Als Hydrolyse wird der Abbau wasserunlöslicher höhermolekularer Verbindungen zu wasserlöslichen Monomeren bezeichnet. Hierbei werden durch die Einlagerung von Wassermolekülen Kohlenhydrate in Zucker, Triglyceride in langkettige Fettsäuren und Glycerin sowie Proteine in die einzelnen Aminosäuren aufgespalten.
Abbildung 1: Die vier Stufen der anaeroben Fermentation
Die Hydrolyse wird dabei durch externe Enzyme der Mikroorganismen durchgeführt. Dabei besitzen pH und Temperatur einen großen Einfluss auf die Aktivität der Enzyme, also die Geschwindigkeit in der die Substrate gespalten werden. Dabei unterscheiden sich die einzelnen Enzyme stark in Punkto Aktivität sowie pH und Temperaturoptima. Dabei gilt z.B. Stärke als leicht hydrolysierbares Substrat und Cellulose und Hemicellulose als schwer hydrolysierbar. Erst nach der Hydrolyse sind die Substrate für die Bakterien verfügbar und können über die Membran in die Bakterien aufgenommen und verstoffwechselt werden.
Nach der Hydrolyse folgt die Versäuerung der Monomere zu organischen Säuren und Alkoholen. Die Bildung von Methan erfolgt dabei über die Essigsäure oder Wasserstoff und CO2.
