يتضمن مبدأ العمل لنظام التخمير بشكل أساسي الأنشطة الأيضية للكائنات الحية الدقيقة في ظل ظروف محددة ، ويتم تحويل الركيزة إلى منتجات مفيدة من خلال حفز الإنزيم. يمكن تقسيم نظام التخمير إلى فئتين: التخمير الهوائي والتخمير اللاهوائي. مبادئ العمل المحددة هي كما يلي:
التخمير المعتاد : في ظل حالة الأكسجين الكافي ، فإن الكائنات الحية الدقيقة تؤكسد تمامًا على الركيزة من خلال التنفس الهوائي لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء ، وإطلاق كمية كبيرة من الطاقة. على سبيل المثال ، تتنفس الخميرة في ظل الظروف الهوائية ، وتحويل الجلوكوز إلى ثاني أكسيد الكربون والماء ، وإطلاق الطاقة.
anaerobic التخمير : في ظل الظروف اللاهوائية أو نقص الأكسجين ، تؤكسد الكائنات الحية الدقيقة جزئيًا الركيزة من خلال التنفس اللاهوائي لإنتاج منتجات مثل حمض اللبنيك والكحول والغازات ، مصحوبة بإطلاق كمية صغيرة من الطاقة. على سبيل المثال ، يؤدي الخميرة تخمير الكحول في ظل الظروف اللاهوائية لتحويل الجلوكوز إلى الكحول وثاني أكسيد الكربون.
أمثلة تطبيق محددة لأنظمة التخمير
تستخدم أنظمة التخمير على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي ، على سبيل المثال:
إنتاج الكحول : يتم تحويل مواد السكر إلى الكحول من خلال التخمير اللاهوائي للخميرة.
production حمض الكتل: يتم تحويل مواد السكر إلى حمض اللبنيك من خلال تخمير بكتيريا حمض اللبنيك.
إنتاج antibiotic : يتم إنتاج المضادات الحيوية المختلفة من خلال تخمير الكائنات الحية الدقيقة المحددة.
المعالجة الأطعمة : إنتاج الأطعمة المخمرة مثل الزبادي والكيمتشي.
