La fermentation microbienne est la méthode la plus utilisée en biotechnologie, et elle se distingue aujourd'hui par d'innombrables applications. Un exemple en est la production à l'échelle industrielle d'érythromycine, antibiotique obtenu à partir de Saccharopolyspora erythraea dans des conditions aérobies. Des vitamines comme la riboflavine, le bêta-carotène et la vitamine B12 sont également produites industriellement par fermentation microbienne.
La fermentation typique en mode batch se présente par les étapes suivantes : ajout d'une solution riche en nutriments, inoculation des microorganismes, injection d'un inhibiteur de mousse et d'oxygène ( de nombreux microorganismes utilisés dans les bioprocédés sont aérobies). Dans ce type de systèmes de fermentation, l'accumulation de déchets et la multiplication des microorganismes provoquent la variation des conditions au cours du processus de fermentation.
Des vitamines, des minéraux, des acides aminés gras et, selon le type de bactéries, des facteurs de croissance peuvent être ajoutés tout au long du cycle de fermentation. L'inhibiteur de mousse est ajouté pour contrôler l'excès de bulles, le système d'agitation facilite la dissolution de l'oxygène et la libération du dioxyde de carbone et assure un mélange total des nutriments. Le processus est efficace si le cycle de fermentation est réalisé à une température constante. Les réactions chimiques et les processus mécaniques, qui se produisent à l'intérieur du récipient de fermentation, chauffent le système et si la chaleur n'est pas équilibrée, les cellules peuvent mourir ou cesser de se reproduire. Par conséquent, le processus de refroidissement nécessite un système de contrôle approprié.
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