Để lên men người ta cho vào môi trường một lượng tế bào nấm men nhất định. Tùy theo phương pháp lên men mà cho vào lượng nấm men là khác nhau, thường khi lên men lượng tế bào
nấm men phải đạt lớn hơn một triệu tế bào trong một ml dịch lên men. Vì diện tích bề mặt của tế bào nấm men lớn ( do số lượng tế bào nấm men lớn) nên khả năng hấp thụ các chất của tế bào nấm men là rất lớn. Đường lên men và các chất dinh dưỡng khác có trong môi trường lên men đầu tiên được hấp thụ trên bề mặt nấm men, sau đó khuếch tan vào trong tế bào nấm men. Rượu
và CO2 được tạo thành theo phản ứng tổng quát sau:
C6H12O6 + 2ADP + 3H3PO4 = 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP + H2O
Như vậy sự lên men chuyển đường thành rượu là một dãy quá trình oxy hóa khử có enzyme trong tế bào tham gia. Rượu etylic tạo thành khuếch tán ra môi trường ngoài qua màng tế bào nấm men. Rượu hòa tan vô hạn trong nước nên khuếch tán rất mạnh vào trong môi trường,
CO2 cũng hòa tan vào trong môi trường nên không lớn vì thế CO2 sinh ra trong quá trình lên men
sẽ khuếch tán vào môi trường và nhanh chóng đạt được trạng thái bão hòa. Khí bão hòa CO2 sẽ
bám vào tế bào nấm men hình thành những bọt khí, bọt khí sinh ra ngày càng nhiều và lớn dần lên tạo thành những túi khí lớn đến thời điểm nào đó có sự chênh lệch giữa khối lượng riêng của môi trường và tế bào nấm men sẽ nổi lên trên bề mặt. Khi đến bề mặt, do có sự thay đổi đột ngột
sức căng bề mặt nên chúng bị vỡ làm cho bọt khí CO2 thoát ra ngoài lúc này tế bào nấm men sẽ bị
chìm xuống, quá trình này cứ diễn ra liên tục nên tế bào nấm men chuyển từ trạng thái tĩnh sang trạng thái động làm tăng khả năng tiếp xúc giữa tế bào nấm men và môi trường nên làm cho quá
trình trao đổi chất diễn ra nhanh, mạnh hơn như thế sẽ làm tăng quá trình lên men. Khí CO2 ức
chế quá trình lên men nhưng trong quá trình thoát khí CO2 làm tăng khả năng lên men của nấm
men.
Lên men ethanol được chia làm hai thời kỳ:
- Thời kỳ cảm ứng: Ở giai đoạn này, chất tiếp nhận hydro của enzyme alcoldehydrogenase
là acetaldehyde được tạo thành chưa đủ, do đó enzyme sẽ chuyển hydro đến cho aldehyde phosphatglycerinic. Dưới tác dụng của enzyme phosphatase, phosphatglycerin bị thuỷ phân để
- Thời kỳ tĩnh: Đến lúc này, lượng acetaldehyde là cơ chất bình thường của enzyme
alcoldehydrogenase được tạo thành đã có nhiều, nên enzyme sẽ chuyển hydro đến cho cơ chất của nó và rượu etylic được tạo thành từ đây. Glycerin chỉ được tạo nên trong thời kỳ cảm ứng nên nó sẽ chỉ là sản phẩm phụ trong môi trường acid.
Glucose Glyceraldehyde -3-phosphate Glycerin-3-phosphate Glycerin
10: Sơ