
ferment; yeastiness; zymosis
【化】 fermentation; zymohydrolysis; zymolysis
【醫】 fermentation; zymo-; zymosis
affect; effect; intention; action; motive; operation
【醫】 action; effect; process; role
【經】 role
發酵作用(Fermentation)是生物體在厭氧條件下,通過酶系統将有機物(主要是糖類)分解轉化,産生能量(ATP)及各種代謝産物的生物化學過程。其核心在于不依賴氧氣作為最終電子受體,而是利用有機物自身作為電子供體和受體。
漢英詞典釋義
漢語中“發酵”指微生物(如酵母菌、細菌)分解有機物産生代謝産物的過程,對應英文“fermentation”。例如:
發酵作用:微生物通過無氧呼吸分解糖類産生能量和乙醇/乳酸等産物的過程。
Fermentation: A metabolic process in which microorganisms break down carbohydrates anaerobically to produce energy and compounds such as ethanol or lactic acid.
能量産生機制
發酵通過底物水平磷酸化生成少量ATP(如1分子葡萄糖經乳酸發酵淨産2分子ATP),遠低于有氧呼吸的效率。關鍵步驟包括糖酵解(Glycolysis)和丙酮酸還原(如酵母中丙酮酸→乙醇 + CO₂)。
根據産物差異可分為:
酒精發酵(Alcoholic Fermentation)
酵母菌将葡萄糖轉化為乙醇和二氧化碳,反應式:
$$ce{C6H12O6 -> 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP}$$
應用于釀酒、面包制作。
乳酸發酵(Lactic Acid Fermentation)
乳酸菌将丙酮酸還原為乳酸,反應式:
$$ce{C6H12O6 -> 2CH3CHOHCOOH + 2ATP}$$
常見于酸奶、泡菜生産。
混合酸發酵
大腸杆菌等細菌産生乳酸、乙酸、琥珀酸等多種有機酸,用于微生物鑒定。
食品工業
醬油(黴菌發酵大豆)、奶酪(乳酸菌發酵乳糖)、食醋(醋酸菌氧化乙醇)等傳統發酵食品依賴此過程。
生物技術與醫藥
利用基因工程菌發酵生産胰島素、抗生素(如青黴素)、維生素B₂等,反應器規模可達數萬升。
可再生能源
纖維素發酵制生物乙醇(如玉米稭稈→葡萄糖→乙醇),助力碳中和目标。
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發酵作用是指微生物或細胞在特定條件下分解有機物并産生代謝産物的生物化學過程,其定義和應用因領域不同而有所差異。以下是詳細解釋:
狹義定義(生理學角度)
指厭氧或兼性厭氧微生物在無氧條件下,以有機物作為電子受體,通過氧化降解獲取能量的過程。例如酵母菌在無氧時分解葡萄糖生成酒精和二氧化碳。
廣義定義(工業與生産角度)
泛指利用微生物的新陳代謝活動,人工控制生産酶、菌體或其他代謝産物的過程,包括有氧和無氧環境。例如抗生素生産、酸奶發酵等。
發酵作用的應用可追溯至遠古時期,如中國早期的釀酒和制醬技術。現代通過優化微生物菌種和工藝,進一步拓展了其在醫藥、化工等領域的價值。
如需更深入的生物化學機制或具體案例,可參考微生物學教材或專業文獻。
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