माइक्रोबियल फ़र्मेंटेशन उस प्रोसेस को कहते हैं जिससे माइक्रोऑर्गेनिज़्म, सही कंडीशन में, खास मेटाबोलिक पाथवे के ज़रिए कच्चे माल को इंसानों के लिए ज़रूरी प्रोडक्ट में बदलते हैं। माइक्रोबियल फ़र्मेंटेशन का प्रोडक्शन लेवल मुख्य रूप से स्ट्रेन की जेनेटिक खासियतों और कल्चर कंडीशन पर निर्भर करता है। आम तौर पर, माइक्रोऑर्गेनिज़्म की पैदावार पर असर डालने वाली कंडीशन में शामिल हैं: कार्बन सोर्स, pH और कल्चर टाइम, फ़र्मेंटेशन टेम्परेचर, और शेकर स्पीड और एम्प्लिट्यूड। इनमें से, कार्बन सोर्स और pH वैल्यू जैसे फैक्टर कल्चर मीडियम से तय होते हैं, जबकि फर्मेंटेशन टेम्परेचर और शेकर स्पीड और एम्प्लिट्यूड एक "डीकलराइजिंग शेकर" से मिलते हैं। डीकलराइजिंग शेकर के टेम्परेचर का फर्मेंटेशन पर कई तरह के असर होते हैं:
1. फर्मेंटेशन के दौरान बनने वाले स्पोर्स और वायबल सेल्स की संख्या पर टेम्परेचर का काफी असर पड़ता है। माइक्रोऑर्गेनिज्म के लिए आम तौर पर सर्वाइवल टेम्परेचर 20 से 35℃ के बीच होता है; बहुत ज़्यादा या कम टेम्परेचर से माइक्रोऑर्गेनिज्म इनएक्टिव हो सकते हैं या मर भी सकते हैं। एंजाइम रिएक्शन काइनेटिक्स के नज़रिए से, ज़्यादा टेम्परेचर रिएक्शन रेट को बढ़ाते हैं, ग्रोथ और मेटाबॉलिज्म को तेज़ करते हैं, और प्रोडक्ट बनने को आगे बढ़ाते हैं। हालांकि, ज़्यादा टेम्परेचर से एंजाइम इनएक्टिव भी तेज़ी से होता है और सेल समय से पहले बूढ़े हो जाते हैं, जिससे प्रोडक्ट बनने पर असर पड़ता है।
2. एक ही तरह के बैक्टीरिया के लिए मेटाबोलाइट्स के बढ़ने और जमा होने के लिए ज़रूरी टेम्परेचर अलग-अलग होते हैं। उदाहरण के लिए, पेनिसिलिन बनाने वाले बैक्टीरिया के लिए सही टेम्परेचर 30℃ है, जबकि पेनिसिलिन बनाने के लिए सबसे अच्छा टेम्परेचर 25℃ है। इसके लिए ज़रूरी प्रोडक्ट के हिसाब से टेम्परेचर को एडजस्ट करना और प्रोडक्शन के अलग-अलग स्टेज पर अलग-अलग टेम्परेचर सेट करना ज़रूरी है।
3. टेम्परेचर एंजाइम की बनावट और खासियतों पर भी असर डालता है। उदाहरण के लिए, 55℃ पर बनने वाले एंजाइम 60 मिनट तक 90℃ पर रखे जाने के बाद भी अपनी 88%–99% एक्टिविटी बनाए रखते हैं; उन्हीं हालात में 35℃ पर बनने वाले एंजाइम अपनी सिर्फ़ 6%–10% एक्टिविटी बनाए रखते हैं।
4. अलग-अलग टेम्परेचर का बैक्टीरिया से बनने वाले मेटाबोलाइट्स पर भी अलग-अलग असर पड़ता है। उदाहरण के लिए, टेट्रासाइक्लिन फर्मेंटेशन के लिए *स्ट्रेप्टोमाइसेस क्लोरटेट्रासाइक्लिन* NRLRB-1287 का इस्तेमाल करते समय, फर्मेंटेशन टेम्परेचर को 30℃ से कम करने से क्लोरटेट्रासाइक्लिन सिंथेसिस बढ़ जाता है। फर्मेंटेशन टेम्परेचर बढ़ाने से टेट्रासाइक्लिन सिंथेसिस को बढ़ावा मिलता है। 35℃ पर, *स्ट्रेप्टोमाइसेस क्लोरटेट्रासाइक्लिन* सिर्फ़ टेट्रासाइक्लिन बनाता है, जिससे क्लोरटेट्रासाइक्लिन का सिंथेसिस लगभग बंद हो जाता है।
5. टेम्परेचर फर्मेंटेशन ब्रॉथ की फिजिकल प्रॉपर्टीज़ पर भी असर डालता है, जैसे कि इसकी विस्कोसिटी, सबस्ट्रेट और ऑक्सीजन की सॉल्युबिलिटी और ट्रांसफर रेट, और कुछ सबस्ट्रेट्स के डीकंपोज़िशन और एब्ज़ॉर्प्शन रेट। फर्मेंटेशन टेम्परेचर इन कंडीशन पर असर डालकर फर्मेंटेशन के काइनेटिक्स और प्रोडक्ट्स के बायोसिंथेसिस पर असर डालता है।
इसलिए, सेल्स की स्मूद ग्रोथ और मेटाबोलाइट्स के सिंथेसिस के लिए फर्मेंटेशन के दौरान सही टेम्परेचर बनाए रखना बहुत ज़रूरी है। डीकलराइज़िंग शेकर चुनते समय सही टेम्परेचर कंट्रोल एक ज़रूरी पैरामीटर बन जाता है।