No processo de oxidação da matéria orgânica em ambientes anaeróbios ocorrem os processos metabólicos de fermentação e respiração. Enquanto que, na fermentação, a oxidação da matéria orgânica é feita na ausência de um aceptor final de elétrons, na respiração são utilizados aceptores de elétrons inorgânicos, como NO3- (redução de nitrato), SO4²- (redução de sulfato), ou CO2 (formação de metano). A formação de Metano ocorrer preferencialmente em ambientes onde oxigênio, nitrato e sulfato não estejam prontamente disponíveis como aceptores de elétrons. Isto porque, na presença desses compostos, a matéria orgânica é oxidada por processos Aeróbios, redução de nitratos e sulfatos respectivamente. No entanto, uma baixa produção de metano pode ocorrer, mesmo na presença desses compostos, devido à competitividade da comunidade metanogênica em utilizar compostos não competitivos, ou de ocupar micro nichos, onde as condições ideais estejam estabelecidas.
A digestão anaeróbia representa um sistema ecológico delicadamente balanceado, envolvendo processos complexos, que ocorrem em etapas sequencias e que dependem da atividade de, no mínimo, três grupos fisiológicos de microrganismos: Bactérias fermentativas; sintróficas e metanogenicas. Cada grupo microbiano possui funções especificas.
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