山东理工大学：《食品微生物学》课程教学课件（电子教案）08.生物大分子代谢及代谢途径

山东理工大学教案第8次课教学课型：理论课口实验课口习题课口实践课口技能课口其它口主要教学内容（注明：*重点#难点）：1.微生物对多糖的分解代谢过程；*微生物对蛋白质的分解代谢过程；*2.3.微生物对脂肪和脂肪酸的分解代谢过程。X微生物的发酵代谢途径。*#教学目的要求：掌握微生物的分解代谢过程；掌握微生物主要的发酵代谢途径和调解机制：掌握微生物代谢调控在发酵工业中的应用。教学方法和教学手段：课堂讲授，利用多媒体。讨论、思考题、作业：简述微生物对淀粉、蛋白质、脂肪的分解代谢方式、分解过程所需要的酶以及最终代谢产物。参考资料：《食品微生物学》中国农业大学出版社，杨洁彬主编：《微生物学教程》高等教育出版社，周德庆主编。注：教师讲稿附后

山 东 理 工 大 学 教 案 第 8 次课 教学课型：理论课□ 实验课□ 习题课□ 实践课□ 技能课□ 其它□ 主要教学内容（注明：* 重点 # 难点 ）： 1. 微生物对多糖的分解代谢过程；* 2. 微生物对蛋白质的分解代谢过程；* 3. 微生物对脂肪和脂肪酸的分解代谢过程。 4. 微生物的发酵代谢途径。*＃ 教学目的要求： 掌握微生物的分解代谢过程； 掌握微生物主要的发酵代谢途径和调解机制； 掌握微生物代谢调控在发酵工业中的应用。 教学方法和教学手段： 课堂讲授，利用多媒体。 讨论、思考题、作业： 简述微生物对淀粉、蛋白质、脂肪的分解代谢方式、分解过程所需要的酶以及最终代谢产物。 参考资料： 《食品微生物学》中国农业大学出版社，杨洁彬主编； 《微生物学教程》高等教育出版社，周德庆主编。 注：教师讲稿附后

生物大分子有机物代谢及代谢途径2.微生物对多糖的分解(1)淀粉的分解淀粉酶的特性类型别名微生物作用方式和专一性最终产物液化型内切，随机切割淀粉中任意α-1，4糖苷键，糊精、麦芽糖和少细菌、霉菌、a-淀粉酶放线菌淀粉酶不能分解α-1，6糖苷键量葡萄糖外切，从淀粉的非还原端开始，以麦芽糖为单麦芽糖和大分子细菌β-淀粉酶体，切割a-1，4糖苷键，不能切割也不能越极限糊精糖化型过α-1，6糖键淀粉酶外切，从淀粉的非还原端开始，以葡萄糖为单糖化酶葡萄糖根霉、曲霉体，切割a-1，4、a-1，6糖苷键异淀粉酶直链淀粉酵母菌、细菌内切，水解淀粉中的α-1，6糖苷键(2)纤维素的分解纤维素酶是一类纤维素水解酶的总称，包括C酶、C酶和β-葡萄糖苷酶。天然纤维素的降解过程：Ci酶Cx酶β-葡萄糖苷酶★水合纤维素分子纤维二糖★葡萄糖天然纤维素(3)果胶质的分解果胶酶中含有不同的酶系，主要包括果胶酯酶和半乳糖醛酸酶。果胶的降解过程：果胶酯半乳糖醛酸酶、果胶-★甲醇+果胶酸半乳糖醛酸3.蛋白质的分解(1)蛋白质的分解蛋白质蛋白酶、多肽、氨基酸脱氨作用(2)氨基酸的分解（脱羧作用A：脱氨作用氧化脱氨：（脱氢、加水）条件：有氧产物：a-酮酸反应式：还原脱氨：条件：无氧产物：饱和脂肪酸反应式：R-CHNH2-COOH+H2O_水解酶R-CHOH-COOH+NH3B：脱羧作用：生成减少一个碳原子的胺和CO2，反应通式： R-CHNH2-COOH_氨基酸脱羧酶、R-CH2-NH2 +CO24.脂肪和脂肪酸的分解

生物大分子有机物代谢及代谢途径 2.微生物对多糖的分解 ⑴淀粉的分解 淀粉酶的特性 类型 别名 作用方式和专一性 最终产物 微生物 液化型 淀粉酶 α-淀粉酶 内切，随机切割淀粉中任意α-1，4 糖苷键， 不能分解α-1，6 糖苷键 糊精、麦芽糖和少 量葡萄糖 细菌、霉菌、 放线菌 糖化型 淀粉酶 β-淀粉酶 外切，从淀粉的非还原端开始，以麦芽糖为单 体，切割α-1，4 糖苷键，不能切割也不能越 过α-1，6 糖苷键 麦芽糖和大分子 极限糊精 细菌 糖化酶 外切，从淀粉的非还原端开始，以葡萄糖为单 体，切割α-1，4、α-1，6 糖苷键 葡萄糖 根霉、曲霉 异淀粉酶 内切，水解淀粉中的α-1，6 糖苷键 直链淀粉 酵母菌、细菌 ⑵纤维素的分解 纤维素酶是一类纤维素水解酶的总称，包括 C1酶、Cx酶和β-葡萄糖苷酶。 天然纤维素的降解过程： 天然纤维素 水合纤维素分子 纤维二糖 葡萄糖 ⑶果胶质的分解 果胶酶中含有不同的酶系，主要包括果胶酯酶和半乳糖醛酸酶。 果胶的降解过程： 果胶 甲醇＋果胶酸 半乳糖醛酸 3.蛋白质的分解 ⑴蛋白质的分解 蛋白质 多肽、氨基酸 脱氨作用 ⑵氨基酸的分解 脱羧作用 A：脱氨作用 氧化脱氨：（脱氢、加水） 条件：有氧 产物：α-酮酸 反应式： 还原脱氨： 条件：无氧 产物：饱和脂肪酸 反应式：R－CHNH2－COOH + H2O R－CHOH－COOH＋NH3 B：脱羧作用：生成减少一个碳原子的胺和 CO2， 反应通式：R－CHNH2－COOH R－CH2－NH2 ＋CO2 4.脂肪和脂肪酸的分解 C1酶 CX酶 β-葡萄糖苷酶 果 胶 酯 酶 半乳糖醛酸酶 蛋白酶 水解酶 氨基酸脱羧酶

(1)脂肪的分解：在脂肪酸酶作用下，生成甘油和脂肪酸。反应式：(2)脂肪酸的分解：β-氧化途径，最终产物为乙酰辅酶A。（三）微生物发酵的代谢途径（链接EMP、TCA途径图示）1.醋酸发酵好氧性醋酸菌菌种：醋酸菌厌氧性醋酸菌好氧性醋酸发酵反应式：厌氧性醋酸发酵反应式：2.柠檬酸发酵菌种：曲霉属、青酶属和橘酶属为主。(1)EMP—TCA途径积累柠檬酸（链接EMP、TCA）阻断顺乌头酸酶活性：使用抑制剂解决草酰乙酸的来源：丙酮酸羧化丙酮酸羧化反应式：(2)丙酮酸之间羧基转移★缩合反应式：（生化P242、P247）3.酒精发酵菌种：酵母菌、少数细菌发酵条件：无氧发酵过程：丙酮酸脱羧、乙醛还原乙醇总反应式：第二型发酵：有亚硫酸氢钠情况下，产生甘油。反应式：第三型发酵：碱性条件下，产生甘油。反应式：4.乳酸发酵菌种：乳酸菌「同型乳酸发酵：产物中只有乳酸。【异型乳酸发酵：产物中除了乳酸，还有乙醇、乙酸、CO2等。(1)同型乳酸发酵（链接EMP、TCA）

⑴脂肪的分解：在脂肪酸酶作用下，生成甘油和脂肪酸。 反应式： ⑵脂肪酸的分解：β-氧化途径，最终产物为乙酰辅酶 A。 （三） 微生物发酵的代谢途径（链接 EMP、TCA 途径图示） 1. 醋酸发酵 好氧性醋酸菌 菌种：醋酸菌 厌氧性醋酸菌 好氧性醋酸发酵反应式： 厌氧性醋酸发酵反应式： 2. 柠檬酸发酵 菌种：曲霉属、青酶属和橘酶属为主。 ⑴EMP—TCA 途径积累柠檬酸（链接 EMP、TCA） 阻断顺乌头酸酶活性：使用抑制剂 解决草酰乙酸的来源：丙酮酸羧化 丙酮酸羧化反应式： ⑵丙酮酸之间羧基转移 缩合 反应式：（生化 P242、P247） 3. 酒精发酵 菌种：酵母菌、少数细菌 发酵条件：无氧 发酵过程： 丙酮酸 乙醛 乙醇 总反应式： 第二型发酵：有亚硫酸氢钠情况下，产生甘油。 反应式： 第三型发酵：碱性条件下，产生甘油。 反应式： 4. 乳酸发酵 菌种：乳酸菌 同型乳酸发酵：产物中只有乳酸。 异型乳酸发酵：产物中除了乳酸，还有乙醇、乙酸、CO2等。 ⑴同型乳酸发酵（链接 EMP、TCA） 脱羧 还原

工业常用菌种：德氏乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌等。发酵途径：葡萄糖EMP丙酮酸乳酸脱氢酶、乳酸(2)异型乳酸发酵（PK途径）戊糖解酮酶途径：肠膜明川球菌、葡萄糖明串球菌等。己糖解酮酶途径：双叉乳酸杆菌、两歧双歧乳酸菌等

工业常用菌种：德氏乳杆菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌等。 发酵途径： 葡萄糖 丙酮酸 乳酸 ⑵异型乳酸发酵（PK 途径） 戊糖解酮酶途径：肠膜明川球菌、葡萄糖明串球菌等。 己糖解酮酶途径：双叉乳酸杆菌、两歧双歧乳酸菌等。 EMP 乳酸脱氢酶