )酶;(3 )代谢产物——厌气发酵、好气发酵。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: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。(2 )厌氧性发酵:在发酵过程中不需要供给无菌空气。(3) 兼性发酵: 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行好氧发酵,大量繁殖菌体细胞。不同微生物对不同物质发酵时可以得到不同的产物; 不同的微生物对同一种物质进行发酵得到不同的产物; 同一种微生物在不同条件下进行发酵都可得到不同的产物; 这些都取决于微生物本身的代谢特点和发酵条件。代谢控制发酵:人为的改变微生物的代谢调控机制,使有用的代谢产物过量的积累。发酵机制:微生物通过其代谢活动,利用基质合***们所需要的代谢产物的内在规律。发酵机制研究的内容: 1. 微生物的生理代谢规律(就是各种代谢产物合成途径及代谢调节机制); 2. 环境因素(营养条件、培养条件等)对代谢的影响及改变代谢的措施; 二、糖酵解定义: 糖酵解是无氧将葡萄糖降解为***酸并伴随着 ATP 生成的一系列反应在细胞质中进行。酵解与发酵均不需氧的参加,故统称为糖的无氧分解;只是二者的最终产物不同。糖酵解和发酵的区别: 1. 相同点: (1) 都要进行以下三个阶段: 葡萄糖 1,6- 二磷酸果糖; 1,6- 二磷酸果糖 3- 磷酸甘油醛; 3- 磷酸甘油醛***酸(2) 都在细胞质中进行不同点:糖酵解就是葡萄糖生成***酸阶段。根据氢受体的不同可以把发酵分为两类: (1) ***酸直接接受来自 3- 磷酸甘油醛脱下的一对氢生成乳酸的过程称为乳酸发酵。(2) ***酸脱羧后的产物乙醛接受来自 3- 磷酸甘油醛脱下的一对氢生成乙醇的过程称为酒精发酵。三、糖酵解过程第一阶段第一步: 葡萄糖磷酸化。(注: ATP 的磷酸基团转移给接受体的反应都由激酶催化, 并需 Mg2+ ) 己糖激酶——第一个关键酶。不可逆反应,第一个关键反应,消耗 1 分子 ATP 。第二步:葡萄糖-6- 磷酸生成果糖-6- 磷酸。第三步:果糖-6- 磷酸生成果糖-1,6- 二磷酸。(1 )不可逆反应,第二个关键酶(2)?G 0 '= - kJ/mol - ATP (3 )果糖磷酸激酶是 EMP 中最关键的限速酶。第二阶段:磷酸己糖的裂解。第三阶段:磷酸烯醇式***酸、***酸和 ATP 的生成。第六步:甘油酸-1,3- 二磷酸的生成(氧化作用)。第七步:甘油酸-3- 磷酸和第一个 ATP 生成。第八步:甘油酸-2- 磷酸的生成。第九步:烯醇式***酸磷酸的生成。第十步:***酸和第二个 ATP 的生成。小结: 1 、底物: 1 分子葡萄糖或葡萄糖单位。产物: 2 分子***酸。 2 、三步不可逆反应(关键酶) :己糖激酶、果糖磷酸激酶、***酸激酶。 3 、耗能: 2 分子 ATP 。产能: 4 分子 ATP ,净生成 2 分子 ATP 。 4