
【機】 lactic heterofermentation
【化】 ethylidene lactic acid; lactic acid; nancic acid
【醫】 alpha-hydroxypropionic acid; ethylidene lactic acid; hydracrylic acid
lactic acid; oxypropionic acid; sarcolactic acid
heterogeneity
【醫】 alloplasm
ferment; yeastiness; zymosis
【化】 fermentation; zymohydrolysis; zymolysis
【醫】 fermentation; zymo-; zymosis
乳酸異質發酵(Heterolactic Fermentation)是微生物代謝碳水化合物的一種特殊發酵途徑,其特點是通過磷酸酮醇酶途徑(Phosphoketolase Pathway)将單糖轉化為多種終産物,包括乳酸、乙醇、二氧化碳和少量乙酸。該過程與同型乳酸發酵(僅生成乳酸)形成鮮明對比,常見于明串珠菌屬(Leuconostoc)和某些乳酸菌屬(Lactobacillus)中。
在代謝路徑中,葡萄糖首先經糖酵解生成丙酮酸,隨後通過磷酸酮醇酶的裂解作用産生乙酰磷酸和3-磷酸甘油醛。乙酰磷酸進一步轉化為乙醇和二氧化碳,而3-磷酸甘油醛則轉化為乳酸。這種代謝多樣性使微生物能適應低pH環境和複雜碳源條件,同時通過底物水平磷酸化生成1分子ATP。
該發酵模式在食品工業中具有重要應用價值,例如:
根據《應用微生物學期刊》的研究,異質發酵菌株的代謝産物比例受環境因素調控,當pH低于5.0時乙醇生成量顯著增加(Journal of Applied Microbiology, 2023)。而《食品生物技術百科全書》指出,該發酵途徑的産物多樣性對食品風味形成具有決定性作用(Encyclopedia of Food Biotechnology, Elsevier, 2021)。
乳酸異質發酵是微生物在無氧條件下分解糖類時,除生成乳酸外,還會産生乙醇、乙酸、二氧化碳等其他代謝産物的發酵類型。以下是其核心要點:
代謝途徑特點
與同型乳酸發酵(僅通過糖酵解途徑生成乳酸)不同,異質發酵主要通過6-磷酸葡萄糖酸途徑或雙歧途徑進行。例如,葡萄糖首先轉化為6-磷酸葡萄糖酸,隨後分解為核酮糖-5-磷酸,最終生成甘氨酰乙醛-3-磷酸和乙酰磷酸。前者經糖酵解生成乳酸,後者則轉化為乙醇和乙酸。
主要産物
除乳酸外,還包括乙醇、乙酸、二氧化碳等副産物,且可能同時生成L(+)-乳酸和D(-)-乳酸兩種異構體。
典型微生物
常見于明串珠菌屬(如腸膜明串珠菌)和部分乳酸杆菌。這些微生物在食品工業中常用于發酵乳制品、泡菜等,賦予産品獨特風味。
與同型發酵的區别
乳酸異質發酵通過分支代謝路徑實現産物的多樣性,其應用廣泛,尤其在食品發酵中通過副産物增強風味複雜性。
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