蛋白质的微生物降解
环境化学第五章污染物的生物富集、放大和积累
2、微分速率方程
dci k ai cw i ,i 1 Wi ,i 1 ci ,i 1 kei k gi ci dt
式中：cw —— 生物生存水中某物质浓度； ci —— 食物链 i 级生物中该 物质的浓度； Wi，i-1 —— 摄食率； α i，i-1 —— 同化率； kai —— i 级生物对该物质的 吸收速率常数； kei —— i级生物中该物质的消 除速率常数； kgi —— i级生物的生长速率常
CoQ（氧化型CoQ ） （n=6~10）
CoQH2（还原型CoQ ）
二、若干重要辅酶的功能
4、细胞色素酶系的辅酶 细胞色素酶系是催化底物氧化的一类酶系，主要有细胞色素 b、c1、c、a、a3等几种。它们的酶蛋白部分不同，但辅酶都是铁 卟啉。起到传递电子的作用。 +e -e
cytn
Fe3+Байду номын сангаас
cytnFe2+
1、糖类的微生物降解
A、多糖水解成单糖
多糖 细胞外水解酶 二糖
糖类Cx(H2O)y
细胞内水解酶
单糖
B、单糖酵解成丙酮酸
C6H12O6 + 2 NAD＋ → 2CH3COCOOH + 2NADH + 2H+
C、丙酮酸的转化 有氧条件 无氧条件
C、丙酮酸的转化：有氧条件 丙酮酸通过酶促反应转化成乙酰辅酶A。乙酰辅酶A与草酰乙酸 反应转化成柠檬酸。柠檬酸通过一系列转化最后生成草酰乙酸， 接着进行新一轮的转化。这种生物转化的途径称为TCA循环。
则是无氧氧化。
1、有氧氧化中以分子氧为直接受氢体的递氢过程
2H＋
SH2 （有机底物） 2e 2Cu 2＋ 氧化酶 S （被氧化的有机底物） 2Cu ＋ 2e 1/2O2 O2H2O
动物营养学
《动物营养学》总结一、名词解释：1.饲养标准：根据大量饲养试验结果和动物实际生产的总结，对各种特定所需要的各种营养物质的定额作出规定。
2.RDP:英国的降解与非降解蛋白质体系中，瘤胃降解蛋白质，为微生物所降解的蛋白质，80%-100%可合成菌体蛋白。
3.短期优饲：指在配种前10～14天开始，供给动物能量相当于维持的130～200%，增加排卵数。
4.ME：代谢能指饲料消化能减去尿能及消化道可燃气体的能量后剩余的能量。
5.维持需要：是指动物在维持状态下对能量和其他营养素的需要。
营养物质满足维持需要的生产利用率为零。
这种需要仅维持生命活动的基本代谢过程，弥补营养素周转代谢的损失以及必要的活动需要。
6.绝食代谢：饥饿代谢或空腹代谢，动物绝食到一定时间，达到空腹条件时所测的能量代谢叫绝食代谢。
动物绝食代谢的水平一般比基础代谢略高。
7.EAA：必需脂肪酸，凡是体内不能合成，必需由饲粮供给，或通过体内特定的先体物质形成，对机体正常机能和健康具有保护作用的脂肪酸称为必需脂肪酸。
8.理想蛋白：是指这种蛋白质的氨基酸在组成和比例上与动物必需蛋白质的氨基酸的组成和比例一致，包括必需氨基酸之间以及必需氨基酸和非必需氨基酸之间的组成和比例，动物对该种蛋白质的利用率应为100%。
9.热增耗：过去又称为特殊动力作用或食后增热，是指绝食动物在采食饲粮后短时间内，体内产热高于绝食代谢产热的那部分热能，它以热的形式散失。
10.NDF：（中性洗涤纤维）饲料样本在中型洗涤剂（十二烷基硫酸钠）处理下不溶解的部分。
包括半纤维素、纤维素、木质素、矿物质。
11.ADF：（酸性洗涤纤维）NDF在酸性洗涤剂（十六烷基三甲基溴化铵）处理下不溶解的物质，包括纤维素、木质素、残余矿物质。
12.限制性AA：是指饲料或日粮含量比动物最快生长或生产需要量少的必需AA。
13.维持需要：指动物既不生产产品，也不从事劳役，并保持体况正常和体重不变时对各种养分最低需要量。
生化11 蛋白质降解
一些重要的氨基酸脱羧基反应
①谷氨酸 → γ-氨基丁酸(GABA)： • 主要存在于大脑中。
COOH
CH2
CH2
脱羧酶
CHNH2
COOH
谷氨酸
COOH C H 2 +CO2 CH2 CHNH2
γ-氨基丁酸
对中枢神经系统 有普遍的抑制作 用，是一种神经 系统的主要抑制 性递质。
44
②组氨酸 → 组胺： • 血管舒张剂，具有扩张血管降低血压功效； • 促进胃液分泌； • 动物性食物腐败产生大量组胺。
33
有毒！
COO
NAD++H2O
( C H 2)2
HC
N
H
+ 3
NADH+H++NH3 L-谷氨酸脱氢酶
COO
α-谷氨酸
谷氨酸氧化脱氨
COO ( C H 2)2
CO COO
α-酮戊二酸
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氨中毒原理
三羧酸循环
若外环境氨大量进入细胞，或细胞内氨大量积累 NH3 +α-酮戊二酸 +NADPH +H+ →谷氨酸 +NADP+ +H2O
-酮戊二酸 + NH3
NAD(P)+
NAD(P)H
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氨基酸氧化酶：黄素蛋白，是需氧脱氢酶类，以FAD或FMN为辅基，催化脱下的氢直接与氧结合， 生成H2O2。
NH3 氨
L-氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶
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氨基酸脱氢酶：不需氧脱氢酶，以NAD＋或NADP＋为受氢体，脱下的氢不直接交给氧，而是经电子传 递链产生H2O和ATP。
H2O N3H 丙 酮 酸
蛋白质表达与草食动物草食动物消化系统中蛋白质合成的独特机制
蛋白质表达与草食动物草食动物消化系统中蛋白质合成的独特机制蛋白质是构成生物体的重要组成部分，不仅参与细胞结构的建立和维护，还参与许多生理过程的调控。
在草食动物中，蛋白质的合成机制相比肉食动物和杂食动物有其独特之处。
本文将介绍草食动物中蛋白质表达的特点以及蛋白质在消化系统中的合成机制。
一、草食动物蛋白质表达的特点蛋白质表达是指基因转录和翻译过程，是转录本（mRNA）被翻译成蛋白质的过程。
草食动物蛋白质表达的特点主要体现在以下几个方面：1. 转录后修饰: 转录后修饰是指转录本在转录过程结束后会发生修饰，如剪接、剪切和RNA编辑等。
这些修饰过程会影响到蛋白质的合成和功能。
草食动物由于需要适应植物纤维素的消化，其转录后修饰的特点使得其蛋白质的合成具有更高的适应性。
2. 翻译调控: 蛋白质的翻译过程可以受到多种因素的调控，如转录后修饰的RNA结构或结合蛋白的存在。
草食动物对于一些特定的植物化学物质，例如抗营养物质，会产生对应的调控因子，从而影响蛋白质的翻译水平。
二、草食动物消化系统中蛋白质合成的独特机制1. 微生物发酵: 草食动物的消化系统中存在着大量的共生微生物，这些微生物可以分解纤维素和其他植物材料，产生有机酸和气体等物质。
在草食动物的瘤胃中，微生物通过发酵将植物蛋白质降解为氨基酸和其他小分子物质，并合成自己所需的蛋白质。
这些合成的蛋白质可以通过草食动物的消化系统被吸收和利用。
2. 氨基酸转运和利用: 草食动物通过特殊的氨基酸转运机制，将微生物发酵产生的氨基酸运输到自身细胞中，并进一步合成自己所需的蛋白质。
由于草食动物主要摄取的是植物蛋白质，其中的氨基酸组成与其需要的蛋白质组成有所不同，因此草食动物消化系统中存在着独特的氨基酸转运和利用机制。
3. 微生物共生关系: 草食动物的消化系统中存在着多种与动物共生的微生物，这些微生物可以合成特定的酶，帮助草食动物消化植物纤维素等难以降解的物质。
同时，这些微生物也可以合成部分蛋白质，并与草食动物共享。
微生物在食品中的蛋白质降解和合成
微生物在食品中的蛋白质降解和合成蛋白质是食物中一种重要的营养成分，对于人体的生长发育和健康起着重要的作用。
而微生物在食品中的蛋白质降解和合成过程也是不可忽视的因素。
本文将从微生物的角度探讨微生物在食品中的蛋白质降解和合成过程。
一、微生物对蛋白质的降解微生物在食品中的蛋白质降解过程是指微生物分解食物中的蛋白质成为更小的分子，以供其生存和繁殖所需的能量和营养物质。
微生物通过产生特定的酶，将蛋白质中的肽键断裂，使蛋白质分解为氨基酸、肽和寡肽等较小的分子。
具体而言，细菌、霉菌和酵母等微生物通过外源性和内源性酶对蛋白质进行降解。
外源性酶是微生物分泌的酶，能够降解食品中的蛋白质；而内源性酶则是微生物自身携带的酶，也能够对蛋白质进行降解。
二、微生物对蛋白质的合成与蛋白质的降解相反，微生物在食品中也能够合成蛋白质。
微生物在合适的环境条件下经过生长和繁殖，需要通过合成蛋白质来维持自身的正常功能。
在蛋白质合成过程中，微生物通过转录和翻译两个关键步骤来完成蛋白质的合成。
转录是指微生物将DNA信息转录为RNA信息的过程，而翻译则是指微生物通过RNA信息合成蛋白质的过程。
微生物的合成蛋白质中包含了各种功能性蛋白质，比如酶、代谢产物等，这些蛋白质在微生物的生命活动中起到了至关重要的作用。
三、微生物在食品中的应用微生物在食品加工和食品安全方面有着广泛的应用。
在食品加工中，微生物的降解与合成反应可以被利用来改变食品的特性和品质。
比如，通过发酵过程，微生物可以将食物中的蛋白质分解为有味道和营养价值的产物，如豆豉、酱油等。
同时，一些特定的微生物也可以通过合成蛋白质来改善食品的质地和口感。
在食品安全方面，微生物的降解作用也有助于保持食品的新鲜和安全。
微生物通过降解食物中的蛋白质，可以防止蛋白质腐败产物的形成，减少食品中的有害物质。
此外，一些微生物还具有抗菌和抗氧化等特性，能够延长食品的保质期。
结语微生物在食品中的蛋白质降解和合成过程是一个复杂而重要的过程。
发酵对食品中蛋白质的降解和释放作用研究
发酵对食品中蛋白质的降解和释放作用研究发酵是一种常见的加工方式，通过添加和培养益生菌来改变食材的物理、化学和生物性质。
在食品加工中，发酵广泛应用于面食、酒类、肉制品以及乳制品等领域。
除了改变食物的风味、质地和保存性能之外，发酵还能降解和释放食物中的蛋白质，增加其营养价值。
首先，发酵可以通过一系列酶的活化和分泌降解食物中的蛋白质。
一些益生菌和酵母菌能够分泌多种蛋白酶、胺基酸酶和脱氨酶等酶类，这些酶能够加速蛋白质的降解过程。
例如，面食中的酵母菌会分泌酵母抗性蛋白酶和蛋白酶，能够降解面团中的蛋白质，使得面团更加酥软。
此外，一些乳酸菌还能分泌胱氨酸蛋白酶，能够裂解胱氨酸富集的小肽，释放出更多的游离氨基酸。
其次，发酵过程中的微生物还可以通过胞内和胞外酶系统释放出蛋白质及其降解产物。
胞外酶主要包括蛋白酶、氨基酸酶等，能够在胞外环境中作用于食物中的蛋白质。
而胞内酶主要是通过细胞内蛋白质代谢产生的酶，一部分蛋白质会被分解为胞外酶并释放到外部环境中。
这些胞外和胞内酶能够在发酵过程中不断降解蛋白质，释放出更多的肽和游离氨基酸。
此外，发酵还能够改变蛋白质的结构和性质，从而增加其可被人体吸收利用的程度。
发酵过程中的微生物菌种能够通过分泌多种酶，使蛋白质分子发生肽键的断裂、硫醇键的打开和脱氨基等改变，使得蛋白质的结构发生变化。
这种结构变化使得蛋白质降解更加彻底，肽链断裂得更加细致，更容易在人体摄取后通过胃酸和消化酶的作用被吸收。
实验证明，发酵后的食品中的蛋白质比未发酵的食品更容易被人体所吸收。
总结起来，发酵对食品中蛋白质的降解和释放作用是通过微生物菌种的酶系统实现的。
微生物分泌的蛋白酶、胺基酸酶和脱氨酶等酶能够降解蛋白质，使其更易被人体消化吸收。
同时，发酵过程中的微生物还能通过胞外和胞内酶的作用释放出更多的肽和游离氨基酸。
此外，发酵还能够改变蛋白质的结构和性质，增加其可利用程度。
因此，发酵能够提高食品中蛋白质的降解和释放，进一步提高食物的营养价值。
发酵工艺对食品中致敏蛋白质的降解与去除
发酵工艺对食品中致敏蛋白质的降解与去除发酵工艺对食品中致敏蛋白质的降解与去除导语：食物过敏是一种非常常见的免疫反应，当人体摄入某些食物或物质后，免疫系统会产生过敏反应，导致身体的一系列不适症状。
食物过敏的原因很多，其中一种常见的原因是因为食品中存在的致敏蛋白质。
这些致敏蛋白质可以通过发酵工艺进行降解与去除，从而减少食物过敏的风险。
本文将介绍发酵工艺对食品中致敏蛋白质的降解与去除的方法与效果。
一、发酵工艺解析发酵是一种利用微生物、酶或有机酸产生化学变化的过程。
在食品加工中，发酵被广泛应用于面食、酱料、糕点等食品的制作。
在发酵过程中，微生物或酶可以分解食物中的蛋白质，其中包括致敏蛋白质。
二、发酵对食品中致敏蛋白质的降解1. 水解蛋白酶作用发酵中的微生物或添加的蛋白酶可以将食物中的蛋白质水解成小分子肽或氨基酸。
致敏蛋白质一般是大分子蛋白，经过水解作用后，其分子量降低，暴露的表面积增加，其致敏性也会降低。
2. 微生物产生酶的作用在发酵过程中，微生物产生的酶也可以降解食物中的蛋白质。
例如，乳酸菌发酵过程中产生的蛋白酶可以降解牛奶中的蛋白质，其中包括致敏蛋白质。
三、发酵对食品中致敏蛋白质的去除除了降解致敏蛋白质外，发酵还可以通过其他方式去除食品中的致敏蛋白质。
1. 沉淀与分离在发酵过程中，致敏蛋白质往往会集中在发酵物中，通过对发酵物的沉淀与分离操作，可以将致敏蛋白质从食品中去除。
常见的分离方法包括离心、过滤等。
2. 温度和压力变化在食品加工中，通过控制发酵条件的温度和压力变化，可以改变食品中的蛋白质结构与溶解性，从而降低致敏蛋白质的含量。
3. 洗涤与溶解有些致敏蛋白质在水溶液中具有一定的溶解性，通过对食品进行洗涤或溶解，可以将致敏蛋白质从食品中去除。
四、发酵工艺对食品中致敏蛋白质的效果发酵工艺对食品中致敏蛋白质的降解与去除效果因食品种类、发酵条件、发酵菌种等因素而异。
一些研究表明，通过适当的发酵处理，可以显著降低食品中的致敏蛋白质含量，降低食品过敏的风险。
发酵对食物中抗营养因子的降解与消除
发酵对食物中抗营养因子的降解与消除发酵是一种常见的食品加工技术，不仅可以改善食品的风味和质地，还能降解和消除食物中的抗营养因子，提高食物的营养价值和消化吸收率。
本文将以发酵对食物中常见的抗营养因子如植物蛋白质抑制剂、多肽酶抑制剂、植物纤维素和硫酸肝素等进行降解与消除的作用为例，探讨发酵对食物抗营养因子的改变。
植物蛋白质抑制剂是一类存在于植物食物中的抗营养因子，它们可以与蛋白酶结合形成复合物，抑制蛋白酶的活性，降低蛋白质的消化吸收率。
然而，通过发酵可以显著降解植物蛋白质抑制剂，提高蛋白质的消化率。
发酵微生物如大肠杆菌、乳酸菌等产生的蛋白酶能够降解植物蛋白质抑制剂，并将其转化为可溶性的氨基酸和小肽，提高了蛋白质的可消化性。
研究表明，大豆经过发酵处理后，其蛋白质消化率可以提高约30%，使得植物蛋白质的营养价值得到显著改善。
多肽酶抑制剂是另一种常见的抗营养因子，它们可以抑制胰蛋白酶和胃蛋白酶的活性，降低蛋白质的消化和吸收。
发酵过程中产生的微生物如乳酸菌和酵母菌能够分泌多肽酶抑制剂降解酶，减少多肽酶抑制剂的含量，从而提高蛋白质的消化率。
一项研究发现，在发酵的豆腐制品中，多肽酶抑制剂的含量显著降低，胰蛋白酶的活性明显增加，表明发酵能够消除多肽酶抑制剂的活性，并提高蛋白质的利用效率。
植物纤维素是一种不可溶性纤维，它存在于谷物、蔬菜和水果等植物食物中，可以降低食物的消化吸收率。
通过发酵处理，植物纤维素可以被微生物降解为可溶性纤维素和低分子量糖类，提高食物的消化性。
例如，面包发酵过程中产生的酵母菌能够分解大部分谷物中的植物纤维素，使其变为可溶性纤维素和低分子糖类，从而提高食物的口感和利用效率。
硫酸肝素是一种存在于海产品如鱼虾中的抗营养因子，它可以抑制维生素A和维生素D的吸收。
通过发酵加工，硫酸肝素可以被微生物降解为无活性的形式，降低其对维生素的抑制作用，提高维生素的吸收率。
发酵过程中产生的乳酸菌和酵母菌具有降解硫酸肝素的能力，将其转化为无活性形式，减弱抗营养因子对维生素吸收的影响。
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微生物降解蛋白质的基本途径： 蛋白质水解成氨基酸 氨基酸脱氨脱羧成脂肪酸
脂肪酸的转化
1、脱氨基作用 2、转氨基作用
ห้องสมุดไป่ตู้
3、联合脱氨基作用
转氨基作用和氧 化脱氨基作用联 合进行的脱氨基 作用方式
脱氨基作用
是氨基酸分解代谢最主要的反应方式，通常也 是机体氨基酸分解的第一步骤。可通过多种方式脱 去氨基，一般分为两类：
氧化脱氨基作用 非氧化脱氨基作用
转氨基作用
定义：在转氨酶的催化下， α-氨基酸的氨基转移到α-酮酸的酮基碳原子 上，结果原来的α-氨基酸生成相应的α-酮酸，而原来的α-酮酸则形成了相 应的α-氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用。
R1-CH-COONH+3
α -氨基酸1
|
R2-C-COO|| O
α-酮酸2
R1-C-COO|| O
α-酮酸1
转氨酶
R2-CH-COO| NH+3
α-氨基酸2
（辅酶：磷酸吡哆醛）
氨基酸在脱羧酶的 作用下脱掉羧基生成相 应的胺类化合物 的作用。脱羧酶的辅 酶为磷酸吡哆醛。