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丁醇發酵英文解釋翻譯、丁醇發酵的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【化】 butylic fermentation

分詞翻譯:

丁醇的英語翻譯:

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

發酵的英語翻譯:

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

專業解析

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。)

網絡擴展解釋

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:


一、菌種特點

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

  1. 形态:革蘭氏陽性,細胞呈梭狀,大小約(1.0~1.5)μm×(3~5)μm,含細菌澱粉粒,通過周生鞭毛運動。
  2. 生長條件:嚴格厭氧,需生物素和對氨基苯甲酸作為生長因子。
  3. 分布:常見于土壤、谷物種子表面。

二、代謝機理

丁醇發酵分為産酸期和産溶劑期兩個階段:

  1. 産酸期(對數生長期):

    • 條件:初始pH 6.0~7.0,溫度適宜。
    • 産物:通過糖酵解(EMP)和磷酸戊糖途徑(HMP)分解糖類,生成大量乙酸和丁酸,同時釋放CO₂和H₂。
    • 結果:發酵液酸度上升,pH降至5.0以下。
  2. 産溶劑期(穩定期):

    • 觸發條件:當pH<5且丁酸濃度>2g/L時,菌體代謝轉向還原反應。
    • 産物:乙酸、丁酸被還原為丁醇(主産物)、丙酮和少量乙醇。
    • 結果:pH回升,溶劑比例提高。

三、發酵工藝優化

為提高效率,工業中采用兩段法工藝:

  1. 碳源選擇:投加葡萄糖和丁酸作為混合碳源。
  2. 優勢:減少副産物(如乙醇、丙酮),提升底物利用率和丁醇産率。

四、意義與挑戰

  1. 應用價值:丁醇作為生物燃料和化工原料,具有可再生性,可替代化石能源。
  2. 主要問題:産率低、副産物複雜、成本高,需進一步優化菌種和工藝。

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。

分類

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