Fermentacją nazywamy beztlenowe trawienie cukrów z udziałem organizmów żywych. Człowiek od wieków wykorzystuje fermentację i przeprowadzające ją organizmy na własny użytek. Można powiedzieć, że to najstarsza forma biotechnologii.

Fermentacja występuje w komórkach bakterii, roślin, drożdży, robaków i samego człowieka.

1.Przemysł alkoholowy

Niegdyś alkohol otrzymywany był jako produkt uboczny destylacji drewna. Obecnie produkowany jest w drodze syntezy z tlenku węgla i wodoru. Gorzelnictwo jest to przemysłowa produkcja spirytusu. Opiera się na fermentacji alkoholowej surowców naturalnych zawierających węglowodany, jak ziemniaki, ziarna zbóż, owoce. Alkohol jest destylowany z otrzymanego zacieru. Z końcem XIX w. do substratów dołączono melasę i ługi. Fermentacji mogą ulegać napoje alkoholowe, zwłaszcza wina, nalewki, wódki. Fermentację alkoholowe przeprowadzają różne odmiany drożdży piwnych z gatunku Saccharomyces cerevisiae i S. carlsbergensis oraz winnych S. ellipsoideus.

Oto ogólny wzór chemiczny fermentacji alkoholowej: :

C6H12O6 + 2 ADP è 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + 2 ATP

2. Przemysł piekarniczy

Odkąd człowiek wypieka chleb, posługuje się pracą mikroorganizmów rozkładających węglowodany. Drożdże piekarnicze należą do szczepu Saccharomyces cerevisiae i wydzielają duże ilości dwutlenku węgla CO2. Dzięki powstającym pęcherzykom gazu ciasto jest dzielone na cieniutkie blaszki, które pieką się szybko i równomiernie, a gotowe pieczywo jest miękkie. Powstający również etanol ulatnia się.

3. Oczyszczanie ścieków

Stosuje się dziś coraz wydajniejsze i mniej uciążliwe dla środowiska metody oczyszczania ścieków. W specjalnych komorach hodowane są beztlenowe bakterie metanogenne. Proces trwa 20-28 dni, przy temperaturze około 35°C. Powstający biogaz jest ubocznym produktem fermentacji i ma zastosowanie jako paliwo.

4. Oddychanie beztlenowe w ciele człowieka

Każdy rodzaj fermentacji jest procesem katabolicznym, który ma dostarczyć komórkom energii. Przy intensywnym wysiłku w mięśniach szkieletowych człowieka powstaje nadmiar kwasu pirogronowego, którego komórka nie jest w stanie spalić. Specjalny enzym redukuje go do kwasu mlekowego, który w dużych ilościach wywołuje bóle mięśni. Wraz z krwią trafia do wątroby, która przerabia go na powrót w glukozę. Glukoza z kolei może być dostarczona do mięśni i spalona.

Ogólny wzór fermentacji mlekowej:

C6H12O6+2 ADP è 2 CH3CHOH-COOH + 2 ATP

5. Fermentacja w domu

Podgrzewanie niektórych produktów, np. mleka, zabija drobnoustroje odpowiedzialne za fermentację. Pasteryzacja jest to krótkotrwałe ogrzewanie w temperaturze bliskiej 100°C lub nieco dłuższe (kilkadziesiąt minut) w około 65°C. Można też wystawiać produkty na działanie promieni UV, które zabija większość bakterii. Przykładem fermentacji mlekowej jest kwaśnienie mleka i kapusty, zaś jełczenie masła wynika z produkcji kwasu masłowego przez bakterie. Nazwa pasteryzacji pochodzi od nazwiska L. Pasteura, który w 1857 odkrył, że fermentacja jest przeprowadzana przez drożdże i że są to żywe organizmy.