天津商业大学：《生物工艺学》课程PPT教学课件（上）第四章 厌氧发酵机制

发酵 （fermentation ） • 发酵作用：所谓的发酵，广义的讲就是利用微生 物或生物化学的手段，将各种物质加以改变，然 后利用由此产生的能量及代谢中间体，而得到各 种有用的物质

发酵 （fermentation ） • 发酵作用：所谓的发酵，广义的讲就是利用微生 物或生物化学的手段，将各种物质加以改变，然 后利用由此产生的能量及代谢中间体，而得到各 种有用的物质

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(aerobic fermentation)：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。 e.g. Bacillus subtilis -amylase Corynebacterium 265-inosinic acid Asp.niger Uv06-citric acid C.glutamicum As1299-glutamic acid

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(aerobic fermentation)：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。 e.g. Bacillus subtilis -amylase Corynebacterium 265-inosinic acid Asp.niger Uv06-citric acid C.glutamicum As1299-glutamic acid

（2） 厌氧性发酵(anaerobic fermentation) ：在发酵 过程中不需要供给无菌空气。 e.g. lactic acid bacteria -lactic acid Bacillus clostridium -acetone-butanol （3）兼性发酵 (facultative fermentation) ： 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

（2） 厌氧性发酵(anaerobic fermentation) ：在发酵 过程中不需要供给无菌空气。 e.g. lactic acid bacteria -lactic acid Bacillus clostridium -acetone-butanol （3）兼性发酵 (facultative fermentation) ： 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

糖酵解途径及特点  EMP途径大致可分为三个阶段 1，6-二磷酸果糖的生成，消耗2分子ATP； 1，6-二磷酸果糖降解为3-磷酸甘油醛； 3-磷酸甘油醛经五步反应转化为丙酮酸，产生4分子 ATP  它是动物、植物、微生物细胞中G分解产生能量的共同 途径。  EMP的每一步都是由酶催化的。己糖激酶；磷酸果糖激 酶（该酶受ATP、柠檬酸的抑制，为AMP所激活）；丙酮酸 激酶；3-磷酸甘油醛脱氢酶（受碘乙酸抑制）；烯醇化酶 （受氟化物抑制）

糖酵解途径及特点  EMP途径大致可分为三个阶段 1，6-二磷酸果糖的生成，消耗2分子ATP； 1，6-二磷酸果糖降解为3-磷酸甘油醛； 3-磷酸甘油醛经五步反应转化为丙酮酸，产生4分子 ATP  它是动物、植物、微生物细胞中G分解产生能量的共同 途径。  EMP的每一步都是由酶催化的。己糖激酶；磷酸果糖激 酶（该酶受ATP、柠檬酸的抑制，为AMP所激活）；丙酮酸 激酶；3-磷酸甘油醛脱氢酶（受碘乙酸抑制）；烯醇化酶 （受氟化物抑制）

 当以其他糖类作为碳源和能源时，先通过少数几步反 应转化为糖酵解途径的中间产物，然后沿着糖酵解途径 进行降解。  丙酮酸的不同去路。反应中生成的NADH2不能积存， 必须被重新氧化为NAD后，才能继续不断地推动全部反 应，在不同的机体，在不同的环境下（如氧气的有无） ，氢的受体不同，丙酮酸的去路也不同

 当以其他糖类作为碳源和能源时，先通过少数几步反 应转化为糖酵解途径的中间产物，然后沿着糖酵解途径 进行降解。  丙酮酸的不同去路。反应中生成的NADH2不能积存， 必须被重新氧化为NAD后，才能继续不断地推动全部反 应，在不同的机体，在不同的环境下（如氧气的有无） ，氢的受体不同，丙酮酸的去路也不同

在无氧条件下：  在乳酸菌中受乳酸脱氢酶的作用，丙酮酸作为 受氢体而被还原为乳酸，即同型乳酸发酵；  在酵母菌中，丙酮酸受丙酮酸脱羧酶的作用生 成乙醛，乙醛在乙醇脱氢酶的作用下作为受氢体被还 原为乙醇，即酒精发酵；  在梭状芽孢杆菌中，丙酮酸脱羧生成乙酰COA ，然后经一系列变化生成丁酰COA、丁醛，两者作为 受氢体被还原生成丁醇，生成物中还有丙酮、乙醇， 所以称为丙酮-丁醇发酵

在无氧条件下：  在乳酸菌中受乳酸脱氢酶的作用，丙酮酸作为 受氢体而被还原为乳酸，即同型乳酸发酵；  在酵母菌中，丙酮酸受丙酮酸脱羧酶的作用生 成乙醛，乙醛在乙醇脱氢酶的作用下作为受氢体被还 原为乙醇，即酒精发酵；  在梭状芽孢杆菌中，丙酮酸脱羧生成乙酰COA ，然后经一系列变化生成丁酰COA、丁醛，两者作为 受氢体被还原生成丁醇，生成物中还有丙酮、乙醇， 所以称为丙酮-丁醇发酵

在好氧发酵条件 丙酮酸进入TCA环，进行代谢，产生各种好 氧代谢产物或完全氧化获得能量

在好氧发酵条件 丙酮酸进入TCA环，进行代谢，产生各种好 氧代谢产物或完全氧化获得能量

B、 三羧酸循环 三羧酸循环一定需要氧才能进行。在三羧 酸循环中脱下的氢，形成NADH 和 FADH2， 然后再逐步传递给氧

B、 三羧酸循环 三羧酸循环一定需要氧才能进行。在三羧 酸循环中脱下的氢，形成NADH 和 FADH2， 然后再逐步传递给氧

淀粉 葡萄糖 丙酮酸 CO2+H2O ATP 生物体内氧化分步骤进行

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第一节 酒精发酵机制 1 酵母菌的酒精发酵 第四章 厌氧发酵机制

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