微生物怎么合成海藻酸
⑴ 微生物主要有哪几条次级代谢合成途径简述之。
【答案】:微生物次生代谢物合成途径主要有:①糖代谢延伸途径,②莽草酸延伸途径,③氨基酸延伸途径,④乙酸延伸途径4条。
①糖代谢延伸途径:是由糖类转化、聚合产生的多糖类、糖苷类和核酸类化合物进一步转化而形成核苷类、糖苷御亏行类和糖衍生物类抗生素;
②莽草酸延伸途径:是镇哗由莽草酸分支途径产生氯霉素等;
③氨基酸延伸途径:是由各种氨基酸衍生、聚合形成多种含氨基酸的抗生素,如多肽类抗生素、β-内酰胺类抗生素、D-环丝氨酸和杀腺癌菌素等;
④乙酸延伸途径:可分两条支路,其一是乙酸经缩合后形成聚酮酐,进而合成大环内酯类、四环素类、灰黄霉素类抗生素和黄曲霉毒素;另一分支是经甲羟戊酸而合成异戊二烯类,进一步合成重要的植物生长刺激素——赤霉素或真菌空激毒素——隐杯伞素等。
⑵ 在固定化酵母生产酒精中氯化钙和海藻酸钠的作用是什么
在制备固定化酵母细胞的实验中,氯化钙溶液的作用是使胶体聚沉,形成稳定的凝胶珠。
海藻酸钙是天然凝胶,由海藻酸钠胶体溶液与氯化钙反应,即可得到海藻酸钙凝胶。由于它的亲水性强,通透性能好,又可根据钙的不同浓度,形成具有相当机械强度的海藻酸钙凝胶。
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氯化钙由钙和氯两种元素组成,白色结晶物质,通常以粉末和颗粒的形式出售。氯化钙具有咸味,因此是许多食物中的主要成分,也可以在饮料中找到。
氯化钙的用途包括防止食物变质,人们常用它作为食物防腐剂,它还有助于保持食品的新鲜度,巴氏奶在加工过程中消解了大量的钙,而添加少量的氯化钙可以帮助凝固,氯化钙也是奶酪很重要的添加剂,氯化钙溶液可以用于冰箱,它是必不可少的冷却剂。
氯化钙在常温下是固体状态,在较低温度下,可以溶于水和乙醇,由于它具有较强的吸潮特性,因此它应该始终密封在容器内储存。如果该化合物暴露于氧气,会变成液态的形式。它可以用来干燥其他的有机液体,因此,有时候也作为干燥剂使用。
该化合物有助于降低水的融化点,比其他化学成分融化冰块的速度更快,因此在极度严寒的条件下,可以用在道路上和人行道上化解结冰,也被广泛用于造纸工业的添加剂和制造业的染料。
⑶ 腐植酸、氨基酸、海藻素和鱼蛋白
目前,我国腐植酸肥料生产企业有1000多家,已经成为世界上最大的腐植酸肥料生产国。腐植酸肥料是利用泥炭、褐煤等原料,采用不同的生产方式,制取含有大量腐植酸和作物生长、发育所需要的氮、磷、钾及某些微量元素的产品。相当于一种有机无机复合肥,属于典型的绿色环保型肥料,能起到改良土壤、增加有效养分、刺激作物生长等作用。
腐植酸的功能特性:
1、对氮肥的增效作用。氮肥多以碳酸和尿素为主,铵态氮性质不稳定,极易挥发,与腐植酸肥料混合后,因腐植酸含有羧基、酚羧基等官能团,有较强的离子交换能力和吸附能力,可以减少铵态氮的损失。
2、对磷肥的增效作用。速效磷肥施入土壤,可溶性磷很容易被土壤固定。增施腐植酸类肥料后,能抑制土壤对水溶性磷的固定,减缓速效磷向迟效、无效态转化,降解的硝基腐植酸增加磷在土壤中的移动距离,促使根系对磷的吸收。
3、对钾肥的增效作用。腐植酸含有官能团可以吸收储存钾离子,既可防止其在沙土及淋溶性土壤中随水流失,又可防止粘性土壤的钾的固定。腐植酸的某些部分为黄腐酸等低分子腐植酸,对含钾硅酸盐、钾长石等矿物有溶蚀作用,可以使其缓慢分解,增加钾的释放量,提高速效钾的含量。
4、对微肥的增效作用。土壤中有相当数量的微量元素储备,但可被植物吸收的有效部分太少。腐植酸与难溶性的微量元素可以发生络合反应,生成溶解性好、易被植物吸收的腐植酸微量元素络合物,有利于根部吸收或叶面吸收,促进植物将吸收的微量元素从根部向地上部分转移,从部分叶片向其他叶片扩散。
5、对土壤的间接作用。腐植酸还可改善土壤结构,防止土壤裂化和土壤被侵蚀。在物理方面,它可以增加土壤持水量,提高其抗旱能力,同时使土壤颜色变暗,有利于太阳能量的吸收;在化学方面,它具有调节土壤的pH值,改善和优化植物对营养和水分的吸收,在碱性条件下作为一种天然螯合剂与金属离子促进其根部吸收等作用。
鱼蛋白是将低值鱼虾纹碎或磨碎后,利用自身酶或微生物的分解消化作用,将蛋白质降解成低分子肽类和氨基酸等。
鱼蛋白肥是一种新型高效肥料,包括冲施肥、叶面肥、水溶肥等多种类型。该肥料利用现代生化成型技术,以深海鱼类提取的鱼蛋白为主要原料
鱼蛋白肥料特点:
1、补充植物生长所需的营养。
2、改善长期使用化肥引起的土壤板结问题。
3、促进土壤微生物迅速繁殖,活化了土壤养分,增加土壤肥力。
氨基酸是土壤中主要的有机氮化合物,占土壤全氮的15%~60%。土壤中的氨基酸主要来源于微生物、动植物及其代谢产物等。
氨基酸是土壤有机氮的重要组成部分,也是土壤微生物的重要营养源,土壤微生物在代谢过程中可以利用氨基酸为前体,通过生物途径合成植物生长调节剂,刺激植物的生长,调节植物的生理过程。
氨基酸类肥料主要是氨基酸螯合多元微肥
氨基酸作为肥料使用时,主要是有机氮的补充来源,金属离子的螯合剂。氨基酸具有络合(螯合)金属离子旳作用,容易将植物所需的中微量元素(钙、镁、硅、硫、硼、锰、锌、铁、铜、钼、硒)携带到植物体内,提高植物对各种养分的利用。
氨基酸肥料的功能特点:
1、多种氨基酸的混合使用营养效果较好,多数氨基酸单施的肥效作用低于等氮量的无机氮肥,多种氨基酸混合肥效作用高于等氮量的单种氨基酸,也高于等氮量的无机氮肥。
2、肥效快,氧基酸有机肥中的氨基酸可以为植物的各个器官直接吸收,使用后短期内即可观察到明显效果,而无机肥、有机肥需降解,在光合作用下被动吸收或渗透吸收。
3、氨基酸是植物体内合成各种酶的促进剂和催化剂,对植物新陈代谢起着重要作用。
4、施用氨基酸螯合微肥容易将植物所需的中微量元素携带到植物体内,提高植物对各种养分的利用率,能显着提高作物产量,并改善农产品品质。
海藻素是经过生物技术从海藻中提取出来的物质,富含植物生长调节素、细胞分裂素、赤霉素等调节剂和海藻酸、维生素、低聚糖等植物活性因子以及矿质元素、鳌合金属离子和海洋生物活性物质。
海藻提取物还富含大量的非含氮有机物,陆生植物无法比拟的海藻从海水中吸收并富集的钾、钙、镁、铁、锌等矿物质元素和丰富的维生素,能被植物快速吸收和利用,刺激或促进植物的生长和发育。
海藻肥便是海藻经过特殊的生理生化工艺将海藻中的精华物质提取出来制成的一种粗粉、液体或脱水干粉,富含易被作物吸收的以有机态存在的营养元素和调节植物生长的活性物质,是一种新型绿色环保肥料。
海藻肥料特点:
1、可促使植物细胞快速分裂生长。
2、增加植物所需要的营养,提高作物抗逆性。
3、促进根系发育,提高作物产量并改善农产品品质。
4、含丰富的海藻活性物质和有机质,可激活土壤有益菌群,提高肥料利用率。
5、改善土壤理化性质,破除土壤板结,培肥地力。
⑷ 氨基酸,海藻酸,腐殖酸
腐殖酸广泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋以及泥炭(又称草炭)、褐煤、风化煤中,是由生物(主要是植物)的残骸经过微生物分解和一系列地球化学过程而形成的有机质,是一类成分复杂的天然有机物质。腐殖酸是由芳香族及羟基,酚羟基等酸性官能团构成的高分子有机酸,具有良好的生理活性和吸收、络合、交换等功能。研究表明,不同来源、不同产地的腐殖酸在活性官能团含量上存在较大的差异。
海藻是生长在海水这个特殊的环境介质中,所以它除了含有陆地植物所具有的营养成分之外,还含有许多陆地植物不可比拟的海藻多糖、甘露醇、酚类多聚物、甜菜碱、脱落酸、褐藻糖胶、氨基酸、蛋白质、吲哚有机酸族生长类、细胞激动族调节素(嘌呤类衍生物)、赤霉素族调节素及生物碘、钾、钙、镁、锰、钛等多种营养元素物质。
氨基酸是一组分子量大小不等、含有氨基和羧基、并具有一个短碳链的有机化合物,是构建生物体的众多生物活性大分子之一,是构建细胞、修复组织的基础材料。氨基酸是土壤中主要的有机氮化合物,占土壤全氮15%—60%的。土壤中的氨基酸主要来源于微生物、动植物及其代谢产物等。土壤中氨基酸的最初来源是固氨微生物,直接来源土是壤有机质的分解,这些有机质包括土壤中固有的有机质和外部加人的有机肥料(动植物残体)。氨基酸是土壤有机氮的重要组成部分,也是土壤微生物的重要营养源,土壤微生物在代谢过程中可以利用氨基酸为前体,通过生物途径合成植物生长调节剂,刺激植物的生长,调节植物的生理过程。
⑸ 昆仑海藻酸尿素颗粒啥颜色
昆仑海藻酸尿素颗粒颜色为浅黄色至浅棕色。昆仑海藻酸尿素颗粒是以海藻为主要原料,指粗袜利用微生物发酵的方法制备的,可促进作物根系生长,提高根系活力,增强作物凳拦吸收养分的能力,颜色为浅黄色至浅棕色,含氮量≥46%,海藻唯激酸含量≥0.03%,尿素残留差异率≥10%,氨挥发抑制率≥10%,所以昆仑海藻酸尿素颗粒颜色为浅黄色至浅棕色。
⑹ 氧化海藻酸钠机理
您好,氧化海藻酸钠是一种有机化合物,其分子式为Na2CO3。它是一种抗氧化剂,可以有效抑制食品中的氧化反应,从而延源运长食品的保质期。氧化海藻酸钠的机理是,它可以与氧化物型隐发生反应,形成一种稳定的酸性盐,从而抑制氧化反应的发生。此外,氧化海藻酸钠还可以与脂肪和蛋白质发卜裂厅生反应,阻止它们的氧化反应,从而保持食品的新鲜度和口感。
⑺ 微生物次级代谢合成主要途径主要有哪三种
微生物的次级代谢合成的途径主要有5条,不知你要哪三种啊?
1.由糖或糖的衍生物衍生来的次级代谢产物,例如链霉素
2.由氨基酸为前体合成的,如野卜毁放线菌素
3.通过乙酸-丙二酸聚合物途径合成的,红霉颂备素弊态
4.通过莽草酸或分支合成途径合成的,氯霉素
5.通过甲羟戊酸一异戊二烯聚合途径,如赤霉素
就记得这些,都是主要途径
⑻ 天然产物的微生物及其发酵液有效成分
微生物是包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体,它个体微小,却与人类生活密切相关。能够提供有效成分的主要是真核生物中的真菌与藻类,以及其他微生物的代谢(发酵)产物。来源于微生物及发酵液的有效成分主要有多糖类、酶类、抗生素类、色素类、氨基酸类、有机酸类、醇酮类、维生素类、核酸类等等。现将主要成分简介如下: 微生物多糖是一类次生代谢产物。其中的有些同琼脂、果胶、阿拉伯胶等一样,是一类水溶性胶体物质,具有高粘度、高水溶性、高稳定性以及安全性等性质,因而在工业上具有多方面的特殊利用价值。某些来自高等真菌的多糖具有抗肿瘤作用,医用价值很大。根据存在位置的不同,多糖可分为细胞内多糖、细胞壁多糖和细胞外多糖。微生物大量产生的多糖主要是胞外多糖。胞外多糖的种类很多,根据所含糖苷基的情况可分为同型多糖和异型多糖。同型多糖中糖苷单体只有一种,如葡萄糖苷组成的葡聚糖、果糖苷组成的果聚糖、甘露糖基聚合的甘露聚糖。植物体内的淀粉和纤维素是葡聚糖型的同型多糖。异型多糖也称杂多糖,是由两种以上(一般为2-4种)不同的糖苷基组成的聚合体。构成异型多糖的单体糖有葡萄糖、甘露糖、葡糖酸、鼠李糖、葡萄糖醛酸、甘露糖醛酸和半乳糖等。有的异型多糖含有少量丙酮酸、琥珀酸等有机酸成分,也称为酸性多糖。日常生活中常用的微生物多糖有:
黄单胞菌多糖(黄原胶):一种典型的水溶性胶体多糖,是工业生产中产率最大的微生物多糖。由甘露糖、葡萄糖和葡糖酸(2:2:1)构成的杂多糖,具有增粘、稳定和互溶等物理性质。在食品工业中作为饮料、调味品、面包和罐头制品中的添加剂。
短梗酶多糖:水溶性胶类物质,由出芽短梗霉菌深层发酵产生。由葡萄糖构成的麦芽三糖为糖苷基单位,是一种同型多糖。具有良好的水溶性、粘结性、成膜性和安全性,主要用作食品、医药、化妆品等制造中的增稠剂、成型剂和粘结剂。
右旋糖酐:是一种发现较早的微生物多糖。发酵生产用菌种是肠膜明串珠菌。右旋糖酐为类似淀粉和糊精的葡聚糖物质,主要用途是在医疗中作为代血浆、动脉硬化抑制剂等,在食品加工上作为稳定剂和保湿剂等。
海藻酸:最初在海藻中提取。主要由甘露糖醛酸和古洛糖醛酸单体聚合而成。海藻酸可作为乳化剂、稳定剂和增粘剂用于食品、医药和造纸工业。其钠盐是一种通透性良好、无毒多聚胶体物质。
其他的大型真菌主要是多孔菌和伞菌中的种类,其多糖类代谢物具有增强机体免疫力、抑制肿瘤细胞增生的抗癌作用,着名的如香菇多糖、茯苓多糖、猴头多糖、虫草多糖及银耳多糖等。 氨基酸是在食品、医药、饲料、化工和农业等部门中具有广泛用途的化学原料。是一类具有特殊重要意义的化合物,是与生命活动密切相关的蛋白质的基本组成单位,是人体必不可少的物质。氨基酸广泛存在于动物、植物和微生物中。
氨基酸分子中既有碱性-NH2和酸性COOH,与强酸强碱都能作用生成盐,因此氨基酸为两性化合物。氨基酸根据分子中所含的氨基和羧基的数目分为中性氨基酸、碱性氨基酸和酸性氨基酸。中性氨基酸是指分子中氨基和羧基数目相等的一类氨基酸。分子中氨基的数目多余羧基时称为碱性氨基酸,氨基的数目少于羧基时称为酸性氨基酸。
氨基酸为无色晶体,熔点一般都较高(常在230-300℃)之间),熔融时即可分解放出二氧化碳。氨基酸都能溶于酸性或碱性溶液中,但难溶于乙醚等有机溶剂。在纯水中各种氨基酸的溶解度差异较大,加乙醇能使许多氨基酸从水溶液中沉淀析出。
氨基酸的发酵生产是通过微生物的代谢作用使含碳和氮的有机物转化成氨基酸,再将发酵液浓缩干燥或通过离子交换树脂将其提取出来。通过发酵法制得的是具有生化活性的L型氨基酸。大部分氨基酸几乎都可以用微生物来生产。这比人工合成或用天然蛋白质降解的制造方法来得容易,且效益也大大提高。谷氨酸(味精)是最早用微生物工业化生产的氨基酸。用发酵法生产的氨基酸有赖氨酸、丙氨酸、精氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、苏氨酸、脯氨酸、瓜氨酸、鸟氨酸等。目前工业发酵生产的氨基酸主要如下:
L-谷氨酸:生产谷氨酸的主要有谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌以及微杆菌中的种类。工业发酵采用大型通气搅拌发酵罐,碳源采用淀粉质原料(玉米、甘薯、小麦和马铃薯等)糖化后的葡萄糖液。尿素、氨水是良好的氮源。发酵最适温度为30-35℃,最适pH值为7.5-8。
L-赖氨酸:是谷类蛋白质中不足的氨基酸,作为食品和饲料中添加的必须氨基酸。赖氨酸发酵菌种是通过诱变处理获得的谷氨酸棒杆菌或黄色短杆菌的营养缺陷型突变株,人为地解除氨基酸生物合成的代谢控制机制,能大量积累赖氨酸,产量可以达到30g/L以上。 抗生素是微生物在新陈代谢过程中产生的、以低微浓度能抑制它种微生物的生长和活动,甚至杀灭它种微生物性能的化学物质。抗生素根据作用机制可以分为以下几类:
作用于DNA合成系统的抗生素:核苷酸生物合成的抑制剂抑制dATP、dGTP、dTTP、dCTP的合成,5FU、FdUMP、叶酸拮抗剂抑制从dUMP到dTMP的生成。ara C及ara CTP抑制从dCTP生成DNA。抗癌霉素抑制DNA多聚酶。丝裂霉素、烷化剂、博来霉素、奈里酸、腐草霉素、抗原虫剂、嗜癌素、喹啉类、早妥链丝菌素以及新制癌素C(纺锤菌素、远霉素A、多色霉素等)作用于模板DNA或RNA。此外还有抑制核苷酸生物合成的化合物:叶酸和5FU。
抑制转录反应的抗生素:利福霉素、曲张链丝霉素、链霉菌素、α-鹅膏菌素、放线菌素、柔红霉素、丰加霉素、冬虫夏草菌素等。
作用于核苷酸生物合成系统的有冬虫夏草菌素、重氮霉素A、丙氨菌素等。
抑制蛋白质合成系统的有吲哚霉素、链霉素、庆大霉素、卡那霉素、四环素等。
抑制细菌细胞壁粘肽生物合成系统的有磷霉素、D-环丝氨酸、万古霉素、杆菌肽以及β-内酰胺类抗生素等。
作用于细胞质膜的有持久霉素、青霉素、多粘菌素B、大四环抗生素、缬氨霉素、大四环抗生素以及英恩霉素等。
作用于能量代谢系统或作为抗代谢物的有:抗霉素A、寡霉素、短杆菌肽S等。
就作用和产值而言,抗生素及相关的生物活性物质是微生物最重要的产品。迄今已经能够生产的有一百多种,临床应用的有几十种。放线菌产生的抗生素种类最多,约占四分之三。目前开发的新微生物生物活性物质目标集中在以下几个方面:抗肿瘤物质;抗耐药性金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和结核杆菌物质、抗绿脓杆菌和变形杆菌物质、抗病毒物质、抗心血管疾病物质。 色素根据溶解性能的不同可以分为水溶性的色素和油溶性的色素。水溶性的色素有柠檬黄、日落黄、苋菜红、靛蓝、亮蓝、甜菜红、花青素、玫瑰茄红、越橘红等,脂溶性的色素有胡萝卜素、辣椒红素、姜黄、玉米黄、红曲酶色素等。微生物色素除红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,褐和黑色之外,还有介于它们之间的各种各样颜色。这些色素有在细胞内的,有在细胞外的;有自身合成的,有转化培养基中的某些成份而形成的。总的来说,可以分为两类;①菌苔本身呈色而不渗入培养基,称为非水溶性色素。④菌苔本身呈色或不呈色,但使培养基呈色,称水溶性色素。
微生物有些色素,如细胞色素C,具有十分重要的生理功能,但许多色素的功能尚未被人们认识。在微生物,最普遍和常见的色素是黄色和橙色--类胡萝卜素。所有光合微生物都有类胡萝卜索,如光合细菌。许多非光合微生物也含有类胡萝卜素,如红酵母菌、链孢霉菌、藤黄八叠球菌等。许多假单胞菌靶一些放线菌可以产生各种颜色的 吩嗪类色素,如紫色的碘菌素、蓝绿色的绿脓杆菌素、金黄色的金色菌素等。真菌的色素种类也很多,一种真菌往往可以产生不只一种色素,色素的主要成份是甲苯醌、萘醌和咄吨酮等类型的衍生物。
色素是一种次生代谢产物,一般是在菌体生长后期开始合成,其合成过程可能是在培养基中缺乏某种营养物质,菌体的生长过程受到限制时被启动的。一般是菌体生长繁殖过程中不需要的物质、菌体失去合成这种物质的能力后照常生长。 目前用微生物生产的酶有数百种,其中大部分是水解酶(碳水化合物水解酶、蛋白酶、脂肪酶等)、氧化酶、转化酶、异构酶等,均已大规模生产和应用。分子生物学上广泛使用的工具酶(限制性内切酶、聚合酶、连接酶等)大都来源于微生物。目前我国已经能用发酵法大规模生产工业上所需要的酶及部分工具酶。
微生物由于催化自身代谢的需要,能合成种类繁多的酶。酶具有催化各种生化反应的功能。酶在化工、食品、酿造、医药、纺织和制革等工业上用途很广。利用微生物的工业发酵可以生产各种酶产品。
酶是生物细胞产生的一类具有高度催化活性的蛋白质,其催化能力比无机催化剂要高出几万倍甚至几亿倍。在生产上应用酶来催化各种反应,同使用无机催化剂相比具有许多优点,如作用快,生产周期短,转移性强,副产物少,产物易提纯;代替强酸强碱的催化作用,不污染环境等。目前酶制剂已经称为工业上的一项新兴产品,在食品、化工、医药、纺织、造纸、农林以及生物科学研究等领域有着广泛的用途。
氧化还原酶类如脱氢酶和过氧化物酶;转换酶类如转氨酶和转磷酸酶等;水解酶类如淀粉酶、纤维素酶、脂酶和蛋白酶等;裂解酶类如脱羧酶、脱氨酶和DNA内切酶等;异构酶类如葡萄糖异构酶和磷酸丙糖异构酶等;连接酶如DNA连接酶等。 维生素是维持细胞生长和正常代谢所必须的微量有机化合物。在化学结构上不属于同一类化合物,脂肪族、芳香族、脂环族、糖苷和杂环类等化合物都有。虽然结构不同,生理功能各异,但也有以下几点共同点:以本体形式或可被利用的前体形式存在于天然食品中;多数不能在体内合成,也不能大量储存在组织中;不是构成各种组织的原料,也不提供能量;常以辅酶或辅基的形式参与酶功能;有的维生素结构和生物活性相近,如吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺等。
维生素根据溶解性能可分为两大类:脂溶性和水溶性维生素。脂溶性的维生素包括维生素A、D、E、K,它们不溶于水而溶于脂肪及有机溶剂中,在食物中常与脂类共存;水溶性维生素包括B族维生素和维生素C.一般无毒性,容易在体内被代谢出。用微生物生产的维生素有核黄素、β-胡萝卜素、维生素B2、维生素B6、维生素B12、维生素C等。 有机酸:目前用微生物工业化生产的有机酸有柠檬酸、醋酸、葡糖酸、葡萄糖酸、丁烯二酸、曲酸、乌头酸、苹果酸、α-酮戊二酸、衣康酸、乳酸、酒石酸、延胡索酸等。他们中的大多数是重要的化工原料。
有机酸具有超过抗生素的多种作用,其中包括降低pH值和增强胰腺分泌。作为一类化学物质,它们都有共同的结构R-COOH。
醇酮类:乙醇、丁醇、丙酮等化工原料都可利用微生物来生产。