
【化】 butylic fermentation
丁醇發酵(Butanol Fermentation)是指以微生物為催化劑,将碳水化合物轉化為丁醇(C₄H₉OH)、乙醇及丙酮等産物的厭氧代謝過程。該反應屬于丙酮-丁醇-乙醇(ABE)發酵的典型形式,由梭菌屬(Clostridium)細菌主導,其化學反應可表示為:
$$
C6H{12}O_6 → CH_3CH_2CH_2CH_2OH + CH_3CH_2OH + CH_3COCH_3 + CO_2 + H_2
$$
丁醇發酵在工業上主要用于生物燃料生産,其産物丁醇因能量密度高、腐蝕性低,可作為汽油替代品。
微生物學機制:
梭菌通過分解澱粉或糖類生成丙酮酸,隨後在磷酸轉乙酰酶和丁醛脫氫酶等關鍵酶作用下,形成丁醇。此過程受環境pH值、底物濃度及氧氣水平調控。
應用與挑戰:
丁醇發酵技術曾廣泛用于20世紀初的溶劑工業,現因石油化工競争一度衰退,但近年因生物能源需求複蘇。研究聚焦于優化菌株代謝效率及利用木質纖維素等非糧原料。
(注:受限于當前搜索結果,本文參考了《工業微生物代謝調控》《生物能源技術進展》等專業文獻,具體鍊接可訪問Springer、ScienceDirect等學術平台檢索相關論文。)
丁醇發酵是一種利用微生物(主要為丙酮丁醇梭菌)在厭氧條件下将糖類或澱粉轉化為丁醇、丙酮和乙醇等溶劑的工業發酵過程。其代謝機理和特點如下:
丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)是核心菌種,具有以下特征:
丁醇發酵分為産酸期和産溶劑期兩個階段:
産酸期(對數生長期):
産溶劑期(穩定期):
為提高效率,工業中采用兩段法工藝:
如需更詳細機制(如酶催化路徑)或數據,可參考微生物代謝文獻或行業研究報告。
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