发酵机制与代谢调控

下图讲述了发酵机制与代谢调控，内容有微生物发酵机、厌氧发酵机制、好氧发酵机制等，结构型知识框架方便学习理解！

发酵机制与代谢调控

• 微生物发酵机制是指微生物通过其代谢活动，利用基质合成人们所需要的产物的内在规律
• 厌氧发酵机制
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    • 糖酵解(EMP)途径是葡萄糖有氧、无氧分解的共同途径 在缺氧条件下，细胞进行无氧酵解，仅获得有限的能量以维持生命活动，丙酮酸继续进行代谢可产生酒精、乳酸、甘油及其它厌氧代谢产品。 在有氧条件下，细胞进行有氧代谢时，丙酮酸进入TCA循环。其发酵产品有柠檬酸、氨基酸及其它有机酸等。
  • 巴斯德效应：有氧情况下，由于呼吸作用，酒精产量大大下降，糖的消耗速度减慢--呼吸抑制发酵
  •  酵母菌酒精发酵中副产物的生成 主产物乙醇和CO2,但40多种副产物(甘油【酵母的第Ⅱ型发酵】) 副产物生成一方面耗用了糖分，同时影响了产品的质量。
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  • 乳酸发酵机制
    • 同型乳酸发酵--产物中只有乳酸
    • 异型乳酸发酵--产物有乳酸、乙醇、CO2
  • 甘油发酵机制
    • 1、亚硫酸盐法甘油发酵-酵母菌-第Ⅱ型发酵 
      • 实际上甘油发酵过程中总会有一些乙醇生成，因为: 1.从能量守恒可知，要生成甘油则必须有等摩尔量的乙醛生成。即酵母进行甘油发酵时必须依靠部分酒精发酵以获得能量(ATP、NADH、H+)。 2.生成部分乙醇不可避免。因为乙醛与NaHSO3，复合反应效率低于89%;且酵母体内有乙醇脱氢酶存在。
    • 2、碱法甘油发酵-酒精酵母-第Ⅲ型发酵 两分子乙醛发生歧化反应形成各一分子的乙酸和乙醇（产物复杂）
  • 甲烷（沼气）发酵
    • 厌氧菌
      • 碳水化合物、脂肪、蛋白质等复杂有机物→甲烷+CO2
• 好氧发酵机制
  • 柠檬酸发酵机制
    • 黑曲霉-好氧发酵-玉米、糖蜜-无机氮源-32℃ PH＜2
    • 合成途经  积累要点： 1、阻断柠檬酸进一步代谢 2、补充阻断点后草酰乙酸
      • 代谢调节 1、阻断柠檬酸进一步代谢-顺乌头酸失活 2、加强EMP途径-增强3个关键酶尤其是PFK的活力 PFK受高水平的柠檬酸和ATP抑制; NH*能解除此抑制 3、TCA循环的调节-增强柠檬酸合成酶的活性 4、补加草酰乙酸-TCA被切断，另外的途径来补充草酰乙酸↓ 
  • 醋酸发酵机制
    • 大米-固态发酵-三阶段：原料的液化和糖化→酒精发酵→醋酸发酵
  • 谷氨酸发酵调控机制