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发酵生物化学基础
发酵生物化学基础引言发酵是一种广泛应用于食品加工、医药生产、酿酒等领域的生物化学过程。
通过微生物的代谢作用，有机物质转化成不同的产物，在产物中一般包括有机酸、醇类、气体和其他代谢产物。
发酵技术的应用使得许多传统的生产工艺得以改善，提高了生产的效率和质量。
发酵过程发酵过程是复杂的生物化学反应序列，涉及到微生物的代谢、酶的活性和环境因子等多个方面。
一般来说，发酵过程可以分为以下几个步骤：1.底物预处理：底物是指用于发酵的原料，可以是碳源、氮源等。
在发酵之前，底物需要进行预处理，以提高其可利用性。
比如，对于碳水化合物底物，可以通过酸性水解或酶法处理，将大分子的多糖降解成可利用的单糖分子。
2.发酵微生物的培养：发酵过程中需要使用特定的微生物菌种。
这些菌种一般通过培养和筛选得到，并进行适当的培养基选择和培养条件调控。
培养基的组成和条件可以通过优化来提高微生物的活性和生长速率。
3.发酵反应的控制：在发酵过程中，需要掌握一些关键的控制指标，如温度、pH值、氧气供应和营养物质的添加等。
这些控制因素直接影响发酵反应的进行和产物的生成。
要保持反应的稳定和高效，需要实时监测这些指标，并根据需要进行调控。
4.产物提取和纯化：发酵反应结束后，需要对产物进行提取和纯化，以得到高纯度和高纯度的目标产物。
提取方法多样，可以通过溶剂抽提、离心、过滤等方法将产物从培养物中分离出来。
而纯化则需要使用分离技术，如层析、膜过滤等，去除杂质和其他组分，得到纯净的产物。
发酵机制发酵过程的基础是微生物的代谢反应。
微生物通过反应酶的作用，将底物转化成产物，并释放出能量。
常见的发酵过程包括酒精发酵、乳酸发酵和醋酸发酵等。
这些发酵过程涉及到不同的微生物菌种和底物，具有不同的产物和反应条件。
酒精发酵酒精发酵是一种常见的发酵过程，通过酵母菌将底物（例如葡萄糖）转化成酒精和二氧化碳。
这个过程可以用以下方程式表示：葡萄糖→ 酒精 + 二氧化碳酵母菌通过三个酶（葡萄糖激酶、磷酸酸化酯酶和酒精脱氢酶）的作用，将葡萄糖分解成乙醇和二氧化碳。
生物化学工程基础(第三章代谢作用与发酵)
2.双糖
双糖：由两个相同或不同的单糖组成,常见的
有乳糖、蔗糖、麦芽糖等.
麦芽糖
HOH2C H HO O H OH H H
1
CH2OH H O OH H OH H
4
O H OH H
H OH
α-D-葡萄糖苷-（1→4）-α-D-葡萄糖
HOH2C H O H OH H H
1
1
H O
CH2OH O
H OH OH H
在有氧条件条件下：
• 丙酮酸进入线粒体，脱氢和脱羧生成乙酰 COA，在TCA循环中脱氢，并氧化形成CO2和 H2O，
或者各种代谢物，NADH2经呼吸链将氢传递给
氧生成水。 • 另外，乙酰辅酶A在生物合成过程中作为C2 化合物加以利用，形成脂肪等。
在好氧条件下
丙酮酸进入
TCA环，进行代
谢，产生各种好 氧代谢产物如柠 檬酸、氨基酸、 酶制剂、抗生素 等 ，或完全氧化 获得能量。
同型乳酸发酵的特点：1mol的G产生2mol乳酸，理
论转化率是100%。另外有很少量的乙醇、乙酸和二
氧化碳等。
2. 异型乳酸发酵
发酵产物中除乳酸外同时还有乙酸、乙醇、二
氧化碳等，称为异型乳酸发酵。如一些明串菌株（
Leuconostoc）及乳酸杆菌（Lactobacillus）。
6-磷酸葡萄糖酸途径：
肌糖原：
人体内糖原的贮存量有限， 含量为肌肉重量的 1-2%(总量为200-400g) 一般不超过500g.
糖原颗粒
肝细胞中的糖原颗粒
纤维素
作为植物的骨架
β-1,4-糖苷键
4.结合糖
糖与非糖物质的结合物
常见的结合糖有：
糖脂：是糖与脂类的结合物
发酵的生物化学名词解释
发酵的生物化学名词解释导语：生物化学是研究生物体内化学反应和分子结构之间关系的学科，而发酵则是生物化学中重要的过程之一。
本文旨在解释发酵相关的生物化学名词，探究其背后的科学原理和实际应用。
一、酶在解释发酵之前，我们首先需要了解酶。
酶是一类高度特异的蛋白质，它们能够催化生物体内发生的化学反应，而且在反应过程中不被消耗。
酶可以加速化学反应的速率，使反应在生物体内更快地进行，起到调节和控制的作用。
二、发酵的定义发酵是一种微生物代谢过程，通过酶的作用，将有机物质分解或合成为其他物质，并在过程中产生能量。
这个过程在没有氧气的环境下进行，称为无氧发酵。
一些微生物可以利用无氧发酵产生ATP能量和氧化还原酶。
三、乳酸发酵乳酸发酵是最广泛应用的一种发酵过程。
在乳酸发酵中，葡萄糖通过酶的作用，被分解成乳酸。
这个过程常见于一些微生物，如厌氧菌和乳酸菌。
乳酸发酵不仅可以用于食品加工，如酸奶和酸黄瓜的制作，还在生物医学研究中发挥着重要作用。
四、乙醇发酵乙醇发酵是一种常见的酒精发酵过程，也是酿造酒精饮料的基础。
在乙醇发酵中，葡萄糖被酵母菌转化为乙醇和二氧化碳。
这个过程在酿酒业和工业生产中都有广泛应用，同时也是生物燃料产生的一种方式。
五、发酵的生物化学原理发酵是一种复杂的生物化学过程，涉及多个酶和代谢物的参与。
在发酵中，酵母菌或其他微生物通过一系列酶的作用，将葡萄糖等有机物质分解成更简单的化合物，并释放能量。
这个过程中，有机物质被氧化还原，同时产生了氧化还原酶，从而使细胞产生能量。
六、发酵的应用发酵在生物医学、食品工业和环境科学中具有广泛的应用价值。
在生物医学领域，发酵可以用于生产药物、抗生素和酶。
在食品工业中，发酵可以制作酸奶、醋、味精等食品，还可以改善食品的口感和保存性。
在环境科学中，发酵技术可以用于污水处理和废物资源化利用，以实现环境保护和可持续发展。
七、发酵的前景随着生物工程和基因编辑技术的不断发展，发酵领域的研究和应用将会得到更多的突破和创新。
(完整word版)发酵工程名词解释
(完整word版)发酵工程名词解释1.引物：与待扩增的DNA片段两端的核苷酸序列特异性互补的人工合成的寡核苷酸序列，它是决定PCR扩增特异性的关键因素。
2.富集培养：通过采用选择性培养基，使目的微生物大量繁殖，而其他微生物的生长被抑制，从而便于目的微生物的分离。
3.操纵子学说：调节基因的产物阻遏物，通过控制操纵子中的操纵基因从而影响其邻近的结构基因的活性。
4.生长因子：凡是微生物生长不可缺少的微量有机物质，如氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素等均称为生长因子。
5.连续发酵：连续不断的向发酵罐中流加新鲜发酵液，同时又连续不断的排出等量的发酵液，从而使pH、养分、溶解氧保持恒定，使微生物生长和代谢活动保持旺盛稳定的状态的一种发酵方式。
或以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，使培养物在近似恒定的状态下生长的培养方法。
6.聚合酶链式反应：又称聚合酶链式反应、或无细胞克隆技术，使根据DNA模板特异性模仿体内复制的过程，在体外适合的条件下，以单链DNA为模板，以人工设计合成的寡核苷酸为引物，利用热稳定的DNA聚合酶，从5′-3′方向渗入单核苷酸，从而特异性的扩增DNA片段的技术。
7.代谢控制发酵：就是利用遗传学的方法或其他生物化学的方法，人为的在脱氧核糖核酸的分子水平上，改变和控制微生物的代谢，使有用的目的产物大量生成、积累的发酵。
8.菌种退化：主要指生产菌种或选育过程中筛选出来的较优良菌株，由于进行接种传代或保藏之后，群体中某些生理特征和形态特征逐渐减退或完全丧失的现象。
或菌种的一个或多个特性，随时间的推移逐步减退或消失的现象，一般常指菌株的生活力、产孢能力衰退和目的产物产量的下降。
9.基因工程菌：将目的基因导入细菌体内使其表达，产生所需要的蛋白的细菌称为基因工程菌，如：大肠杆菌10.种子培养：是指经冷冻干燥管、砂土管中处于休眠状态的工业菌种接入试管斜面活化后，在经过摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量纯种的过程。
生物化学基础知识
生物化学基础知识生物化学是研究生物体内化学成分、化学反应机制以及化学与生物体功能之间相互关系的一门学科。
在生物学、化学和医学等领域都有广泛的应用。
本文将介绍几个生物化学的基础知识。
一、生物大分子生物大分子是生物体内重要的化学成分，包括蛋白质、核酸、多糖和脂类等。
蛋白质是由氨基酸连接而成的，是构成生物体的重要组成部分，参与了许多生物过程。
核酸是遗传信息的携带者，分为DNA和RNA两类，其中DNA决定了生物体的遗传特征。
多糖主要起到能量储存和结构支持的作用。
脂类则是细胞膜的主要组成部分，参与了细胞的各种功能。
二、酶的功能酶是生物体内的催化剂，能够加速化学反应的进行而不被消耗。
酶具有高效性、专一性和调节性的特点，参与了几乎所有生物体内的化学反应。
酶的催化作用依赖于酶与底物的特异性结合，并通过调节底物的构象来降低活化能，加速反应速率。
酶还可以受到调控，影响底物的结合和催化过程。
三、代谢途径代谢途径是生物体内多个化学反应按照一定顺序和路径进行的过程，包括有氧呼吸、无氧发酵、葡萄糖异生和脂肪酸合成等。
有氧呼吸是最常见的代谢途径，通过氧气参与将有机物氧化为二氧化碳和水，产生能量。
无氧发酵是在缺氧条件下进行的代谢途径，主要产生乳酸或酒精。
葡萄糖异生是细胞通过非碳水化合物物质合成葡萄糖的途径。
脂肪酸合成则是合成脂肪酸的过程。
四、酸碱平衡维持酸碱平衡是生物体内重要的生理过程。
细胞内的酸碱平衡通过缓冲系统和排酸机制来维持。
缓冲系统包括细胞内外的缓冲剂，可以吸收或释放质子来调节pH值。
排酸机制则通过肾脏、呼吸和胃肠道等器官来排除体内过量的酸性物质。
当酸碱平衡受到严重干扰时，会引发身体的一系列疾病。
五、生物化学分析方法生物化学分析方法是对生物体内化学成分进行检测和分析的手段。
常用的方法包括电泳、分光光度法、质谱法和核磁共振等。
电泳可以分离并定量检测蛋白质或核酸的含量和品质。
分光光度法利用物质吸收或发射光的特性来测定样品中化合物的浓度。
(复试) 发酵工程专业 生物化学
湖南师范大学硕士研究生入学考试自命题考试大纲考试科目名称：生物化学一、考试方式1)试卷成绩及考试时间百分制满分为100分，考试时间为180分钟。
2)答题方式答题方式为闭卷、笔试。
3)题型结构命题的指导思想和原则命题的总的指导思想是；全面考查学生对生物化学的基本概念和理论，对生命物质的基本变化规律与这些规律的相关性及反应机制的学习、理解和掌握的情况。
题目类型问答题题目的特点及考试目的在大多数情况下这是较难的综合题目。
它具有包括的内容多、广、活的特点，这类题目主要考查学生对所学的基本概念、基本原理的全面理解、综合分析和运用所学知识分析和研究现实问题的能力。
这类题目的分数一般不会全部丢掉、但也很难全部得到。
答题要求同学们拿到考卷后，首先要把各类题目的意思和要求弄清楚，切忌看错题，所答非所问。
对于各类题目的回答要求如下：要求答出要点，就要对这个要点加以比较详细和充分的解释和说明。
如果只答要点不作解释和说明，就要扣分。
二、考试要求生物化学课程是生物学专业重要的专业基础课，也是化学等专业的选修课。
考生应全面掌握生物化学的基本概念和理论；掌握生命物质的基本变化规律；掌握这些规律的相关性及反应机制，并能用这些理论解释一般生命现象及分析和解决生产实践中出现的一般性问题。
三、考试内容第一章蛋白质第一节蛋白质的基本结构单位：氨基酸熟悉蛋白质的水解方法和氨基酸组成与分类，氨基酸的物理性质掌握氨基酸的重要化学性质，熟练掌握氨基酸的两性性质及等电点第二节肽的结构与性质熟悉肽的理化性质；天然存在的活性肽；肽链上氨基酸的排列顺序。
第三节蛋白质的共价结构熟悉蛋白质的一级结构，氨基酸序列与生物功能的关系，肽和蛋白质的人工合成的基本原理，蛋白质的超二级结构和结构域，蛋白质的三级结构和四级结构，维持蛋白质结构稳定的作用力掌握氨基酸顺序测定的一般步骤，蛋白质的二级结构概念：α-螺旋、β-折叠、β-转角、无规则卷曲，蛋白质的两性性质及等电点，。
生物化学发酵的原理和方法
生物化学发酵的原理和方法生物化学发酵是一种利用微生物代谢过程合成有用化合物的方法。
它广泛应用于制药、食品、饮料、化工等领域。
本文将介绍生物化学发酵的原理和方法，以及在实际应用中的一些常见问题和解决办法。
一、发酵原理发酵是一种无氧代谢过程，通过微生物对碳水化合物进行不完全氧化，将其转化为有机酸、醇、气体等产物。
微生物在发酵过程中分泌酶类，使得酶促反应得以进行。
常见的发酵微生物包括酵母、乳酸菌、酸奶菌、醋酸菌等。
发酵过程需要一定条件的控制，例如温度、pH值、氧气浓度等。
发酵的产物可以用于制造多种物质。
以酵母为例，发酵过程产生的二氧化碳可以用于面包、啤酒等领域，酒精则可以用于发酵酒类饮品。
二、发酵方法发酵方法主要包括静态发酵和动态（搅拌）发酵两种。
静态发酵的优点是操作简单、卫生条件易于保持，适用于发酵纤维素等底物。
动态发酵则适用于需氧条件的微生物发酵。
根据发酵底物的不同，可以采用不同的发酵方法。
静态发酵静态发酵常用于高浓度物质的发酵，例如苹果汁、葡萄汁等，其操作步骤如下：1.将底物加入发酵罐中，加入适量的营养液和微生物。
2.将发酵罐密封，放置于恒温条件下进行发酵。
3.发酵罐内压力不断升高，因此需要定期排气，防止物质泄漏。
4.发酵完成后，将发酵产物和底物分离。
动态发酵动态发酵一般采用搅拌罐或旋转罐等设备，适用于大规模发酵。
操作步骤如下：1.将底物、营养液和微生物加入搅拌罐中，开始搅拌并加热至发酵温度。
2.控制罐内气氛，对于革兰氏阳性菌，采用无氧条件发酵；对于革兰氏阴性菌，采用有氧条件发酵。
3.根据微生物的生长速率和代谢产物的累积情况，调整发酵参数，如pH值、温度等。
4.发酵结束后，分离出发酵产物和底物。
三、实际应用中的问题与解决办法在实际应用中，发酵过程可能出现一些问题，例如微生物的不同生长速率、环境氧气浓度不均等。
以下介绍几种常见问题及其解决办法。
1.微生物生长过慢或停滞可能原因：微生物菌量过低、底物浓度过高、营养成分不足、温度过低、pH值过高或过低等。
微生物的糖类发酵试验
实验步骤
按照标准操作流程进行糖类发酵 试验，记录实验过程中的温度、 pH值、气体产生情况等数据。
实验结果
根据实验数据绘制发酵曲线， 记录不同时间点的糖消耗量、
气体产生量等数据。
实验数据记录
实验日期
XXXX年XX月XX日
实验材料
糖类、微生物菌种、培养基、 发酵管等
实验步骤
按照标准操作流程进行糖类发酵 试验，记录实验过程中的温度、 pH值、气体产生情况等数据。
微生物的糖类发酵试 验
目录
• 引言 • 微生物发酵基础知识 • 实验材料与方法 • 实验结果与分析 • 结论
目录
• 引言 • 微生物发酵基础知识 • 实验材料与方法 • 实验结果与分析 • 结论
01
引言
01
引言
主题简介
微生物的糖类发酵试验是一种生物化学实验，用于检测微生物对糖类的发酵能力。
异等，并讨论其对实验结果的影响。
探讨优化方案
02
根据实验结果探讨优化微生物糖类发酵的方案，如调整培养基
成分、控制发酵温度等。
实际应用前景
03
分析微生物糖类发酵在实际生产中的应用前景，为相关领域的
研究提供参考。
结果讨论
讨论实验误差
01
分析实验过程中可能存在的误差，如温度波动、培养基成分差
异等，并讨论其对实验结果的影响。
本实验的意义在于探究微生物的 代谢机制和发酵过程，有助于深 入了解微生物的生态和生理特性。
实验结果可为微生物资源的开发 利用提供理论依据，例如在食品 工业、生物能源和生物制药等领
域的应用。
本实验还可作为生物学和生物化 学教学的实验课程，帮助学生了 解微生物发酵的过程和原理，提
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第三章发酵生物化学基础第一节糖的微生物代谢（自学）第二节脂类和脂肪酸的微生物代谢（自学）第三节氨基酸和核酸的微生物代谢（自学）第四节微生物的次级代谢从前面的章节中，我们了解了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，产生出维持生命活动的物质和能量的初级代谢过程。
此外，微生物还能进行次级代谢。
本节将概述次级代谢的概念及其类型。
介绍几个有代表性的次级代谢产物的生物合成途了解次级代谢的特点。
简要介绍当前流行的有关次级代谢的生理功能的学说。
一、次级代谢的概念及类型（一）次级代谢的概念次级代谢的概念是1958年由植物学家Rohland首先提出来的。
他把值物产生的与植物生长发育无关的某些特有的物质称为次级代谢物质，合成和利用它们的途径即为次级代谢。
1960年微生物学家Bu’Lock把这一概念引入微生物学领域。
次级代谢并没有一个十分严格的定义，它是相对于初级代谢而提出的—个概念，主要是指次级代谢产物的合成。
它具有许多特点，根据这些特点可以认为次级代谢是指：微生物在一定的生长时期(一般是稳定生长期)，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动没有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。
另外，也有把初级代谢产物的非生理量的积累，看成是次级代谢产物，例如微生物发酵产生的维生素、柠檬酸、谷氨酸等。
（二）次级代谢产物的类型次级代谢产物种类繁多，如何区分类型尚无统一标准。
有的研究者按照次级代谢产物的产生菌不同来区分；有的根据次级代谢产物的结构或作用来区分；有的则根据次级代谢产物合成途径来区分。
现简介如下：1，根据产物合成途径区分类型根据产物合成途径可以分为五种类型。
（1）与糖代谢有关的类型以糖或糖代谢产物为前体合成次级代谢产物有三种情况：（A ）直接由葡萄糖合成次级代谢产物。
例如，曲霉属(Aspergillus)产生的曲酸、蛤蟆菌(Amanitamuscarina)产生的蕈毒碱，放线菌产生的链霉素以及大环内酯抗生素中的糖苷等。
OOHOCH 2OH 曲酸（B ）由预苯酸合成芳香族次级代谢产物，例如放线菌产生的氯霉素、新霉素等。
（C ）由磷酸戊糖合成的次级代谢物质较多。
磷酸戊糖首先合成重要的初级代谢产物核苷类物质，进一步合成次级代谢产物，如狭霉素、嘌呤霉素、抗溃疡间型霉素、杀稻瘟菌素S 以及多氧霉素等。
（2）与脂肪酸代谢有关的类型此类型有两种情况：（A ）以脂肪酸为前体，经过几次脱氢、β-氧化之后，生成比原来脂肪酸碳数少的聚乙炔(po1yacetylene)脂肪酸。
这种次级物质多在高等植物中存在。
担子菌中也能见到。
（B ）次级代谢产物不经过脂肪酸，而是从丙酮酸开始生成乙酰CoA ，再在羧化酶催化下生成丙二酰CoA 。
在初级代谢中由此进一步合成脂肪酸，而在次级代谢中所生成的丙二酰CoA 等链中的羰基不被还原，而生成聚酮(po1yketide)或β—多酮次甲基链(β-polyketomethylene)。
由此进一步生成不同的次级代谢产物。
例如四环素抗生素类。
红霉素内酯是由聚丙酸型聚酮生成，即在丙酸上加上一个经脱羧的甲基丙二酸的C3单位，最后由七酮形成内酯环，再与红霉糖、脱氧氨基已糖，以糖苷的形式结合而成为红霉素。
（3）与萜烯和甾体化合物有关的类型与萜烯和甾体化合物有关的次级代谢产物，主要是由霉菌产生的，例如烟曲霉素(三个异戊烯单位聚合而成)、赤霉素(四个异戊烯单位聚合而成)、梭链孢酸(由六个异戊烯单位聚合而成)及由八个异戊二烯单位聚合成的β-胡萝卜素等。
（4）与TCA环有关的类型与TCA环相连的次级代谢产物也可以分为两类：一类是从TCA环得到的中间产物进一步合成次级产物，例如由a—酮戊二酸还原生成戊烯酸，由乌头酸脱羧生成衣康酸。
另一类是由乙酸得到的有机酸与TCA环上的中间产物缩合生成次级产物，例如，脂肪酸α-亚甲基与草酰乙酸或α—酮戊二酸羧基或羰基缩合。
担子菌产生的松蕈(三)酸(α-十六烷基柠檬酸)就是由十八烷酸(C17H33·COOH)的α-亚甲基与草酰乙酸的羰基缩合而成。
（5）与氨基酸代谢有关的类型与氨基酸代谢有关的次级代谢，可以分为三类：（A）由一个氨基酸形成的次级代谢产物，如放线菌产生的环丝氨酸、氮丝氨酸；担子菌由色氨酸合成口磨氨酸、鹅膏氨酸、二甲基-4-羟色胺磷酸以及靛蓝等。
（B）由二个氨基酸形成的曲霉酸、支霉粘毒(gliotoxin)。
是由二个氨基酸先以肽键结合，闭环生成二酮吡嗪(diketopiperazine)进一步形成的。
半胱氨酸和缬氨酸以另外的缩合方式形成6—氨基青霉素烷酸。
（C）由三个以上氨基酸缩合而成的次级产物，氨基酸之间多以肽键结合成直链状，例如镰刀菌(Fusarium)产生的恩镰孢菌素(enniatine)。
放线菌产生的很多次生物质属于此类型。
例如短杆菌A、放线菌素、短杆菌酪素、多粘菌素、杆菌肽及紫霉素等。
此外，还有二个以上氨基酸经过复杂的缩分后形成含氮芳香环如麦角生物碱。
现将微生物产生的主要次级代谢产物以及这些产物的合成与初级代谢的关系列于表7-1。
2，根据产物的作用区分类型根据次级代谢产物的作用可以分为抗生素、激素、生物碱、毒素及维生素等类型。
抗生素：这是微生物所产生的，具有特异抗菌作用的一类次级产物。
日前发现的抗生素已有2500~3000种，青霉素、链霉素、四环素类、红霉素、新生霉素、新霉素、多粘霉素、利福平、放线菌素(更生霉素)、博莱霉家(争光霉素)等几十种抗生素已进行工业生产。
激素：微生物产生的一些可以刺激动、植物生长或性器官发育的一类次级物质。
例如赤霉菌(Gibberella fujikuroi)产生的赤霉素。
生物碱：大部分生物碱是由植物产生的。
麦角菌(Claviceps purpurea)可以产生麦角生物碱。
毒素：大部分细菌产生的毒素是蛋白质类的物质。
如破伤风梭菌(Clostridium tetani)产生的破伤风毒素，白喉杆菌(Corynebacterium diphtheriae)产生的白喉毒素，肉毒梭菌(Cl．botulinum)产生的肉毒素及苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis)产生的伴胞晶体等。
放线菌，真菌也产生毒素。
例如黄曲霉(Aspergillus flavus)产生的黄曲霉毒素。
担子菌产生的各种蘑菇毒素等。
色素：不少微生物在代谢过程中产生各种有色的产物。
例如由粘质赛氏杆菌(Serratia marcescens)产生灵菌红素，在细胞内积累，使菌落呈红色。
有的微生物将产生的色素分泌到细胞外，使培养基呈现颜色。
维生素；作为次生物质，是指在特定条件下，微生物产生的远远超过自身需要量的那些维生素，例如丙酸细菌(Propionibacterium sp．)产生维生素B12，分枝杆菌(Mycobacterium)产生吡哆素和烟酰胺，假单胞菌产生生物素，以及霉菌产生的核黄素和β-胡萝卜素等。
二、次级代谢产物的生物合成次级代谢产物的合成过程可以概括为如下模式：次级代谢产物的合成是以初级代谢产物为前体，进入次级代谢产物合成途径后，大约经过三个步骤，合成次级代谢产物。
第一步，前体聚合。
前体单元在合成酶催化下进行聚合。
例如四环素合成中，在多酮链合成酶催化下，由丙二酰CoA等形成多酮链，进而合成四环素及大环内酯类抗生素。
多肽类抗生素由合成酶催化，由氨基酸生成多肽链。
第二步，结构修饰。
聚合后的产物再经过修饰反应如环化、氧化、甲基化、氯化等。
氧化作用是在加氧酶催化下进行的。
次级代谢中的加氧酶多是单加氧酶，它把氧分子中的一个氧原子添加到底物上，另一个氧原子还原成水，并常伴有NADPH的氧化。
RH+O2+NADPH2→ROH+H2O十NADP次级代谢中的氯化反应，可以看作是特征性的反应，在氯过氧化物酶催化下进行。
此酶是糖蛋白，含有高铁原卟啉。
在金霉索，氯霉素合成中都有此反应，简示如下：RH+H2O2+C1-+H+→RCl+2H2O第三步，是不同组分的装配。
如新生霉素的几个组分，4-甲氧基-5’，5’-二甲基-L-来苏糖(noviose)、香豆素和对经基苯甲酸等形成后，再经装配成新生霉素，图示如下。
诺卡霉素A(nocardicinA)分子装配如下图所示。
三、次级代谢的特点1，次级代谢以初级代谢产物为前体，并受初级代谢的调节次级代谢与初级代谢关系密切。
初级代谢的关键性中间产物，多半是次级代谢的前体。
例如糖降解产生的乙酰CoA是合成四环素、红霉案及β-胡萝卜素的前体。
缬氨酸、半胱氨酸是合成青霉素，头孢霉素的前体。
色氨酸是合成麦角碱的前体等。
初级代谢与次级代谢的关系如下图所示。
出于初级代谢为次级代谢提供前体，所以产生前体物质的初级代谢过程受到控制时，也必然影响次级代谢的进行，因此，初级代谢还具有调节次级代谢的作用。
例如三羧酸循环可以调节四环素的合成。
赖氨酸的反馈调节控制着青霉素的合成。
色氨酸调节麦角碱的合成等，具体调节过程见代谢调节一章有关部分。
2，次级代谢产物一般在菌体生长后期合成初级代谢贯穿于生命活动始终，与菌体生长平行进行。
而次级代谢一般只是在菌体对数生长后期或稳定生长期进行。
因此，此类微生物的生长和次级代谢过程可以区分为两个阶段，即菌体生长阶段和代谢产物合成阶段。
例如，链霉素、青霉素、金霉素、红霉素、杆菌肽等，都是在合成阶段形成。
但是，次级代谢产物的合成时期，可以因培养条件的改变而改变。
例如氯霉素在天然培养基中是菌体繁殖期合成，而在合成培养基中，它的合成与生长平行。
又如麦角菌(C．purpurea)的营养缺陷型菌株，在含葡萄糖及酵母膏的天然培养基中，先长菌体，繁殖期合成生物碱，而在合成培养基中，菌体生长缓慢，同时合成生物碱。
在生长阶段菌体生长迅速，中间产物很少积累，当容易利用的糖、氮、磷消耗到一定量之后，菌体生长速度减慢，菌体内某些中间产物积累，原有酶活力下降或消失，导致生理阶段的转变，即由菌体生长阶段转为次级代谢物质合成阶段。
此时原来被阻遏的次级代谢的酶，被激话或开始合成。
例如，青霉素合成中的酰基转移酶、链霉素合成中的脒基转移酶等次级代谢中的关键酶都在合成阶段被合成。
若在菌体生长阶段接近终了或终了后立即加入蛋白质、核酸抑制剂，这些酶便不能合成，次级代谢过程将不能进行。
次级代谢中存在两个生理阶段，一般认为是由于碳分解产物产生阻遏作用的结果，阻遏解除后，合成阶段才能开始。
第五节芳香族化合物的微生物代谢一、芳香烃的分解微生物对芳香烃的分解是在有氧条件下进行的，首先以形成二元酚如邻苯二酚、原儿茶酸等作为环裂解底物，再进一步氧化分解。
苯转化成邻苯二酚：苯的氧化首先是生成二羟基已二烯，再转化为邻苯二酚，其过程见下图。
苯的微生物氧化苯转化成邻苯二酚的酶系是由三个组分构成的：①分子量为60000含有FAD 的蛋白质；②分子量为21000含有非血红素铁的蛋白质，②分子量为186000含有非血红素铁的红色蛋白质，这些组分的功能如图所示。