嫌気性消化と発酵の大きな違いは、嫌気性消化は酸素がない状態で微生物が生分解性物質を分解するプロセスであることです。

一方、発酵は、微生物が糖分を二酸化炭素とエタノールに変換するプロセスです。

つまり、嫌気性消化と発酵は、酸素のない状態で微生物が高分子を小さな物質に分解するプロセスなのだ。

さらに重要なことは、嫌気性消化が廃棄物からバイオ燃料を製造する際に重要であるのに対し、発酵はエタノールの製造や食品産業で生地を上げる際に重要であることである。

嫌気性消化とは？

嫌気性消化とは、酸素がない状態で、微生物が有機物（家畜糞尿、排水のバイオソリッド、生ごみなど）を分解することである。

機能的には、家庭や産業界の廃棄物処理、バイオ燃料の製造において重要です。

さらに、嫌気性消化には、加水分解、酸発生、酢酸発生、メタン生成の4段階があります。

加水分解は、大きな有機ポリマーを単糖、アミノ酸、脂肪酸に分解することであり、酸生成は、有機ポリマーを単糖、アミノ酸、脂肪酸に分解することである。

酸生成は、残った生成物をアンモニア、二酸化炭素、アンモニアに分解することである。

酢酸生成では、脂肪生成で作られた単純な分子が酢酸菌によって消化され、大部分が酢酸、二酸化炭素、水素になる。

最終段階のメタン生成では、中間生成物がメタン、二酸化炭素、水素に変換される。

図1：嫌気性消化

さらに、嫌気性消化の最終生成物として、バイオガスと消化液があります。

バイオガスの主成分はメタンです。

通常、バイオガスの50〜70%はメタンです。

バイオガスのその他の成分には、二酸化炭素、硫化水素、水蒸気、および微量のその他のガスが含まれる。

その後、バイオガスは精製され、二酸化炭素、水、硫化水素が減少する。

そして、最終的にメタンがバイオガスの主成分となる。

バイオガスには約90％のメタンが含まれているため、再生可能な天然ガスとして知られている。

嫌気性消化の残渣は、液体と固体の部分を含む消化液となる。

消化物は、家畜の敷料（固形分）、栄養豊富な肥料（液体と固形分）、バイオ製品の基礎原料、有機物を多く含む堆肥、土壌改良材（固形分）として重要であり、後者では農地に肥料として撒くこともあります。

発酵とは

発酵とは、微生物が糖を二酸化炭素とエタノールに変換する化学反応群のことである。

発酵には、解糖と発酵の2つのステップがあります。

ここで、糖質はまず解糖反応を起こし、六炭糖であるグルコースを2つのピルビン酸分子に分解する。

ピルビン酸は炭素3つの化合物です。

解糖では、グルコースから放出されるエネルギーから4つのATP分子を生成する一方で、2つのATP分子を利用する。

さらに、ピルビン酸は発酵の第2段階でエタノールや乳酸に酸化される。

したがって、発酵プロセスには、エタノール発酵と乳酸発酵の2種類があります。

図2 発酵の様子

通常、エタノール発酵はビールやパン、ワインなどの製造に使われる。

一方、乳酸発酵は、動物の筋肉や組織がよりエネルギーを必要とするときに起こる。

また、ヨーグルトの製造では、乳糖から乳酸を生成するために乳酸発酵が利用されている。

嫌気性消化と発酵の類似点

• 嫌気性消化と発酵は、微生物が細胞内で行うプロセスです。
• どちらも高分子や大きな物質を小さな物質に分解する。
• また、どちらも経済的に重要な酵素プロセスです。

嫌気性消化と発酵の違い

定義

嫌気性消化とは、家畜の糞尿、排水のバイオソリッド、食品廃棄物などの有機物を酸素のない状態でバクテリアが分解するプロセスを指し、発酵とは、グルコースなどの分子を嫌気性で分解する化学的プロセスを指す。

酸素濃度

嫌気性消化は酸素がない状態で行われ、発酵は酸素濃度が低い状態で行われます。

ステップ数

嫌気性消化のステップは、加水分解、酸生成、酢酸生成、メタン生成であり、発酵のステップは、解糖と発酵です。

製品情報

嫌気性消化の生成物はバイオガスと消化物であり、発酵の生成物はエタノールと二酸化炭素または乳酸です。

重要性

嫌気性消化はバイオガス製造に、発酵は食品製造に重要です。

結論

簡単に説明すると、嫌気性消化と発酵は、微生物が高分子を小さな物質に分解する2つのプロセスです。

どちらも酵素によって行われる細胞内のプロセスです。

しかし、嫌気性消化と発酵の両方は、経済的に重要です。

嫌気性消化は廃棄物を生分解してバイオ燃料にする際に重要であり、発酵は食品・飲料産業で重要です。

このように、嫌気性消化と発酵の主な違いは、そのプロセスと重要性です。