1、1,资源微生物学 Resource Microbiology (第五章),主讲人：周而勋 博士、教授、博导 （资环学院植物病理学系） 电话：38297832 (办), 18922482188 E-mail: http:/ 或http:/ 微生物食品和工业品,第一节 总论 第二节 酒精饮料和发酵食品 第三节 醇类 第四节 有机酸,3,第一节 总论,一、历史回顾 二、现代发展与展望,4,一、历史回顾,早在几千年前，人们就在不知不觉地利用微生物来制造发酵食品和利用发酵产物了。如酿酒(醇类)、制醋(有机酸类)等。 1、酿酒 酒文化在中国可谓源远流长。早在4000多年前，我们的祖先就掌握了酿酒技术。
2、例如：公元前25世纪，黄帝曾与歧伯讨论醪醴；夏代：仪狄酿酒；周代：杜康酿酒。,5,在国外，葡萄酒的酿造可远溯到葡萄栽培之时。在当时，葡萄酒的酿造(发酵)是任由葡萄上存在的酵母菌进行的。 巴比伦啤酒具有微酸的口味，它来自于附带进行的乳酸发酵，这是由于附在谷物上的乳酸菌所引起的。由于乳酸的存在，使得啤酒的稳定性显著提高。 古代，酒精(weingeist)一词来源于拉丁文“spiritus vini”，以后，Paracelsus又另取一阿拉伯文名称“al ko hol”(最好的，最高贵的)，也就是英文酒精(alcohol)一词的来源。 除了酒精(乙醇)外，现代发酵工业可利用微生物生产很多其他醇类物质
3、。,6,2、制醋 醋（乙酸，醋酸）是人们喜欢食用的一种调味品。是一种有机酸。 在远古时代，在巴比伦人、亚述人和埃及人统治的地区就已经知道由发酵过的酒精制造醋。其后，希腊人和罗马人制造了一种醋酒，稀释后作为清凉饮料饮用。 那时候的醋只是在家庭中制备。并无工业化生产。,7,直到14世纪之末，在法国，特别是在奥尔良(Orleans)地区，才发展了某种特有的制醋工业。主要是由啤酒液及葡萄酒液，经过一种缓慢的表面发酵法制备醋。称为“奥尔良法”。 此后，发现了许多其他制醋方法，并发现了醋酸杆菌，阐明了醋发酵的过程，制醋工业从此迅速发展壮大。 现代，除了制醋(乙酸)工业外，利用微生物发酵工艺可生产很多其他有
4、机酸类物质。,8,二、现代发展与展望,随着现代微生物学的发展，发酵理论和工艺逐渐发展起来。 在现代，很多醇类物质和有机酸类物质都可由微生物发酵来生产。 至于哪些微生物种类可生产醇类、哪些微生物种类可生产有机酸、哪些微生物有生产潜力，微生物生产的这些物质的性质和用途如何，是本章所要阐述的主要内容。 (第五章第一节结束),9,第二节 酒精饮料和发酵食品,一、啤酒 二、葡萄酒 三、食用醋 四、其他发酵食品,10,一、啤酒,1、啤酒酿造的历史发展 啤酒、面包、蜂蜜酒和葡萄酒可能是所有发酵食品中最古老的品种。 这可追溯到大约公元前4000年。那时，萨默帝国(Sumeric Empire)、巴比伦人和埃及
5、人最早生产出谷物发酵饮料。 早在巴比伦和埃及时代，已经有了几种不同类型的啤酒。有些是甜的，有些是酸的。,11,啤酒是用麦芽、其他淀粉辅料（如大米和玉米等）、水、啤酒花和酵母酿造而成的。 麦芽里的酶将淀粉原料（如大米和玉米等）转变成麦芽糖和糊精，再由酵母将其发酵成含有酒精、二氧化碳和参与糊精的啤酒。 酵母作为发酵剂，在酿造过程中发挥着重要的作用。,12,啤酒花，也叫酒花，是大麻科、律草属多年生蔓性草本植物。 产地分布：原产欧洲、美洲和亚洲。分布于我国新疆北部，在我国东北、华北及山东、甘肃、陕西有栽培。 啤酒花始用于德国。我国本草纲目上称为蛇麻花，古人取为药材。 1079年，德国人首先在酿制啤酒时
6、添加了啤酒花，从而使啤酒具有了清爽的苦味和芬芳的香味，并有防腐和澄清麦芽汁的能力。 从此后，啤酒花被誉为“啤酒的灵魂”，成为啤酒酿造不可缺少的原料之一。其有效成分为酒花树脂和酒花油。,13,啤酒花,14,2、麦芽和麦芽制造 （1）浸泡：为了将大麦加工成麦芽，先将大麦进行清洗，然后浸泡在水槽里，使其吸收供发芽所需的水分。（2）发芽：将水放干，让其持续发芽5-7天，到胚芽的生长达到要求为止。 （3）焙烤：将麦芽焙烤，杀死幼芽；除去幼芽和幼根，使麦芽成熟几个星期。即可供酿造之用。 大麦在发芽过程中，某些酶的含量会增加，同时新产生一些酶。这些酶能将麦芽本身的淀粉和外加辅料中的淀粉水解成糊精和麦芽糖，供
7、酵母发酵之用。,15,3、酿造过程的生物化学 发酵过程中，由麦芽糖产生乙醇(酒精)和二氧化碳分两步进行。 第一步：由麦芽糖生成2个葡萄糖分子。 第二步：葡萄糖按照糖酵解(EMP)途径进行发酵，产生乙醇(酒精)和二氧化碳。,16,4、酿造过程的微生物学 酵母是决定啤酒质量的最重要因素之一。 酵母和原料一起，决定啤酒的pH值、香味和最终质量。 酵母健壮和发酵旺盛，不仅决定了啤酒的香味成分，而且也决定了没有发酵的低聚糖的含量。 主要菌种： 酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)； 卡尔斯伯酵母(S. carlsbergensis)；等。,17,二、葡萄酒,1、普通葡萄酒的生产
8、葡萄酒的历史比啤酒更为悠久。葡萄酒的酿造是一个非常简单的过程，采用果糖、葡萄糖等可发酵性糖为原料，而不用淀粉做原料。 在早期的葡萄酒酿造中，所采用的菌种纯粹是附着在葡萄皮上的天然酵母菌群。在所有必须做的工作中，最主要的是破碎葡萄。 葡萄酒酿造的主要菌种是：椭圆酿酒酵母(Sccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus).,18,2、甜佐餐葡萄酒 采用下列各种技术，可使甜佐餐葡萄酒具有很高的糖度和酒精度： （1）采用高糖度的葡萄汁，在酿造之前，通过冷却来终止发酵。这一方法可用于酿制索泰纳酒(sauterne)。 （2）干佐餐葡萄酒可以和葡萄汁混合，以酿制干红佐餐
9、葡萄酒(claret)。 （3）向葡萄酒中添加白兰地和糖以终止发酵，同时，加入酒精和糖。这一方法用于酿制波尔特酒(port)。 （4）用在葡萄藤上干燥的葡萄，或者甚至用葡萄干做原料。,19,3、香槟酒 为了酿造起泡葡萄酒或香槟酒，可以在耐压的玻璃瓶中进行葡萄酒的第二次发酵，以达到所希望的CO2压力。 在向白葡萄酒中加入糖和酵母以后，于1518开始第二次发酵，然后在810持续几个月。为了除去酵母，将酒瓶于4振荡2周，然后逐渐将酒瓶倒转过来。瓶颈部位形成的沉淀物质和瓶颈液体部分的物质冻结起来，将瓶放正为原来位置，打开瓶盖，压力将沉淀物质从瓶内顶出（吐出）。,20,三、食用醋,1、制醋原理 酒精(乙
10、醇)在醋酸杆菌的作用下，可转化为醋酸(乙酸)。分两步进行：酒精(乙醇) 乙醛醋酸(乙酸)。 2、常用菌种 木状醋杆菌(Acetobacter xylinoides) 奥尔良醋杆菌(A. orleanse) 产醋醋杆菌(A. acetigenum) 恶臭醋酸杆菌(A. rancens)，是我国酿醋的常用菌株之一。 工业上酿醋的温度范围为2631。,21,四、其他发酵食品,除去酒精饮料和醋等食品外，发酵作用还可以用于制造面包、焙烤食品、蔬菜、乳制品、香肠和各种东方国家淀粉蛋白食品。 1、面包和焙烤食品：酵母发酵、产生CO2，使面包膨胀，同时生成香味物质。 2、蔬菜腌制：黄瓜、芥菜、萝卜等。 3、干
11、酪：真菌凝乳酶的作用。 4、干酪以外的乳制品：酸奶油、发酵乳等。 5、其他发酵食品：香肠、可可、东方发酵食品、单细胞蛋白。 (第五章第二节结束),22,第三节 醇类,一、乙醇 二、丙三醇 三、丁醇类 四、赤藓糖醇,23,一、乙醇,1、简介 乙醇(ethanol)，是醇类的一种，是我们日常所喝的酒的主要成份，所以又叫酒精。是一种具有香味而刺鼻的无色透明液体。 主要物理性质：密度(4-20) 0.7893g/ml；能与水和许多有机溶剂互溶 。 主要化学性质：金属反应、脱氢、脱水、氧化和酯化反应等。,24,2、用途 乙醇是重要的工业原料，也是酒精饮料的主要成分，从长远看又是一种重要的能源。 （1）溶
12、剂：乙醇是重要的有机溶剂，主要用于卫生用品和药品、洗涤剂、工业加工溶剂、专用溶剂和稀释剂、表面涂料溶剂等。 欧洲：对合成乙醇在医药、食品和化妆品方面的应用作了严格的限制，要求使用发酵法生产的乙醇。,25,（2）消毒剂：在医疗中用作消毒剂、杀菌剂。医用酒精的浓度为75左右。 （3）基本化工原料：乙醇是重要的基本化工原料，300多种产品需要乙醇。 （4）燃料：由于石油等化石能源的危机，许多年以来，乙醇已在一些国家作为汽车燃料的一种掺和剂。我国也非常重视“酒精燃料”的发展，而且前景很好。 （5）饮用酒类：发酵法生产的乙醇是各种酒类（白酒、葡萄酒、啤酒）的主要成分。,26,3、产生乙醇的微生物 主要菌
13、种： 酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)； 卡尔斯伯酵母(S. carlsbergensis)； 等等。,27,二、丙三醇,1、简介 英文名称propane-1,2,3-triol, 俗称甘油(glycerol),是一种最简单的三元醇。 主要物理性质：无色、无臭、吸湿性极好，并带有甜味的粘性液体；密度(20) 1.261g/ml；能与水、醇类及酚类等互溶。 主要化学性质：化学性质活泼，能参与醇类发生的各类反应，如酯化（醇-酸）、醚化（醇-烷基化剂）等。 用作炸药和心脏兴奋剂 的硝化甘油就是甘油与浓硝酸进行酯化反应制得的。,28,2、用途 丙三醇(甘油)是广泛应用于国民
14、经济各个重要部门的有机化工产品。它是性能优异的吸湿剂、防冻剂、润滑剂、溶剂或助剂。具体应用有以下诸方面： （1）食品：溶剂、吸湿剂和载色剂。在调味和着色食品中，由于甘油具有粘性而有助于食品成型。在食品的快速冷却中，甘油可用作与食品直接接触的传热介质。此外，聚甘油和聚甘油酯在制造松脆食品和人造奶油方面的应用正逐年增加。,29,（2）药品：常用作软化剂、粘度改进剂和溶剂。例如：凝胶、软膏、麻醉药、止咳药等都含有甘油。一些药品中也含有甘油的衍生物。例如，甘油创木酚可用作镇静剂、硝化甘油是冠心病中常用的一种血管扩张剂。 （3）化妆品、日用品：甘油被广泛用于雪花膏、沐浴液、洗涤剂和牙膏的配方中。,30,
15、（4）烟草：在烟草加工中，向烟叶喷洒甘油可防止烟叶碎裂，并可增加香烟的甜味和防止脱水。 （5）润滑剂：甘油比其他矿物油的耐氧化性能更好，所以，在一些特殊的场合，例如：氧气压缩机、耐苯和耐汽油的轴承等，用作润滑剂。 （6）纺织：甘油可用于纺丝、纺纱操作中，防止丝线发生粘连。,31,（7）塑料和涂料工业：甘油常用作聚氨酯泡沫塑料生产中的起始剂，也是生产醇酸树脂和赛璐玢的重要原料。 （8）其他方面：除了上述的应用外，甘油还可应用于陶瓷、照相、皮革和木材等工业上。 此外，甘油的重要衍生物如酯、胺、醚、缩醛等在工业上具有很大的用途。,32,3、产生丙三醇的微生物 （1）酵母菌 产甘油假丝酵母Candid
16、a glycerolgensis 是目前我国微生物甘油工业化生产的优良菌株。培养液中的甘油浓度可达13%。 木兰假丝酵母C. magnoliae 汉森狄巴利酵母Debaryomyces hansenni 味噌毕赤酵母Pichia miso 鲁酵母Saccharomyces rouxii Torulopsis magnoliae,33,（2）细菌 枯草芽孢杆菌福特菌系Bacillus subtilis Fords strain 该菌系在厌氧条件下除了产生丙三醇(甘油)外，还可产生副产品2,3-丁二醇。 （3）藻类 耐盐绿藻Dunaliella和Astermonas能产生50%藻类干重的胞内丙三醇
17、。,34,三、丁醇类,1、简介 英文名称butyl alcohol。 主要物理性质：是无色透明具有特殊气味的液体；密度(4-15) 0.81337g/ml。 主要化学性质：主要是羟基作用，重要的化学反应是脱水、脱氢、氧化、酯化等。,35,2、用途 （1）工业溶剂：用作醇酸树脂、合成橡胶、润滑油、有机染料和印刷油墨的溶剂。 （2）涂料工业：用于配制硝化纤维素喷漆。 （3）医药工业：用作制造抗生素、维生素、激素的抽提剂。 （4）其他用途：石油炼制工业的脱腊剂、酒精的变性剂、汽车刹车油的稀释剂。也可与磷酸化合成去锈剂等。,36,3、产生丁醇类的微生物 产生菌是一群严格厌氧的G+梭状芽孢杆菌。主要有以
18、下几种： （1）丁酸梭菌Clostridium butyricum （2）丙酮丁醇梭菌C. acetobutylium （3）丁基梭菌C. butylicum,37,四、赤藓糖醇,1、简介 英文名称meso-erythritol。又名丁四醇、赤兔草醇。是一种重要且有应用前途的多元醇。 赤藓糖醇为无色结晶或粉末，有甜味，易溶于水，微溶于冷乙醇。 吸湿性低，不易受潮。 溶于水时吸热(负溶解热)。,38,2、用途 赤藓糖醇和其他多元醇一样，作为低热量食品的配料使用，在当今食品工业部门颇受欢迎。 在甜味剂消费量最大的美国，19771988年间，无糖口香糖（多元醇如木糖醇、赤藓糖醇等作甜味剂）的销售量比
19、含糖口香糖的销售增长快23倍。 今天，无糖口香糖更是占领全球口香糖市场的半壁江山。,39,赤藓糖醇应用于食品领域的主要优点有： （1）显著减少食品中主要来源于碳水化合物的热值含量； （2）具有其他多元醇没有的高负溶解热(吸热)，入口给人凉爽的感觉，在糖果、冷饮等领域有着诱人的前景； （3）减少因使用其他调味剂而导致的副作用，改善人体对低热值食品的耐受性； （4）提供新的途径来改善低热值食品的口味、质地和储存稳定性。,40,另外，赤藓糖醇等多元醇在医药、日用化工等行业也有广泛应用，极具开发潜力。 （1）医药：用于包埋药物，制成的糖衣片(低热值)不易吸水受潮，便于包装和运输、延长保质期。 （2）日
20、用化工：含有赤藓糖醇的护肤品能防止皮肤老化、粗糙和干裂。含有赤藓糖醇的沐浴液具有湿润皮肤和很好的洗浴皮肤的功能。,41,3、产生赤藓糖醇的微生物 自然界中能合成赤藓糖醇的微生物有细菌、霉菌和酵母菌。 从产物的单纯性、安全性和菌种的生产性能来看，酵母菌具有明显的优势。 主要种类有： 涎沫假丝酵母Candida zeylanoides Moniliella tomentosa Yarrowia lipolytica （第五章第三节结束）,42,第四节 有机酸,一、乙酸 二、乳酸 三、丙酮酸 四、柠檬酸 五、苹果酸 六、高级脂肪酸,43,一、乙酸,1、简介 乙酸（acetic acid）俗称醋酸。是
21、一种有机酸。是食用醋的主要成分。 主要物理性质：是一种具有刺激性醋味的无色透明液体；密度(293K) 1.04298 g/ml；与水和一般常用有机溶剂互溶。 主要化学性质：是典型的脂肪族一元羧酸，具有一元羧酸的一切典型化学通性。最常见的是与醇、醛、烯烃的酯化反应，生成乙酸酯。,44,2、用途 （1）乙酸乙烯酯 由乙酸生产的乙酸乙烯酯是重要的工业原料，用于生产聚乙酸乙烯乳胶、口香糖乳胶体和乙酸纤维等工业材料。 （2）溶剂 在许多工业有机反应中，都要用乙酸为溶剂。如：对二甲苯液相氧化生产对苯二甲酸的反应介质就是乙酸。 （3）乙酸酯的合成 乙酸酯是一种重要的工业原料。目前大部分的乙酸酯主要是由乙酸与
22、相应的醇直接合成的。,45,（4）乙酸盐 乙酸能形成各种盐类，在工业上具有重要用途，尤其是钠盐和铵盐。 （5）杀菌剂 乙酸和乙酸钠常用于控制面包生产中由真菌引起的发粘现象。 乙酸和丙酸的混合物对红曲霉菌、青霉菌和曲霉菌等有杀菌作用，用于含水量较高的谷物的保藏，防止霉变。 如：含水量高达27%的谷物用乙酸和丙酸的混合物处理，可保存145天而不受霉菌感染，否则1周内就会变质。,46,3、产生菌 主要是一类被称为醋酸杆菌(Acetobacter)的细菌。主要种类有： (1) 奥尔良醋酸杆菌(A. orleanense) 是法国奥尔良地区由葡萄酒生产乙酸的主要菌株，最大产酸量为2.9%。 (2) 许氏
23、醋酸杆菌(A. schutzenbachii) 是德国有名的速酿醋酸菌株，产酸量最高可达11.5%。 (3) 弯曲醋酸杆菌(A. curvum) 性能与许氏醋酸杆菌相似。,47,(4) 产醋醋酸杆菌(A. acetigenum) 是德国哈斯雷醋厂使用的菌株。该菌可产生大量的乙酸乙酯，给食醋以特有的香味。 (5) 纹膜醋酸杆菌(A. aceti) 是日本酿醋的主要菌株。产酸量最高可达8.75%。 (6) 恶臭醋酸杆菌(A. rancens) 是我国酿醋的常用菌株之一。该菌株最高产酸量为7%9%。,48,二、乳酸,1、简介 乳酸(lactic acid)，学名2-羟基丙酸。 主要物理性质：无色或微
24、黄色粘稠液体；密度(20)(80%) 1.1848 g/ml；能与水、醇、醚相混溶。 主要化学性质：自身具有的羟基和羧基会发生自酯化反应而生成线型聚酯，这是近年来可降解塑料的热门研究对象。,49,2、用途 （1）工业原材料 乳酸可用作消毒防腐剂和酸化剂。 聚乳酸是生物降解塑料的主要成分。 乳酸钙和乳酸钠是两种广泛使用的药物。乳酸钙在医药方面用于补充钙质、固齿和助长骨骼的发育。 （2）乳酸发酵食品 例如：酸奶以及其他乳酸发酵食品。它们具有独特的酸味、改善食品风味、提高营养价值。乳酸发酵食品中存在的乳酸还可防止食品腐败、利于保存。,50,3、产生菌 米根霉(Rhizopus oryzae ) 德氏
25、乳杆菌(Lactobacillus delbruckii) 嗜酸乳杆菌 (L. acidophilus) 保加利亚乳杆菌(L. bulgaricus) 干酪乳杆菌(L. casei) 植物乳杆菌(L. plantarum) 链球菌属(Sreptococcus) 嗜热链球菌 (S. thermophilus) 双歧杆菌 (Bifidobacterium sp.) 肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides) 有害片球菌(Pediococcus damnosus) 嗜盐片球菌(P. halophilus),51,三、丙酮酸,1、简介 丙酮酸(pyruvic acid) 。学名
26、2-氧代丙酸、乙酰甲酸。 主要物理性质： 无色至浅黄色液体；相对密度(15/4) 1.267 g/ml；能与水、醇、醚混溶。,52,2、用途 （1）工业 是合成多种其他产品的前体。如用于合成某些氨基酸（L-色氨酸、L-酪氨酸、 L-亮氨酸等）的重要前体； 用于合成维生素B6、B12； 是制备氢化阿托酸、合成乙烯系聚合物的原料； 作为添加剂广泛用于食品和酿酒工业。,53,（2）医药 抗氧化作用：防止自由基形成； 治疗损伤：丙酮酸盐用于治疗太阳灼伤、痤疮和运动微小损伤等； 减肥作用：美国匹兹堡大学医学研究中心经过27年研究和临床试验，发现丙酮酸钙有助于提高脂肪降解，降解率可达48%。该产品荣获19
27、97年美国医药发明奖，1998年又成为全美减肥品销量冠军。,54,3、产生菌 解脂假丝酵母Candida lipolytica 大肠杆菌Escherichia coli 荧光假单胞Pseudomonas fluorescens Agaricus campertris Acinetobacter sp. Debaryomyces coudertii Streptomyces alboniger Torulopsis glabrata,55,四、柠檬酸,1、简介 英文：citric acid。 无水柠檬酸是无色半透明对称结晶； 相对密度(无水结晶) 1.665 g/ml； 柠檬酸是一种羟基三元酸，
28、能生成各种酸、酯、盐等混合型化合物； 柠檬酸对碳钢有腐蚀作用； 柠檬酸的羟基和羧基能与许多金属离子形成络合物或鳌合物。,56,2、用途 柠檬酸具有溶解度大、酸味愉快、毒性小、易于吸收和价格低廉等特点，广泛用作食品、药品、化妆品和洗涤用品的添加剂。 （1）食品：大量用于食品酸化添加剂，特别软饮料、果脯和糖果等。 （2）药品：可增加某些药品如泻药和麻醉药的溶解作用；用于配制口服药水可控制pH为3.54.5，使药物有效成分稳定；柠檬酸盐还是血液的抗凝剂。,57,（3）化妆品：含柠檬酸的洗发液能使头发具有光泽且富有弹性。可与其他配料配制成固发液。 （4）洗涤剂：柠檬酸盐具有很好的洗涤剂性质，作为添加剂
29、能取代磷酸盐配制易于生物降解的洗涤剂，以避免富磷化污染环境。 （5）其他工业用途：二氧化硫吸收剂、油井处理剂、纺织助剂、金属清洁剂、烟草添加剂和废水处理剂等。,58,3、产生菌 主要产生菌有： （1）黑曲霉 (Aspergillus niger) （2）宇佐美曲霉N588 (A. usamii N588) （3）青霉菌 (Penicillium spp.) （4）假丝酵母 (Candida sp.) （5）石油节杆菌 (Arthrobacter paraffineus) （6）棒状杆菌 (Corynebacterium sp.),59,五、苹果酸,1、简介 英文：malic acid。学名羟基
30、丁二酸。 苹果酸是无色结晶或白色粉末，易溶于水和醇； 相对密度(4-20) 1.601 g/ml； 苹果酸有不对称碳原子，具有旋光性，其左旋体，即L-苹果酸，在自然界中广泛存在，是苹果酸的主要酸成分；其右旋体，即D-苹果酸，仅是一种实验化学品。D,L-苹果酸称为外消旋酸，无光学活性； 苹果酸是一种羟基二元酸，能进行许多二元酸、一元醇和羟基酸的特征性反应。,60,2、用途 （1）食品方面 D,L-苹果酸主要用作食品的酸化剂，特别是软饮料和硬糖。 （2）其他方面 医药、化妆品、洗牙液、鳌合剂（金属清洁剂）和缓冲剂、纺织工业的阻凝剂、有机合成原料等。,61,3、产生菌 （1）米曲霉(Aspergil
31、lus oryzae) （2）黄曲霉(A. flavus) （3）寄生曲霉(A. parasitica) （4）顶青霉(Penicillium corylophilum) （5）短乳杆菌(Lactobacillus brevis),62,六、高级脂肪酸,1、简介 高级脂肪酸是指含6个碳原子以上的长链脂肪族一元酸。 一些不多见的高级不饱和脂肪酸具有特殊的生理功能而受到重视。 下面介绍3种在食品和药品方面具有广泛用途的高级不饱和脂肪酸。 即：十八碳三烯酸 (r-亚麻酸，gama-linolenic acid, GLA)、二十碳五烯酸 (eicosapentaenoic, EPA)、二十二碳六烯酸
32、(docosahexaenoic, DHA)。,63,2、生理功能 （1）GLA GLA是人体必需的脂肪酸之一，国外称为维生素F，除了作为营养保健品之外，当前的发展方向主要朝向医药方面。 GLA在医学上的用途主要有以下几方面： 心血管障碍，包括降低胆固醇、降血压、降血脂、增强血小板凝集。 糖尿病综合症。 癌症。对腹水癌、淋巴癌、乳腺癌、胰腺癌、肝癌及食管癌等癌细胞的生长有明显的抑制作用。,64, 生殖紊乱，包括乳房疼痛和月经前综合症。 皮肤病，特应性湿疹和普通鳞癣病。 病毒感染，能增强内源性防御以抵抗病毒的袭击。 抗衰老。 GLA之所以具有重要的生理功能，是因为它是人体内细胞膜的必需组分，并且
33、赋予细胞膜柔韧性、流动性和选择透性。因此，一旦细胞膜缺乏GLA等必需脂肪酸，就会引发许多疾病。所以， GLA的生理功能是一种结构功能。,65,（2） EPA 和 DHA EPA 和 DHA是人体健康必要的脂肪酸，在医学上的用途主要有以下几方面： 健脑益智。 预防和防止心血管疾病。 保护视力。 气喘。 关节炎。 周期性头痛。 牛皮癣。 肾炎。 癌症：乳腺癌、前列腺癌和结肠癌等。,66,3 、产生菌 过去，上述三种高级不饱和脂肪酸通常只能由海洋动物和海洋浮游生物来生产，产量非常有限。 目前市场上供应的高级不饱和脂肪酸主要来源于深海鱼及其鱼油。 但是，近年来，发现有些微生物也可用来生产上述三种高级不
34、饱和脂肪酸。主要有： （1）可产生GLA的微生物主要有：被孢霉属 (Mortierella)、根霉属 (Rhizopus)、小克银汉霉属 (Connigharrlalla)、毛霉属 (Mucor)、枝霉属 (Thamnidium)等。 （2）可产生EPA的微生物主要有：高山被孢霉 (Mortierella alpina)。 （3）可产生DHA的微生物主要有：金色破囊壶菌(Thrastochytrium aureum)。,67,产DHA南极细菌的筛选及其培养条件 张波涛，缪锦来，古颖春，麻金海，郑洲， 王国栋，李光友,摘要：南极地区独特的地理环境和气候特点造就了南极微生物特殊的生物学特征，产DH
35、A或EPA是其对南极极端环境的适应性功能。本实验从第十九次南极科学考察过程中所采集的海冰和海泥中分离得到约200株菌株，以鱼油为对照，通过气相色谱(GC)方法初筛，得到7株含有DHA或EPA的细菌，其中一株(N-6)的DHA含量最高。以气相色谱质谱(GC-MS)对其DHA成分进行鉴定。N-6的脂肪酸分析表明，其总脂肪酸含量占菌体干重的22.54，DHA占总脂肪酸的8.72。就3种主要的环境因子 (温度、pH值、盐度) 对于该菌生长情况及DHA含量的影响进行探讨，结果发现，该菌属于嗜冷菌，其DHA含量随温度、盐度升高而降低，随pH的增加而升高。从南极微生物中筛选产DHA或EPA细菌，可为南极微生物资源的应用开发开拓新途径。中国水产科学2006年01期。 （第五章第四节结束 全章结束）,68,本章到此结束！,
