微生物的应用.pptx
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1、第十一章第十一章 微生物的应用微生物的应用一、微生物在农业中的应用一、微生物在农业中的应用微生物与土壤的生物活性:微生物与土壤的生物活性:土壤是一个永远变化着的、具有生物活土壤是一个永远变化着的、具有生物活性的无机、有机、生物复合体系。性的无机、有机、生物复合体系。土壤酶催化着土壤中的物质转化。土壤土壤酶催化着土壤中的物质转化。土壤酶主要来源于生活在土壤中的微生物、植酶主要来源于生活在土壤中的微生物、植物根系及其他生物。土壤酶比纯酶制剂及物根系及其他生物。土壤酶比纯酶制剂及酶溶液稳定,但较难提取。如其过氧化物酶溶液稳定,但较难提取。如其过氧化物酶可耐酶可耐180180干热干热3 3小时处理。小
2、时处理。微生物的生命活动影响着土壤肥力。微生物的生命活动影响着土壤肥力。1 1、微生物肥料:、微生物肥料:根瘤菌剂、泾阳链霉菌根瘤菌剂、泾阳链霉菌菌肥、固氮菌剂、磷细菌菌肥、固氮菌剂、磷细菌制剂、钾细菌制剂及复合制剂、钾细菌制剂及复合型制剂等。型制剂等。2、生物农药:、生物农药:苏云金杆菌、真菌和苏云金杆菌、真菌和病毒杀虫剂等。病毒杀虫剂等。苏云金杆菌苏云金杆菌 产生具有杀虫活性的物质有:产生具有杀虫活性的物质有:伴孢晶体、芽孢、热不稳定外伴孢晶体、芽孢、热不稳定外毒素、苏云金素、热稳定性外毒素、苏云金素、热稳定性外毒素。毒素。采用固态发酵工艺生产苏云采用固态发酵工艺生产苏云金杆菌。金杆菌。二
3、、微生物在食品中的应用二、微生物在食品中的应用1 1、传统的发酵食品、传统的发酵食品:酱油、:酱油、食醋、腐乳、传统法白酒和黄食醋、腐乳、传统法白酒和黄酒等。其中酱油、食醋等已采酒等。其中酱油、食醋等已采用纯种发酵;传统法白酒和黄用纯种发酵;传统法白酒和黄酒等采用混合菌种发酵。酒等采用混合菌种发酵。2 2、现代的发酵食品:、现代的发酵食品:面包、面包、饮料酒、发酵乳制品。饮料酒、发酵乳制品。三、微生物在发酵工业中的应用三、微生物在发酵工业中的应用发酵工业的产品类型:发酵工业的产品类型:微生物细胞、酶制剂微生物细胞、酶制剂和微生物代谢产物。和微生物代谢产物。发酵工业的应用范围:发酵工业的应用范围
4、:来源于微生物的医药产品来源于微生物的医药产品 利用微生物工程技术的农业利用微生物工程技术的农业 精细化工产品和食品添加剂精细化工产品和食品添加剂 日用化学品和能源产品日用化学品和能源产品发酵工业产品的类型:发酵工业产品的类型:酒精和酒类:酒精和酒类:酒精、啤酒等。酒精、啤酒等。有机溶剂:有机溶剂:甘油、丙酮丁醇和丁甘油、丙酮丁醇和丁二醇等。二醇等。有机酸:有机酸:柠檬酸、乳酸、葡萄糖柠檬酸、乳酸、葡萄糖酸、苹果酸、酒石酸、衣康酸和富酸、苹果酸、酒石酸、衣康酸和富马酸等。马酸等。氨基酸类:氨基酸类:谷氨酸、赖氨酸、蛋氨谷氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨
5、酸、苯丙氨酸、色氨酸、天冬氨酸等苯丙氨酸、色氨酸、天冬氨酸等1515种。种。核苷酸类:核苷酸类:肌苷、肌苷酸、鸟苷、肌苷、肌苷酸、鸟苷、鸟苷酸等。鸟苷酸等。酶制剂:酶制剂:淀粉酶、糖化酶、淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等。蛋白酶等。单细胞蛋白:单细胞蛋白:酵母蛋白、细酵母蛋白、细菌蛋白和霉菌蛋白等。菌蛋白和霉菌蛋白等。1、有机溶剂的生产、有机溶剂的生产丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA-羟基丁酰羟基丁酰CoA丁酰丁酰CoA丁醛丁醛丁醇丁醇丁酰磷酸丁酰磷酸丁酸丁酸乙酰乙酸乙酰乙酸丙酮丙酮乙醛乙醛乙醇乙醇乙酰磷酸乙酰磷酸乙酸乙酸从丙酮酸到酸和溶剂的代谢途径从丙酮酸到酸和溶剂的代谢途径2、柠檬
6、酸发酵、柠檬酸发酵(1)、柠檬酸的生物合成途径)、柠檬酸的生物合成途径葡萄糖葡萄糖EMP丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸羧磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶或丙酮酸羧化酶化酶或丙酮酸羧化酶丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶柠檬酸柠檬酸TCA循环循环草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoA(2)、柠檬酸的发酵机制柠檬酸的发酵机制柠檬酸柠檬酸草酰乙酸草酰乙酸顺乌头酸顺乌头酸异柠檬酸异柠檬酸草酰琥珀酸草酰琥珀酸-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoA乙酰乙酰CoA琥珀酸琥珀酸反丁烯二酸反丁烯二酸苹果酸苹果酸柠檬酸产生菌的标记柠檬酸产生菌的标记葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸3、乳酸发酵、乳酸发酵(1)、乳酸细菌
7、的糖代谢途径)、乳酸细菌的糖代谢途径A、糖酵解途径、糖酵解途径同型发酵同型发酵B、磷酸转酮酶途径、磷酸转酮酶途径异型发酵异型发酵葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸葡糖酸磷酸葡糖酸1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸丙糖磷酸丙糖(醛缩酶)(醛缩酶)丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸3-磷酸丙糖磷酸丙糖 +乙酰磷酸乙酰磷酸乙酸乙酸乙醇乙醇戊糖戊糖5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖(磷酸转酮醇酶)(磷酸转酮醇酶)(2)、乳酸细菌的混合酸发酵途径乳酸细菌的混合酸发酵途径同型发酵同型发酵丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸甲酸甲酸乙酸乙酸乙醇乙醇乙酰乙酰CoA乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶丙酮酸甲酸裂合酶(在有氧条件下失活
8、)丙酮酸甲酸裂合酶(在有氧条件下失活)丙酮酸脱氢酶(在有氧条件下失活)丙酮酸脱氢酶(在有氧条件下失活)CO2+NADH(3)、米根霉产乳酸的途径)、米根霉产乳酸的途径葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸草酰乙酸草酰乙酸乙醇乙醇琥珀酸琥珀酸富马酸富马酸活性活性CO2化合物化合物苹果酸苹果酸细菌和真菌(米根霉为代表)发酵生产乳酸的比较细菌和真菌(米根霉为代表)发酵生产乳酸的比较项目项目细菌细菌米根霉米根霉乳酸发酵乳酸发酵类型类型同型或异型乳酸发酵同型或异型乳酸发酵异型乳酸发酵异型乳酸发酵乳酸对映乳酸对映体构型体构型L-(+)-型、型、D-(-)-型或外型或外消旋消旋DL-型型L-(+)-型型对原料的对
9、原料的要求要求不产糖化酶,淀粉质原料需经不产糖化酶,淀粉质原料需经酸、酶法预处理酸、酶法预处理淀粉质原料不需预处理淀粉质原料不需预处理营养要求营养要求复杂复杂简单简单对氧的需对氧的需求求厌氧或微需氧厌氧或微需氧生长和发酵需氧生长和发酵需氧对糖利用对糖利用转化率转化率理论值理论值100%,实际值,实际值90%理论值理论值75%产酸速率产酸速率产酸速度快、转化率高产酸速度快、转化率高产酸速率较慢,周期较长产酸速率较慢,周期较长产物分离产物分离提取提取菌体小,不易过滤。带消旋酶菌体小,不易过滤。带消旋酶的杂菌易使乳酸消旋的杂菌易使乳酸消旋菌体大,易分离。少有消旋酶的菌体大,易分离。少有消旋酶的作用,
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