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1. 四類群理論

J.G.Zeikus 1979年在第一屆國際厭氧消化會議上提出了四類群說理論，將發酵過程分為四個階段。

1、水解作用

由棱菌屬、擬桿菌屬等細菌將碳水化合物和蛋白質等大分子有機質降解為小分子有機化合物，如葡萄糖、氨基酸等。

2、發酵作用

由梭菌屬、擬桿菌屬及其他細菌（如乳酸菌類、丙酸桿菌屬）進一步將水解的產物降解為小分子的醇類、有機酸類、二氧化碳、氫氣、氨氣等。

3、產乙酸和產氫作用

把發酵作用所產生的小分子醇類和一些脂肪酸降解為乙酸、甲酸、二氧化碳和氫。人們對這類細菌了解尚少，甚至連種、屬都還沒有明確。但已肯定這類細菌所產生的氫對其自身進一步生長繁殖有抑制作用。因此，產乙酸和氫的細菌，必須與能利用氫的細菌，如產甲烷細菌和伍氏乙酸桿菌等共同生存。

4、產甲烷作用

由產甲烷細菌將前3階段所產生的氫氣、二氧化碳以及甲酸、乙酸、甲醇和甲胺類等轉化為甲烷。產甲烷細菌形態多樣，但生理特性卻大致相同，在缺氧條件下，均以甲烷為主要代謝產物。