Fermentatie

Fermentatie (Latijn: fermentum, zuurdeeg) is in de biochemie het omzetten van biologische materialen met behulp van bacteriën, celculturen of schimmels in afwezigheid van zuurstof (anaeroob). Ook het toevoegen van enzymen kan leiden tot fermentatie. Het wordt tegenwoordig gebruikt voor alle processen in de biochemie waarbij biologische (bulk)producten worden geproduceerd.

Fermentatie kan niet plaatsvinden onder aerobe omstandigheden. Dit betekent niet dat geen zuurstof de reactor in kan. Omdat zuurstof maar weinig doordringt in het kweekmedium, zijn er altijd plaatsen waar de zuurstof niet kan penetreren. Dit is met de hedendaagse techniek mogelijk. Hierbij is het van belang een goede verdeling van de zuurstofconcentratie in het kweekmedium te handhaven. Dit wordt verkregen door (steriele) beluchting (aëratie) en roeren (agitatie) van het kweekmedium.

Er bestaan drie verschillende manieren waarop een fermentatie(cel-)cultuur gevoed wordt. Dit zijn de Batch-, Fedbatch- en Continue-cultuur.

Fermentatie wordt in de industrie gebruikt om bijvoorbeeld voedsel te verbeteren of voedingsmiddelen te produceren. Een voorbeeld daarvan is de productie van alcohol door gisting.

De medicijnen insuline en antibiotica zoals penicilline worden ook door een fermentatieproces verkregen.

Herkauwers maken gebruik van micro-organismen (een symbiose) bij fermentatieprocessen in de pens. De producten van een fermentatieproces zijn een aantal (vluchtige) vetzuren. Onder andere onderstaande (hier weergegeven als de onder biologische opmstandigheden optredende anionen) zuren worden gevormd:

Structuurformule	Naam in de biochemie	Vrij zuur
	lactaat	melkzuur
	acetaat	azijnzuur
	butyraat	boterzuur
	propionaat	propionzuur

Geschiedenis

In de 19e eeuw werden grote ontdekkingen gedaan door Theodor Schwann, Justus von Liebig, Louis Pasteur en Wilhelm Kühne op het gebied van fermentatie. Pasteur verschilde van mening met von Liebig over de aard van het fermentatieproces. Liebig was van mening dat fermentatie het gevolg was van een chemisch proces, en dat de aanwezigheid van gist niet per se nodig is. Pasteur daarentegen ging er van uit dat de aanwezigheid van micro-organismen essentieel is voor het fermentatieproces.

In 1891 kreeg de Japanse chemicus Jokichi Takamine patent op een fermentatiemethode, waarbij uit Aspergillus oryzae amylase werd geïsoleerd. Deze fermentatiemethode wordt tot op de dag van vandaag toegepast bij de bereiding van bepaalde enzymen.