heterofermentation是什麼意思，heterofermentation的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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Heterofermentation（異型發酵）是指微生物在發酵過程中産生多種主要終産物的代謝途徑。與同型發酵（Homofermentation）隻産生單一主要産物（如乳酸）不同，異型發酵菌能夠利用糖類（通常是六碳糖，如葡萄糖）産生兩種或兩種以上的顯著終産物，常見的組合包括乳酸、乙醇、二氧化碳以及乙酸等。

其核心代謝途徑是磷酸酮醇酶途徑（Phosphoketolase Pathway），這是區别于同型發酵所采用的糖酵解（EMP）途徑的關鍵。該途徑的關鍵酶是磷酸酮醇酶（Phosphoketolase），它能将磷酸戊糖裂解。

典型的異型發酵過程（以葡萄糖為例）如下：

1. 葡萄糖首先通過磷酸戊糖途徑（PPP）或類似途徑被轉化為5-磷酸木酮糖（Xylulose-5-phosphate）。
2. 關鍵步驟：磷酸酮醇酶将5-磷酸木酮糖裂解為3-磷酸甘油醛（Glyceraldehyde-3-phosphate, G3P）和乙酰磷酸（Acetyl phosphate）。
3. 3-磷酸甘油醛進入糖酵解途徑的下遊，最終被還原為乳酸（Lactic acid）。此過程産生ATP。
4. 乙酰磷酸則有兩個主要去向：
   • 一部分被還原為乙醇（Ethanol）。此過程消耗還原力（NADH），不産生ATP。
   • 另一部分可能被轉化為乙酸（Acetic acid）。此過程可以産生額外的ATP（通過底物水平磷酸化），但需要外部電子受體（如氧或核黃素）或特定的酶系統來再生NAD⁺。
5. 在整個過程中會釋放二氧化碳（CO₂）。

因此，異型發酵葡萄糖的典型終産物方程式可以表示為： $$ text{Glucose} rightarrow text{Lactic acid} + text{Ethanol} + text{CO}_2 $$ 或者，在有條件産生乙酸的情況下： $$ text{Glucose} rightarrow text{Lactic acid} + text{Acetic acid} + text{CO}_2 + text{其他（可能含少量乙醇）} $$

重要特征與意義：

• 産物多樣性： 這是異型發酵最顯著的特征，區别于同型發酵。
• 能量效率較低： 由于部分碳源流向不産生ATP的乙醇（或僅部分産生ATP的乙酸），異型發酵每分子葡萄糖産生的ATP通常比同型發酵少（例如，異型發酵産乳酸和乙醇時淨得1 ATP，而同型發酵産2乳酸淨得2 ATP）。
• 産生氣體（CO₂）： 異型發酵通常伴隨CO₂的産生，這在食品發酵（如制作開菲爾、某些泡菜）中可能産生氣泡或影響質地。
• 代表性微生物： 許多乳酸菌屬于異型發酵菌，例如明串珠菌屬（Leuconostoc spp.）、某些乳杆菌屬（Lactobacillus spp.，如L. brevis, L. fermentum, L. reuteri）、片球菌屬（Pediococcus）中的某些種以及魏斯氏菌屬（Weissella spp.）等。雙歧杆菌（Bifidobacterium）也使用磷酸酮醇酶途徑（雙歧途徑），但其代謝細節和終産物與典型的乳酸菌異型發酵有所不同。
• 應用： 異型發酵菌及其産生的多種代謝産物（乳酸、乙酸、乙醇、CO₂、風味物質等）在食品發酵工業（乳制品、蔬菜發酵、面包、香腸）、飼料青貯以及益生菌等領域扮演着重要角色。它們貢獻了獨特的風味、質地和保質期效果。

參考資料：

1. Madigan, M. T., Bender, K. S., Buckley, D. H., Sattley, W. M., & Stahl, D. A. (2021). Brock Biology of Microorganisms (16th ed.). Pearson. (Chapter on Microbial Metabolism詳細介紹了發酵類型，包括異型發酵及其途徑)
2. American Society for Microbiology. (n.d.). Microbe Library: Metabolism. (提供微生物代謝基礎知識的可靠概述，涵蓋發酵類型)
3. Axelsson, L. (2004). Lactic Acid Bacteria: Classification and Physiology. In S. Salminen, A. von Wright, & A. Ouwehand (Eds.), Lactic Acid Bacteria: Microbiology and Functional Aspects (3rd ed., pp. 1–66). Marcel Dekker. (乳酸菌分類和生理學的權威章節，明确區分同型和異型發酵菌及其代謝)(此為DOI鍊接，需通過學術數據庫訪問全文)
4. Gänzle, M. G. (2015). Lactic metabolism revisited: metabolism of lactic acid bacteria in food fermentations and food spoilage. Current Opinion in Food Science, 2, 106–117. (綜述了乳酸菌在食品環境中的代謝，包括異型發酵途徑及其在食品中的應用和影響)

網絡擴展資料

heterofermentation（異型發酵）是一種微生物代謝過程，其特點是産生多種代謝産物，與僅生成單一産物（如乳酸）的同型發酵（homofermentation）形成對比。以下是詳細解釋：

1. 定義與特點
   heterofermentation通過磷酸戊糖途徑分解葡萄糖等底物，最終生成乳酸、乙醇/乙酸和二氧化碳等混合産物。這種發酵類型常見于某些乳酸菌（如明串珠菌屬 Leuconostoc 和乳杆菌屬 Lactobacillus 的部分菌種）。

2. 代謝産物與能量效率
   每分解1分子葡萄糖時，異型發酵僅生成1分子ATP，而同型發酵可生成2分子ATP。其典型反應式為：
   $$
   C6H{12}O_6 rightarrow C_3H_6O_3 + C_2H_5OH + CO_2
   $$
   産物可能因菌種和環境條件不同而有所變化。

3. 應用領域
   異型發酵在食品工業中廣泛應用，例如：

   • 乳制品：如酸奶、奶酪的發酵，增加風味複雜度。
   • 蔬菜發酵：泡菜、酸菜的制作，通過産酸和氣體延長保質期。
   • 酒精飲料：部分傳統釀造工藝中與其他發酵類型結合。

擴展閱讀：普通發酵（fermentation）泛指有機物在無氧條件下的分解過程，通常産生酸、氣體或酒精。若需更多微生物代謝路徑的細節，可參考和5的學術資源。

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