微生物的代谢

微生物产能代谢——分解代谢 微生物耗能代谢——合成代谢 微生物的代谢产物和代谢的调节

新陈代谢：发生在活细胞中的各种分解代谢（catabolism）和合成代谢（anabolism）的总和。 1、代谢概论 新陈代谢：发生在活细胞中的各种分解代谢（catabolism）和合成代谢（anabolism）的总和。 新陈代谢 = 分解代谢 + 合成代谢 分解代谢：指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催化，产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP）形式的能量和还原力的作用。 合成代谢：指在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、ATP形式的能量和还原力一起合成复杂的大分子的过程。 分解代谢 复杂分子 （有机物） 简单小分子 ATP [H] 合成代谢

分解代谢和合成代谢的关系 分解代谢的中间产物用于合成代谢的底物 分解代谢产生的能量用于合成代谢 合成代谢的产物用于分解代谢的底物 糖酵解途径和三羧酸循环途径是分解代谢和合成代谢的中间枢纽。

能量代谢：伴随物质转化而发生的能量形式相互转化. 按代谢产物在机体中作用不同分： 按物质转化方式分： 分解代谢：指细胞将大分子物质降解成小分子物质，并在 这个过程中产生能量。 合成代谢：是指细胞利用简单的小分子物质合成复杂大分子的过程。在这个过程中要消耗能量。 物质代谢：物质在体内转化的过程. 能量代谢：伴随物质转化而发生的能量形式相互转化. 按代谢产物在机体中作用不同分： 初级代谢： 提供能量、前体、结构物质等生命活动所 必须的代谢物的代谢类型；产物：氨基酸、核苷酸等. 次级代谢： 在一定生长阶段出现非生命活动所必需的代谢类型； 产物：抗生素、色素、激素、生物碱等

微生物代谢的特殊性 利用的营养物质和能源不同，其产能，耗能代谢关系图：

通用能源 （ATP） 一切生命活动都是耗能反应，因此，能量代谢是一切生物代谢 的核心问题。 能量代谢的中心任务，是生物体如何把外界环境中的多种形式的 最初能源转换成对一切生命活动都能使用的通用能源------ATP。 这就是产能代谢。 化能异养微生物 有机物 通用能源 （ATP） 最初 能源 化能自养微生物 还原态无机物 光能营养微生物 日光

微生物产能代谢 生物氧化：物质在生物体内发生一系列氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程。

生物氧化的功能： 产能(ATP) 产还原力【H】 小分子中间代谢物

发酵工业中的微生物 ---霉 菌 亦称“丝状菌”，菌体呈丝状，丛生，可产生多种形式的孢子。多腐生。种类很多， 常见的有根霉、毛霉、曲霉和青霉等。 霉菌可用以生产工业原料（柠檬酸、甲烯琥珀酸等），进行食品加工（酿造酱油等），制造抗菌素（如青霉素、灰黄霉素）和生产农药（如“920”、白僵菌）等。 引起工业原料和产品以及农林产品发霉变质。 引起人与动植物的病害，如头癣、脚癣及番薯腐烂病等。

曲 霉 红曲霉（Monascuspurpureus）属于囊菌纲，曲霉科。可制红曲、酿制红乳腐和生产糖化酶等。 曲 霉 菌丝有隔膜，为多细胞霉菌，分生孢子的颜色以种而异，有黄色、青色、褐色、黑色、白色，是发酵工业和食品加工业中的重要菌种。 红曲霉（Monascuspurpureus）属于囊菌纲，曲霉科。可制红曲、酿制红乳腐和生产糖化酶等。

黄 曲 霉 一种常见腐生真菌。多见于发霉的粮食、粮食制品或其他霉腐的有机物上。 黄 曲 霉 一种常见腐生真菌。多见于发霉的粮食、粮食制品或其他霉腐的有机物上。 菌落生长较快，结构疏松，表面黄绿色，背面无色或略呈褐色。菌体由分枝菌丝构成。营养菌丝具有分隔；气生菌丝分化为分生孢子行无性繁殖。 用于生产淀粉酶、蛋白酶和磷酸二酯酶等，也是酿造工业中的常见菌种。 某些菌株会产生引起人、畜肝脏致癌的黄曲霉毒素。

青 霉 菌丝为多细胞分枝，无性繁殖时，生成灰绿色分生孢子。常见于腐烂的水果、蔬菜、肉食及衣履上，多呈灰绿色。亦能引起柑橘的青霉病。有些种类如点青霉（P.notatum）和黄青霉（P.chrysogenum）等可提取青霉素，药用青霉素又称盘尼西林。灰黄青霉（P.griseofulvum）等可提取灰黄霉素。

毛 霉 菌丝无隔、多核、分枝状，不产生定形菌落。无性繁殖时形成孢子囊孢子，毛霉的用途很广，常出现在酒药中，能糖化淀粉并能生成少量乙醇，产生蛋白酶，有分解大豆蛋白的能力， 用来做豆腐乳、豆豉。

根 霉 根霉菌（Rhizopus）分布广，约10种以上。通常对人无害，食用甜酒药及糖化饲料就是选用此菌制备的。 根霉菌为条件致病菌。可引起食品霉变，可导致实验室污染。有匍枝根霉（R.stolonifer）、小孢根霉（R.microsporus）、少根根霉（R.arrhizus）和米根霉（R.oryzae）等。可引起毛霉菌病，蜂窝组织炎、脑病变、栓塞等。

白 地 霉 属真菌。菌落平面扩散，组织轻软，乳白色。菌丝生长到一定阶段时，断裂成圆柱状的裂生抱子。菌体生长最适宜的温度为28℃。 常见于牛奶和各种乳制品（如酸牛奶和乳酪）中；在泡菜和酱上，也常有白地霉。可用来制造核苦酸、酵母片等。

酵 母 菌 菌体呈圆形、卵形或椭圆形，内有细胞核、液泡和颗粒体物质。通常以出芽繁殖；有的能进行二等分分裂；有的种类能产生子囊孢子。广泛分布于自然界，尤其在葡萄及其他各种果品和蔬菜上更多。是重要的发酵素，能分解碳水化合物产生酒精和二氧化碳等。生产上常用的有面包酵母、饲料酵母、酒精酵母和葡萄酒酵母等。有些能合成纤维素供医药使用，也有用于石油发酵的。

啤酒酵母 啤酒酵母（Saccharomyces）属酵母菌属。细胞呈圆形、卵形或椭圆形。以出芽繁殖，能形成子囊孢子。 在发酵工业上，可用来发酵生产酒精或药用酵母，也可通过菌体的综合利用提取凝血质、麦角固醇、卵磷脂、辅酶甲与细胞色素丙等产品。

假 丝 酵 母 能形成假菌丝、不产生子囊孢子的酵母。不少的假丝酵母能利用正烷烃为碳源进行石油发酵脱蜡，并产生有价值的产品。其中氧化正烷烃能力较强的假丝酵母多是解脂假丝酵母（C.lipolytica）或热带假丝酵母（C.tropicalis）。有些种类可用作饲料酵母；个别种类能引起人或动物的疾病。

白 色 念 珠 菌 亦称“白色假丝酵母”。呈椭圆形、行出芽繁殖。通常存在于正常人的口腔、肠道、上呼吸道等处，能引起鹅口疮等口腔疾病或其他疾病。

食品发酵工业与微生物代谢 面包和馒头发酵 食用调料和添加剂（酱油、腐乳、食醋等） 食用酒类酿造 工业乙醇发酵 有机酸发酵（乳酸、柠檬酸） 酶的发酵生产

面 包 发 酵 面包是以面粉为主要原料，加上适量的酵母菌和其他辅助材料调制成面团，再经过发酵、整形、成型、烘烤、冷却等工序制成的一种营养丰富、组织松软、易于消化吸收的食品。 用于生产面包的的菌种主要有压榨酵母、活性干酵母和即发活性干酵母三种。

面包生产的基本工艺流程

面包发酵的基本原理（酵母菌的作用） 将酵母菌加入到水和面粉的混合物中，在适当的温度下，酵母菌开始生长繁殖，首先利用面粉中的少量单糖和蔗糖，同时，面粉中的淀粉酶将淀粉水解为麦芽糖，酵母菌利用这些糖类及其他营养物质先后进行有氧呼吸和无氧呼吸，产生二氧化碳、醇、醛和一些有机酸等产物。

酱 油 酿 造 酱油是多种微生物协同作战的产物。这些微生物将原料中的大分子有机物逐步分解为简单物质，再经过复杂的物理化学和生物化学作用，就形成了具有独特风味的调味品---酱油

对原料发酵快慢、成品颜色浓淡、味道鲜美程度有直接关系的是米曲霉和酱油曲霉 对酱油风味有直接关系的是酵母菌和乳酸菌

腐 乳 发 酵 腐乳的酿造是几种微生物及其产生的酶不断作用的结果。

腐 乳 发酵 过 程 发酵前期，主要是毛霉等的生长发育期，在豆乳胚周围布满菌丝，同时分泌各种酶，引起豆乳中少量淀粉糖化和蛋白水解。此时，有外界来的细菌、酵母菌随之繁殖，参与发酵，加入食盐、红曲、黄酒后进行厌氧发酵，毛霉产生的蛋白酶和细菌酵母菌的作用经过生物化学变化将蛋白分解为脲、胨、多肽和氨基酸等物质，同时生成一些有机酸、醇类、酯类，最后制成具有特殊风味的腐乳成品。

食 醋 酿 造

食醋生成以乙醇类物质为原料时，单用醋酸杆菌即可完成酿醋作用。若以淀粉质为原料，则需要霉菌和酵母菌共同参与。若以糖类物质为原料，需要加入酵母菌作用。

醋酸菌：醋酸杆菌属和葡糖氧化杆菌属 1、生物学特征：细胞椭圆形杆状，G+，无芽孢，有或无鞭毛，化能异养。能够利用葡糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、酒精作为碳源，利用蛋白质水解物、尿素、硫酸铵为氮源，生长繁殖所需无机元素有P、K、Mg，严格厌氧，最适生长温度为30-35度，不耐热，最适酸碱度为PH3.5-6.5，不耐盐。 2、主要菌种：纹膜醋酸杆菌，奥尔兰醋酸杆菌，许氏醋杆菌，AS1.41醋酸杆菌，沪酿1.01醋酸杆菌

醋 的 发 酵 机 理 曲霉分泌多种淀粉酶，将淀粉水解为葡萄糖；酵母菌利用葡萄糖发酵成乙醇；乙醇在醋酸菌作用下氧化成醋酸；再进一步加工即可。

食醋陷入勾兑风波

食 用 酒 类 酿 造 酒是利用酵母在厌氧条件下进行发酵，将葡萄糖转化为酒精来生产的，其主要成分是水、酒精以及一些易挥发物质，如各种酯类、醇类和少量低碳醛酮类化合物。

果酒和啤酒属于非蒸馏酒，发酵时酵母将果汁或发酵液中的葡萄糖转化为酒精，其他成分被酵母利用，产生的一些代谢产物如氨基酸、维生素等也进入酒液中。

利用水果、乳类、糖类、谷类原料经酵母发酵后，蒸馏得到无色、透明的液体，再经陈酿和调配制成的透明的含酒精浓度大于20%的酒精性饮料，称为蒸馏酒。

一、酿酒工业中的酵母菌 1、种类 啤酒酵母：啤酒、白酒酿造和面包制作 葡萄酒酵母：葡萄酒、果酒的制造 卡尔酵母：啤酒酿造、药物提取和维生素测定 产蛋白假丝酵母：生产食用或饲用单细胞蛋白和维生素B

2、生物学特征 化能异氧菌，利用葡萄糖、果糖、半乳糖、蔗糖、麦芽糖、麦芽三糖、甘油醛、棉籽糖等在无氧条件下通过EMP途径生成二氧化碳和酒精，释放较少能量供细胞生长，不发酵淀粉、纤维素等多糖，不分解蛋白质，需要B族维生素以及P、S、Ca、Mg、K、Fe等离子。

啤酒的生产 世界上产量最高，发展速度最快的酒种。设备大型化、操作自动化、产业规模集团化。 1、种类 2、生产工艺 （1）菌种的扩大培养（2）工艺流程

啤酒的分类---根据麦芽汁浓度分类 低浓度型：麦芽汁浓度在6°～8°（巴林糖度计），酒精度为2%左右，夏季可做清凉饮料，缺点是稳定性差，保存时间较短。 中浓度型：麦芽汁浓度在10°～12°，以12度为普遍，酒精含量在3.5%左右，是我国啤酒生产的主要品种。 高浓度型：麦芽汁浓度在14°～20°，酒精含量为4%～5%。这种啤酒生产周期长，含固形物较多，稳定性好，适于贮存和远途运输。

根据酵母性质分类 上面发酵啤酒：是利用浸出糖化法来制备麦汁，经上面酵母发酵而制成。用此法生产的啤酒，国际上有著名的爱尔淡色啤酒、爱尔浓色啤酒、司陶特啤酒以及波特黑啤酒等。 下面发酵啤酒：是利用煮出糖化法来制取麦汁，经下面酵母发酵而制成。该法生产的啤酒，国际上有皮尔逊淡色啤酒、多特蒙德淡色啤酒、慕尼黑黑色啤酒等。我国生产的啤酒均为下面发酵啤酒。

根据啤酒色泽分类 黄啤酒（淡色啤酒）：呈淡黄色，采用短麦芽做原料，酒花香气突出，口味清爽，是我国啤酒生产的大宗产品。其色度（以0.0011摩尔碘液毫升数／100ml表示）一般保持在0.5ml碘液之间。 黑啤酒（浓色啤酒）：色泽呈深红褐色或黑褐色，是用高温烘烤的麦芽酿造的，含固形物较多，麦芽汁浓度大，发酵度较低，味醇厚，麦芽香气明显。其色度一般在5～15ml碘液之间。

根据灭菌情况分类 　鲜啤酒：又称生啤酒，是不经巴氏消毒而销售的啤酒。鲜啤酒中含有活酵母，稳定性较差。 熟啤酒：熟啤酒在瓶装或罐装后经过巴氏消毒，比较稳定，可供常年销售，适于远销外埠或国外

果酒的生产 1、原理 以多种水果，如葡萄、苹果、梨、橘子、山楂、杨梅、猕猴桃等为原料经破碎、压榨、制成果汁，果汁经酵母菌发酵作用形成原酒，原酒经陈酿、过滤、调配、包装等工艺制成酒精含量8.5%以上含有多种营养成分的饮料酒。

2、种类 原料：葡萄酒、苹果酒、梨酒等 酿制方法：发酵酒、蒸馏酒、露酒、汽酒 含糖量：干酒、半干酒、半甜酒、甜酒 酒精含量：低度果酒、高度果酒

四、白酒的酿造 1、原理 以淀粉质谷物、薯类为主要原料，采用酒曲作成糖化剂，经淀粉糖化、酒精发酵、蒸馏、陈酿、勾兑等工艺制成的具有较高酒精含量、独特风味和芳香的酒精饮料。

2、种类 原料：高粱酒、米酒、薯干酒、五粮液酒等 糖化发酵剂：大曲酒，麸曲酒，小曲酒 发酵工艺：固态发酵白酒，半固态发酵白酒，液态发酵白酒 香型：浓香型，清香型，酱香型，米香型，其它香型 酒精含量：高度白酒，低度白酒。

白酒的种类----按所用酒曲和主要工艺分类 在固态法白酒中主要的种类为： （1）大曲酒：以大曲为糖化发酵剂，大曲的原料主要是小麦、大麦，加上一定数量的碗豆。大曲又分为中温曲、高温曲和超高温曲。一般是固态发酵，大曲酒所酿的酒质量较好，多数名优酒均以大曲酿成。 （2）小曲酒：是以稻米为原料制成的，多采用半固态发酵，南方的白酒多是小曲酒。

（3）麸曲酒：这是解放后在烟台操作法的基础上发展起来的，分别以纯培养的曲霉菌及纯培养的酒母作为糖化、发酵剂，发酵时间较短，由于生产成本较低，为多数酒厂为采用，此种类型的酒产量最大。以大众为消费对象。 （4）混曲法白酒 :主要是大曲和小曲混用所酿成的酒。 （5）其它糖化剂法白酒：这是以糖化酶为糖化剂，加酿酒活性干酵母（或生香酵母）发酵酿制而成的白酒。

固液结合法白酒的种类有： （1）半固、半液发酵法白酒 这种酒是以大米为原料，小曲为糖化发酵剂，先在固态条件下糖化，再于半固态、半液态下发酵，而后蒸馏制成的白酒，其典型代表是桂林三花酒。 （2）串香白酒 这种白酒采用串香工艺制成，其代表有：四川沱牌酒等。 还有一种香精串蒸法白酒，此酒在香醅中加入香精后串蒸而得。 （3）勾兑白酒 这种酒是将固态法白酒（不少于10％）与液态法白酒或食用酒精按适当比例进行勾兑而成的白酒。

液态发酵法白酒 又称“一步法”白酒，生产工艺类似于酒精生产，但在工艺上吸取了白酒的一些传统工艺，酒质一般较为淡泊；有的工艺采用生香酵母加以弥补。 此外还有调香白酒，这是以食用酒精为酒基，用食用香精及特制的调香白酒经调配而成。

按酒的香型分 （1）酱香型白酒：也称为酱香型白酒，以茅台酒为代表。酱香柔润为其主要特点。 （2）浓香型白酒:以泸州老窖特曲、五粮液、洋河大曲等酒为代表，以浓香甘爽为特点，在名优酒中，浓香型白酒的产量最大。四川，江苏等地的酒厂所产的酒均是这种类型。 （3）清香型白酒:也称为清香型白酒，以汾酒为代表，其特点是清香纯正。

（4）米香型白酒:以桂林三花酒为代表，特点是米香纯正。 （5）其它香型白酒:这类酒的主要代表有西凤酒、董酒、白沙液等，香型各有特征，这些酒的酿造工艺采用浓香型，酱香型，或汾香型白酒的一些工艺，有的酒的蒸馏工艺也采用串香法。

按酒质分 （1）国家名酒:国家评定的质量最高的酒，白酒的国家级评比，共进行过5次。茅台酒、 汾酒、泸州老窖、五粮液等酒在历次国家评酒会上都被评为名酒。 （2）国家级优质酒:国家级优质酒的评比与名酒的评比同时进行。 （3）各省，部评比的名优酒 （4）一般白酒:一般白酒占酒产量的大多数，价格低廉，为百姓所接受。有的质量也不错。这种白酒大多是用液态法生产的。

按酒度的高低分 （1）高度白酒 这是我国传统生产方法所形成的白酒，酒度在41度以上，多在55度以上，一般不超过65度。 （2）低度白酒 采用了降度工艺，酒度一般在38度。也有的20多度。

工 业 乳 酸 发 酵 许多根霉都能产生L-乳酸，最重要的工业用菌种是米根霉，它的生长需要氧气，其产物除L-乳酸外，还有乙醇、富马酸、琥珀酸、苹果酸以及乙酸等，属于异性发酵。米根霉本身具有较强的产淀粉酶能力，可以直接利用淀粉生产L-乳酸。

乳 酸 发 酵 途 径

乳 酸 发 酵 途 径

柠 檬 酸 发 酵 青霉、毛霉、木霉、曲霉和葡萄孢霉中的一些菌株能利用淀粉质原料大量生产柠檬酸；节杆菌、放线菌及假丝酵母能利用正烃烷为碳酸生产柠檬酸。 工业上应用的主要是利用淀粉的黑曲霉和利用正烃烷的假丝酵母。

酶的微生物生产 酶名称 产酶微生物 用途 a-淀粉酶 米曲霉、黑曲霉 织物退浆、酒精及其他发酵工业液化淀粉 葡萄糖淀粉酶 根霉、黑曲霉、内孢霉、红曲霉 制造葡萄糖、糖化剂 纤维素酶 绿色木霉、曲霉 消化植物细胞壁、饲料添加剂 菊粉酶 霉菌、酵母菌、细菌 水解菊粉，生产高果糖浆 橙皮苷酶 黑曲霉 防止蜜橘汁混浊 花青素酶 桃子、葡萄脱色 果胶酶 木质壳酶、黑曲霉 果汁澄清 A葡萄糖苷酶 酒类酿造 超氧化物歧化酶 酵母菌、霉菌 清除自由基、食品添加剂

底物脱氢的途径 生物氧化的过程 一般包括三个环节： ①底物脱氢（或脱电子）作用（该底物称作电子供体或供氢体） ②氢（或电子）的传递（需中间传递体，如NAD、FAD等） ③最后氢受体接受氢（或电子）（最终电子受体或最终氢受体） 底物脱氢的途径 (1)、EMP途径 (2)、HMP (3)、ED (4)、TCA

异养微生物的生物氧化 依据氧化还原中电子受体的不同分为： 发酵 呼吸

发 酵 概念：微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种代谢产物的过程。 实质：部分的氧化，终产物不是二氧化碳和水，产生少量能量。 途径：脱氢、递氢、受氢

底物脱氢的途径

( 又称：Embden-Meyerhof-Parnas途径，简称：EMP途径) 葡萄糖的酵解作用 ( 又称：Embden-Meyerhof-Parnas途径，简称：EMP途径) 活化 葡萄糖激活的方式 己糖异构酶 磷酸果糖激酶 果糖二磷酸醛缩酶 氧化 甘油醛-3-磷酸脱氢酶 磷酸甘油酸激酶 甘油酸变位酶 移位 烯醇酶 磷酸化 丙酮酸激酶

HMP途径 (戊糖磷酸途径)（Hexose Monophophate Pathway） 葡萄糖经转化成6-磷酸葡萄糖酸后，在6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的催化下，裂解成5-磷酸戊糖和CO2。磷酸戊糖进一步代谢有两种结局， ①磷酸戊糖经转酮—转醛酶系催化，又生成磷酸己糖和磷酸丙糖（3-磷酸甘油醛），磷酸丙糖借EMP途径的一些酶，进一步转化为丙酮酸。称为不完全HMP途径。 ②由六个葡萄糖分子参加反应，经一系列反应，最后回收五个葡萄糖分子，消耗了1分子葡萄糖（彻底氧化成CO2 和水），称完全HMP途径。

耗能阶段 C6 2C3 产能阶段 4 ATP 2ATP 2C3 2 丙酮酸 2NADH2 HMP途径的总反应 C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi 2CH3COCOOH+2NADH2+2H++2ATP+2H2O

又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）裂解途径。 ED途径 又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）裂解途径。 存在于多种细菌中（革兰氏阴性菌中分布较广）。 ED途径可不依赖于EMP和HMP途径而单独存在，是少数缺乏完整EMP途径的微生物的一种替代途径，未发现存在于其它生物中。 ATP ADP NADP+ NADPH2 葡萄糖 6-磷酸-葡萄糖 6-磷酸-葡萄酸 ~~激酶 （与EMP途径连接） ~~氧化酶 (与HMP途径连接) EMP途径 3-磷酸-甘油醛 ~~脱水酶 2-酮-3-脱氧-6-磷酸-葡萄糖酸 EMP途径 丙酮酸 ~~醛缩酶 有氧时与TCA环连接 无氧时进行细菌发酵

ATP C6H12O6 ED途径的总反应 ADP KDPG ATP 2ATP NADH2 NADPH2 2丙酮酸 6ATP 2乙醇 (有氧时经过呼吸链) （无氧时进行细菌乙醇发酵）

关键反应：2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸的裂解 催化的酶：6-磷酸脱水酶，KDPG醛缩酶 相关的发酵生产：细菌酒精发酵 优点：代谢速率高，产物转化率高，菌体生成少，代谢副产物少，发酵温度较高，不必定期供氧 缺点：pH5，较易染菌；细菌对乙醇耐受力低

1 G  乳酸 + 乙醇 + 1 ATP + NADPH + H+ PK途径（磷酸酮解酶途径） a、磷酸戊糖酮解酶途径（肠膜明串珠菌、番茄乳杆菌、甘露醇乳杆菌、短杆乳杆菌 ） G 5-磷酸-木酮糖 特征性酶 木酮糖酮解酶 乙酰磷酸 + 3-磷酸-甘油醛 丙酮酸 乙醇 乳酸 1 G  乳酸 + 乙醇 + 1 ATP + NADPH + H+

b、磷酸己糖酮解酶途径——又称HK途径（两歧双歧杆菌） G 6-磷酸-果糖 特征性酶 磷酸己糖酮解酶 4-磷酸-赤藓糖 + 乙酰磷酸 6-磷酸-果糖 5-磷酸-木酮糖 ，5-磷酸-核糖 乙酸 戊糖酮解酶 3--磷酸甘油醛+ 乙酰磷酸 乳酸 乙酸 1 G  乳酸 + 1.5乙酸 + 2.5 ATP

（1）EMP途径—己糖二磷酸途径 该途径为微生物生理活动提供能量和NADH，中间产物为合成代谢提供碳骨架，并在一定条件下可合成多糖。 （2）HMP途径—戊糖磷酸途径，己糖单磷酸途径，磷酸葡糖酸途径。 该途径 为核苷酸、核酸合成提供戊糖磷酸 产生大量NADPH2还原剂，用于合成物质或产能 反应中存在大量的C3-C7糖，使得可用碳源变广 C3-C7糖可用于其他物质的合成 可产生多种发酵产物

（3）ED途径—2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸（KDPG）裂解途径 该途径利用葡萄糖反应步骤简单，产能效率低，它是少数EMP途径不完整的细菌（一些假单胞菌等）的特有途径，是细菌的酒精发酵途径，这是近年来发展起来的产业，传统的酒精发酵利用的是酵母。

（4）磷酸解酮酶途径 明串珠菌进行异形乳酸发酵时分解己糖和戊糖的途径，关键是磷酸解酮酶的作用，包括磷酸戊糖解酮酶（PK）和磷酸己糖解酮酶（HK）。

由表可见，在微生物细胞中，有的同时存在多条途径来降解葡萄糖，有的只有一种。在某一具体条件下，拥有多条途径的某种微生物究竟经何种途径代谢，对发酵产物影响很大。

发酵作用 ☆概念：在生物氧化中发酵是指无氧条件下，底物脱氢后所产生的还原力不经过呼吸链传递而直接交给一内源氧化性中间代谢产物的一类低效产能反应。 在发酵工业上，发酵是指任何利用厌氧或好氧微生物来生产有用代谢产物的一类生产方式。 ☆发酵途径：葡萄糖在厌氧条件下分解的产能途径主要有EMP、HMP、ED和PK途径。

☆发酵类型：在上述途径中均有还原型氢供体——NADH+H+和NADPH+H+产生，但产生的量并不多，如不及时使它们氧化再生，糖的分解产能将会中断，这样微生物就以葡萄糖分解过程中形成的各种中间产物为氢（电子）受体来接受NADH+H+和NADPH+H+的氢（电子），于是产生了各种各样的发酵产物。 根据发酵产物的种类有乙醇发酵、乳酸发酵、丙酸发酵、丁酸发酵、混合酸发酵、丁二醇发酵、及乙酸发酵等。

丙酮酸的发酵产物 ①酵母型酒精发酵 ②同型乳酸发酵 ③丙酸发酵 ④混合酸发酵 ⑤2,3—丁二醇发酵 ⑥丁酸发酵

※该乙醇发酵过程只在pH3.5~4.5以及厌氧的条件下发生。 -2CO2 ※该乙醇发酵过程只在pH3.5~4.5以及厌氧的条件下发生。

★当发酵液处在碱性条件下，酵母的乙醇发酵会改为甘油发酵。 原因：该条件下产生的乙醛不能作为正常受氢体，结果2分子乙醛间发生歧化反应，生成1分子乙醇和1分子乙酸； CH3CHO+H2O+NAD+ CH3COOH+NADH+H+ CH3CHO+NADH+H+ CH3CH2OH+ NAD+ 此时也由磷酸二羟丙酮担任受氢体接受3-磷酸甘油醛脱下的氢而生成 -磷酸甘油，后者经-磷酸甘油酯酶催化，生成甘油。 2葡萄糖 2甘油+乙醇+乙酸+2CO2

3%的亚硫酸氢钠（或pH7） CO2 酵母菌的一型和二型发酵 NAD+ NADH 丙酮酸 乙醛 乙醇 （磺化羟基乙醛） NADH NAD+ 磷酸二羟基丙酮 磷酸甘油 甘油

+ATP 2H 2-酮-3-脱氧-6-磷酸-葡萄糖酸 3-磷酸甘油醛 丙酮酸 2H 2ATP 丙酮酸

☆酵母菌（在pH3.5-4.5时）的乙醇发酵 ~脱羧酶 ~脱氢酶 丙酮酸 乙醛 乙醇 通过EMP途径产生乙醇，总反应式为： C6H12O6+2ADP+2Pi 2C2H5OH+2CO2+2ATP ☆细菌(Zymomonas mobilis)的乙醇发酵 通过ED途径产生乙醇，总反应如下： 葡萄糖+ADP+Pi 2乙醇+2CO2+ATP ☆细菌(Leuconostoc mesenteroides)的乙醇发酵 通过HMP途径产生乙醇、乳酸等，总反应如下： 葡萄糖+ADP+Pi 乳酸+乙醇+CO2+ATP 同型乙醇发酵：产物中仅有乙醇一种有机物分子的酒精发酵 异型乙醇发酵：除主产物乙醇外，还存在有其它有机物分子的发酵

微生物进行何种发酵产生哪种产物取决于其体内具有的酶系。 酒精发酵的类型 （1）通过EMP途径的酵母酒精发酵（酿酒酵母） 1 葡萄糖+ 2 ADP + 2 Pi 2 乙醇 + 2 二氧化碳 + 2 ATP （2）通过HMP途径的细菌酒精发酵（肠膜明串珠菌） 1葡萄糖 +ADP + Pi 1 乳酸 +2 乙醇 + 1二氧化碳 + 1ATP （3）通过ED途径的酒精发酵（运动发酵单胞菌） 1 葡萄糖 + 1 ADP + 1Pi 2 乙醇 + 2 二氧化碳 + 1 ATP

B、乳酸发酵 乳酸细菌能利用葡萄糖及其他相应的可发酵的糖产生乳酸，称为乳酸发酵。 由于菌种不同，代谢途径不同，生成的产物有所不同，将乳酸发酵又分为同型乳酸发酵、异型乳酸发酵和双歧杆菌发酵。 同型乳酸发酵：（经EMP途径） 异型乳酸发酵：（经HMP途径） 双歧杆菌发酵: （经HK途径—磷酸己糖解酮酶途径）

Lactobacillus plantarum 2乳酸 2丙酮酸 4ATP 2NAD+ 2NADH 4ADP 3-磷酸甘油醛 2( 1,3-二-磷酸甘油酸） 2ATP 2ADP 葡萄糖 磷酸二羟丙酮 Lactococcus lactis Lactobacillus plantarum

ATP ADP NAD+ NADH NAD+ NADH 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖酸 5-磷酸木酮糖 葡萄糖 -CO2

磷酸己糖解酮酶 逆HMP途径 乙酸激酶 2甘油醛 -3-磷酸 2乙酰磷酸

同型乳酸发酵和异型乳酸发酵的比较

PEP羧化酶 乳酸脱氢酶 +2H 丙酮酸甲酸裂解酶 乙醛脱氢酶 磷酸转乙酰酶 乙酸激酶 产气 产酸

EMP -乙酰乳酸合成酶 -乙酰乳酸脱羧酶 2,3-丁二醇脱氢酶

总结：微生物的发酵类型 无氧条件下，丙酮酸的进一步代谢，不同的微生物有不同的方式——发酵类型 A.酵母的三型发酵 乙醇发酵：丙酮酸 乙醛 乙醇 甘油发酵：磷酸二羟丙酮 -甘油磷酸 甘油 三型发酵：磷酸二羟丙酮 甘油磷酸 甘油 丙酮酸 乙醛 乙醇 丙酮酸 乙醛 乙酸

B.乳酸发酵 丙酮酸 乳酸 类型： 同型乳酸发酵：葡萄糖 丙酮酸 乳酸 异型乳酸发酵：葡萄糖 3-磷酸甘油醛 丙酮酸 乳酸 乙酰磷酸 乙醇和乙酸 双歧发酵：葡萄糖 乳酸 乳酸脱氢酶

C.混合发酵 葡萄糖 丙酮酸 乳酸，乙酸，乙醇，甲醇， 二氧化碳，氢气 磷酸烯醇式丙酮酸 琥珀酸 微生物进行何种发酵产生哪种产物取决于其体内具有的酶系。

呼吸作用：微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD(P)+、FAD或FMN等电子载体，再经电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其他还原型产物并释放能量的过程。 有氧呼吸（aerobic respiration）： 以分子氧作为最终电子受体 无氧呼吸（anaerobic respiration）： 以氧化型化合物作为最终电子受体

循环的结果是乙酰CoA 被彻底氧化成CO2和H2O，每氧化1分子的乙酰CoA 可产生12分子的ATP，草 酰乙酸参与反应而本身 并不消耗。

三羧酸循环 又称TCA循环 在细菌中大多数酶存在于细胞质中；只有琥珀酸脱氢酶是结合于细胞膜或线粒体膜上。 主要产物： 呼吸链 NADH+4H 12ATP 呼吸链 C FADH 2ATP CO~CoA CH 3 3 GTP （底物水平） ATP 3CO 2 在物质代谢中的地位：枢纽位置 工业发酵产物：柠檬酸、苹果酸、延胡索酸、琥珀酸和谷氨酸

递氢、受氢和ATP的产生 ★根据递氢特别是受氢过程中氢受体性质的不同,把微生物能量代谢分为呼吸作用和发酵作用两大类。 ★经上述脱氢途径生成的NADH、NADPH、FAD等还原型辅酶通过呼吸链等方式进行递氢，最终与受氢体（氧、无机或有机氧化物）结合，以释放其化学潜能。 ★根据递氢特别是受氢过程中氢受体性质的不同,把微生物能量代谢分为呼吸作用和发酵作用两大类。 发酵作用：没有任何外援的最终电子受体的生物氧化模式； 呼吸作用：有外援的最终电子受体的生物氧化模式； ★呼吸作用又可分为两类： 有氧呼吸——最终电子受体是分子氧O2; 无氧呼吸——最终电子受体是O2以外的 无机氧化物，如NO3-、SO42-等。 发酵作用：没有任何外援的最终电子受体的生物氧化模； 呼吸作用：有外援的最终电子受体的生物氧化模式； ★呼吸作用又可分为两类： 有氧呼吸——最终电子受体是分子氧O2; 无氧呼吸——最终电子受体是O2以外的 无机氧化物，如NO3-、SO42-等。

呼吸、无氧呼吸和发酵示意图 C H O 1/2 O 经呼吸链 ①呼吸 - [H] H O A ②无氧 NO ， SO ， CO 呼吸 - 6 12 6 2 经呼吸链 ①呼吸 - [H] H O A 2 ②无氧 NO - ， SO 2 - ， CO 呼吸 3 4 2 - [H] [H] B NO - ， SO 2 - ， CH 2 3 4 - [H] ③发酵 C A 、 B 或 C AH ， BH 或 CH 2 2 2 - [H] （ 发酵产物：乙醇、 CO 乳酸等） 2 脱氢 递氢 受氢

呼吸作用与发酵作用的根本区别： 电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是交给电子传递系统，逐步释放出能量后再交给最终电子受体。

有氧呼吸 TCA循环与电子传递是有氧呼吸中两个主要的产能环节。 概念：是以分子氧作为最终电子(或氢)受体的氧化。 过程：是最普遍、最重要的生物氧化方式。 途径：EMP,TCA循环。 特点：底物的氧化作用不与氧的还原作用直接偶联，而是底物在氧化过程中释放的电子先通过电子传递链（由各种电子传递体，如NAD,FAD,辅酶Q和各种细胞色素组成）最后才传递到氧。 TCA循环与电子传递是有氧呼吸中两个主要的产能环节。

葡萄糖 糖酵解作用 丙酮酸 无氧 有氧 发酵 三羧酸循环 各种发酵产物 被彻底氧化生成CO2和水，释放大量能量。

ATP的生成 微生物能量代谢活动中所涉及的主要是ATP（高能分子）形式的化学能. ATP是生物体内能量的载体或流通形式.当微生物获得能量后,都是先将获得的能量转换成ATP.当需要能量时,ATP分子上的高能键水解,重新释放出能量。 ｛ 光合磷酸化 氧化磷酸化 ATP的生成方式: ｛ 底物水平磷酸化 电子传递磷酸化

（2）无氧呼吸 概念：以无机氧化物中的氧作为最终电子（和氢）受体的氧化作用。 某些厌氧和兼性厌氧微生物在无氧条件下进行无氧呼吸； 无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是NO3-、NO2-、SO42-、S2O32-、CO2等无机物，或延胡索酸（fumarate）等有机物。 无氧呼吸也需要细胞色素等电子传递体，并在能量分级释放过程中伴随有磷酸化作用，也能产生较多的能量用于生命活动。 由于部分能量随电子转移传给最终电子受体，所以生成的能量不如有氧呼吸产生的多。

能进行硝酸盐呼吸的细菌被称为硝酸盐还原细菌，主要生活在土壤和水环境中，如假单胞菌、依氏螺菌、脱氮小球菌等。 硝酸盐还原细菌被认为是一种兼性厌氧菌，无氧但环境中存在硝酸盐时进行厌氧呼吸，而有氧时其细胞膜上的硝酸盐还原酶活性被抑制，细胞进行有氧呼吸。

反硝化作用的生态学作用： 土壤及水环境 好氧性机体的呼吸作用 氧被消耗而造成局部的厌氧环境 硝酸盐还原细菌进行厌氧呼吸 土壤中植物能利用的氮 （硝酸盐NO3-）还原成 氮气而消失，从而降低 了土壤的肥力。 反硝化作用在氮素循环中的重要作用 硝酸盐是一种容易溶解于水的物质，通常通过水从土壤流入水域中。如果没有反硝化作用，硝酸盐将在水中积累，会导致水质变坏与地球上氮素循环的中断。 松土，排除过多的水分，保 证土壤中有良好的通气条件。

其它厌氧呼吸： 延胡索酸呼吸：兼性厌氧，将延胡索酸还原成琥珀酸。延胡索酸是最终电子受体，而琥珀酸是还原产物。 碳酸盐呼吸、铁呼吸、硫酸盐呼吸等。

有关“鬼火”的生物学解释 在无氧条件下，某些微生物在没有氧、氮或硫作为呼吸作用的最终电子受体时，可以磷酸盐代替，其结果是生成磷化氢（PH3），一种易燃气体。当有机物腐败变质时，经常会发生这种情况。 若埋葬尸体的坟墓封口不严时，这种气体就很易逸出。在夜晚，气体燃烧会发出绿幽幽的光。长期以来人们无法正确地解释这种现象，将其称之为“鬼火”。

多种物质可被各种微生物用作最终电子受体，充分体现了微生物代谢类型的多样性。 厌氧呼吸的产能较有氧呼吸少，但比发酵多，它使微生物在没有氧的情况下仍然可以通过电子传递和氧化磷酸化来产生ATP，因此对很多微生物是非常重要的。 多种物质可被各种微生物用作最终电子受体，充分体现了微生物代谢类型的多样性。

微生物的合成代谢 微生物的合成主要指与细胞结构、生长和生命活动有关的生物大分子物质的合成，这些物质包括蛋白质、核酸、多糖及脂类等化合物。在微生物的合成代谢中有许多过程与其他生物是基本相同的，如蛋白质和核酸等物质的合成，在生物化学中已作了专门介绍。

微生物次级代谢与次级代谢产物 初级代谢： 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必需的物质和能量的过程，称为初级代谢。

次级代谢： 某些生物为了避免在初级代谢过程某种中间产物积累所造成的不利作用而产生的一类有利于生存的代谢类型。 次级代谢产物大多是分子结构比较复杂的化合物。 如抗生素、激素、生物碱、毒素及维生素等类型。

1、存在范围及产物类型不同 初级代谢是一类普遍存在于各类生物中的一种基本代谢类型。 次级代谢只存在于某些生物（如植物和某些微生物）中。代谢途径和产物因生物不同而不同；同种生物也会由于培养条件不同而产生不同的次级代谢产物。

不同的微生物可产生不同的次级代谢产物： 例如某些青霉、芽孢杆菌和黑曲霉在一定的条件下可以分别合成青霉素、杆菌肽和柠檬酸等次级代谢产物。 相同的微生物在不同条件下产生不同的初级代谢产物

☆微生物代谢调节系统的特点：精确、可塑性强，细胞水平的代谢调节能力超过高等生物。 微生物的代谢调控 微生物代谢过程中的自我调节 ☆微生物代谢调节系统的特点：精确、可塑性强，细胞水平的代谢调节能力超过高等生物。 成因：细胞体积小，所处环境多变。

举例：大肠杆菌细胞中存在2500种蛋白质，其中上千种是催化正常新陈代谢的酶。每个细菌细胞的体积只能容纳10万个蛋白质分子，所以每种酶平均分配不到100个分子。如何解决合成与使用效率的经济关系？ 解决方式：组成酶（constitutive enzyme）经常以高浓度存在，其它酶都是诱导酶（inducible enzyme），在底物或其类似物存在时才合成，诱导酶的总量占细胞总蛋白含量的10%。

（2）通过酶的定位控制酶与底物的接触 1）真核微生物酶定位在相应细胞器上；细胞器各行使某种特异的功能； 2）原核微生物在细胞内划分区域集中某类酶行使功能： 与呼吸产能代谢有关的酶位于膜上； 蛋白质合成酶和移位酶位于核糖体上； 同核苷酸吸收有关的酶在G-菌的周质区。

（1）控制营养物质透过细胞膜进入细胞 如：只有当速效碳源或氮源耗尽时，微生物才合成迟效碳源或氮源的运输系统与分解该物质的酶系统。

（3） 通过酶促反应速度来调节 ②细调：调节现有酶分子的活性 1)可逆反应途径由同种酶催化，可由不同辅基或辅酶控制代谢物流向：如: 两种Glu脱氢酶：以NADP为辅基 Glu合成 以NAD为辅基 Glu分解 2)通过调节酶的活性或酶的合成量。 关键酶: 某一代谢途径中的第一个酶或分支点后的第一个酶。 ①粗调：调节酶的合成量 ②细调：调节现有酶分子的活性 3)通过调节产能代谢速率。

（4）酶活性的调节 通过改变现成的酶分子活性来调节新陈代谢的速率的方式。是酶分子水平上的调节，属于精细的调节。 调节方式： (1)、酶活性的激活：在代谢途径中后面的反应可被较前面的反应产物所促进的现象；常见于分解代谢途径。 (2)酶活性的抑制： 包括：竞争性抑制和反馈抑制。

微生物代谢与生产实践 一、微生物代谢产物的利用 利用微生物代谢过程中产生的众多代谢产物生产各种发酵产品。 按照积累产物类型： 初级代谢产物，如氨基酸、核苷类，以及酶或辅酶； 次级代谢产物，抗生素、激素、生物碱、毒素及维生 素等。 按照发酵类型： 自然发酵：酒精、乳酸等， 代谢控制发酵：终端产物，赖氨酸、鸟苷酸、腺苷酸等； 中间产物，柠檬酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、 高丝氨酸、肌苷酸、黄苷酸等；

三、微生物工业生产中的代谢调节 1．发酵条件的控制 人们通过对微生物菌种营养和培养条件的控制生产所要的目的产品: 1）培养条件：温度、pH值、渗透压的控制； 2）营养成分的控制：葡萄糖浓度、碳氮比、生长因子、无机离子等； 3）溶解氧的控制：通气量，搅拌等。

微生物代谢与代谢工程 近年来，基因工程的不断发展，也为微生物代谢在发酵生产的应用提供了新的方法。 人们通过分子生物学技术和DNA重组技术, 可以定向地对细胞代谢途径进行修饰或引入新的反应，以改进产物的生成或改变细胞的代谢特性。但这些改进都是与微生物的基因调控和代谢调控及生化工程相结合来实现的。 利用DNA重组技术改变微生物代谢流，扩展和构建新的代谢途径，或通过关联酶将两个代谢途径连接形成新的的代谢流的研究，取得了令人瞩目的进展。

引入木糖代谢途径（戊糖代谢生产乙醇的代谢工程） —酵母菌Saccharomyces的代谢工程 克隆来自细菌的木糖异构酶基因， 克隆来自柄状毕赤酵母（Pichia stipitis）的木糖还原酶和木糖醇脱氢酶基因。

微生物代谢活性的利用 1．生物转化 生物转化是指利用生物体代谢过程中产生的酶使底物进行有机反应。生物转化一般采用微生物细胞或微生物酶作催化剂，故又称作微生物转化。 微生物转化的一个重要领域是手性化合物的合成与拆分。 主要应用在药物、香料，杀虫剂、杀菌剂，除草剂，昆虫激素等方面。

2．微生物降解秸杆 秸秆成分中的纤维素和半纤维素能够被草食动物的瘤胃微生物充分降解利用，但由于木质素和纤维素之间镶嵌在一起形成坚固的酯键，阻碍了瘤胃微生物对纤维素的降解，导致秸秆消化率低。因此提高秸秆消化率的关键是降解木质素，打断酯键。 英国Aston大学最近从秸秆堆中分离出一种白腐真菌，这种微生物只降解木质素，不降解纤维素，用作处理秸秆，可使秸秆的体外消化率从19.63%提高到41.13%。 白腐真菌分解木质素的机理是：在适宜的条件下，白腐真菌的菌丝首先用其分泌的超纤维氧化酶溶解表面的蜡质，然后菌丝进入秸秆内部，并产生纤维素酶、半纤维素酶、内切聚糖酶、外切聚糖酶，降解秸秆中的木质素和纤维素，使其成为含有酶的糖类，从而使秸秆变得香甜可口，易于消化吸收。

人类利用具有氧化硫化物矿中的硫和硫化物能力的微生物将硫化矿中的重金属通过转化成高度水溶性的重金属硫酸盐而从低品位矿中浸出来生产黄金。 3．微生物冶金、采油 人类利用具有氧化硫化物矿中的硫和硫化物能力的微生物将硫化矿中的重金属通过转化成高度水溶性的重金属硫酸盐而从低品位矿中浸出来生产黄金。 如，氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferooxidans)的氧化作用可从金矿石中除去硫、砷，浸提黄金，如果用化学方法浸提金的话，其得率不到70％； 俄罗斯科学家使用多种适于在石油中生存的微生物，将其与催化剂一同置于采油管内，这些微生物新陈代谢的产物可以大大增强石油的流动性，从而提高采油率，而不会影响石油的质量。

4．生物降解 迄今为止,已知的环境污染物达数十万种之多，其中大量的是有机物。由于微生物的代谢类型极其多样，作为一个整体，微生物分解有机物的能力是惊人的。可以说，凡自然界存在的有机物，几乎都能被微生物所分解。 我们可从中筛选出一些污染物的高效降解菌。更可利用这一原理定向驯化、选出污染物的高效降解菌，以使不可降解的或难降解的污染物，转变为能降解的，甚至能使它们迅速、高效地去除。

醋的生产 一、醋酸菌：醋酸杆菌属和葡糖氧化杆菌属 1、生物学特征：细胞椭圆形杆状，G+，无芽孢，有或无鞭毛，化能异养。能够利用葡糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、酒精作为碳源，利用蛋白质水解物、尿素、硫酸铵为氮源，生长繁殖所需无机元素有P、K、Mg，严格厌氧，最适生长温度为30-35度，不耐热，最适酸碱度为PH3.5-6.5，不耐盐。 2、主要菌种：纹膜醋酸杆菌，奥尔兰醋酸杆菌，许氏醋杆菌，AS1.41醋酸杆菌，沪酿1.01醋酸杆菌

二、酿造方法 1、传统酿造法 （1）原理：粮食等原料经粉碎、浸渍、蒸煮、冷却后，先经霉菌糖化剂或糖化酶作用，使淀粉糖化为可发酵性糖类；其次，通过酵母菌的发酵作用，使其转化为酒精；然后，通过醋酸菌的作用，使酒精氧化为醋酸；最后，经加盐、淋醋、陈酿、过滤、煎醋（杀菌）等工艺制成成品。

2、 新型工艺酿醋法 （1）生料固态酿造法 原理：原料不进行蒸煮，而是粉碎浸泡后直接糖化和发酵，节约耗能。 缺点：生淀粉糖化困难，杂菌污染较多。 工艺： （2）酶法液化通风回流喷淋制醋 原理：利用淀粉酶制剂将淀粉液化，利用自然通风和醋汁回流代替倒醅，可提高原料利用率，降低耗能，实现管道化和机械化。 工艺:

（3）空气自吸式罐液体深层发酵制醋 原理：将淀粉质原料液化、糖化、酒精发酵后，在空气自吸式发酵罐中完成液体深层醋酸发酵。原料利用率高，机械化程度高，生产周期短，产品质量稳定。 工艺： （4）速酿醋（塔醋） 原理：白酒、种醋、酵母液、水按比例配成醋酸发酵原料液，通过离心泵循环喷洒在含有醋酸菌填充料的耐酸陶瓷速酿塔上，原料液自上而下流动，空气自下而上流动，使酒精氧化为醋酸，再经陈酿制成。

三、醋母、酒母、菌种的扩大培养工艺 斜面原种 斜面活化（32度，18-24小时） 200毫升液体震荡培养（32度，12小时） 1000毫升三角烧瓶培养（一级种子） 5 0-500升种子罐（二级种子） 淋醋：用水将成熟醋醅中的有效成分溶解出来得到醋液。 陈酿：增加食醋风味。 醋醅陈酿：将成熟醋醅压实盖严，封存20-30天 醋液陈酿：将淋出的醋液封存30-60天

3.呼吸作用 微生物在降解底物的过程中，将释放出来的电子交给电子载体，再经过电子传递系统传递给外源电子受体，从而生成水或其它还原产物并释放能量的过程。 类型： 有氧呼吸：分子氧作为最终电子受体 无氧呼吸：还原型氧化物作为最终电子受体

有氧呼吸： 葡萄糖→丙酮酸→乙酰辅酶A →三羧酸循环→ 二氧化碳和NADH，FADH，NADPH →呼吸链→水和ATP 能量统计： 1摩尔葡萄糖经有氧呼吸最终产生38摩尔ATP 其中：糖酵解过程产生8摩尔；丙酮酸经过三羧酸循环产生30摩尔 电子传递系统，也叫呼吸链，是一系列氢和电子传递体组成的多酶氧化还原体系，主要包括：NADH脱氢酶，黄素蛋白，铁硫蛋白，细胞色素，醌及化合物。

无氧呼吸 厌氧和兼性厌氧微生物在无氧条件下，以NO3-、NO2-、SO42-、S2O32-、CO2等为最终电子受体进行的生物氧化作用，经过部分呼吸链，最终递给受氢体。依据末端受氢体的不同，可有下面的分类：

依据末端受氢体的不同，可有下面的分类： 无机盐呼吸 硝酸盐呼吸 硫酸盐呼吸 硫呼吸 碳酸盐呼吸 延胡索酸呼吸（产琥珀酸细菌） 无氧呼吸