Fermentacja alkoholowa:polega na roakładzie cukrów prostych(glukozy, fruktozy) lub dwucukrów(sacharozy, maltozy) przy udziale specyficznego układu enzymatycznego zwanego zymazą- do etanolu i dwutlenku węgla. Przeprowadzają ją głównie: drożdże należące do rodzaju sacharomyces; rodzaje Rhizopus, Mucor, Monilia; z bakterii- Thermobacterium mobile oraz Sarcina ventriculi. W przemyśle farmaceutycznym są głównie wykorzystywane drożdże szlachetne: Sacharomyces cerevisiae- w gorzelnictwie i piekarnictwie; Sacharomyces carlsbergenis- w browarnictwie; Sacharomyces uvarum- w winiarstwie. Fermentacja glukozy przez drożdże jest procesem beztlenowym lecz drożdże są organizmami tlenowymi. Przy braku tlenu drożdże energicznie fermentują ale prawie nie rosną. W warunkach tlenowych zmniejsza się intensywność fermentacji na rzecz oddychania drożdży. Fermentacja mlekowa: polega na rozkładzie cukrów prostych lub dwucukrów głównie na kwas mlekowy jest procesem często spotykanym w przyrodzie. Procesowi temu towarzyszy tworzenie się mniejszych lub większych ilości produktów ubocznych( kwas octowy, alkohol etylowy, gliceryna, metan, propan, CO2 i inne). Bakterie przeprowadzające fermentację mlekową rzadko występują w glebie lub wodzie a do ich siedlisk należą: mlekoi produkty mleczne(Lactobacillus lactis, L. bulgaris, Lactococus lactis); zdrowe i gnijące rośliny(Lactobacillus brevis, Lactococus lactis); układ pokarmowy oraz błony śluzowe ludzi i zwierząt(Streptococus salivarius, S. bovis, S. pneumoniae). Wspólnymi cechami bakterii właściwej fermentacji mlekowej są: niezdolność do przetrwalnikowania, względnie beztlenowe warunki rozwoju, brak urząsienia, brak zdolności wytwarzania katalazy i redukcji azotanów, G+ zabarwienie komórek. Ze względu na typ przeprowadzonej fermentacji bakterie dzieli się na: a) bakterie homofermentacji mlekowej- bakterie mlekowe wytwarzają czysty lub prawie czysty 90% kwas mlekowy a ilość powstających produktów ubocznych jest ściśle związana z dostępnością tlenu, bakterie z rodzaju Lactococus, Lactobacillus, Streptococus; b) bakterie heterofermentacji mlekowej- w procesie tym oprócz kwasu mlekowego powstają w niewielkich ilościach inne produkty jak kwas octowy, etanol i CO2 np. Leuconostac dextranicum. Bakterie fermentacji mlekowej zostały szeroko wykorzystane: w przemyśle mleczarskim- produkcja twarogów(Lactobacillus lactis, bulgaricusi S. thermophilus), jogurtów(Streptococus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus), kefiru(Lactobacillus bulgaricus, L. kaukazikus); w przemyśle wędliniarskim- produkcja salami; do produkcji kiszonek przeznaczonych do spożycia dla ludzi i zwierząt. Fermentacja pseudomlekowa: zwana inaczej niewłaściwą lub rzekomą fermentacją mlekową. Polega na rozkładzie laktozy z powstaniem dużej ilości związków organicznych. Najważniejsze produkty to: kwas octowy, mrówkowy, bursztynowy, mlekowy, etanol, glicerol. Aerobacter aerogenes są to G-pałeczki ruchliwe urzęsione peritrichalne i nie wytwarzające przetrwalników. Należą do fakultatywnych tlenowców. Uzyskują one energię tlenowo(oddychanie) i beztlenowo(fermentacje). Wszystkie fermentują glukozę z wytworzeniem kwasów. Są to w większości gatunki chorobotwórcze dla człowieka a niektóre z nich (E-coli) jako przedstawiciele flory bakteryjnej przewodów pokarmowych ludzi i zwierząt. Bakterie pseudomlekowe są szkodnikami przy produkcji wina. Fermentacja masłowa: zachodzi głównie w tych biotypach gdzie się nagromadzają bezazotowe związki organiczne. Proces ten polega na rozkładzie węglowodanów do kwasu masłowego, octowego, butanolu, metanolu, propanolu i etanolu oraz CO2. w zależności od wykorzystywanych przez Clostridia substratów można podzielić je na: sacharolityczne- rozkładające wielocukry i cukry; peptolityczne- metabolizują białka, peptony i aminokwasy. Fermentacja prowadzona przez Clostridium zależy od aktywności specyficznych enzymów. Ich działanie jest związane z odczynem środowiska. Wyróżniamy: fermentację masłową przebiegającą w odczynie obojętnym z wytworzeniem kwasu masłowego; fermentację masłowo- butanolową przebiegającą w odczynie kwaśnym główne produkty to alkohol butylowy i aceton; fermentację acetono- propanolową z powstaniem kwasu octowego, propanianu i CO2. fermentacja octowa: jest uważana za przedłużenie fermentacji alkoholowej bo etanol jest produktem wyjściowym do wytworzenia kwasu octowego. Ten typ fermentacji prowadzą bakterie z rodzaju Azotobacter. Mamy dwa rodzaje: 1. gdzie końcowym produktem jest ocet winny do jego produkcji używa się piwa lub wina(metoda orleańska); 2. gdzie końcowym produktem jest ocet spirytusowy do jego produkcji używamy alkoholu etylowego. Amonifikacja: rodzaje: hydrolityczna np. hydroliza mocznika, reduktywna, seturatywna, oksydatywna, typu sticklonda. N-org→RNH2+Pr.Ub.+J-ilość energii. R-NH2+H2O→NH3+J+ROH. Amonifikatory: a)beztlenowe- clostridium sporogeneses, clostridium putrificum; b) względnie beztlenowe- Escherichia coli, Aerobacter aerogenes, Proteus wulgaris G-(najsilniejszy amonifikator); c) tlenowe- bacillus subtilis, cerus ver mycoidens, megaterium, Pseudomonasfluorescens, areuginosa, Serativa marcescehs, Holobacterium. Nitryfikacja: autotroficzna- warunki nitryfikacji pH 7,5-8 wilgotność 60%, temp. 25-30°C, C:N<12. N2O→N2→NH4. Pierwsza faza nitryfikacji autotrofowej(enerogdajna) 2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H++J. Uwalnianie energii 5,4x105J; stosunek ilości uwolnionego N do pobranego- 35,4. w glebie to bakterie: Nitrosomonas europea, Nitrospira briensis, Nitrosolubus multiformus, Nitrosovdorio tenuis, Nitrosococus nitrosus. W morzu oceanus, mobilis. Druga faza nitryfikacji: uwolniona energia 1,4x105J, stosunek N:C135. Nitrobacter winogradski(woda, gleba). Morze: Nitrosospina gracilis, Nitrococus mobilis. Liczebność od 103- 105 w 1g suchej masy glebowej. W glebach nawożonych gnojowicą : 107-108 w 1g. Inhibitory nitryfikacji : N-Serve(pochodne pirodyny), AM(pochodne aminometylopirydyny), ATC(4-amino-1,2,4-triozol), DCD(dicyjanodiamid), karanjin, etradialol, retrazol, lotne związki siarki, acetonilidy, acetylen. 2NH4+3NO2→2NO2 +2H2O+4H+. Nitryfikacja heterotroficzna: NH4+(-3)→NH2OH(-1)→NOH(+1)→NO2-(+3)→NO3-(+5). Bakterie: Arthrobacter globiformis, Aerobacter aergenes, Mycobacterium phlei, Thiosphera, Pseudomonas sp. RNH2(-3)→RNHOH(-1)→RNO(+1)→RNO2(+3)→NO3-(+5). Grzyby: Aspergillus, Penicillium, Cepholosporium. Denitryfikacja: proces odwrotny do nitryfikacji, proces redukcji NO3→NH3(denitryfikacja częściowa), NO3→NO→N2(denitryfikacja całkowita). Warunki beztlenowe, obecność azotu w postaci azotanów V lub III, odpowiednie pH. Proces bardzo pożyteczny jeżeli zachodzi w ściekach wtedy zostają rozkładane związki azotu. Bakterie: Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas calcis(duże powinowactwo do przemian Ca w glebie), Thiobacillus denitryficans, Paracoccus denitryficans, E-coli. Wiązanie azotu: N2+8H++8e-+16ATP=2NH3+H2+ADT+16Pc-. Proces redukcji z wykorzystaniem 16 cząsteczek ATP. Bakterie symbiotyczne: 1. Rhizobium leguminosarum, bv.viciae(groch, groszek, wyka, soczewica), bv.phaseoli(fasola), bv. Trifoli(koniczyna)2. Rhizobium meliloti(nostrzyk, lucerna), Rhizobium loti(komonica, ciecierzyca), Rhizobium fredii(soja), Bradyrhizobium japanicum(soja). Wolny azot amfoteryczny wiązany jest przez symbiotyczne lub wolno żyjące bakterie azotowe. Bakterie te redukują azot do jonu amonowego.