• 毒素：细菌毒素和真菌毒素。细菌毒素又分为内毒素和外 毒素。
• 激素：微生物能产生刺激动物生长或性器官发育的激素类 物质，称激素，如赤霉素、生长素等。
第七章发酵机制及发酵动பைடு நூலகம்学
二、微生物的代谢途径及 途径上相关物质的前体来源
（一）自养微生物的生物氧化、产能和CO2固定（略） （二）化能异养微生物的生物氧化和产能
生物氧化就是发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的 总称。生物氧化的形式包括某物质与氧结合、脱氢或失去 电子三种；生物氧化的过程可分脱氢（或电子）、递氢 （或电子）和受氢（或电子）三个阶段；生物氧化的功能 则有产能（ATP）、产还原力[H]和产小分子中间代谢物三 种。以下我们按底物（基质）脱氢的三个阶段以及各阶段 的类型和细节的顺序来讨论化能异养微生物的生物氧化及 其产能效应。
第七章发酵机制及发酵动力学
第七章 发酵机制及发酵动力学
第七章发酵机制及发酵动力学
• 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。由于微生物的种类、遗传特性 和环境条件不同，微生物所能积累的代谢产物不同，主要 有微生物菌体、微生物酶和代谢产物。微生物代谢产物很 多，主要有酒精、丙酮丁醇、有机酸、氨基酸、核苷酸类、 蛋白质、抗生素、维生素、脂肪、多糖类等。
第七章发酵机制及发酵动力学
本章主要内容
第一节 发酵工业微生物的基本代谢情况 第二节 微生物代谢调控机制 第三节 重要发酵产物的发酵机制 第四节 微生物发酵动力学
第七章发酵机制及发酵动力学
本章主要内容
第一节 发酵工业微生物的基本代谢情况 第二节 微生物代谢调控机制 第三节 重要发酵产物的发酵机制 第四节 微生物发酵动力学
2、HMP途径（hexosemonophosphate pathway）
即已糖一磷酸途 径，有时也称戊 糖磷酸途径、 Warburg-Dickens 途径或磷酸葡萄 糖酸途径。
第七章发酵机制及发酵动力学
这是一条葡萄糖不经EMP途径和TCA途径而得到彻 底氧化，并能产生大量NADPH＋H+形式的还原力 和多种重要中间代谢物的代谢途径。 具有HMP途径的微生物的碳源利用范围更广，例如 它们可以利用戊糖作碳源。 通过本途径而产生的重要发酵产物很多，例如核苷 酸、若干氨基酸、辅酶和乳酸（异型乳酸发酵）等。
• 微生物具有极其精确的代谢控制系统，能确保细胞内所有 生化反应有条不紊的进行并制止中间产物和终产物的过量 积累。必须人为改变微生物的代谢调控机制，使有用中间 代谢产物过量积累，同时利用环境因素对代谢方向产生影 响，这就是发酵机制的研究内容。
• 发酵动力学是研究发酵过程中菌体生长、基质消耗、产物 生成的动态平衡及其内在规律。其研究内容包括微生物生 长过程中质量和能量的平衡，发酵过程中菌体生长速率、 基质消耗速率和产物生成速率的相互关系。研究发酵动力 学的目的在于设计和优化发酵动力学模型，并以此为依据， 利用计算机来设计程序，模拟最适合的工艺流程和发酵工 艺参数，从而使生产控制达到最优化。
第七章发酵机制及发酵动力学
底物脱氢的四条主要途径
——获得发酵产物的主要来源
1、EMP途径（Embdem-Meyerhof-ParnasPathway） 2、HMP途径（hexosemonophosphatepathway） 3、ED途径（Entner-Doudoroffpathway） 4．三羧酸循环（tricarboxylicacidcycle）
第七章发酵机制及发酵动力学
1、EMP途径（Embdem-Meyerhof-Parnas Pathway）
又称糖酵解途径（glycolysis） 或己糖二磷酸途径 （hexosediphosphatepathway） :
第七章发酵机制及发酵动力学
EMP途径是绝大多数生物所共有的基本代谢途径，因而 也是酵母菌、真菌和多数细菌所具有的代谢途径。在有 氧条件下，EMP途径与TCA途径连接，并通过后者把丙 酮酸彻底氧化成CO2和H2O。
第七章发酵机制及发酵动力学
由EMP途径中丙酮酸出发的发酵
从丙酮酸出发的6条发酵途径及其相互联系总结
在无氧条件下，丙酮酸或其进一步代谢后所产生的乙醛等产物被还原， 从而形成乳酸或乙醇等发酵产物。EMP途径与乙醇、乳酸、甘油、丙 酮、丁醇和丁二醇等大第量七章重发要酵发机酵制及产发物酵的动力生学产有着密切的关系。
第七章发酵机制及发酵动力学
第一节 发酵工业微生物的基本代谢和调控机制
一、发酵工程微生物的基本代谢及产物 （一）微生物初级代谢及产物 初级代谢是指微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代
谢和合成代谢，生成维持生命活动所需要的物质和能量的 过程。 初级代谢产物：由初级代谢过程所产生的产物，如糖、氨基 酸、脂肪酸、核苷酸以及由这些化合物聚合而成的高分子 化合物（如多糖、蛋白质、酯类和核酸等）。
第七章发酵机制及发酵动力学
（二）微生物的次级代谢及产物
☺ 次级代谢是指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物 为前体物质，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的 物质的过程。这一过程的产物，即为次级代谢产物。
☺ 次级代谢产物大多是一类分子结构比较复杂的化合物，包 括：抗生素、毒素、激素、色素等。
• 抗生素：是由微生物（包括细菌、真菌、放线菌属）或高 等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性 的一类次级代谢产物。抑制细菌细胞壁合成，破坏细胞质 膜，作用于呼吸链以干扰氧化磷酸化，抑制蛋白质和核酸 合成等方式抑制微生物生长。
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注*：Topics： 1、新型发酵工业原料的应用和开发（来源、应用范围、工业预处理及配套政策）； 2、计算机技术、自动化技术及传感技术在发酵工业中的应用； 3、与发酵工业相适应的菌种的开发（菌种的获取、改造和工艺初步优化）； 4、发酵工艺的优化实例。 以上每个题目限报4组，也可以在其他与本课程相关的内容中自由选题。