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天上人间月说发酵

天上人间月说发酵

前因后果问如何
眼阔心空且放歌
浮海多年古道事
闲情留取付梨涡
不二门中有风云
聪明绝顶是无能
此物不上如来座
收拾河山亦要人
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其他不说,就光说发酵就涉及微生物工程学、极端微生物学、基因学、生物化学、生物物理学、蛋白组学、植物学、生态学.......等等(还远不止这些)不才我也稍微研究了点东西、但真是沧海一粟。

很多人一听到发酵首先想到的是细菌(比如我,哈哈、别对号啊)、但完全不是那么会事情、你也别找那个什么报告了、首先我们来说一些需要了解的概念性问题。先说大纲、如果你昏倒我就不说了
一、氨基酸和蛋白质的结构
二、酶
三、辅酶
四、糖
五、脂和生物膜
六、核酸
七、代谢
八、酵解和柠檬酸
九、光合作用

先说这九个
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首先:

1953年人类完成了第一个蛋白质-胰岛素的氨基酸序列测定。每一种蛋白质都具有唯一的氨基酸序列,实际上蛋白质的氨基酸序列是由DNA决定的。

蛋白质的氨基酸序列是阐明蛋白质生物活性的分子基础。蛋白质可以通过各种生物化学技术纯化。

讨论:茶叶中的蛋白质含量是一致的吗?比重是多少?影响度是多少??

第二个:

酶 是具有特异性的高效生物催化剂。绝大多数的酶是活细胞产生的蛋白质。酶的催化条件温和,通常是常温、常压。酶催化的反应,称为酶促反应,要比相应的非催化反应快10的3次方~10的17次方倍。

分题1:酶活性和比活

酶活性(酶活力),是指酶催化指定化学反应(酶促反应)的能力。酶活力的大小可以用在一定条件下每次反应的速度来表示,反应速度愈快,就表明酶活力愈高。

酶活力的大小用酶活性单位(U,active unit)的多少来表示。按照国际酶学会议的规定,1个酶活力单位是指在25℃、测量的最适条件(指最适pH、温度等)下,1分钟内能引起1微摩尔底物转化的酶量。而术语酶活力指的是溶液或组织提取液中总的酶单位数。

比活是指每毫克酶蛋白所具有的酶活力,一般用单位/毫克蛋白来表示。比活是酶纯化过程中常用到另一个术语。随着酶纯化的进行,酶的总活力单位数下降,但比活会越来越高,当酶已被纯化至纯酶时,比活是个恒定值。所以比活是酶纯化程度的指标。
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第三个:

一些酶只靠酶中蛋白质部分不能表现出酶的活性或全部活性,还需要与称为辅助因子的非蛋白成分结合才能形成具有活性的全酶。辅助因子分为两种类型,一类是称之必需离子的无机离子,常常是一些金属离子,另一类是称之辅酶或辅基的有机化合物。
  
辅酶或辅基通常起着基团转移体的作用,它们对一些可转移的化学基团是特异的,可以接受和释放这些基团。有些辅酶或辅基可转移氢或电子,有些辅酶或辅基可以转移大的、共价连接的化学基团。

水溶性的和脂溶性的维生素,B族维生素都是水溶性的,大都来源于植物和微生物。脂溶性维生素,例如维生素A、D等可以被动物贮存。

这个题目太大、实在是不能展开,但这些概念必须了解!
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发酵的科学定义是什么?

本来很简单的问题,但这样的问法就会产生极复杂的答案或者说似而是非的答案!

接着讲,首先我们来看细菌的发酵。

初中生物是这样讲的:“有些细菌在生活过程中不需要氧气,这叫做发酵。进行发酵的细菌叫做厌氧性细菌,如制作泡菜和酸奶所需要的乳酸菌。厌氧性细菌只有在无氧环境中才能生活。”(引用你的,呵呵)

可以对学生这样讲,但并不是所有进行发酵的细菌都是专性厌氧菌。

发酵是指不需氧的生物氧化过程,这样对于细菌就应包括发酵和无氧呼吸。这两种生物氧化都是以有机物为氧化基质,前者以有机物为最终电子受体,后者以无机氧化物为最终电子受体,因而发酵和无氧呼吸都不需要氧参加。但能进行发酵或无氧呼吸的细菌除了专性厌氧菌以外,还有耐氧性厌氧菌和兼性厌氧菌。

再说下去头昏昏了:

大多数乳酸细菌属于耐氧性厌氧菌。由于它们不能合成血红素辅基而缺乏呼吸链中的电子传递系统,不能进行有氧呼吸。乳酸发酵是唯一获得能量的来源。据此,它们应属于专性厌氧菌。但分子氧对它们无害,无论在有氧或无氧条件下都生长良好,而且都进行典型的乳酸发酵。在制作泡菜和酸菜的过程中就是利用乳酸菌的这一生理特点。由于乳酸菌旺盛生长产生大量乳酸,使环境的pH下降,从而抑制不耐酸的腐败细菌的生长。而乳酸菌具有高度耐酸性,它的生长不受酸抑制。但在制作过程中需要密封,隔绝空气。这并不是为乳酸菌创造无氧的生长条件,而是为了抑制好氧腐败细菌的生长。

兼性厌氧细菌,如一些肠道细菌,硝酸盐还原菌。它们的细胞中含有氧呼吸、无氧呼吸或发酵作用的两套酶系,有氧时进行有氧呼吸,无氧时就进行发酵或无氧呼吸,所以它们在有氧或无氧环境中都能生长。如大肠杆菌在无氧条件下,发酵糖类积累有机酸。在有氧时,它就利用多种有机物为呼吸基质进行有氧呼吸。硝酸盐还原菌,如一些假单胞菌、伊氏螺菌等,它们具有有氧呼吸和无氧呼吸的酶系。这些细菌常生活在土壤或水中,由于好氧生物的有氧呼吸消耗氧,造成厌氧环境。这时如有NO3-存在,它们就利用NO3-和有机物进行无氧呼吸,即反硝化作用。如生活在有氧环境中,则进行有氧呼吸。

现在你应该能看出兼性厌氧菌所含的酶类和生理特点使它能生活在有氧或无氧环境中。而专性厌氧菌和乳酸菌的生物氧化过程都不需氧,而且都不能进行有氧呼吸,但它们与氧的关系不同,这取决于它们是否含有抗氧化酶类。因为这两类细菌都有催化与氧反应形成超氧化物和H2O2的氧化酶,因此,它们的细胞在有氧条件下都能合成超氧化物和H2O2。乳酸菌有超氧化物变位酶和过氧化物酶,前者把超氧化物分解成氧和H2O2,后者把H2O2分解成氧和水。在正常代谢中,这两种酶能及时分解氧参与代谢产生的氧化剂,保护细胞免受氧化剂的毒害作用,使这类细菌获得耐氧性。而专性厌氧细菌缺乏抗氧化酶类,也就不能及时清除细胞遇氧后合成的氧化剂。这些氧化剂破坏细胞膜,引起蛋白质核酸变性失活而使细胞死亡。所以这类细菌不能在有氧环境中生长。

刚刚说的是"细菌的发酵"也就是说大多数人从初中课本中学到的发酵概念,而这个概念很片面且包含的还很多,所以补充一下这个概念。这个发酵过程实质上是基因分子尺度、细胞代谢尺度与生物反应器介尺度的网络结构的复杂系统。

如果再说“蛋白的发酵”“基因工程高密度高表达以及抗生素次级代谢产物发酵”“植物酶发酵”“纤维素酶发酵”就更......

哈哈,总不能让我解释细菌吧?
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首先、细菌是什么呢?

细菌是一种单细胞生物体。细菌因为特别小而区别于其他植物细胞。实际上,细菌也包括存在着的最小的细胞。此外,细菌没有明显的核,而具有分散在整个细胞内的核物质。因此,细菌有时与称为“蓝绿藻”的简单植物细胞结成团块,蓝绿藻也有分散的核物质,但它还有叶绿素。(实在不知道概念怎么能得不枯燥)

那么、这个概念为什么要拿出来说明呢?因为现在我发现很多人所认识细菌都存在一个错误的概念。这个错误引发了许多不必要的争执。而有个非常简单的概念需要讲一下(原来以为不用说了)
细菌是一类没有细胞核膜和细胞器膜的单细胞微生物!
大家注意是微生物!那么也就是说,不是所有微生物都是细菌!(这样表达够清楚了吧)

现在又衍生出第二个概念了。微生物还有那些???

以下只能说提纲了

一、原核微生物 主要包括细菌、支原体、植物中的蓝藻门和古菌(产甲烷细菌、极端嗜盐细菌、嗜酸嗜热细菌)

二、真核微生物 主要包括酵母菌、霉菌(各种)、担子菌

这里要解释一下。

真核生物是所有单细胞或多细胞的、其细胞具有细胞核的生物的总称,它包括所有动、植物、真菌和被规入原生生物的单细胞生物。这些生物的共同点是它们的细胞内含有细胞核以及其它细胞器。此外它们的细胞具有细胞骨架来维持其形状和大小。所有的真核生物都是从一个类似于细胞核的细胞(胚胎、胞子等)发育出来的。其它细胞中没有细胞核的生物被通称为原核生物。

真核生物的另一个特点是它们的细胞在制造蛋白质时可以用同一段染色体制造不同的蛋白质。(对这点有什么感悟?)

三、病毒和亚病毒 (这个不要讲了吧、不想累死)

这些概念了解以后、如果大家还来和我说脱离这些概念的离谱理论,我还能怎么说呢?

现在大家再来看发酵会有什么体会呢?
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接着来。上次说到辅酶、一不小心就串到发酵及细菌了,但还有几个相关的概念没有说清楚、其他的都先放一放,不然真的要乱套了。而且朋友提醒说过多的概念会乱套了,所以决定只说一些和茶叶相关(也不能说相关,但实在找不到词了)的概念了

现在来说糖(也是只能尽量生动点了)

虽然这个东西甜丝丝、但包含实在太广,只能说一下概念及大致的分类和一些基本的概念了,糖类是多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称(这样的说法显然对大家没有意义,^_^,只能换种表达方式,解释一下这个概念背后代表的意义)

首先所有生物的细胞质和细胞核都含有核糖;

其次纤维素是植物的结构糖、植物细胞壁由纤维素所组成;

而且糖类也是结构成分。

最应该注意的是糖的功能:1提供能量;(植物的淀粉和动物的糖原都是能量的储存形式);2物质代谢的碳骨架,为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。3细胞的骨架。纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分,肽聚糖是细胞壁的主要成分。

过去人们一直认为糖类是碳与水的化合物,称为碳水化合物。现在这种称呼并不全面了。

糖大致分为分类:单糖、寡糖、多糖、结合糖、而糖的衍生物又可分为:糖醇、糖酸、糖胺、糖苷

糖的甜度是以蔗糖的甜度为标准的

能被弱氧化剂氧化的糖称为还原性糖,所有的单糖都是还原性糖。

双糖必须在酶的作用下水解成单糖才能被人体吸收。如果这些酶有缺陷的话,那么人体摄入双糖后由于不能消化它就会出现消化病。未消化的双糖进入大肠,在渗透压的作用下从周围组织夺取水分(拉稀),结肠中的细菌消化双糖(发酵)产生气体(气胀和绞痛或痉孪)。

淀粉和糖原、纤维素属于多糖

降解纤维素的纤维素主要存在于微生物中

含有纤维素的食物对于健康是必需的和有益的。

昏了昏了、累,这些在结合原来说过的一些概念大家对某些问题应该会稍微清晰一点

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“过去人们一直认为糖类是碳与水的化合物,称为碳水化合物。现在这种称呼并不全面了。是什么意思呢?”

因为后来发现有些糖如脱氧核糖等分子中的氢、氧原子比和糖类不一样(2:1)而乳酸、甲醛等的分子比又和糖一致,所以说不全面了。

而上次说过的另一点:糖是物质代谢的碳骨架,为蛋白质、核酸、脂类(这三种和糖并称四大类生物大分子)的合成提供碳骨架。(原来想可以简单点,但现在看来还是必须说清楚)就引发出了另一个很好玩的概念-----糖代谢
(这当中就涉及了另外几个发酵的概念)

糖的代谢包括分解代谢、合成代谢、分别使能量转换(能源)和物质转换(碳源)。

其中
分解代谢包括:酵解(共同途径)、三羧酸循环(最后氧化途径)、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。
合成代谢包括:糖异生、糖原合成、结构多糖合成以及光合作用。

它们都受神经、激素、别构物调节控制。

分解代谢中糖酵解是一个非常重要的概念、可以这样说,了解了这个概念、基本就了解了30%以上何谓发酵的概念了。

首先,糖酵解是少数可以下结论的东西。因为这个途径是最早阐明的酶促反映系统(最早讲的概念用上了吧、也是研究的非常透彻的一个过程。而这个过程的反映原则以及调节机制,在所有细胞代谢途径中具有最普遍的意义。

而这个过程也被公认为是生物最古老、最原始获取能量的一种方式!

酵解酶系统将Glc(葡萄糖)降解成丙酮酸,并生成ATP的过程。它是动物、植物、微生物细胞中Glc(葡萄糖)分解产生能量的共同代谢途径。在好氧有机体中,丙酮酸进入线粒体,经三羧酸循环被彻底氧化成CO2和H2O,产生的NADH经呼吸链氧化而产生ATP和水,所以酵解是三羧酸循环和氧化磷酸化的前奏。

这样说可能大家都看不太懂,因为这个定义里面又有很多概念需要解释(惨)。

只能耐着性子看写下去了。

1、首先解释酮体(脂肪大量分解而又未能充分氧化的产物,包括工程乙酸、丙酮和β- 羟丁酸。)

2、然后是:丙酮酸(在生物能量代谢中具有十分重要的作用,而且是多种有用化合物的前体)

2、接着是:ATP(一种含有高能磷酸键的有机化合物,称为三磷酸腺苷也称为腺三磷)(ATP是细胞内能量释放、储存、转移和利用的中心物质)

ATP要多讲一点。在生物体内能量的转换和传递中,ATP是一种关键的物质。生物体的一切生命活动都离不开ATP。ATP是生物体内直接供给可利用能量的物质,是细胞内能量转换的“中转站”。各种形式的能量转换都是以ATP为中心环节的。生物体内由于有各种酶作为生物催化剂,同时又有细胞中生物膜系统的存在,因此,ATP中的能量可以直接转换成其他各种形式的能量,用于各项生命活动。

哦对了,最后说一下NADH是(还原型辅酶)

这个就是糖酵解的科学定义了,那么说那么多是什么意思呢?有什么意义呢?

接着下来就精彩了。。。。
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接着来,我开始尽量用通俗的话,把我理解的意思说清楚!

上次说到的概念也就是说,机体的生存需要能量,而提供主要能量的物质就是ATP,形成ATP有两条途径:

其一:由葡萄糖彻底氧化成CO2和水,从中释放出大量的自由能形成大量的ATP

其二:在无氧条件下(呵呵),由葡萄糖降解成丙酮酸,并在此过程中产生两分子的ATP。(也就是所谓的糖酵解啦)

在其二的过程,若供氧不足,NADH把丙酮酸还原成乳酸。

就叫作乳酸发酵(哈哈,现在另一个发酵出现了),也就是说厌氧有机体(酵母和其它微生物)

把酵解产生的NADH(还原型辅酶)上的氢,传递给丙酮酸,生成乳酸,则称乳酸发酵。

接着我们开始做酒

若NAPH中的氢传递给丙酮酸脱羧生成的乙醛,生成乙醇,此过程是酒精发酵。(现在有点清楚了吧)

现在我们看到的很多争论,实际很早很早以前就有人争论过了,而且研究过了,而且早就验证了。

多早呢?很遗憾的告诉大家,是1854-1897年!

1854-1864这10年间,主流的思想认为发酵现象是由微生物引起的。发酵过程以及各种生物过程都离不开一种生命物质所固有的“活力”的作用。当时有一句名言称发酵为“不要空气的生命”
但是到了1897年,有两兄弟一个偶然发现酵母菌的榨汁(细沙和酵母一起研磨,加上矽藻土,用水力压榨机榨出汁液来)居然引起了蔗糖的发酵!这是第一次发现没有活酵母存在的发酵现象。从此开始了没有活细胞参加的酒精发酵的新纪元。

当然,现在过程虽然很早就弄清楚了(大概是19世纪40年代,记不清楚了),但关于梅的结构与功能的研究还在不断的进行中。(不知道各位茶叶方家是否清楚这些呢?)

这些研究成果当中有几点必须提一下

酵解的过程共分10步、其中3个步骤不可逆。

酵母榨汁液比活酵母当量弱10-20倍。

无机磷酸可以使停止的发酵暂时恢复。

还有很多经过几十年研究已有结论的东西,在这儿就不多说了(但愿别被骂)

写到这儿,回头看看,连提纲中的内容都还没有写完一半,而我的意思也没有表达出30%,深感惭愧。连日看回贴了了,可能真的离题太远了,心中起了放弃的念头。如无特别需要。就以此主题做抛砖引玉。望各位方家原谅。还是以开始的做为结束的算了
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天上人间月说发酵

说了那么多枯燥的话,现在说个笑话给你听听,算做回答你的问题。和学学怎么用比喻

接吻,是多么美好的事情啊(限异性之间),想象一下你的初吻吧,两情款款、无限美好......

有一天wkrcn兄来问我,接吻是怎么回事情?

我傻呼呼的说:

据我分析... 接吻时双方在唾液中交换了

9克的水份
0.7克的蛋白质
0.18克的有机物
0.7毫克油脂
0.5毫克盐
口腔中存活的278种生物
及大量的“酶”

还好酶能使你自我保护、增加抵抗力
当然... 接吻总共造成二十九种肌肉动作
包括十二种唇部及十七种舌头移动的动作
能增加生理上的运动机能

自猿人时代开始,人类就相互亲吻了。
虽然,直到16世纪这一事实才被承认。
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