第五章——微生物的代谢调控理论及其在食品发酵中的应用
微生物代谢控制发酵第五章
γ-亚麻酸 Gamma linolenic Acid （十八碳三烯酸，维生素F，Octadecatrienoic Acid，GLA）
诱变育种（breeding by induced mutation）
指通过人工方法处理均匀而分散的 微生物细胞群，在促进其突变率显著提 高的基础上，采用简便、快速和高效的 筛选方法，从中挑选出少数符合目的突 变株的过程。
在此过程中，诱变和筛选是两个主要环 节。
诱发突变（induced mutation） 物理因素
柠檬酸为无色晶体，常一分子结晶水。易溶于水和乙醇。 具有多元羧酸的性质，易与金属离子形成络合物。
柠檬酸与酒石酸、苹果酸一样，广泛用作食品的酸味剂。 在食品和医学上用作多价螯合剂，也是化学中间体，临床上， 用柠檬酸作矫味剂。许多柠檬酸盐具有特定的生理活性，如： 枸橼酸铁铵（抗贫血药），枸橼酸铋钾（抗溃疡药）等。柠 檬也可用于与碱性药物成盐，成为溶于水的制剂，如枸橼酸 哌嗪（抗蠕虫药）。
用以柠檬酸为唯一碳源的培养基， 选择菌体不生长或生长微弱的突变株。
柠檬酸发酵优良突变株的筛选
6、选育某些氨基酸缺陷的突变株 如：谷氨酸缺陷型、精氨酸缺陷型等
7、选育抗药性突变株 如：寡霉素抗性、萘啶酮酸抗性等
8、选育强化CO2固定反应的突变株 如：将磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因
克隆到高拷贝载体上，使之扩增
1、柠檬酸的发酵机制
2C6H12O6 + 3O2
微生物在食品发酵中的作用
微生物在食品发酵中的作用食品发酵是利用微生物的代谢能力，通过生物化学反应，改变食品的性状、味道和质量。
微生物在食品发酵中扮演着至关重要的角色，不仅可以使食品更加美味可口，还能增加其营养价值。
本文将探讨微生物在食品发酵中的作用。
一、微生物的分类在食品发酵的过程中，常用的微生物主要分为酵母菌、乳酸菌和产酸菌等。
酵母菌属于真菌，是一种单细胞生物，常用于制作面包、啤酒、葡萄酒等发酵食品。
乳酸菌和产酸菌属于细菌，能够将食材中的糖类转化为乳酸或有机酸，通常用于制作酸奶、酸豆浆等乳酸发酵食品。
二、1. 发酵代谢微生物在食品发酵过程中通过自身的代谢能力，将食材中的碳水化合物、蛋白质和脂肪等营养物质分解、合成和转化。
例如，在面包制作中，酵母菌通过呼吸作用将面粉中的糖分解为二氧化碳和水，产生气泡使面包膨胀发酵。
同时，酵母菌分解面粉中的淀粉为酒精和二氧化碳，使面包具有独特的香气和口感。
2. 产生香气和味道微生物在食品发酵过程中还会产生各种挥发性化合物，赋予食品特殊的香气和味道。
例如，乳酸菌通过乳酸发酵作用将乳糖分解为乳酸，同时还产生乳酸酸性和丰富的乳酸菌香气。
这使得酸奶成为一种既酸甜可口又含有益生菌的食品。
3. 改善食品质量微生物在食品发酵中的作用还表现在改善食品质量方面。
通过发酵，微生物能够降解一些反应难以发生的物质，使食材更易消化吸收。
例如，大豆经过发酵制成豆酱后，蛋白质分解成氨基酸，提高了蛋白质的利用率。
此外，微生物还可以分解食材中的抗营养因子，如嘌呤和植酸等，减少对人体的不良影响。
4. 促进营养增值微生物在食品发酵中还能增加食品的营养价值。
通过分解、合成和转化，微生物能够合成一些维生素、氨基酸和其他有益物质。
例如，酵母菌在面点发酵过程中能够合成维生素B族和少量维生素C，使得发酵面包比未发酵的面包更加富含营养。
三、食品安全与微生物尽管微生物在食品发酵中起到积极的作用，但是在食品加工和储藏过程中，微生物也可能引起食品腐败和食源性疾病。
微生物代谢组学在发酵食品研究中的应用
微生物代谢组学在发酵食品研究中的应用目录一、内容简述 (2)1. 发酵食品的重要性 (3)2. 微生物代谢组学的概念与特点 (4)3. 微生物代谢组学在发酵食品研究中的意义 (5)二、微生物代谢组学在发酵食品研究中的技术基础 (6)1. 样品采集与预处理 (7)2. 代谢组学分析技术 (8)a. 核酸分析技术 (9)b. 质谱分析技术 (11)c. 酶联免疫吸附测定技术 (12)3. 数据处理与分析方法 (13)三、微生物代谢组学在发酵食品研究中的应用 (14)1. 发酵食品中微生物菌群结构分析 (15)2. 发酵食品中功能微生物的筛选与鉴定 (16)3. 发酵食品中代谢产物的合成与调控 (18)4. 发酵食品的微生物安全性评价 (19)5. 发酵食品的品质改良与优化 (20)四、微生物代谢组学在发酵食品研究中的挑战与展望 (21)1. 技术挑战 (22)2. 方法学挑战 (24)3. 应用前景 (25)五、结论 (26)一、内容简述微生物代谢组学作为一门新兴的学科，专注于研究微生物在代谢过程中的产物及其动态变化。
在发酵食品研究中，微生物代谢组学发挥着至关重要的作用。
通过深入研究发酵食品中的微生物代谢产物，可以揭示微生物与食品成分之间的相互作用机制，进而优化发酵工艺，提升产品的品质和营养价值。
在发酵食品中，微生物的代谢活动不仅影响产品的风味和口感，还与其健康益处密切相关。
乳酸菌在酸奶和发酵乳制品中的作用，可以通过其代谢产生的乳酸等物质来体现。
通过对这些代谢产物的定量和定性分析，可以评估产品的质量稳定性和安全性。
微生物代谢组学还有助于发现新的生物活性物质和潜在的营养价值。
在发酵食品的酿造过程中，微生物会合成一系列具有生物活性的化合物，如抗氧化剂、酶和益生菌等。
这些物质对人体健康具有多种益处，如增强免疫力、调节肠道菌群等。
通过代谢组学方法，可以筛选出具有显著生物活性的微生物代谢产物，并进一步研究和开发其在食品工业中的应用。
《发酵食品工艺学》章节测验-填空题 (2)
第一章绪论1、现代发酵技术主要是以发酵工程和酶工程为支撑，利用现代生物技术进行生产发酵的技术。
2、现代发酵技术的两个核心组成部分分别是生物催化剂和生物反应系统。
第二章绪论1、以基因突变为理论基础进行的微生物菌种选育的方法主要有自然选育和诱变育种。
2、以基因重组为理论基础进行的微生物菌种选育的方法主要有杂交育种、原生质体融合和基因工程。
3、紫外线作用下胸腺嘧啶二聚体的形成是紫外线引起细胞突变的主要原因。
4、利用青霉素抑制细胞壁合成的原理，可以进行营养缺陷型菌株的筛选。
5、菌种保藏的目的是在一定时间内使菌种不死亡、不变异、不污染，维持优良的性状，随时为生产、科研提供优良菌种。
6、导致菌种退化的原因：基因型的分离、自发变异和人工诱变。
第三章微生物的代谢调控理论及其在食品发酵中的应用1、微生物代谢过程的自我调节表现在控制营养物质进入细胞、酶与底物的接触和代谢物的流向等三个环节上。
2、微生物代谢的自我调节实际上就是酶调节，包括酶活性的调节和酶合成的调节两种方式。
3、酶合成的调节是通过调节酶的合成来调节代谢速率，包括酶合成的诱导和阻遏。
4、酶活性的调节是通过改变现有酶分子的活性来调节代谢速率，包括酶活性的激活和抑制。
5、基质中同时存在葡萄糖和乳糖两种碳源时，大肠杆菌会先利用葡萄糖再利用乳糖，这一现象称为葡萄糖效应，是由于分解代谢物的阻遏作用。
6、反馈调节是指代谢过程的中间产物或终产物对代谢早期阶段的关键酶的抑制作用，包括反馈抑制和反馈阻遏两种类型的调节作用。
7、分支代谢途径的反馈抑制作用主要有协同反馈抑制、合作反馈抑制、积累反馈抑制和顺序反馈抑制等几种模式。
8、氧的存在可以使酵母菌呼吸作用增强而乙醇产量显著下降的现象称为巴斯德效应，即酶活性的能荷调节作用。
第四章发酵工程学基础1、种子扩大培养工艺流程一般包括实验室种子制备和生产车间种子制备两个阶段。
2、生产车间种子制备可控参数有种子罐级数、种龄和接种量。
3、培养基根据其组成成分的纯度可分为天然培养基和合成培养基。
微生物在食品发酵中的应用
微生物在食品发酵中的应用
食品发酵是指利用微生物的代谢作用，将食品中的成分转化为特定的化合物，从而改善食品的质量和口感。
微生物在食品发酵中的应用非常广泛，下面将介绍一些常见的应用。
1. 酵母菌在面包制作中的应用：酵母菌可以将面团中的糖类转化为二氧化碳和酒精，使面团膨胀发酵，从而制成松软可口的面包。
2. 乳酸菌在酸奶制作中的应用：乳酸菌可以将牛奶中的乳糖转化为乳酸，从而使牛奶凝固变酸，制成酸奶。
酸奶中含有丰富的乳酸菌，有益于肠道健康。
3. 酵母菌和乳酸菌在啤酒制作中的应用：酵母菌可以将麦芽中的糖类转化为酒精和二氧化碳，从而制成啤酒。
乳酸菌也可以参与啤酒的发酵过程，产生一些特殊的香味和口感。
4. 豆腐制作中的应用：豆腐制作需要用到豆浆，而豆浆中含有抑制胰蛋白酶的物质，会降低豆腐的营养价值。
加入一定数量的微生物，如乳酸菌和酵母菌，可以分解这些物质，提高豆腐的蛋白质利用率。
5. 醋制作中的应用：醋是通过将酒酿放置在空气中进行二次发酵制成的。
这一过程中，酒酿中的乙醇会被酵母菌氧化为乙酸，从而制成醋。
同时，还会产生一些其他的有机酸，如醋酸和柠檬酸等，使醋具有酸味和特殊的香气。
总之，微生物在食品发酵中的应用非常广泛，通过利用微生物的代谢作用可以制造出多种美味可口的食品。
同时，这些食品还有一定
的保健功效，对人体健康有益。
微生物发酵技术及其在食品生产中的应用
微生物发酵技术及其在食品生产中的应用自古以来，人们就在生活中应用各种发酵技术来制作食品，并且这种传统的制作方法在现代社会也得到了广泛的应用。
随着科学技术的不断发展，微生物发酵技术逐渐成为一种非常重要的食品生产工艺，不仅可以通过这种技术制造出各种美味的食品，还可以在生产过程中控制产品的品质和安全性。
一、微生物发酵技术微生物发酵技术是利用微生物（如细菌、酵母菌等）在一定条件下生长繁殖和代谢产生的各种化合物来实现生产目的的一种技术。
微生物发酵技术的发展离不开现代化的代谢工程学和生物学研究，这些学科对于制备大量纯化的生物催化剂、提高产率和降低成本都具有重要作用。
在微生物发酵技术中，微生物一般被称为“发酵菌”，它们在特定的生长和营养条件下可以进行多样化的代谢过程，释放出各种有用的代谢产物，如酒精、醋酸、酪酸、乳酸、酱油、味精、糖醇、酵素等。
从微观的角度来看，这些产物的生成与微生物的代谢活动息息相关，可以分为碳代谢、氮代谢、酸碱代谢、能源代谢等多个层面。
二、微生物发酵技术在食品生产中的应用1. 酵母发酵制备面包酵母是一种常用的微生物发酵菌，它可以嫁接成为酵母细胞，在面粉和水混合过程中释放出二氧化碳，使面团变得膨胀，并产生微甜味。
面包是一种众所周知的食品，可以通过酵母发酵技术制备，不仅营养丰富，而且口感十分香脆。
此外，面包的口感和品质等级与发酵时间、温度、原料质量等因素有关。
2. 发酵豆制品发酵豆制品是一种常见的食品，如豆腐、豆浆、味噌等。
通过加入盐、酱油、味精等调味料，可以制成各种口味豆制品，并能够改善豆类蛋白的味道和营养特性。
豆制品的发酵过程中产生的有机酸和酵素可以促进豆蛋白的分解和降解，使得蛋白质更加易于消化和吸收，具有更高的营养价值。
3. 酸奶发酵酸奶是一种乳酸菌发酵而成的乳制品，它不仅口感酸甜，还含有丰富的维生素和矿物质。
酸奶的制作过程中常常使用乳酸菌，这种微生物可以代谢乳糖生成乳酸，使得牛奶的pH值降低，从而保护其不受微生物污染和腐败。
食品微生物学第五章微生物在食品工业中的应用（可编辑）
微生物在食品工业中的应用微生物在食品工业中的应用5.1 微生物与乳制品5.2 微生物与发酵调味品5.3 微生物与酿造酒5.4 微生物与单细胞蛋白5.5 食品工业中微生物酶制剂微生物在食品工业中的应用微生物在食品工业中的应用5.1 微生物与乳制品5.1.1 乳制品中的乳酸细菌类群乳酸细菌是一类能使可发酵性碳水化合物转化成乳酸的细菌的统称。
它并非是微生物分类学上的名词,只是由于这类细菌在自然界分布广泛,在工业、农业和医药等与人类生活密切相关的重要领域应用价值高,且有些种、属的细菌对人的健康带来益处,也有些对人畜致病,而受到人们的极大重视。
随着人们对乳酸菌的研究不断深入,乳酸菌群中出现了许多新的属、种。
几乎每年都有乳酸细菌新种(属)的报道。
目前发现的乳酸菌,至少分布于19个属的微生物中。
下面介绍几种在乳制品中的乳酸菌属(种)。
微生物在食品工业中的应用微生物在食品工业中的应用5.1.1.1 乳杆菌属 (1)形态特征细胞多呈长或细长杆状、弯曲形短杆状及棒状球杆状,一般呈链排列。
大多数革兰氏染色阳性,有些菌株革兰氏染色或甲基蓝染色显示两极体,内部有颗粒物条纹状。
通常不运动,有的具有周生鞭毛能够运动。
无芽孢。
大多不产色素。
微生物在食品工业中的应用微生物在食品工业中的应用 (2)生理生化特点化能异养型,对营养要求严格,生长繁殖需要多种氨基酸、维生素等。
根据对碳水化合物的发酵类型,可将乳杆菌属分为三个类群,即第一类是同型发酵群:发酵葡萄糖产生85%以上的乳酸,不能发酵戊糖和葡萄糖酸盐;第二类是兼异性发酵群:即能发酵葡萄糖产生85%以上的乳酸,也以发酵某些戊糖和葡萄糖酸盐;第三类是异型发酵群:发酵葡萄糖产生等量物质的乳酸、乙酸、乙醇及CO 。
2微生物在食品工业中的应用微生物在食品工业中的应用 (3)乳酸杆菌属的代表种①保加利亚乳杆菌。
细胞形态长杆状、两端钝圆。
固体培养基生长的菌落呈棉花状,极易与其他乳酸菌区别。
能利用葡萄糖、果糖、乳糖进行同型乳酸发酵,不能利用蔗糖。
第五章微生物的代谢与发酵控制
高丝氨酸 脱氢酶
中间产物Ⅰ高Biblioteka 氨酸中间产物Ⅱ甲硫氨酸
苏氨酸
赖氨酸
回本章目录
人工控制黄色短杆菌的代谢过程生产赖氨酸
天冬氨酸
人工诱变的 菌种不能产生
高丝氨酸 脱氢酶
天冬氨酸激酶
中间产物Ⅰ
高丝氨酸
不能合成
甲硫氨酸
苏氨酸
中间产物Ⅱ
赖氨酸
可以大 量积累
回本章目录
一、发酵过程控制
微生物发酵的过程控制应该从两个方面 来实现：
（二）发酵过程需要过程控制
回本章目录
（三）发酵过程控制的基本途径
1. 发酵原料的控制 2. 发酵菌体的控制 3. 发酵条件的控制
回本章目录
二、微生物代谢调节与发酵控制实例分析 谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
葡萄糖
中间产物
a－酮戊二酸
NH4＋
谷氨酸
谷氨酸 脱氢酶
抑制
回本章目录
菌种的选择
谷氨酸发酵最重要的无疑就是选 择菌种了，应该选育什么样的谷 氨酸棒状杆菌作为菌种呢?
回本章目录
1.好氧呼吸
以分子态的氧作为最终电子受体的生物氧化过程。
彻底氧化，放能最多。
2.厌氧呼吸
在无氧的条件下，微生物以无机氧化物作为最终 电子受体的生物氧化过程。不需要氧气，放能多。
3.发酵作用 电子供体是有机化合物，而最终电子受体也是有 机化合物的生物氧化过程。不彻底氧化，放能最少。
回本章目录
回本章目录
（二）多菌种的协同发酵
多菌种协同发酵的特点： 1. 多菌种的协同作用 2. 发酵界面复杂且产品风味多样化 3. 产品的区域性特征显著 4. 设备投入少，生产灵活性强 5. 发酵机理不清，生产经验性强
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一节
微生物代谢调节的基本概念和 相关的酶
一、新陈代谢 二、与代谢调节有关的酶
一、新陈代谢
新陈代谢：简称代谢，是营养物质在生物体内所
经历的一切化学变化的总称。 分解代谢 (catabolism) 新陈代谢
合成代谢 (anabolism) 复杂分子 （有机物）
分解代谢
简单小分子 + ATP + [H]
②通过补料调节pH；③当补料与调pH发生矛盾
时，加酸碱调pH。
培 养 基
要求：
——满足机体生长的需要；
——利于代谢产物的形成；
——避免使用容易引起分解代谢产物阻遏的成 分或避免使用高量的这种物质。
二、菌种遗传特性的调控
反馈抑制作用的解除，其实质是使代谢途径中的关键酶的调
节亚基的结构基因发生突变，使末端产物或其类似物不再与
二、与代谢调节有关的酶
1、同工酶
能催化同一种化学反应，但酶蛋白的分子结构不 同的一组酶，存在于生物的同一种属或同一个体 的不同组织中，甚至是同一组织或细胞中。
乳酸脱氢酶(LDH)
2、别构酶
又称变构酶，具有变构作用（别构作用）的酶称为别 构酶。迄今所有已知的别构酶都是寡聚酶，即含有两
个或两个以上的亚基。
是 始终产生
无 细胞内 氨基酸、核苷酸、 多糖、脂类、维生 素等
否 生长到一定阶段后产生
有 细胞内或细胞外 激素、毒素、 色素、抗生素
产生阶段
菌种特异性 分布 位臵
种类
生物体内的新陈代谢活动的工具。
由于酶作用的专一性，每一种化学反应都有特殊的酶 参与反应。每种特殊的酶都有其调节机制。它们使错 综复杂的新陈代谢过程成为高度协调的、高度整合在 一起的化学反应网络。
相同的。他们并不是简单的可逆反应，而往往是通
过不同的中间反应或不同的酶来实现的。这样可以 使生物体增加体内化学反应的数量，并使其对代谢 活动的调控具有更大的灵活性和应变能力。
生物机体的分解代谢和合成代谢不只是采取不同的 途径，甚至同一种物质的两种过程是在细胞的不同 部位进行（蛋白质、核酸等）。
按代谢产物在机体中作用不同分类
调节对象 诱导酶的合成
对基因表达 调节机制 的调控
特点
意义
较慢
避免物质和能 量的浪费
一、诱导作用
微生物在诱导物的作用下，产生诱导酶
从而实现对某些物质的分解和利用的现 象称为诱导作用。
乳糖操纵子模型。
二、分解代谢物调节
分解代谢物阻遏作用
细胞内同时有两种分解底物（碳源或氮源）
存在时，利用快的那种分解底物会阻遏利 用慢的底物的有关酶合成的现象。
2、酶活性的调节
通过改变已有酶的催化活性来调节代谢的速率。 代谢产物和酶结合，致 使酶的结构发生改变。但这 种变化是可逆的，当代谢产 物和酶脱离后，酶结构就会 复原，又恢复原有活性。 意义：微生物细胞内一般 不会积累大量的代谢产物。
酶合成的调节和酶活性的调节的比较
酶合成的调节 酶活性的调节 酶的活性 以反馈的方式调节 反应过程 快速、精细 避免代谢产物的积累
第五章
微生物的代谢调控 理论及其在食品发
酵中的应用
目 的 要 求
掌握微生物代谢过程中相关的调控理论及其
在食品发酵中的应用。
本章重点、难点：微生物代谢调节的生化基
础，诱导作用，分解代谢物的调节，反馈调
节和能荷调节。
本 章 内 容
微生物代谢调节的基本概念和相关的酶
微生物的代谢调控作用
代谢调控在食品发酵中的应用
大肠杆菌可以利用葡萄糖、乳糖、麦芽糖、阿拉伯糖等作为碳源
而生长繁殖。当培养基中有葡萄糖和乳糖时，细菌优先使用葡萄 糖，当葡萄糖耗尽，细菌停止生长，经过短时间的适应，就能利 用乳糖，细菌继续呈指数式繁殖生长，从而出现二次生长曲线。
三、反馈调节
反馈调节是指代谢过程的中间产物或终产
物对代谢过程早期阶段的关键酶的反馈抑
己糖 激酶
磷酸果 糖激酶
丙酮酸 激酶
EMP途径的限速酶：己糖激酶（HK）、磷酸果
糖激酶（PFK）和丙酮酸激酶（PK）。
HK：受G-6-P的反馈抑制； PFK：受ATP、柠檬酸和异柠檬酸的抑制；受
ADP、AMP、无机磷和果糖-1, 6-二磷酸的促进。
怎样解释巴斯德效应？
O2充足，TCA循环产物渗出线粒体对PFK产生抑
4、顺序反馈抑制
一种终产物的积累，导致前面一中间产物的积累， 通过后者反馈抑制合成途径关键酶的活性，使合成
终止。
四、能荷调节
细胞内ATP、ADP、AMP之间的比例实际上是在 不断的变动的，细胞通过改变这三者的比例来调节 其代谢活动，称为能荷调节或腺苷酸调节。
调节形成ATP的分解代谢酶类活性，也调节利用
1、通过生理学手段控制细胞膜的渗透性——直接抑 制膜的合成或使膜受缺损。
在谷氨酸发酵中把生物素浓度控制在亚适量可大
量分泌谷氨酸；控制生物素含量可改变细胞膜的 成分，进而改变膜透性；
当培养液中生物素含量较高时采用适量添加青霉
素的方法。
2、通过细胞膜缺损突变控制其渗透性——油酸缺陷 型、甘油缺陷型
ATP的生物合成酶类的活性。
巴斯德效应
从有氧条件转入无氧条件时，酵母菌的发酵作用 增强；反之，从无氧转入有氧时，酵母菌的发酵 作用受到抑制，这种氧气抑制酒精发酵的现象叫 做巴斯德效应。
现象 酒精生成量 耗糖量/单位时间 细胞的繁殖 通风对酵母代谢的影响 通风（有氧呼吸） 低（接近零） 少 旺盛 缺氧（发酵） 高 多 很弱至消失
控制条件 通气量 温度 发酵效果
通气量大有利于柠檬酸形成，通气量小不利于柠檬酸 形成 28~30℃或较低，适于柠檬酸形成，温度高适于机体生 长 浓度低于1g/L，适于柠檬酸形成；大于1g/L，适于菌丝 生长
NH4NO3
HPO4
2-
浓度低于0.1g/L，适于柠檬酸形成；大于0.1g/L，适于 菌丝生长 2~3，适于柠檬酸形成；大于3，适于菌丝生长
制作用。
O2充足，胞质中的ADP和无机磷进入线粒体，从
而降低了PFK和HK的活性。
PFK活性下降导致F-6-P积累，从而导致G-6-P积 累，对HK进行反馈抑制。
第三节
代谢调控在食品发酵中的应用
一、发酵工艺条件的控制
二、菌种遗传特性的调控 三、控制细胞膜的渗透性
代谢控制发酵：就是人为地在DNA分子水平上改
控制因子
氧气
发酵产品的转换
乳酸或琥珀酸（通气不足）←→谷氨酸（通气充 足）
α-酮戊二酸（缺乏） ←→谷氨酸（适量） ←→ 谷氨酰胺（过量） N-乙酰谷氨酰胺（酸性） ←→谷氨酸（中性或微 碱性） 缬氨酸（高浓度） ←→谷氨酸 乳酸或琥珀酸（丰富） ←→谷氨酸（缺乏）
NH4
pH
+
磷酸 生物素
表3-3 培养条件对黑曲霉柠檬酸发酵的影响
用谷氨酸生产菌的油酸缺陷型，培养过程中，有
限制地添加油酸，合成有缺损的膜，使细胞膜发 生渗漏而提高谷氨酸的产量。
甘油缺陷型菌株的细胞膜中磷脂含量比野生型菌
株低，易造成谷氨酸大量渗漏。应用甘油缺陷型
菌株，就是在生物素或油酸过量的情况下，也可
以获得大量谷氨酸。
思
考
题
什么叫新陈代谢，并说明初级代谢和次级代谢的 区别。
才能抑制共同途径中的第一个酶的一种反馈调节
方式。
2、合作反馈抑制
又称增效反馈抑制，是指两种末端产物同时存在时 可以起到比一种末端产物大得多的反馈抑制作用。
90%
3、积累反馈抑制
每一分支途径末端产物按一定百分比单独抑制共同 途径中前面的酶，所以当几种末端产物共同存在时 它们的抑制作用是积累的，各末端产物之间既无协 同效应，亦无拮抗作用。
一、诱导作用 二、分解代谢物调节
三、反馈调节
四、能荷调节
酶合成的调节 酶的调节 酶活性的调节
1、酶合成的调节：大肠杆菌对葡萄糖和乳糖的利 用差异。 组成酶——细胞中始终存在的酶 微生物 细胞中 的酶 基因处于打开状态 诱导酶——环境中某种物质诱导下产生的酶 基因有条件的表达
乳糖代谢基因
乳糖代谢基因
什么是别构酶，什么是别构效应。 比较反馈抑制和反馈阻遏的特点。 用乳糖操纵子模型解释大肠杆菌的二次生长曲线。 什么是巴斯德效应，从代谢的角度解释之。
以酵母菌为菌种验证巴斯德效应。
特点：多亚基、两中心（活性中心、调节中心）。
调节中心——结合调节因子或效应物。
活性中心——结合底物。
活性中心和调节中心是通过构象的变化而相互联系的。
蛋白激酶A的激活
3、多功能酶
指在结构上只有一个多肽链，但具有两
种或两种以上的催化活力或结合功能的 蛋白质。
第二节 微生物的代谢调控作用
pH
Zn2+, Fe2+, 各低于1mg/L时，适于柠檬酸形成 2+ Mg
Cu2+
0.1~1.0mg/L，适于柠檬酸形成
温
度
pH
变化原因：基质代谢、产物形成、菌体自溶。 对发酵的影响：影响酶活性、影响代谢方向、影
响培养基某些成分和中间代谢物的解离。
控制方法：①在基础培养基中加入维持pH的物质；
变和控制微生物的代谢活动，使目的产物大量生
成、积累。
方法：——物理化学诱变
——抗反馈调节突变法 ——控制发酵条件，改变细胞的渗透性
一、发酵工艺条件的控制
目的：为生产菌创造一个最适的环境，使我们需要 的代谢活动得以最充分的表达。