第五章-微生物的新陈代谢课件.pptx

1、2023年2月6日星期一第五章第五章 微生物的新陈代微生物的新陈代谢谢关于新陈代谢的几个概念关于新陈代谢的几个概念新陈代谢新陈代谢Metabolism 发作在发作在 活细胞中的各种分解代谢和分解代谢活细胞中的各种分解代谢和分解代谢的总和。的总和。分解代谢分解代谢(Anabolism)(异化作用异化作用)在分解酶系催化作用下，由复杂小分子、在分解酶系催化作用下，由复杂小分子、ATP方式方式的能量和的能量和H方式的恢复力一同分解复杂大分子的进方式的恢复力一同分解复杂大分子的进程。程。分解代谢分解代谢(Catabolism)(异化作用异化作用)复杂的无机物分子经过火解代谢酶系的催化，发生复杂的无机物

2、分子经过火解代谢酶系的催化，发生复杂小分子、复杂小分子、ATP方式的能量和恢复力的进程。方式的能量和恢复力的进程。主要内容主要内容第一节第一节 微生物的能量代谢微生物的能量代谢第二节第二节 微生物共同分解代谢途径微生物共同分解代谢途径第三节第三节 微生物的代谢调理和发酵消费微生物的代谢调理和发酵消费主要内容：主要内容：一一 化能异养微生物的产能代谢化能异养微生物的产能代谢二二 化能自养微生物的产能代谢化能自养微生物的产能代谢三三 光合自养微生物的产能代谢光合自养微生物的产能代谢第一节第一节 微生物的能量代谢微生物的能量代谢能量代谢的目的：生物体把外界环境中多种方式的最后动力转换成对一切生命活动

3、都能运用的通用动力ATP。最初最初能源能源有机物有机物还原态无机物还原态无机物日光日光化能异养微生物化能异养微生物化能自养微生物化能自养微生物光能营养微生物光能营养微生物ATPATP一一 化能异养化能异养微生物微生物的生物氧的生物氧化化 生物氧化生物氧化biological oxidation 在活细胞中的一系列产能性氧化反响的总称。在活细胞中的一系列产能性氧化反响的总称。氧化的方式包括：得氧、脱氢和失掉电子。氧化的方式包括：得氧、脱氢和失掉电子。进程包括脱氢进程包括脱氢(电子电子)、递氢、递氢(电子电子)和受氢和受氢(电子电子)3个阶段。个阶段。功用：产功用：产ATP，H，小分子中间代谢产物

4、。，小分子中间代谢产物。类型：有氧呼吸、无氧呼吸和发酵。类型：有氧呼吸、无氧呼吸和发酵。底物脱电子的四种方式底物脱电子的四种方式 以葡萄糖为例以葡萄糖为例EMP途径占大少数途径占大少数,又称糖酵解途径又称糖酵解途径 葡萄糖经葡萄糖经10步反响后生成步反响后生成2分子丙酮酸、分子丙酮酸、2分分子子NADH+H+，2分子分子ATP。即相当于。即相当于8个个ATPHMP途径戊糖磷酸途径途径戊糖磷酸途径 葡萄糖经过该途径被彻底氧化，发生葡萄糖经过该途径被彻底氧化，发生ADPH+H+及多种中间代谢产物。及多种中间代谢产物。EDED途径途径 是存在于某些缺乏是存在于某些缺乏EMPEMP途径的微生物中的途径

5、的微生物中的一种替代途径，葡萄糖经一种替代途径，葡萄糖经4 4步反响后，生成步反响后，生成丙酮酸、丙酮酸、ATPATP、NADPH2NADPH2、NADH2NADH2。TCATCA循环循环 丙酮酸经丙酮酸经1010步反响彻底氧化、脱羧后，生步反响彻底氧化、脱羧后，生成成ATP,GTP,NADH2ATP,GTP,NADH2和和CO2CO2EMP途径途径(Embden-Myerhpf Pathway)总式：葡萄糖+2NAD+2Pi+2ADP2丙酮酸丙酮酸+2NADH+2H+2ATP+2H2OC6 2C3 2NADH+H+丙酮酸丙酮酸4ATP2ATP耗能阶段产能阶段2ATPEMP 途途 径径 的的

6、意意 义义EMP途径的生理学功用途径的生理学功用为分解代谢供应为分解代谢供应ATP方式的能量和方式的能量和NADH2方式的恢方式的恢复力复力为分解代谢提供多种中间代谢产物为分解代谢提供多种中间代谢产物衔接三羧酸循环衔接三羧酸循环TCA、HMP途径和途径和ED途径的途径的桥梁桥梁经过逆向反响可停止多糖分解经过逆向反响可停止多糖分解EMP途径与人类的关系途径与人类的关系乙醇、乳酸、甘油、丙酮和丁醇的发酵乙醇、乳酸、甘油、丙酮和丁醇的发酵HMP途径：途径：Pentose phosphate pathway，旧称，旧称HMP途径途径(Hexose monophasphate pathway)，此途径存

7、在于大少数生物体内。，此途径存在于大少数生物体内。C7C4C5C5C5C6C3C6C36C6 6C5 5C6经一系列复杂反响后重新分解己糖12NADPH6CO2 经呼吸链经呼吸链36ATP1ATP 35ATP总反响式：6葡萄糖-6-磷酸+12NADP+6H2O 5葡萄糖-6-磷酸+12NADPH+12H+6CO2+PiHMP途径的意义途径的意义微生物生命活动：微生物生命活动：1.供应分解原料供应分解原料戊糖磷酸：核酸、戊糖磷酸：核酸、NADP、FAD、CoA等等赤藓糖赤藓糖-4-磷酸：芬芳族氨基酸磷酸：芬芳族氨基酸2.产恢复力：产恢复力：NADPH23.作为固定作为固定CO2的中介：核酮糖的中

8、介：核酮糖-5-磷酸磷酸4.扩展碳源应用范围：扩展碳源应用范围：C3C75.衔接衔接EMP途径：果糖途径：果糖-1,6-二磷酸，甘油醛二磷酸，甘油醛-3-磷酸磷酸消费实际消费实际重要发酵产物重要发酵产物 核苷酸核苷酸氨基酸氨基酸辅酶辅酶乳酸乳酸与EMP途径相连与EMP途径相连有O2时与TCA相连无O2时停止酒精发酵特点：特点：特征性反响特征性反响:特征性酶：特征性酶：KDPG酶酶终产物终产物2分子丙酮酸的来历不同分子丙酮酸的来历不同产能效率底：产能效率底：1mol ATP/1mol Glucose反响式：葡萄糖+NAD+NADP+Pi+ADP 2丙酮酸+NADH+H+NADPH+H+ATP具有

9、具有ED途径的微生物途径的微生物Pseudomonas saccharophila(嗜糖假单胞杆菌嗜糖假单胞杆菌)Ps.aeruginosa(铜绿假单胞杆菌铜绿假单胞杆菌)Ps.fluorescens(荧光假单胞杆菌荧光假单胞杆菌)Ps.lindneri(林氏假单胞菌林氏假单胞菌)Z.mobilis(运动发酵单胞菌运动发酵单胞菌)Alcaligens eutrophus(真氧产碱菌真氧产碱菌)丙酮酸的代谢的多样性丙酮酸的代谢的多样性 EMP途径，不完全的途径，不完全的HMP途径，途径，ED途径都途径都可以发生丙酮酸，生成的丙酮酸：可以发生丙酮酸，生成的丙酮酸：进入进入TCA循环循环 进一步氧化

10、分解，发生恢复力进一步氧化分解，发生恢复力NADPH2，ATP和分解代谢所需求的小分子和分解代谢所需求的小分子C架架 发酵作用发酵作用FermatationTCA循环循环C2C6C6C6C5C4C4C4C4C4丙酮酸在进入三羧酸丙酮酸在进入三羧酸循环之先要脱羧生成乙循环之先要脱羧生成乙酰酰CoACoA，乙酰，乙酰CoACoA和草酰和草酰乙酸缩分解柠檬酸再进乙酸缩分解柠檬酸再进入三羧酸循环。入三羧酸循环。循环的结果是乙酰循环的结果是乙酰CoACoA被彻底氧化成被彻底氧化成CO2CO2和和H2OH2O，每氧化每氧化1 1分子的乙酰分子的乙酰CoACoA可发生可发生1212分子的分子的ATPATP，

11、草酰乙酸参与反响而自草酰乙酸参与反响而自身并不消耗。身并不消耗。C3 CH3COCoA FADH24NADH+H+1GTP3CO2呼吸链12ATP呼吸链2ATP1ATP底物水平从丙酮酸进入循环：从丙酮酸进入循环：丙酮酸丙酮酸+4NAD+FAD+GDP+Pi+3H2O3CO2+4(NADH+H+)+FADH2+GTP从从乙酰乙酰-CoA进入循环：进入循环：乙酰乙酰-CoA+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H2O2CO2+3(NADH+H+)+FADH2+CoA+GTP1 1循环一次的结果是乙酰循环一次的结果是乙酰CoACoA的乙酰基被氧化为的乙酰基被氧化为2 2分子分子CO2CO2，偏重重生成

12、，偏重重生成1 1分子草酰乙酸；分子草酰乙酸；2 2整个循环有四步氧化恢复反响，其中三步反响整个循环有四步氧化恢复反响，其中三步反响中将中将NAD+NAD+恢复为恢复为NADH+H+NADH+H+，另一步为，另一步为FADFAD恢复；恢复；3 3为糖、脂、蛋白质三大物质转化中心枢纽。为糖、脂、蛋白质三大物质转化中心枢纽。4 4循环中的某些中间产物是一些重要物质生物分循环中的某些中间产物是一些重要物质生物分解的前体；解的前体；5 5生物体提供能量的主要方式；生物体提供能量的主要方式；6 6为人类应用生物发酵消费所需产品提供主要的为人类应用生物发酵消费所需产品提供主要的代谢途径。如柠檬酸发酵。代谢

13、途径。如柠檬酸发酵。产能形式产能形式EMPHMPEDEMP+TCA ATP GTP2122(2ATP)NADH+H+2(=6ATP)1(=3ATP)2+8*(=30ATP)NADPH+H+12(=36ATP)1(=3ATP)FADH22(=4ATP)净产净产ATP835*73638*葡萄糖经不同途径后的产能效率葡萄糖经不同途径后的产能效率*在在TCA循环的异柠檬酸至循环的异柠檬酸至-酮戊二酸反响中，有的微生物发生的是酮戊二酸反响中，有的微生物发生的是NADPH+H+*在葡萄糖转变为葡糖在葡萄糖转变为葡糖-6-磷酸进程中消耗磷酸进程中消耗1ATP*真核生物的呼吸链组分在线粒体膜上，真核生物的呼吸

14、链组分在线粒体膜上，NADH+H+进入线粒体要消耗进入线粒体要消耗2ATP。经上述脱氢途径生成的经上述脱氢途径生成的NADHNADH、NADPHNADPH、FADHFADH等恢等恢复型辅酶经过呼吸链等方式停止递氢，最终与受复型辅酶经过呼吸链等方式停止递氢，最终与受氢体氧、无机或无机氧化物结合，以释放其氢体氧、无机或无机氧化物结合，以释放其化学潜能。化学潜能。生物氧化的三种类型生物氧化的三种类型v依据受氢体性质的不同，生物氧化可分为三种类型：v有氧呼吸v无氧呼吸v发酵狭义发酵任何应用微生物来消费少量菌体或有用代谢产物或食品饮料的一类消费方式狭义发酵在无氧等外源受氢体外源最终电子受体条件下，底物脱

15、氢以后发生的恢复力H未经过呼吸链传递而直接交给某一内源中间代谢产物接受，以完成底物水平磷酸化产能的生物氧化反响。C6H12O6 2CO2+2C2H5OH一一 发酵发酵(fermentation)(fermentation)发酵的特点微生物局部氧化无机物取得发酵产物，释缩小批能量；微生物局部氧化无机物取得发酵产物，释缩小批能量；氢供体与氢受体氢供体与氢受体(内源性中间代谢产物内源性中间代谢产物)均为无机物均为无机物恢复力恢复力H不经过呼吸链传递；不经过呼吸链传递；产能方式：底物水平磷酸化反响。产能方式：底物水平磷酸化反响。底物磷酸化：指在发酵进程中往往随同着高能化合物底物磷酸化：指在发酵进程中往

16、往随同着高能化合物生成，如生成，如EMP途径中的途径中的1，3-二磷酸甘油酸和磷酸烯醇氏二磷酸甘油酸和磷酸烯醇氏丙酮酸，其可直接偶联丙酮酸，其可直接偶联ATP和和GTP的发生。的发生。w 发酵产能是厌氧和兼性好氧菌获取能量的主发酵产能是厌氧和兼性好氧菌获取能量的主要方式。要方式。w 多糖转化为单糖才干用于发酵。多糖转化为单糖才干用于发酵。w 微生物直接发酵的碳源物质主要是葡萄糖和微生物直接发酵的碳源物质主要是葡萄糖和其它单糖，以微生物发酵葡萄糖最为重要。其它单糖，以微生物发酵葡萄糖最为重要。和底物脱氢的途径有关的和称为Stickland反响的四类重要发酵q由EMP途径中丙酮酸动身的发酵q经过H

17、MP途径的发酵q经过ED途径停止的发酵qStickland反响由EMP途径中丙酮酸动身的发酵v由葡萄糖经EMP途径构成丙酮酸，进一步降解构成各种发酵产物v同型酒精发酵酿酒酵母v同型乳酸发酵德氏乳杆菌v丙酸发酵丙酸杆菌v混合酸发酵大肠杆菌v2,3-丁二醇发酵产气肠杆菌v丁酸发酵丁酸梭菌由丙酮酸动身的6条发酵途径酵母型酒精发酵同型乳酸发酵丙酸发酵混合酸发酵2,3丁二醇发酵丁酸发酵方框内为发酵产物由EMP途径中丙酮酸动身的发酵的意义v工业发酵工业发酵:大规模消费这些代谢产物；大规模消费这些代谢产物；v菌种鉴定菌种鉴定:发酵中的某些共同代谢产物是鉴发酵中的某些共同代谢产物是鉴定相应菌种的重要生化目的。

18、定相应菌种的重要生化目的。vV.P.实验实验Vogos-Prouskauer testv产气肠杆菌产气肠杆菌(E.aerogenes)发生乙酰甲基甲发生乙酰甲基甲醇，碱性条件下氧化成双乙酰，与含有胍基醇，碱性条件下氧化成双乙酰，与含有胍基的精氨酸反响，发生特征性的白色反响呈的精氨酸反响，发生特征性的白色反响呈V.P.阳性，而阳性，而E.coli(与产气肠杆菌近缘与产气肠杆菌近缘)呈呈V.P.阴性，故极易区别两菌。阴性，故极易区别两菌。经过HMP途径的发酵q异型乳酸发酵异型乳酸发酵 Heterolactic fermentation q凡是葡萄糖经过发酵后除主要发生乳酸，凡是葡萄糖经过发酵后除主

19、要发生乳酸，还发生乙醇、乙酸和二氧化碳等多种产物的还发生乙醇、乙酸和二氧化碳等多种产物的发酵发酵q停止异型乳酸发酵的微生物停止异型乳酸发酵的微生物q异型乳酸发酵的经典途径异型乳酸发酵的经典途径qL.mesenteroides(肠膜明串珠菌肠膜明串珠菌)、L.cremoris(乳脂明串珠菌乳脂明串珠菌)、L.brevis(短乳杆短乳杆菌菌)、L.fermentum(发酵乳杆菌发酵乳杆菌)等等q异型乳酸发酵的双歧杆菌途径异型乳酸发酵的双歧杆菌途径qBifidobacterium bifidum异型乳酸发酵的经典途径异异型型乳乳酸酸发发酵酵的的双双歧歧途途径径2分子葡萄糖发生2分子乳酸，3分子乙酸，

20、5分子ATP氨基酸发酵产能Stickland反响什么是Stickland反响？以一种氨基酸作底物脱氢氢供体，以另一种氨基酸作氢受体完成生物氧化产能的共同发酵类型。氢供体氨基酸丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、组氨酸、色氨酸、丝氨酸等氢受体氨基酸甘氨酸、脯氨酸、精氨酸、鸟氨酸以丙氨酸和甘氨酸为例：丙氨酸+甘氨酸+ADP+Pi3乙酸乙酸+3NH3+CO2停止Stickland反响的微生物C.sporogenes生胞梭菌C.botulinum肉毒梭菌C.sticklandii斯氏梭菌该反响效率很低，一个分子的该反响效率很低，一个分子的AaAa只发生只发生1 1个个ATPATP。注：注：sticklandst

21、ickland反响对生长在厌氧和蛋白质反响对生长在厌氧和蛋白质丰厚环境中的微生物十分重要，使其可以应丰厚环境中的微生物十分重要，使其可以应用氨基酸作为碳源、动力和氮源，如生孢梭用氨基酸作为碳源、动力和氮源，如生孢梭菌。菌。和和发酵产物发酵产物有关的重要的发酵类型有关的重要的发酵类型v 降解产物为乙醇乙醇发酵降解产物为乙醇乙醇发酵v 酵母菌和细菌可停止乙醇发酵。酵母菌和细菌可停止乙醇发酵。葡萄糖葡萄糖2 2丙酮酸丙酮酸2 2乙醛乙醛2 2乙醇乙醇脱羧酶脱羧酶酵母菌，八叠球菌的乙醇发酵：酵母菌，八叠球菌的乙醇发酵：EMPEMP运动发酵单孢菌和厌氧发酵单孢菌乙醇发酵：运动发酵单孢菌和厌氧发酵单孢菌乙

22、醇发酵：EDED运用：酿酒运用：酿酒乙醇发酵、乳酸发酵、丙酸发酵、混合酸发酵、丁酸发酵等乙醇发酵、乳酸发酵、丙酸发酵、混合酸发酵、丁酸发酵等乙醇脱氢酶乙醇脱氢酶注：注：酵母菌乙醇发酵中，发酵条件对发酵进程与产酵母菌乙醇发酵中，发酵条件对发酵进程与产物影响很大。如发酵进程中的通气状况、培育物影响很大。如发酵进程中的通气状况、培育基组成及基组成及pHpH控制均对发酵终产物发生影响。控制均对发酵终产物发生影响。乙醇发酵是一种厌氧发酵乙醇发酵是一种厌氧发酵,如将厌氧条件改为好如将厌氧条件改为好氧条件，葡萄糖分解速度降低，乙醇生成中止，氧条件，葡萄糖分解速度降低，乙醇生成中止，这种有氧呼吸抑制发酵的现象

23、称为巴斯德效应。这种有氧呼吸抑制发酵的现象称为巴斯德效应。当重新前往厌氧条件时，葡萄糖分解减速，当重新前往厌氧条件时，葡萄糖分解减速，随随同少量乙醇发生。同少量乙醇发生。酵母菌应用葡萄糖停止发酵的三种类型酵母菌应用葡萄糖停止发酵的三种类型型发酵：即正常的乙醇发酵，在弱酸性条件型发酵：即正常的乙醇发酵，在弱酸性条件下停止，下停止，1分子葡萄糖经发酵发生分子葡萄糖经发酵发生2分子乙醇和分子乙醇和2CO2;型发酵：乙醇发酵中，在发酵培育基中参与型发酵：乙醇发酵中，在发酵培育基中参与过量过量NaHSO3,发酵转变为甘油发酵，构成少发酵转变为甘油发酵，构成少量甘油和大批乙醇。量甘油和大批乙醇。型发酵：乙

24、醇发酵中，将发酵液型发酵：乙醇发酵中，将发酵液pH改成弱改成弱碱性碱性(pH7.6),发酵主产物为甘油发酵主产物为甘油,随同发生大批随同发生大批乙醇、乙酸和乙醇、乙酸和CO2。糖化糖化(糖化菌作用将淀粉糖化菌作用将淀粉-葡萄糖葡萄糖)发酵发酵(酵母菌作用将葡萄糖酵母菌作用将葡萄糖-乙醇乙醇)蒸馏蒸馏(失掉乙醇失掉乙醇,此外有杂醇油和酒糟此外有杂醇油和酒糟)贮藏贮藏 勾兑勾兑白酒的制造白酒的制造 勾兑：勾兑：将各种蒸出的酒，经品味后，剖析各自的优将各种蒸出的酒，经品味后，剖析各自的优缺陷，依照一定比例停止混合，使得成品酒缺陷，依照一定比例停止混合，使得成品酒具有共同的作风的操作具有共同的作风的操

25、作,实践上是勾兑基础实践上是勾兑基础酒和调味酒和调味2 2个操作的总称。个操作的总称。贮藏：贮藏：缘由：贮藏前的白酒具有抚慰气息和辛辣味，缘由：贮藏前的白酒具有抚慰气息和辛辣味，不柔和，要贮存半年以上才可饮用，贮存的进不柔和，要贮存半年以上才可饮用，贮存的进程称为老熟。程称为老熟。进程反响进程反响丙烯酸、硫化氢和硫醇等杂味物质的挥发，使丙烯酸、硫化氢和硫醇等杂味物质的挥发，使得酒液质质变好，体积变小。得酒液质质变好，体积变小。发作一系列氧化、恢复、酯化和缩合等化学反发作一系列氧化、恢复、酯化和缩合等化学反响，可增加酒液的抚慰性。响，可增加酒液的抚慰性。葡萄葡萄 破碎破碎参与二氧化硫，杀菌、溶解

26、色素等参与二氧化硫，杀菌、溶解色素等 接种酵母接种酵母 浸渍和局部发酵浸渍和局部发酵压榨、去除皮渣压榨、去除皮渣 完成酒精发酵后去除酵母完成酒精发酵后去除酵母 葡萄酒葡萄酒在橡木桶或在橡木桶或其他容器中陈酿其他容器中陈酿廓清、罐装廓清、罐装红葡萄糖酒酿造工艺流程红葡萄糖酒酿造工艺流程熟成处理熟成处理葡萄汁和皮葡萄汁和皮苹果酸乳酸发酵苹果酸乳酸发酵 红葡萄酒能降低许多疾病的患病率，尤其是红葡萄酒能降低许多疾病的患病率，尤其是心血管疾病。心血管疾病。添加高密度脂蛋白含量，降低低密度脂蛋白添加高密度脂蛋白含量，降低低密度脂蛋白含量；含量；降低血栓构成，防止胆固醇堆积于血管内皮。降低血栓构成，防止胆固

27、醇堆积于血管内皮。临时过量饮用红葡萄酒，还能扩展动脉直径，临时过量饮用红葡萄酒，还能扩展动脉直径，增强动脉内皮细胞层的功用，使动脉更安康。增强动脉内皮细胞层的功用，使动脉更安康。添加心率变异的发作。研讨发现，心率变异添加心率变异的发作。研讨发现，心率变异的增加与心脏病的风险度和死亡率添加成正的增加与心脏病的风险度和死亡率添加成正比。比。所谓过量，是指男性不超越所谓过量，是指男性不超越250毫升毫升/天，天，女性不超越女性不超越125毫升毫升/天，因女性体内的乙醇天，因女性体内的乙醇脱氢酶活性仅为男性的一半。脱氢酶活性仅为男性的一半。葡萄葡萄 破碎，加入二氧化硫破碎，加入二氧化硫 预处置、廓清预

28、处置、廓清压榨、压榨、去除皮渣去除皮渣 葡萄汁葡萄汁 接种酵母接种酵母 酒精发酵，去除酵母酒精发酵，去除酵母 葡萄酒葡萄酒 陈酿陈酿 廓清，罐装廓清，罐装 白葡萄酒白葡萄酒的酿造工艺流程的酿造工艺流程苹果酸乳酸发酵苹果酸乳酸发酵白葡萄酒比红葡萄酒有更弱小的杀菌作用。白葡萄酒比红葡萄酒有更弱小的杀菌作用。发扬杀菌作用的是含在白葡萄酒中的苹果酸发扬杀菌作用的是含在白葡萄酒中的苹果酸和酒石酸等无机酸，而且酸性越大，杀菌效和酒石酸等无机酸，而且酸性越大，杀菌效果就越强果就越强 。杀菌机理是：无机酸的酸度越高就越容易进杀菌机理是：无机酸的酸度越高就越容易进入细菌体内，发生杀菌效果。鱼、虾、贝等入细菌体内

29、，发生杀菌效果。鱼、虾、贝等海产品附带的大肠杆菌，可以被白葡萄酒中海产品附带的大肠杆菌，可以被白葡萄酒中的无机酸所杀死，这的无机酸所杀死，这 就是吃海鲜喝白葡萄就是吃海鲜喝白葡萄酒不易发作食物中毒的缘由。酒不易发作食物中毒的缘由。红葡萄酒和白葡萄酒的主要区别a)原料不同。依据所用葡萄种类的颜色不同：葡萄分为原料不同。依据所用葡萄种类的颜色不同：葡萄分为白色种类白皮白肉、白色种类红皮白肉和染白色种类白皮白肉、白色种类红皮白肉和染色种类红皮红肉三大类；色种类红皮红肉三大类；b)从发酵工艺上区分：白葡萄酒是用白葡萄汁发酵而成，从发酵工艺上区分：白葡萄酒是用白葡萄汁发酵而成，红葡萄酒是用葡萄汁液体局部

30、与葡萄皮渣固体红葡萄酒是用葡萄汁液体局部与葡萄皮渣固体局部混合发酵而成。局部混合发酵而成。c)从成分上分：丹宁是两者最重要的区别。从成分上分：丹宁是两者最重要的区别。d)从口味上分：假设说酸是白葡萄酒的特性，那么，从口味上分：假设说酸是白葡萄酒的特性，那么，涩就是红葡萄酒的特性。涩就是红葡萄酒的特性。e)所以，红葡萄酒与白葡萄酒的主要差异在于它们之所以，红葡萄酒与白葡萄酒的主要差异在于它们之间的酚类物质的含量和种类的差异。间的酚类物质的含量和种类的差异。v 降解产物为乳酸乳酸发酵降解产物为乳酸乳酸发酵葡萄糖葡萄糖2 2丙酮酸丙酮酸2 2乳酸乳酸 运用：应用乳酸菌消费酸性饮料、青贮饲料。运用：应

31、用乳酸菌消费酸性饮料、青贮饲料。分类：依据产物的不同分类：依据产物的不同 可分为同型乳酸发酵、异型乳酸发酵和双歧发酵可分为同型乳酸发酵、异型乳酸发酵和双歧发酵 乳酸脱氢酶系乳酸脱氢酶系进程：进程：乳酸发酵是在严厉厌氧条件下完成的。乳酸菌缺少乳酸发酵是在严厉厌氧条件下完成的。乳酸菌缺少许多生长因子的分解才干许多生长因子的分解才干,培育乳酸菌时培育乳酸菌时,需参与一定需参与一定量动植物组织浸出液或酵母浸出液。量动植物组织浸出液或酵母浸出液。F同型乳酸发酵同型乳酸发酵(德氏乳杆菌德氏乳杆菌,经过经过EMPEMP途径途径)F 终产物只要乳酸一种，故称为同型乳酸终产物只要乳酸一种，故称为同型乳酸发酵。发

32、酵。F异型乳酸发酵异型乳酸发酵:肠膜明串珠菌，经过肠膜明串珠菌，经过HMPHMP途途径径)F 终产物：乳酸、乙醇、乙酸、终产物：乳酸、乙醇、乙酸、CO2CO2等。等。F双歧发酵双歧杆菌，经过双歧发酵双歧杆菌，经过HMPHMP途径途径F 终产物为乳酸和乙酸。终产物为乳酸和乙酸。凝结型酸奶的制备凝结型酸奶的制备原料鲜奶原料鲜奶 净化净化(除去异物、白血球除去异物、白血球)脂肪含量规范化加脱脂乳脂肪含量规范化加脱脂乳 配料配料（加蔗糖加蔗糖、脱脂奶粉）、脱脂奶粉）过滤除杂过滤除杂 预热；预热；均质；均质；灭菌灭菌；冷却（；冷却（43-45 43-45）接种接种 分装分装 发酵发酵40-4340-43

33、，3-6h 3-6h 迅速冷却迅速冷却1010 冷藏和后熟冷藏和后熟乳酸菌乳酸菌 (嗜热乳链球菌嗜热乳链球菌,保加利亚乳杆菌保加利亚乳杆菌,双歧乳杆双歧乳杆菌菌等等.).)蔗糖的添加目的：蔗糖的添加目的：紧张酸奶的酸味，改善口味，假设蔗糖紧张酸奶的酸味，改善口味，假设蔗糖含量参与过多，会使得调制乳浸透压的添含量参与过多，会使得调制乳浸透压的添加而阻碍乳酸菌的生长。加而阻碍乳酸菌的生长。均质：经均质处置，乳脂肪被充沛分散，均质：经均质处置，乳脂肪被充沛分散，酸奶不会发作脂肪上显现象，酸奶的硬度酸奶不会发作脂肪上显现象，酸奶的硬度和粘度都有所提高。和粘度都有所提高。灭菌：灭菌：A A将乳加热到将乳

34、加热到9090，保温，保温5min5min，或在，或在8585下保温下保温30min30min。B.B.在在135135下保温下保温2-3s2-3s。分装的缘由：分装的缘由：酸奶遭到振动，乳凝形状易被破坏，因此不能酸奶遭到振动，乳凝形状易被破坏，因此不能在发酵罐中先发酵然后再停止分装；在发酵罐中先发酵然后再停止分装；必需先将含有乳酸菌的牛乳培育基先分装到销必需先将含有乳酸菌的牛乳培育基先分装到销售用的小容器中，加盖后送入恒温室培育，在售用的小容器中，加盖后送入恒温室培育，在塑料小容器中发酵制成酸奶。塑料小容器中发酵制成酸奶。分装后，小容器上部留出的空隙要尽能够小，分装后，小容器上部留出的空隙要

35、尽能够小，这样容器中内容物晃动幅度小，酸奶形状易坚这样容器中内容物晃动幅度小，酸奶形状易坚持完整。持完整。冷藏和后熟冷藏和后熟冷藏条件：普通是冷藏条件：普通是2-5，最好是，最好是-10的冷的冷藏室保管。藏室保管。保藏时期，由于牛乳凝结时会发生收缩力，招保藏时期，由于牛乳凝结时会发生收缩力，招致乳清析出，但是高温时这种收缩力较弱，所致乳清析出，但是高温时这种收缩力较弱，所以乳清不容易从酸奶中分别出来。以乳清不容易从酸奶中分别出来。另外，在高温保管进程中，香味物质末尾构成，另外，在高温保管进程中，香味物质末尾构成，使得酸奶具有较浓的香味。使得酸奶具有较浓的香味。青贮饲料青贮饲料:应用作物秸杆应用

36、作物秸杆,青草等青草等,经过乳酸菌发酵经过乳酸菌发酵,抑制了糜抑制了糜烂微生物的生长烂微生物的生长,而制成的一种保鲜饲料而制成的一种保鲜饲料.做法：将秸杆、青草在大池子中，在无氧条件做法：将秸杆、青草在大池子中，在无氧条件下贮存。下贮存。乳酸菌发酵发生乳酸，使乳酸菌发酵发生乳酸，使pH降到降到4.0以下，抑制以下，抑制了糜烂微生物的生长，保管了营养。了糜烂微生物的生长，保管了营养。其它厌氧微生物可发生一些维生素、氨基酸等，其它厌氧微生物可发生一些维生素、氨基酸等，又添加了饲料的营养。又添加了饲料的营养。混合酸发酵混合酸发酵 降解产物为混合酸降解产物为混合酸 某些肠道细菌，发酵葡萄糖发生乳酸、乙

37、某些肠道细菌，发酵葡萄糖发生乳酸、乙酸、甲酸等多种无机酸和乙醇。不同细菌，酸、甲酸等多种无机酸和乙醇。不同细菌，其发酵产物不同，常用于细菌鉴定。其发酵产物不同，常用于细菌鉴定。例：例：E.coli 的糖发酵实验的糖发酵实验 E.coli 甲基红实验甲基红实验MR实验实验E.coli 的糖发酵实验的糖发酵实验E.coli发酵葡萄糖，除发生无机酸外，还含有发酵葡萄糖，除发生无机酸外，还含有甲酸氢解酶，分解甲酸为甲酸氢解酶，分解甲酸为CO2和和H2，既产酸，既产酸又产气。又产气。将培育液配制成碱性，参与溴甲酚紫将培育液配制成碱性，参与溴甲酚紫(6.8-5.2,紫紫-黄黄)，同时放入小倒管。，同时放入

38、小倒管。小倒管内有气体（产气）小倒管内有气体（产气）紫色紫色黄色（产酸）黄色（产酸）说明：说明：E.coli E.coli 糖发酵试验阳性。糖发酵试验阳性。甲基红实验甲基红实验MRMR实验实验E.coliE.coli发酵葡萄糖会发生少量的酸，使发酵葡萄糖会发生少量的酸，使pHpH降降到到4.24.2以下，用甲基红以下，用甲基红(6.0-4.4,(6.0-4.4,黄黄-红红)为为指示剂时，会发作颜色变化。指示剂时，会发作颜色变化。所以所以E.coliE.coli的的MRMR实验呈阳性。实验呈阳性。V.P.V.P.实验实验Vogos-Prouskauer testVogos-Prouskauer

39、test 用于鉴定一些菌种如：用于区别产气肠用于鉴定一些菌种如：用于区别产气肠杆菌和大肠杆菌杆菌和大肠杆菌 有些细菌如产气肠杆菌丁二醇发酵的中间有些细菌如产气肠杆菌丁二醇发酵的中间产物产物3-3-羟基丁酮，在碱性条件下被空气羟基丁酮，在碱性条件下被空气氧化为二乙酰，二乙酰与蛋白胨中精氨酸上氧化为二乙酰，二乙酰与蛋白胨中精氨酸上的胍基结合，构成白色的化合物。如产气杆的胍基结合，构成白色的化合物。如产气杆菌，菌，V.PV.P实验阳性，而实验阳性，而E.coliE.coli为阴性。为阴性。二二 有氧呼吸有氧呼吸aerobic respirationaerobic respiration 是一种最普遍

40、又重要的生物氧化或产能方式。是一种最普遍又重要的生物氧化或产能方式。1 1 特点特点有电子传递链有电子传递链(呼吸链呼吸链)；因氧化彻底，产能多；因氧化彻底，产能多；最终电子受体是分子态的氧；最终电子受体是分子态的氧；能量的发生，有底物水平磷酸化，也有电子传能量的发生，有底物水平磷酸化，也有电子传递水平磷酸化。递水平磷酸化。2 2 进程进程 葡萄糖经过糖酵解葡萄糖经过糖酵解EMPEMP途径作用构成途径作用构成的丙酮酸，丙酮酸进入三羧酸循环的丙酮酸，丙酮酸进入三羧酸循环(简称简称TCATCA循环循环)，被彻底氧化生成，被彻底氧化生成CO2CO2和水，同时和水，同时释缩小量能量。释缩小量能量。进程

41、图进程图三三 无氧呼吸无氧呼吸anaerobic respiration 电子受体为氧化态的外源无机盐类，少数为无电子受体为氧化态的外源无机盐类，少数为无机氧化物。机氧化物。1 特点：特点：电子受体为电子受体为NO3-、NO2-、SO42-、CO32-、延、延胡索酸无机物等胡索酸无机物等在能量分级释放进程中随同有磷酸化作用在能量分级释放进程中随同有磷酸化作用生成的能量不如有氧呼吸发生的多生成的能量不如有氧呼吸发生的多鬼火磷化氢鬼火磷化氢注：注：无氧呼吸和有氧呼吸一样需求细胞色素等电子无氧呼吸和有氧呼吸一样需求细胞色素等电子传递体，在能量分级释放进程中随同着磷酸传递体，在能量分级释放进程中随同着

42、磷酸化作用，也能发生很多能量，但只要局部能化作用，也能发生很多能量，但只要局部能量随电子或量随电子或H H传递给氧化物，而且受体的传递给氧化物，而且受体的氧化恢来电位差都小于氧气，使得生成的能氧化恢来电位差都小于氧气，使得生成的能量不如有氧呼吸发生得多。量不如有氧呼吸发生得多。无氧呼吸中电子的传递方向：无氧呼吸中电子的传递方向：NAD(P)FPNAD(P)FP黄黄素蛋白素蛋白Fe.SFe.S蛋白蛋白CoQCytbCytcCytaCyta3CoQCytbCytcCytaCyta3。无无 氧氧 呼呼 吸吸 的的 主主 要要 类类 型型2.1 硝酸盐呼吸反硝化作用或脱氮作用硝酸盐呼吸反硝化作用或脱氮

43、作用 反硝化细菌兼性厌氧微生物，如地衣芽孢杆反硝化细菌兼性厌氧微生物，如地衣芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、脱氮硫杆菌等以硝酸盐菌、铜绿假单胞菌、脱氮硫杆菌等以硝酸盐作为最终氢受体，作为最终氢受体，NO3-恢复成恢复成NO2-、N2O、N2等的进程。等的进程。对农业和环境的影响对农业和环境的影响 有利：可消弭水域中有利：可消弭水域中N素的富集赤潮和水素的富集赤潮和水华；华；有害：有害：N素损失，污染环境素损失，污染环境NO和和N2O 2.2 硫酸盐呼吸反硫化作用硫酸盐呼吸反硫化作用 反硫化细菌严厉厌氧菌，如庞大脱硫弧菌、反硫化细菌严厉厌氧菌，如庞大脱硫弧菌、致黑脱硫肠状菌等以致黑脱硫肠状菌等以SO42

44、-为最终氢受体，为最终氢受体，使使SO42-恢复成恢复成H2S，并发生，并发生ATP。对农业和环境的影响对农业和环境的影响有利：水域中，使有利：水域中，使S素以素以H2S的方式前往大气，的方式前往大气，防止防止S素少量聚集。素少量聚集。有害：招致土壤硫素损失；惹起水稻烂根；金有害：招致土壤硫素损失；惹起水稻烂根；金属管道的腐蚀；饮用水的污染。属管道的腐蚀；饮用水的污染。n 硫呼吸专性或兼性厌氧菌硫呼吸专性或兼性厌氧菌n 以无机硫为呼吸链最终电子受体并发生以无机硫为呼吸链最终电子受体并发生H2SH2S的作用。是兼性或专性厌氧菌。的作用。是兼性或专性厌氧菌。n 铁呼吸专性或兼性厌氧菌铁呼吸专性或兼

45、性厌氧菌n 末端电子受体为末端电子受体为Fe3+Fe3+，在专性或兼性厌氧，在专性或兼性厌氧菌中存在。菌中存在。n 延胡索酸呼吸兼性厌氧菌延胡索酸呼吸兼性厌氧菌n 以延胡索酸为末端电子受体，生成琥珀以延胡索酸为末端电子受体，生成琥珀酸。酸。碳酸盐呼吸碳酸盐呼吸:是是CO2或碳酸盐作为呼吸链末端或碳酸盐作为呼吸链末端H受体。受体。产甲烷菌的碳酸盐呼吸产甲烷菌的碳酸盐呼吸 是产甲烷细菌是产甲烷细菌(专性厌氧菌，古生菌专性厌氧菌，古生菌)在厌氧在厌氧条件下，应用条件下，应用H2恢复恢复CO2发生细胞物质，能发生细胞物质，能应用应用CO2作为电子受体发生作为电子受体发生ATP和和CH4。对农业和环境的

46、影响：对农业和环境的影响：产沼气；肥料：沼气渣。产沼气；肥料：沼气渣。n注：注：n 沼气的发生并不只是产甲烷菌参与，沼气的发生并不只是产甲烷菌参与，还有一些发酵性细菌、产氢产乙酸细菌的还有一些发酵性细菌、产氢产乙酸细菌的参与，并且具有阶段性。参与，并且具有阶段性。有氧呼吸、无氧呼吸与发酵的比拟有氧呼吸、无氧呼吸与发酵的比拟呼吸类型呼吸类型有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸发酵发酵氧化基质氧化基质有机物有机物有机物有机物有机物有机物最终电子受体最终电子受体O2无机氧化物、无机氧化物、延胡索酸延胡索酸氧化型中间代谢氧化型中间代谢产物醛、酮等产物醛、酮等产物产物CO2、H2OCO2、H2ONO2、N2

47、还原型中间代谢还原型中间代谢产物醇、酸产物醇、酸产能产能多多次之次之少少电子传递链电子传递链完整完整不完整不完整无，底物水平磷无，底物水平磷酸化酸化温习旧知识：化能异养微生物的主要脱氢方式和产能方式？温习旧知识：化能异养微生物的主要脱氢方式和产能方式？三种氧化产能方式的比拟三种氧化产能方式的比拟发酵有氧呼吸无氧呼吸最终电子受体 有机物分子氧无机氧化物电子传递链无有有产能量少多较多氧化磷酸化底物水平底物水平、电子传递水平底物水平、电子传递水平1 化能自养微生物化能自养微生物 普通为好氧菌，能在氧化无机物进程中，经过电子传递链氧普通为好氧菌，能在氧化无机物进程中，经过电子传递链氧化磷酸化取得能量，

48、电子受体化磷酸化取得能量，电子受体O2，经过逆呼吸链传递发生恢，经过逆呼吸链传递发生恢复力，消耗能量。复力，消耗能量。2 产能方式产能方式硝化作用硝化作用硫化作用硫化作用铁的氧化铁的氧化 氢的氧化氢的氧化 新知识：二新知识：二 化能自养微生物产能方式化能自养微生物产能方式化能自养的机理2.1 硝化作用硝化作用 氨的氧化氨的氧化 NH3或亚硝酸或亚硝酸(NO2-)被硝化细菌氧化发生能量。被硝化细菌氧化发生能量。硝化细菌包括硝化细菌和亚硝化细菌。硝化细菌包括硝化细菌和亚硝化细菌。硝化细菌的特点：硝化细菌的特点：专性好氧专性好氧,G，无芽孢，散布普遍，对氧化，无芽孢，散布普遍，对氧化基质有严厉的专注

49、性；基质有严厉的专注性；亚硝化细菌和硝化细亚硝化细菌和硝化细菌是互生菌；菌是互生菌；严厉的专性化能自养，且大少严厉的专性化能自养，且大少数是专性无机营养型，不能在无机培育基上生数是专性无机营养型，不能在无机培育基上生长长。硝化作用对农业和环境的影响硝化作用对农业和环境的影响有利：有利：氨氧化为硝酸以及少量的硝态氮化肥为作氨氧化为硝酸以及少量的硝态氮化肥为作物生长提供氮素营养，有利于产量提高。物生长提供氮素营养，有利于产量提高。有害：有害：但硝酸盐的溶解性强比铵盐强，易随但硝酸盐的溶解性强比铵盐强，易随雨水流入江、河、湖、海中，它不只大大降低雨水流入江、河、湖、海中，它不只大大降低肥料的应用率硝

50、酸盐氮肥普通是肥料的应用率硝酸盐氮肥普通是40%40%，而，而且会惹起水体的富营养化，进而招致水华且会惹起水体的富营养化，进而招致水华或赤潮等严重污染危害大面积发作就很或赤潮等严重污染危害大面积发作就很难管理。难管理。进程：进程：NHNH3 3亚硝化菌亚硝化菌NONO2 2-+ATP+ATPNONO2 2-硝化菌硝化菌NONO3 3-+ATP+ATP2.2 2.2 硫化作用硫化作用硫化合物硫化合物(包括硫化物、单质硫、硫代硫酸盐、包括硫化物、单质硫、硫代硫酸盐、硫酸盐和亚硫酸盐硫酸盐和亚硫酸盐)被硫细菌可以应用发生被硫细菌可以应用发生能量最后生成能量最后生成H2SO4H2SO4的进程。的进程。