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丁醇发酵英文解释翻译、丁醇发酵的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 butylic fermentation

分词翻译:

丁醇的英语翻译:

【化】 butyl alcohol; n-butyl alcohol
【医】 alcohol butyl; butanol; butyl alcohol

发酵的英语翻译:

ferment; yeastiness; zymosis
【化】 fermentation; zymohydrolysis; zymolysis
【医】 fermentation; zymo-; zymosis

专业解析

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:

$$

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。)

网络扩展解释

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:


一、菌种特点

丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)是核心菌种,具有以下特征:

  1. 形态:革兰氏阳性,细胞呈梭状,大小约(1.0~1.5)μm×(3~5)μm,含细菌淀粉粒,通过周生鞭毛运动。
  2. 生长条件:严格厌氧,需生物素和对氨基苯甲酸作为生长因子。
  3. 分布:常见于土壤、谷物种子表面。

二、代谢机理

丁醇发酵分为产酸期和产溶剂期两个阶段:

  1. 产酸期(对数生长期):

    • 条件:初始pH 6.0~7.0,温度适宜。
    • 产物:通过糖酵解(EMP)和磷酸戊糖途径(HMP)分解糖类,生成大量乙酸和丁酸,同时释放CO₂和H₂。
    • 结果:发酵液酸度上升,pH降至5.0以下。
  2. 产溶剂期(稳定期):

    • 触发条件:当pH<5且丁酸浓度>2g/L时,菌体代谢转向还原反应。
    • 产物:乙酸、丁酸被还原为丁醇(主产物)、丙酮和少量乙醇。
    • 结果:pH回升,溶剂比例提高。

三、发酵工艺优化

为提高效率,工业中采用两段法工艺:

  1. 碳源选择:投加葡萄糖和丁酸作为混合碳源。
  2. 优势:减少副产物(如乙醇、丙酮),提升底物利用率和丁醇产率。

四、意义与挑战

  1. 应用价值:丁醇作为生物燃料和化工原料,具有可再生性,可替代化石能源。
  2. 主要问题:产率低、副产物复杂、成本高,需进一步优化菌种和工艺。

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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