يشير التخمر الميكروبي إلى العملية التي تقوم من خلالها الكائنات الدقيقة، في ظل ظروف مناسبة، بتحويل المواد الخام إلى منتجات يحتاجها الإنسان عبر مسارات أيضية محددة. يعتمد مستوى إنتاج التخمر الميكروبي بشكل أساسي على الخصائص الوراثية للسلالة الميكروبية وظروف الاستزراع. تشمل العوامل المؤثرة على إنتاجية الكائنات الدقيقة عمومًا: مصدر الكربون، ودرجة الحموضة، ومدة الاستزراع، ودرجة حرارة التخمر، وسرعة وقوة الرج. من بين هذه العوامل، يتحدد مصدر الكربون ودرجة الحموضة بوسط الاستزراع، بينما تتطلب درجة حرارة التخمر وسرعة وقوة الرج استخدام جهاز رج لإزالة اللون. ولدرجة حرارة جهاز الرج تأثيرات متعددة على عملية التخمر.
1. تؤثر درجة الحرارة بشكل كبير على عدد الأبواغ والخلايا الحية الناتجة أثناء التخمر. تعيش الكائنات الدقيقة عمومًا في درجات حرارة تتراوح بين 20 و35 درجة مئوية؛ وقد تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أو المنخفضة جدًا إلى تعطيلها أو حتى موتها. من منظور حركية تفاعلات الإنزيمات، تزيد درجات الحرارة المرتفعة من معدل التفاعل، وتسرّع النمو والتمثيل الغذائي، وتُحسّن تكوين المنتج. مع ذلك، تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أيضًا إلى تعطيل الإنزيمات بشكل أسرع، وشيخوخة الخلايا المبكرة، وفي النهاية، تؤثر سلبًا على تكوين المنتج.
2. تختلف درجات الحرارة اللازمة لنمو وتراكم نواتج الأيض لدى نفس نوع البكتيريا. فعلى سبيل المثال، درجة الحرارة المناسبة لنمو البكتيريا المنتجة للبنسلين هي ٣٠ درجة مئوية، بينما درجة الحرارة المناسبة لإنتاج البنسلين هي ٢٥ درجة مئوية. وهذا يستلزم تعديل درجة الحرارة وفقًا للمنتجات المختلفة المطلوبة للإنتاج، وتحديد درجات حرارة مختلفة في مراحل الإنتاج المختلفة.
3. يمكن أن تؤثر درجة الحرارة أيضًا على تركيب وخصائص أنظمة الإنزيمات. على سبيل المثال، تحتفظ الإنزيمات المنتجة عن طريق الاستزراع عند درجة حرارة 55 درجة مئوية بنسبة 88% إلى 99% من نشاطها بعد حفظها عند درجة حرارة 90 درجة مئوية لمدة 60 دقيقة؛ بينما تحتفظ الإنزيمات المنتجة عن طريق الاستزراع عند درجة حرارة 35 درجة مئوية بنسبة 6% إلى 10% فقط من نشاطها بعد معالجتها في نفس الظروف.
4. تؤثر درجات الحرارة المختلفة أيضًا بشكلٍ متباين على نواتج التمثيل الغذائي التي تنتجها الفطريات. على سبيل المثال، عند استخدام بكتيريا *Streptomyces chlortetracycline* NRLRB-1287 لتخمير التتراسيكلين، يؤدي ضبط درجة حرارة التخمير على أقل من 30 درجة مئوية إلى زيادة تخليق الكلورتتراسيكلين. بينما يؤدي رفع درجة حرارة التخمير إلى تعزيز تخليق التتراسيكلين. عند 35 درجة مئوية، تنتج بكتيريا *Streptomyces chlortetracycline* التتراسيكلين فقط، وتتوقف تقريبًا عن تخليق الكلورتتراسيكلين.
5. تؤثر درجة الحرارة أيضًا على الخصائص الفيزيائية لمرق التخمر، مثل لزوجته، وذوبانية وانتقال الركيزة والأكسجين، ومعدلات تحلل وامتصاص بعض الركائز. وتؤثر درجة حرارة التخمر على حركية التخمر والتخليق الحيوي للمنتجات من خلال التأثير على هذه الظروف.
لذا، يُعدّ الحفاظ على درجة حرارة مناسبة أمرًا ضروريًا أثناء عملية التخمير لضمان نمو الخلايا بسلاسة وتكوين المستقلبات. ويُصبح التحكم الدقيق في درجة الحرارة أحد المعايير الأساسية عند اختيار جهاز رجّ لإزالة اللون.