第六章 微生物发酵机理.pptVIP

3 控制旁路代谢 D-苏氨酸 L-苏氨酸 α-酮基丁酸 L-异亮氨酸 L-苏氨酸 脱氢酶 反馈抑制 D-苏氨酸 脱氢酶 4 降低反馈作用物的浓度 谷氨酸 N-乙酰谷氨酸 N-乙酰-γ-谷氨酰磷酸 N-乙酰谷氨酸半缩醛 N-乙酰鸟氨酸 鸟氨酸 瓜氨酸 精氨酸 反馈抑制 瓜氨酸营养缺陷型 通过使用抗氨基酸结构类似物突变株的方法来进行 S-（β－氨基乙基）-L半胱氨酸 (AEC)赖氨酸结构类似物 　 5 消除终产物的反馈抑制与阻遏 天冬氨酸 天冬氨酰胺磷酸 天冬氨酸半缩醛 高丝氨酸 苏氨酸 赖氨酸 天冬氨酸激酶 协同反 馈抑制 AEC 6 促进ATP的积累，以利于氨基酸的生物合成 谷氨酸生物合成途径 包括：EMP 、HMP、TCA、乙醛酸循环、CO2固定反应 谷氨酸生产菌在10%高浓葡萄糖中产生5%高浓谷氨酸，是非正常代谢，所以要从菌体自身、外界来控制完成，即控制代谢。 NADPH2 乙酰辅酶A 6-磷酸果糖 6-磷酸葡萄糖酸 5-磷酸核糖 3-磷酸甘油醛 果糖-1，6-二磷酸 苹果酸 丙酮酸 CO2 异柠檬酸 草酰乙酸 顺乌头酸 乳酸 NAD+ NADH2 柠檬酸 NADP+ NADH2 NAD+ 草酰琥珀酸 α－酮戊二酸 琥珀酸 延胡索酸 谷氨酸 乙醛酸 CO2 CO2 葡萄糖生物合成谷氨酸的代谢途径 EMP 途径 HMP 途径 TCA循环 CO2 CO2固定反应 a-酮戊二酸脱氢酶 谷氨酸脱氢酶 葡萄糖 外在环境：溶解氧、氨离子、PH值、磷酸、生物素 谷氨酸生产菌有利于谷氨酸积累的条件：不分解利用谷氨酸；耐高浓度谷氨酸；谷氨酸膜透性好；a-酮戊二酸脱氢酶要弱；保证TCA环中间体的补充。 内在因子 选育菌种 增加膜通透性 生物素缺陷（膜） 加青霉素（壁） 2、影响GA积累的因素 谷氨酸 N-乙酰谷氨酸 N-乙酰-γ-谷氨酰磷酸 N-乙酰谷氨酸-γ-半醛 N-乙酰鸟氨酸 鸟氨酸 瓜氨酸 精胺琥珀酸 精氨酸 负反馈控制 N-乙酰谷氨酸激酶 Arg- Cit - 鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸发酵机制 核苷酸发酵 全合成途径 补救途径 嘌呤核苷酸的代谢调节 核酸由众多的单体核苷酸通过3‘，5’－磷酸二酯键聚合而成。 核苷酸由碱基、核糖、磷酸组成。 核苷酸类中的肌苷酸（IMP）、鸟苷酸（GMP）、黄苷酸（XMP）呈强鲜味。 当核苷酸与氨基酸类物质混合使用时，鲜味不是简单的叠加，而是成倍地提高。 （一） 生物合成途径 从头合成途径（de novo synthesis） 由氨基酸、磷酸戊糖、CO2和NH3合成核苷酸。 嘌呤核苷酸：直接生成次黄嘌呤核苷酸（IMP）,然后转 变为其它嘌呤核苷酸。 3.甘油发酵 别名：丙三醇, 分子式: CH2OHCHOHCH2OH 用途： 1 医学方面，用以制取各种制剂、溶剂、吸湿剂、防冻剂和甜味剂 2 食品工业中用作甜味剂、烟草剂的吸湿剂和溶剂 3 汽车和飞机燃料以及油田的防冻剂 甘油发酵机制： 酵母菌中的乙醇脱氢酶活性很强，乙醛作为氢受体被还原成乙醇的反应进行得很彻底，因此，在乙醇发酵中甘油的生成量很少。 如果采取某些手段阻止乙醛作为氢受体时，磷酸二羟丙酮则替代乙醛作为氢受体形成甘油，这样发酵转为甘油发酵（酵母Ⅱ型发酵）。 NaHSO3可作为抑制剂： 乙醛 + NaHSO3 乙醛亚硫酸氢钠↓ 2ATP 2ADP 2ADP 2ATP CO2 NaHSO3 NAD ﹢ NADH+H ﹢ NADH+H＋ NAD ﹢ H2O Pi 葡萄糖 1.6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮 丙酮酸 乙醛 乙醛HSO3 α-磷酸甘油 甘油 碱法甘油发酵酒精酵母在碱性（pH7.6以上）的条件下，发酵产生的乙醛不能作为受氢体，而是２分子乙醛之间发生歧化反应，相互氧化还原，生成等量的乙醇和乙酸。此时，由３－磷酸甘油醛脱氢生成的 NADH+H+用来还原磷酸二羟丙酮，并进而生成甘油． 2C6H12O6+H2O CH2OH CHOH CH2OH 2 +C2H5OH+CH3COOH+2CO2 碱法甘油发酵的产品有甘油、乙醇、乙酸，不产生ATP ，所以此法只能在酵母的非生长情况下进行发酵。 二 乳酸发酵 2-羟基丙酸；α-羟基丙酸；丙醇酸 分子式: CH3CH(OH)COOH 用途： 1 食品工业保鲜、调味剂 2医学方面，乳酸蒸汽消毒、防腐剂、聚乳酸手术缝线 3 其它工业，控制发酵PH、清洁去垢等。 乳酸菌能利用葡萄糖及其他相应的可发酵的糖产生乳酸，称为乳酸发酵。 同型乳酸发酵：在乳酸发酵过程中，发酵产物中只有乳酸；（经EMP途径） 异型乳酸发酵：发酵产物中除乳酸外，还有乙醇、乙酸及CO2等其它产物的。（