1樓:匿名使用者
酵母菌是一些單細胞真菌,並非系統演化分類的單元。酵母菌是人類文明史中被應用得最早的微生物。可在缺氧環境中生存。
目前已知有1000多種酵母,根據酵母菌產生孢子(子囊孢子和擔孢子)的能力,可將酵母分成三類:形成孢子的株系屬於子囊菌和擔子菌。不形成孢子但主要通過出芽生殖來繁殖的稱為不完全真菌,或者叫「假酵母」(類酵母)。
目前已知大部分酵母被分類到子囊菌門。酵母菌在自然界分佈廣泛,主要生長在偏酸性的潮溼的含糖環境中,而在釀酒中,它也十分重要。
酵母營專性或兼性好氧生活,目前未知專性厭氧的酵母。在缺乏氧氣時,發酵型的酵母通過將糖類轉化成為二氧化碳和乙醇(俗稱酒精)來獲取能量。
c6h12o6(酶)→2c2h5oh(酒精)+2co2+少量能量 (厭氧呼吸)
在釀酒過程中,乙醇被保留下來;在烤麵包或蒸饅頭的過程中,二氧化碳將麵糰發起,而酒精則揮發。
呼吸方式:
在有氧氣的環境中,酵母菌將葡萄糖轉化為水和二氧化碳:好氧呼吸;
無氧的條件下,將葡萄糖分解為二氧化碳和酒精. :厭氧呼吸。
在溫度適合時,氧氣和養料充足的條件下,以出芽方式迅速增殖:好氧呼吸。
所以:好氧呼吸和厭氧呼吸兩種都有。大多數處於好氧呼吸狀態。
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酵母菌酒精發酵的原理 還有代謝途徑 5
2樓:匿名使用者
酵母菌是一些單細胞真菌,並非系統演化分類的單元。酵母菌是人類文明史中被應用得最早的微生物。可在缺氧環境中生存。
目前已知有1000多種酵母,根據酵母菌產生孢子(子囊孢子和擔孢子)的能力,可將酵母分成三類:形成孢子的株系屬於子囊菌和擔子菌。不形成孢子但主要通過出芽生殖來繁殖的稱為不完全真菌,或者叫「假酵母」(類酵母)。
目前已知大部分酵母被分類到子囊菌門。酵母菌在自然界分佈廣泛,主要生長在偏酸性的潮溼的含糖環境中,而在釀酒中,它也十分重要。
酵母營專性或兼性好氧生活,目前未知專性厭氧的酵母。在缺乏氧氣時,發酵型的酵母通過將糖類轉化成為二氧化碳和乙醇(俗稱酒精)來獲取能量。
c6h12o6(酶)→2c2h5oh(酒精)+2co2+少量能量 (厭氧呼吸)
在釀酒過程中,乙醇被保留下來;在烤麵包或蒸饅頭的過程中,二氧化碳將麵糰發起,而酒精則揮發。
呼吸方式:
在有氧氣的環境中,酵母菌將葡萄糖轉化為水和二氧化碳:好氧呼吸;
無氧的條件下,將葡萄糖分解為二氧化碳和酒精. :厭氧呼吸。
在溫度適合時,氧氣和養料充足的條件下,以出芽方式迅速增殖:好氧呼吸。
所以:好氧呼吸和厭氧呼吸兩種都有。大多數處於好氧呼吸狀態。
3樓:匿名使用者
將原料通過微生物分解,而
產生酒精,這是釀酒過程中非常關鍵的一步。
一、糖化菌 用澱粉質原料生產酒精時,在進行乙醇發酵之前,一定要先將澱粉全部或部分轉化成葡萄糖等可發酵成糖,這種澱粉轉化為糖的過程稱為糖化,所用催化劑稱為糖化劑。糖化劑可以是由微生物製成的糖化曲(包括固體曲和液體曲),也可以是商品酶製劑。無機酸也可以起糖化劑作用,但酒精生產中一般不採用酸糖化。
能產生澱粉酶類水解澱粉的微生物種類很多,但它們不是都能作為糖化菌用於生產糖化曲,在實際生產中主要用的是麴黴和根黴。 歷史上曾用過的麴黴包括黑麴黴、白麴黴、黃麴黴、米麴黴等。黑麴黴群中以宇佐美氏麴黴(aspergillus usamii)、泡盛麴黴(asp.
awamori)和甘薯麴黴(asp.batatae)應用最廣。白麴黴以河內白麴黴、輕研二號最為著名。
酒精和白酒生產中,不斷更新菌種,是改進生產、提高澱粉利用率的有效途徑之一。我國的糖化菌種經歷了從米麴黴到黃麴黴,進而發展到用黑麴黴的過程。我國20世紀70年代選育出黑麴黴新菌株as.
3.4309(uv-11),該菌株效能優良,目前的過程。我國很多酒精廠和酶製劑廠都以該菌種生產麩曲、液體曲以及糖化酶等,新的糖化菌株也都是as.
3.4309的變異菌株。 根黴和毛黴也是常用的糖化菌。
著名的阿米諾法,即是以根黴作糖化菌的酒精生產方法。著名的根黴菌有東京根黴(又叫河內根黴)(r.tonkinensis)、魯氏毛黴(m.
rouxii)和爪哇根黴(r.javanicus)等。
二、酒精發酵 許多微生物都能利用已糖化進行酒精發酵,但在實際生產中用於酒精發酵的幾乎全是酒精酵母,俗稱酒母。利用澱粉質原料的酒母在分類上叫啤酒酵母(saccharomyces cerevisiae),是屬於子囊菌亞門酵母屬的一種單細胞微生物。該種酵母菌繁殖速度快,發酵能力即產酒精能力強,並具有較強的耐酒精能力。
常用的酵母菌株有南陽酵母(1300及1308)、拉斯2號酵母(rasse ⅱ)、拉斯12號酵母(rasse ⅺⅰ)、k字酵母、m酵母(hefe m)、日本發研1號、卡爾斯伯酵母等。利用糖質原料的酒母除啤酒酵母外,還有粟酒裂殖酵母(schizosaccharomyces pombe)和克魯維酵母(kluyveromyces.sp)等 除上述酵母菌外,一些細菌如森奈假單胞菌(ps.
lindneri)和嗜糖假單胞菌(ps.saccharophila),可以利用葡萄糖進行發酵生產乙醇。總狀毛黴深層培養時也要產生乙醇。
利用細菌發酵酒精早在80年代初就引起了注意,但此方法還未達到工業化,其中有許多問題有待研究。
三、酒精發酵生化機制 不同生產原料,酒精發酵生化過程不同。對糖質原料,可直接利用酵母將糖轉化成乙醇。對於澱粉質和纖維質原料,首先要進行澱粉和纖維質的水解(糖化),再由酒精發酵菌將糖發酵成乙醇。
1、澱粉質和纖維質原料的水解 澱粉是多糖中最易分解的一種,由許多葡萄糖基團聚合而成。天然澱粉具有直鏈澱粉和支鏈澱粉兩種結構,它們在性質和結構上有差異。 直鏈澱粉是-d葡萄糖通過幔1.
4糖苷鍵連線而成的聚合物。一般認為,直鏈澱粉的聚合度在200~1000範圍內,分子量32400~162000,近來發現聚合度更高的直鏈澱粉。天然直鏈澱粉分子捲曲成螺旋形,螺旋的每一圈含有6個葡萄糖殘基。
直鏈澱粉水溶解於70℃~80℃的溫水,遇碘呈深藍色。在大多數植物澱粉中,直鏈澱粉含量為20%~29%、25%和24%。 支鏈澱粉是幔璂葡萄糖通過幔1,4糖苷鍵及幔1,6糖苷鍵(在分支點上)連線而成的聚合物。
其分子較直接澱粉的大,分子量可達107,分支點之間平均有5~8個葡萄糖苷鍵。支鏈澱粉各個分支捲曲成螺旋狀,整個分子近似球形。支鏈澱粉不溶解於溫水,遇碘呈藍紫。
2、澱粉的糊化、液化 澱粉在水中經加熱會吸收一部分水而發生溶脹。如果繼續加熱至一定溫度(一般在60℃~80℃),澱粉粒即發生破裂,造成黏度迅速增大,體積也隨之迅速變大,這種現象稱為澱粉的糊化。 不同種類澱粉糊化溫度有所不同,苷薯、馬鈴薯、玉米和小麥澱粉的糊化溫度分別為70℃~76℃、59℃~67℃、64℃~72℃和65℃~68℃。
發生糊化現象稱為澱粉的溶解,或稱為液化。馬鈴薯、小麥和玉米支鏈澱粉完全液化的溫度為132℃、70℃~80℃、136℃~141℃和146℃~151℃。 3、澱粉水解 澱粉水解又稱糖化,通過新增酶製劑或糖化曲來完成。
糖化曲中含有的並起作用的澱粉酶類包括α-澱粉酶、β-澱粉酶、葡萄糖澱粉酶和異澱粉酶(脫支酶)。α-澱粉酶能從分子內部切開α-1.4糖苷鍵,但不能水解α-1.
6糖苷鍵及靠近α-1.6糖苷鍵的幾個α-1.4糖苷鍵。
當α-澱粉酶作用於澱粉糊時,能使其黏度迅速下降,故又稱液化酶。直鏈澱粉經該酶水解的最終產物為葡萄糖和麥芽糖,支鏈澱粉水解產物除葡萄糖、麥芽糖外,還有具有α-1.6鍵的極限糊精和含有4個或更多葡萄糖殘基的帶鍵的低聚糖。
β-葡萄糖澱粉酶能從澱粉的非還原末端逐個切下麥芽糖單位,但不能水解α-1.6糖苷鍵,也不能越過α-1.6糖苷鍵水解α-1.
4糖苷鍵,所以該酶水解支鏈澱粉時留下分子量較大的極限糊精。 葡萄糖澱粉酶能從澱粉的非還原末 端逐個切下葡萄糖,它既能水解α-1.6糖苷鍵,又能水解α-1.
4糖苷鍵。由於形成的產物幾乎都是葡萄糖,因此該酶又稱為糖化酶。異澱粉酶專一水解α-1.
6糖苷鍵,因此能切開支鏈澱粉的分支。另外,在糖化曲中除含有澱粉酶類外,還含有一些蛋白酶等,後者在糖化過程中能將蛋白質水解成腖、多肽和氨基酸等。 總之,澱粉在以上幾類酶的共同作用下被徹底水解成葡萄糖和麥芽糖。
麥芽糖可在麥芽糖酶的作用下進一步生成葡萄糖。 4、纖維質原料的水解 纖維素是由葡萄糖通過β-1.4糖苷鍵連線而成的聚合物,是一種結構上無分枝、分子量很大、性質穩定的多糖。
其分子量可達幾十萬,甚至幾百萬。纖維素是構成植物細胞壁的主要成分,稻麥秸稈、木材、玉米芯的纖維素含量分別為40%~50%、40%~50%、53%。在植物細胞壁中,纖維素總是和半纖維素、木質素等伴生在一起。
半纖維素是一大類結構不同的多聚糖的統稱。構成半纖維素的成分有d-葡萄糖、d-甘露糖和d-半乳糖等己糖,及d-木糖、l-阿拉伯糖等戊糖以及糖醛酸等。常見的半纖維素分子有:
d-木聚糖、l-阿拉伯聚糖-d-木聚糖、l-阿拉伯聚糖d-半乳聚糖、l-阿拉伯聚糖-d-葡萄糖醛酸-d-木聚糖、d-半乳聚糖-d-葡聚糖-d-甘露聚糖等。這些多聚糖的聚合度(dp)為60~200,直鏈或分枝。半纖維素與纖維素不同,它很容易水解,但由於它們總是交雜在一起,只有當纖維素也被水解時,才可能全部被水解。
根據採用的方法不同可將纖維素的水解法分成三種,即稀酸水解法、濃酸水解法和酶水解法。纖維素酸水解所用的酸為硫酸、鹽酸和氫氟酸等強酸。 水解反應式為:
(c6h10o5)n十nh20→nc6h12o6 無機強酸催化纖維素分解的機理是:酸在水中解離產生h+,h+與水構成不穩定的水合離子h3o+,當h3o+與纖維素鏈上的β-1.4糖苷鍵接觸時,h3o+將1個氫離子交給該糖苷鍵上的氧,使它變成不穩定的四價氧。
當氧鍵斷裂時,與水反應生成兩個羥基,並重新放出h+。h+可再次參與催化水解反應。溶液中h+濃度越高,水解速度越快。
酶水解採用的酶是纖維素酶,它是一種複合酶類,故又稱纖維素酶複合物。已知纖維素酶複合物由c1和cx組成。 天然纖維素的分解過程是:
纖維素先被cl酶降解為較低分子化合物,同時具有水合性,其次由所謂cx的幾種酶作用形成纖維二糖。纖維二糖再由纖維二糖酶(-葡萄糖苷酶)水解成葡萄糖。由於纖維素的效能穩定,無論用酸水解還是用酶水解,都存在水解速度慢,糖得率低的問題,這是影響纖維素科學利用的難題之一。
5、酵母菌的乙醇發酵 酵母菌在厭氧條件下可發酵己糖形成乙醇,其生化過程主要由兩個階段組成。第一階段己糖通過糖酵解途徑(emp途徑)分解成丙酮酸。第二階段丙酮酸由脫羧酶催化生成乙醛和二氧化碳,乙醛進一步被還原成乙醇,整個過程由下圖所示。
葡萄糖發酵成乙醇的總反應式為: c6h12o6→2c2h5oh+2co2+能量 發酵過程中除主要生成乙醇外,還生成少量的其他副產物,包括甘油、有機酸(主要是琥珀酸)、雜醇油(高階醇)、醛類、酯類等,理論上1mol葡萄糖可產生2mol乙醇;即180g葡萄糖產生92g乙醇,的率為51.5%,
酒精會不會把酵母菌殺死,75 的酒精能殺死酵母菌麼?
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