
【机】 lactic heterofermentation
【化】 ethylidene lactic acid; lactic acid; nancic acid
【医】 alpha-hydroxypropionic acid; ethylidene lactic acid; hydracrylic acid
lactic acid; oxypropionic acid; sarcolactic acid
heterogeneity
【医】 alloplasm
ferment; yeastiness; zymosis
【化】 fermentation; zymohydrolysis; zymolysis
【医】 fermentation; zymo-; zymosis
乳酸异质发酵(Heterolactic Fermentation)是微生物代谢碳水化合物的一种特殊发酵途径,其特点是通过磷酸酮醇酶途径(Phosphoketolase Pathway)将单糖转化为多种终产物,包括乳酸、乙醇、二氧化碳和少量乙酸。该过程与同型乳酸发酵(仅生成乳酸)形成鲜明对比,常见于明串珠菌属(Leuconostoc)和某些乳酸菌属(Lactobacillus)中。
在代谢路径中,葡萄糖首先经糖酵解生成丙酮酸,随后通过磷酸酮醇酶的裂解作用产生乙酰磷酸和3-磷酸甘油醛。乙酰磷酸进一步转化为乙醇和二氧化碳,而3-磷酸甘油醛则转化为乳酸。这种代谢多样性使微生物能适应低pH环境和复杂碳源条件,同时通过底物水平磷酸化生成1分子ATP。
该发酵模式在食品工业中具有重要应用价值,例如:
根据《应用微生物学期刊》的研究,异质发酵菌株的代谢产物比例受环境因素调控,当pH低于5.0时乙醇生成量显著增加(Journal of Applied Microbiology, 2023)。而《食品生物技术百科全书》指出,该发酵途径的产物多样性对食品风味形成具有决定性作用(Encyclopedia of Food Biotechnology, Elsevier, 2021)。
乳酸异质发酵是微生物在无氧条件下分解糖类时,除生成乳酸外,还会产生乙醇、乙酸、二氧化碳等其他代谢产物的发酵类型。以下是其核心要点:
代谢途径特点
与同型乳酸发酵(仅通过糖酵解途径生成乳酸)不同,异质发酵主要通过6-磷酸葡萄糖酸途径或双歧途径进行。例如,葡萄糖首先转化为6-磷酸葡萄糖酸,随后分解为核酮糖-5-磷酸,最终生成甘氨酰乙醛-3-磷酸和乙酰磷酸。前者经糖酵解生成乳酸,后者则转化为乙醇和乙酸。
主要产物
除乳酸外,还包括乙醇、乙酸、二氧化碳等副产物,且可能同时生成L(+)-乳酸和D(-)-乳酸两种异构体。
典型微生物
常见于明串珠菌属(如肠膜明串珠菌)和部分乳酸杆菌。这些微生物在食品工业中常用于发酵乳制品、泡菜等,赋予产品独特风味。
与同型发酵的区别
乳酸异质发酵通过分支代谢路径实现产物的多样性,其应用广泛,尤其在食品发酵中通过副产物增强风味复杂性。
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