微生物產(chǎn)品各論

微生物產(chǎn)品各論微生物產(chǎn)品各論

微生物產(chǎn)品初級(jí)代謝產(chǎn)品

次級(jí)代謝產(chǎn)品：

好氧發(fā)酵厭氧發(fā)酵：好氧發(fā)酵

葡萄糖丙酮酸有氧發(fā)酵無(wú)氧呼吸檸檬酸氨基酸其他有機(jī)酸次級(jí)代謝產(chǎn)物酒精乳酸甘油丁醇第九章厭氧發(fā)酵產(chǎn)品

一、乙醇二、甘油三、乳酸第一節(jié)乙醇發(fā)酵產(chǎn)品

風(fēng)味乙醇產(chǎn)品純乙醇產(chǎn)品

一、乙醇發(fā)酵微生物

細(xì)菌：運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單孢菌、梭菌屬

酵母菌：

酵母菌-----應(yīng)用最廣泛的真菌酵母菌的發(fā)酵

食品菌種啤酒卡爾斯伯酵母和釀酒酵母葡萄酒，烈性蘋果酒橢圓釀酒酵母烈性蒸餾酒釀酒酵母清酒清酒酵母和曲霉菌醬油米曲霉和酵母屬奶酒乳鏈球菌和酵母菌豆醬魯氏酵母和霉菌

啤酒酵母（Saccharomycescerevisiae)

發(fā)酵葡萄糖、蔗糖、麥芽糖及半乳糖，不能發(fā)酵乳糖及蜜二糖。對(duì)棉子糖發(fā)酵1/3。葡萄酒酵母（S.uvarum）發(fā)酵葡萄糖、蔗糖、麥芽糖及半乳糖、蜜二糖。不能發(fā)酵乳糖。不能完全發(fā)酵棉子糖。

魯氏酵母(Saccharomycesrouxii)嗜高滲透壓。高含糖物料中生長(zhǎng)、醬油和醬中起作用。酒精發(fā)酵力不強(qiáng)、但能由醇生成酯。生成醬油香味成分。能發(fā)酵葡萄糖及麥芽糖、不能發(fā)酵蔗糖、乳糖及半乳糖。

異常漢遜酵母(Hansenulasanomala)發(fā)酵酒精、形成乙酸乙酯、增香。

粉狀畢赤氏酵母食品工業(yè)有害菌，但能利用石油、農(nóng)副產(chǎn)品下腳料培養(yǎng)、生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白。釀酒酵母菌的生活史乙醇產(chǎn)品啤酒果酒黃酒配制酒蒸餾酒、乙醇二、乙醇發(fā)酵產(chǎn)品

啤酒

葡萄酒

蒸餾酒

乙醇原料啤酒

酵母麥芽其他淀粉原料啤酒花水水糊精酒精二氧化碳未發(fā)酵糖蛋白,芳香物質(zhì),等啤酒的發(fā)酵生產(chǎn)麥芽酶其他蛋白

淀粉類糊精麥芽糖

酒精二氧化碳

泡沫

香味淀粉

麥芽的制造過(guò)程浸麥槽發(fā)芽室焙烤爐除根

糖化間水大麥

2-2.5天放水

5-7天

淺色麥芽,80℃深色麥芽105℃45%水3-4%水?α產(chǎn)生Β升高

啤酒的釀造流程為什么啤酒的釀造過(guò)程相對(duì)來(lái)說(shuō)耐污染能力較強(qiáng)？葡萄酒生產(chǎn)者--------橢圓釀酒酵母葡萄酒的發(fā)酵生產(chǎn)葡萄酒生產(chǎn)的流程葡萄酒的種類甜佐餐葡萄酒香檳普通葡萄酒紅葡萄酒白葡萄酒干葡萄酒蒸餾酒蒸餾酒

淀粉為原料利用酶將淀粉轉(zhuǎn)化成糖由糖類原料發(fā)酵，部分芳香物質(zhì)會(huì)餾出制得十分純凈的酒精，再添加香味

威士忌白蘭地朗姆酒伏特加

白酒

白酒的定義以曲類、酒母為糖化發(fā)酵劑，利用淀粉質(zhì)(糖質(zhì))原料，經(jīng)蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾、陳釀和勾兌而釀制而成的各類白酒?，F(xiàn)代將白酒分為固態(tài)法白酒、固液結(jié)合法白酒和液態(tài)法白酒三類。

固態(tài)法白酒小曲酒麩曲酒大曲酒以大曲為糖化發(fā)酵劑，大曲:小麥、大麥，加上一定數(shù)量的碗豆

酒質(zhì)量較好小曲是以稻米為原料制成的，多采用半固態(tài)發(fā)酵，南方的白酒多是小曲酒。以純培養(yǎng)的曲霉菌及純培養(yǎng)的酒母作為糖化、發(fā)酵劑，發(fā)酵時(shí)間較短白酒醬香型清香型米香型濃香型以茅臺(tái)酒為代表。醬香柔潤(rùn)為其主要特點(diǎn)。發(fā)酵工藝最為復(fù)雜。所用的大曲多為超高溫酒曲瀘州老窖特曲、五糧液為代表，以濃香甘爽為特點(diǎn)，以高梁為主，發(fā)酵采用混蒸續(xù)渣工藝。發(fā)酵采用陳年老窖，也有人工培養(yǎng)的老窖。濃香型白酒的產(chǎn)量最大。以桂林三花酒為代表，特點(diǎn)是米香純正，以大米為原料，小曲為糖化劑。以汾酒為代表，其特點(diǎn)是清香純正，采用清蒸清渣發(fā)酵工藝，發(fā)酵采用地缸。1、醬香型酒?

以高粱為原料、以高溫大曲為糖化發(fā)酵劑、石窖堆料固態(tài)續(xù)糟發(fā)酵、固態(tài)蒸餾生產(chǎn)而成。主體香為4-乙基愈創(chuàng)木酚。?

代表酒----茅臺(tái)酒，產(chǎn)于貴州省茅臺(tái)鎮(zhèn)。以高粱為原料，加曲發(fā)酵，發(fā)酵后經(jīng)數(shù)次蒸餾提取的酒液無(wú)色透明。再放人缸中陳化，時(shí)間為3年至數(shù)十年不等。酒味香濃醇厚，酒度53。譽(yù)稱為中國(guó)第一名酒。在國(guó)際市場(chǎng)上的價(jià)格可與法國(guó)干邑白蘭地相比。2、濃香型酒?

以谷物為原料、以高溫大曲為糖化發(fā)酵劑、泥窖固態(tài)續(xù)糟發(fā)酵、固態(tài)蒸餾生產(chǎn)而成。主體香為己酸乙酯。?

代表酒1----瀘洲老窖特曲，以高粱為原料，高溫大曲為糖化發(fā)、酵劑、泥窖固態(tài)續(xù)糟發(fā)酵，經(jīng)多次蒸餾，制得的酒液清亮透明，酒味濃郁香醇，酒度60。蟬聯(lián)五屆全國(guó)名酒。?

代表酒2---五糧液，四川省宜賓市產(chǎn)。以高粱。糯米、小麥和玉米為原料，加曲發(fā)酵，采用老窖發(fā)酵的方法，發(fā)酵后也經(jīng)數(shù)次蒸餾。獲取的酒液清澈透明。味道醇厚清夷，酒度為60度。全國(guó)名酒，多次獲金獎(jiǎng)。

?

代表酒3---劍南春酒，四川省綿竹產(chǎn)。以高粱、大米、糯米、玉米、小麥為原料，加入麥曲發(fā)酵，經(jīng)多次蒸餾。酒液無(wú)色透明，味道芳香濃郁，酒度60，全國(guó)名酒。3、清香型酒?

采用清蒸二次清的工藝，以谷物為原料、以中大曲為糖化發(fā)酵劑、用陶缸固態(tài)發(fā)酵、固態(tài)蒸餾生產(chǎn)而成。主體香是醋酸乙酯和乳酸乙酯。?

代表酒---汾酒，山西省汾陽(yáng)產(chǎn)。以高粱為原料，用麥曲加入發(fā)酵，采用數(shù)次蒸餾。所得的酒液清香郁雅，酒度60。為古今名酒。全國(guó)名酒5、米香型酒以大米為原料，以小曲(酒藥、酒餅)為糖化發(fā)酵劑，采用半固態(tài)、固態(tài)發(fā)酵，經(jīng)蒸餾而成的白酒。代表酒1---桂林三花酒，以大米為原料，以小曲(酒藥)為糖化發(fā)酵劑，采用半固態(tài)先培菌糖化、后發(fā)酵生產(chǎn)工藝發(fā)酵，經(jīng)蒸餾而成，于山洞陳釀生產(chǎn)而成的白酒。全國(guó)優(yōu)質(zhì)酒。

濃香型大曲酒，以高梁為主要原料，采用中溫培養(yǎng)的大曲，大曲用大麥、小麥、并配以一定比例的豌豆培養(yǎng)而成。發(fā)酵采用泥窖作發(fā)酵容器。濃香型大曲酒的工藝流程┌─→出窖堆放───┐│↓│大曲發(fā)酵酒醅高梁谷糠水│↓│↓││打碎│破碎││↓│↓│碾細(xì)│潤(rùn)料清蒸│↓│↓││過(guò)篩│預(yù)蒸││↓│↓││大曲粉└───→配料←──────┘││↓││裝甑┌──→酒頭（作調(diào)味酒等）││↓│││蒸糧、蒸酒───┼──→蒸餾酒（入庫(kù)）││││↓│└───────┐↓│貯存││出甑│↓││││勾兌│↓↓↓↓└────入窖發(fā)酵←加曲←加水尾酒包裝↑│↓└───────────────┘成品酒現(xiàn)代濃香型大曲酒的生產(chǎn)工藝清潔燃料殺菌劑有機(jī)溶劑化工原料飲料酒精酒精發(fā)酵能源----戰(zhàn)略物質(zhì)之一

世界----能源危機(jī)能源不可再生可再生石油煤炭天燃?xì)怙L(fēng)能太陽(yáng)能生物質(zhì)生物質(zhì)乙醇甲烷氫氣乙醇---既具潛力又具競(jìng)爭(zhēng)力的清潔能源能源枯竭，世界范圍的油價(jià)上漲發(fā)酵乙醇的售價(jià)接近汽油1975年由于85%的石油依賴進(jìn)口，所以在那場(chǎng)著名的石油危機(jī)中曾遭受重創(chuàng)。之后，巴西實(shí)施了國(guó)家酒精發(fā)展項(xiàng)目，1989年汽車中有40%采用乙醇作燃料，60%采用78%汽油和22%乙醇的混合物。燃料的靈活燃料汽車(FFV)數(shù)量到2012年將占巴西汽車保有量的一半。巴西乙醇燃料的使用量將首次超過(guò)汽油平均。巴西每公頃產(chǎn)甘蔗78~85噸，含糖率為14％~15.5%

我國(guó)能源形勢(shì)嚴(yán)峻，40%進(jìn)口我國(guó)推行乙醇汽油，吉林，河南，安徽等省試點(diǎn)。

酵母菌的酒精發(fā)酵CH3COCOOHC６Ｈ１２Ｏ６２Ｃ２Ｈ５ＯＨ２ＣＨ３ＣＨＯＮＡＤＨ＋Ｈ＋４ＡＴＰ２ＡＴＰＣＯ２５１．１％ＥＭＰ

丙酮酸脫羧酶乙醇脫氫酶ＮＡＤ副產(chǎn)物雜醇油酯類康醛，甲醇琥珀酸甘油

菌種：酒精酵母（Saccharomycescerevisiae)粟酒裂殖酵母(Schizosaccharamycespomb)管囊酵母(Pachysolentannophillus)畢氏酵母(Pichiasp)酶:a-淀粉酶:外切-1,4-a-葡萄糖苷酶纖維素酶果膠酶

淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝:

糖化劑原料預(yù)處理水熱處理糖化發(fā)酵蒸餾酒精

酒糟酵母天冠集團(tuán)正在實(shí)施的循環(huán)經(jīng)濟(jì)示意圖乙醇發(fā)酵的改進(jìn)-----途徑工程的應(yīng)用途徑工程：利用分子生物學(xué)原理系統(tǒng)分析細(xì)胞代謝網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)DNA重組技術(shù)合理設(shè)計(jì)細(xì)胞代謝途徑及遺傳修飾，進(jìn)而完成細(xì)胞特性改造的應(yīng)用性科學(xué)。主要是代謝流的擴(kuò)增和底物擴(kuò)寬的戰(zhàn)略

（加法戰(zhàn)略）戰(zhàn)略之一-------強(qiáng)化表達(dá)細(xì)胞內(nèi)PDC和ADH的活性來(lái)擴(kuò)增目標(biāo)途徑戰(zhàn)略之二-------擴(kuò)展微生物利用廣譜碳源和能源的能力。乙醇是最具有發(fā)展?jié)摿Φ娜剂稀Ｄ静睦w維素半纖維素木質(zhì)素大量葡萄糖分子構(gòu)成的線狀多聚物重復(fù)單位是纖維二糖，β-1，4–葡萄糖不足200個(gè)糖基高度分枝的雜多聚糖，構(gòu)成單位包括戊糖，己糖和糖醛酸分子量很大，不規(guī)則的由己氧化單位（苯丙烷）通過(guò)多種方法連接構(gòu)成的多聚物

酵母屬乙醇發(fā)酵途徑的改良目前應(yīng)用的乙醇發(fā)酵菌株能從葡萄糖生產(chǎn)較高濃度的乙醇，但是不能發(fā)酵纖維素和木糖。而有的細(xì)菌，酵母菌和霉菌能利用木糖，但是乙醇生產(chǎn)能力很低，且對(duì)乙醇的耐受力低篩選天然能利用木糖生產(chǎn)乙醇的努力未能成功。編碼木糖利用酶系的基因被克隆和鑒定最近，成功構(gòu)建了一組高拷貝的酵母菌----大腸桿菌穿梭重組質(zhì)粒pLNH，將發(fā)酵葡萄糖的酵母屬菌種轉(zhuǎn)化為木糖利用者。重組質(zhì)粒：2μ復(fù)制子，來(lái)自Pichiastipitis的XR，XDH編碼基因XR，XD以及來(lái)自釀酒酵母的XK編碼基因XK。轉(zhuǎn)化子能同時(shí)有效地將木糖和葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇，且木糖代謝基因的表達(dá)不需要木糖誘導(dǎo)，也不被葡萄糖阻遏。細(xì)菌的酒精發(fā)酵發(fā)酵產(chǎn)乙醇的細(xì)菌運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌嗜溫或嗜熱的梭菌屬不需要氧，能在不含有機(jī)物的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，耐高糖，但不耐高鹽。由纖維素直接發(fā)酵產(chǎn)乙醇副產(chǎn)物多乙醇3%移動(dòng)發(fā)酵單胞菌中戊糖代謝途徑的引入含有最活躍的PDC-ADH系統(tǒng)，是唯一一種能在厭氧條件下專一利用ED途徑的菌屬pH低產(chǎn)物耐受性好比產(chǎn)率高優(yōu)勢(shì)基質(zhì)形成的減少受ATP有效性的控制ED途徑1mol葡萄糖產(chǎn)生1mol的ATP葡萄糖通過(guò)促進(jìn)擴(kuò)散方便進(jìn)入胞內(nèi)超級(jí)活性的丙酮酸脫羧酶---乙醇脫氫酶系統(tǒng)不能發(fā)酵木糖

美國(guó)國(guó)家再生能源實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了一個(gè)嵌合型穿梭質(zhì)粒pZB5，攜帶兩個(gè)不相關(guān)的操縱子:大腸桿菌xylA、xylB大腸桿菌tktA和tal.

移動(dòng)發(fā)酵單胞菌CP4重組菌可以在木糖為唯一碳源的培養(yǎng)基上快速生長(zhǎng)即可轉(zhuǎn)化葡萄糖又可以轉(zhuǎn)化木糖為乙醇產(chǎn)率分別為理論值的94%和86%本節(jié)重點(diǎn)：1.了解酵母菌在碳源利用上的特點(diǎn)2.理解啤酒發(fā)酵工藝原理3.理解途徑工程的原理第二節(jié)甘油發(fā)酵：日化醫(yī)藥工業(yè)食品工業(yè)國(guó)防工業(yè)化學(xué)工業(yè)甘油工業(yè)方法：天然油脂為原料以丙烯為原料發(fā)酵法化學(xué)合成法成本上升，安全性限制了應(yīng)用發(fā)酵法的原理加入轉(zhuǎn)向試劑，使酵母酒精發(fā)酵EMP途徑中的乙醛被亞硫酸鈉或堿固定或反應(yīng)生成乙酸和乙醇，于是EMP途徑中由己糖產(chǎn)