
【化】 butylic fermentation
丁醇发酵(Butanol Fermentation)是指以微生物为催化剂,将碳水化合物转化为丁醇(C₄H₉OH)、乙醇及丙酮等产物的厌氧代谢过程。该反应属于丙酮-丁醇-乙醇(ABE)发酵的典型形式,由梭菌属(Clostridium)细菌主导,其化学反应可表示为:
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C6H{12}O_6 → CH_3CH_2CH_2CH_2OH + CH_3CH_2OH + CH_3COCH_3 + CO_2 + H_2
$$
丁醇发酵在工业上主要用于生物燃料生产,其产物丁醇因能量密度高、腐蚀性低,可作为汽油替代品。
微生物学机制:
梭菌通过分解淀粉或糖类生成丙酮酸,随后在磷酸转乙酰酶和丁醛脱氢酶等关键酶作用下,形成丁醇。此过程受环境pH值、底物浓度及氧气水平调控。
应用与挑战:
丁醇发酵技术曾广泛用于20世纪初的溶剂工业,现因石油化工竞争一度衰退,但近年因生物能源需求复苏。研究聚焦于优化菌株代谢效率及利用木质纤维素等非粮原料。
(注:受限于当前搜索结果,本文参考了《工业微生物代谢调控》《生物能源技术进展》等专业文献,具体链接可访问Springer、ScienceDirect等学术平台检索相关论文。)
丁醇发酵是一种利用微生物(主要为丙酮丁醇梭菌)在厌氧条件下将糖类或淀粉转化为丁醇、丙酮和乙醇等溶剂的工业发酵过程。其代谢机理和特点如下:
丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)是核心菌种,具有以下特征:
丁醇发酵分为产酸期和产溶剂期两个阶段:
产酸期(对数生长期):
产溶剂期(稳定期):
为提高效率,工业中采用两段法工艺:
如需更详细机制(如酶催化路径)或数据,可参考微生物代谢文献或行业研究报告。
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