乳酸发酵的类型
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 。 经EMP途径。同型乳酸发酵(homolactic fermentation)是指嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、德氏乳杆菌(Lnc.delbriikii)等乳酸杆菌利用葡萄糖经糖酵解途径生成乳酸的过程。因为乳酸杆菌大都没有脱羧酶,所以糖酵解途径产生的丙酮酸就不能通过脱羧作用而生成乙醛,只有在乳酸脱氢酶催化作用下(需要辅酶I),以丙酮酸作为受氢体,发生还原反应而生成乳酸。由此可以得出,葡萄糖经同型乳酸发酵的总反应式为:
C6 H 12O6+2ADP+2Pi——+2CH3CH(OH)COOH+2ATP
1分子葡萄糖生成2分子乳酸,理论转化率为100% 。 经HMP途径。
异型乳酸发酵(heterolactic fermentation)除生成乳酸外还生成CO2和乙醇或乙酸。其生物合成途径也有两种:6-磷酸葡萄糖酸途径和双歧(bifidus)途径,前者的代表菌株有肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)及葡聚糖明串珠菌(L.dextranicum),后者代表菌株为双歧杆菌(Bi fidobacterium bifidum)。
葡萄糖转化成6-磷酸葡萄糖酸(6-phosphoglu-conate)后,在6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6-phosphogluconate dehydrogenase)作用转化为5-磷酸核酮糖(ribulose-5-phosphate),经5-磷酸核酮糖-3-差向异构酶(ribulose-5-phosphate-3-epimerase)的差向异构作用生成5-磷酸木酮糖(xylulose-5-phosphate),5-磷酸木酮糖在磷酸酮解酶(phosphor01ysis ketonase)的催化作用下可分解为乙酰磷酸(acetyl phosphate) 和3-磷酸甘油醛。前者经磷酸转乙酰酶(phosphotransacetylase)作用转化为乙酰CoA,再经乙醛脱氢酶(acetaldehyde dehydrogenase)和乙醇脱氢酶(aclhoi dehydrogenase)作用最终生成乙醇;后者经EMP途径生成丙酮酸,在乳酸脱氢酶的催化作用下转化为乳酸。通过6-磷酸葡萄糖酸异型乳酸发酵途径,1分子葡萄糖最终可转化为1分子乳酸和1分子乙醇,从而得出乳酸对糖的理论转化率为50% 。 经HK途径—磷酸己糖解酮酶途径。
反应在厌氧条件下进行,反应过程中不发生脱氢反应,1分子葡萄糖经双歧反应途径最终转化为1分子乳酸和1.5分子乙酸,乳酸对糖的理论转化率为50%;途径中有两个磷酸酮解酶参与,即6-磷酸果糖酮解酶(6-phosphofructokinase ketonase)和5-磷酸木酮糖磷酸酮解酶(xylulose-5-phosphorolysis ketonase) 。
乳酸菌、玉米的胚、马铃薯块茎、甜菜块根和骨骼肌等。
这是从乳酸的含量上来界定的。
同型乳酸发酵指的是葡萄糖经过糖酵解途径(EMP)发酵,只生成乳酸这一种代谢产物,从能量守恒上来看就是1
mol葡萄糖可以在理论转化率(100%)下生成2
mol乳酸。但是在微生物发酵过程中势必存在着其它生理活动,所以通常默认为乳酸的转化率达到80%以上即可以算作同型乳酸发酵。
在动物组织中,除特殊的内脏外,几乎所有的组织都具有进行这种发酵的性质。真核微生物中具有代表性的乳酸发酵是米根霉(Rhizopus oryzae)等霉菌类。细菌中则是乳酸杆菌。在乳酸杆菌发酵过程中仅从糖类制造乳酸的,称为同质乳酸发酵菌。链球菌,双球菌,小球菌,乳杆菌属(Lactobacillus)等和一部分乳酸杆菌均属此类。除乳酸以外,还产生乙醇、乙酸和二氧化碳等副产品称为异质乳酸发酵菌。除明串球菌属(leuconostoc)外还有数种乳酸杆菌属于此类。在微生物的同质乳酸发酵中,通过糖酵解途径由糖类生成丙酮酸,经乳酸脱氢酶作用形成乳酸。在微生物链球菌中制造L(+)-乳酸,而乳酸杆菌制造D(—)-乳酸,也有两种乳酸均能制造的等等。在异质乳酸发酵时,与同质乳酸发酵不同,它是按照以下的各个反应进行葡萄糖的分解。
乳酸菌(1actobacillus)在无氧条件下时,丙酮酸就会接受从3一磷酸甘油醛脱下的由NADH携带的氢,在乳酸脱氢酶(1actate dehy.drogenase,LDH)催化下形成乳酸。
乳酸发酵是严格的厌氧发酵,乳酸发酵可以用于奶酪、酸奶、食用泡菜及青贮饲料等行业生产中。乳酸发酵包括同型乳酸发酵和异型乳酸发酵两种类型 。
乳酸化学名2-羟基丙酸乳酸有手性,有两个旋光异构。一个被称为L-(+)-乳酸或(S)-乳酸,另一个被称为D-(-)-乳酸或(R)-乳酸。L-(+)-是在生物学上重要的异构体。乙酸,也叫醋酸,是一种有机一元酸,被公认为食醋内酸味及刺激性气味的来源。纯的无水乙酸(冰醋酸)是无色的吸湿性液体,凝固点为16.7℃(62℉) ,凝固后为无色晶体。尽管根据乙酸在水溶液中的离解能力它是一个弱酸,但是乙酸是具有腐蚀性的,其蒸汽对眼和鼻有刺激性作用。