หลักการทำงานของระบบการหมักส่วนใหญ่รวมถึงกิจกรรมการเผาผลาญของจุลินทรีย์ภายใต้เงื่อนไขเฉพาะและสารตั้งต้นจะถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์ผ่านการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ ระบบการหมักสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: การหมักแอโรบิกและการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน หลักการทำงานเฉพาะมีดังนี้:
การหมักแบบแอโรบิค : ภายใต้เงื่อนไขของออกซิเจนเพียงพอจุลินทรีย์ออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์ผ่านการหายใจแบบแอโรบิคเพื่อผลิตคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำและปล่อยพลังงานจำนวนมาก ตัวอย่างเช่นยีสต์ที่ตอบสนองภายใต้สภาวะแอโรบิกแปลงกลูโคสเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำและปล่อยพลังงาน
anaerobic หมัก : ภายใต้สภาวะไร้อากาศหรือ hypoxic, จุลินทรีย์บางส่วนออกซิไดซ์พื้นผิวผ่านการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์เช่นกรดแลคติคแอลกอฮอล์และก๊าซพร้อมกับการปล่อยพลังงานจำนวนเล็กน้อย ตัวอย่างเช่นยีสต์ทำการหมักแอลกอฮอล์ภายใต้สภาวะไร้อากาศเพื่อแปลงกลูโคสเป็นแอลกอฮอล์และคาร์บอนไดออกไซด์
ตัวอย่างแอปพลิเคชันเฉพาะของระบบการหมัก
ระบบการหมักมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอุตสาหกรรมเช่น:
การผลิตแอลกอฮอล์ : สารน้ำตาลจะถูกแปลงเป็นแอลกอฮอล์ผ่านการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนของยีสต์
การผลิตกรดแลคติก : สารน้ำตาลจะถูกแปลงเป็นกรดแลคติคผ่านการหมักแบคทีเรียกรดแลคติก
การผลิตทางอากาศ: ยาปฏิชีวนะต่าง ๆ ผลิตผ่านการหมักของจุลินทรีย์เฉพาะ
การแปรรูปอาหาร: การผลิตอาหารหมักเช่นโยเกิร์ตและกิมจิ
