Hom defineix les fermentacions com a processos constituïts per reaccions d’oxidoreducció catalitzats per enzims que molts microorganimes empren per tal d’obtenir energia metabolisme . La característica principal d’aquestes vies metabòliques de degradació és que tant les substàncies oxidades com els mateixos oxidants són composts orgànics que s’originen durant el procés, a partir del substrat orgànic inicial. Així, doncs, en la fermentació no hi ha una oxidació neta:
a diferència de la respiració, en la qual l’oxigen atmosfèric és l’oxidant o acceptor final d’electrons:
Un mateix substrat pot produir una substància o una altra, segons quines siguin les condicions de pH, el tipus de microorganismes o l’abastament d’oxigen.
Hom anomena les fermentacions pel nom del producte més abundantment format. Entre les fermentacions anaeròbies més importants hi ha l’alcohòlica, la làctica, la propiònica i l’acetonabutanòlica, i entre les aeròbies, la fumàrica, la cítrica i l’acètica. Qualsevol procés fermentatiu té unes exigències concretes, com és ara una preparació adient del substrat fermentable, una selecció del microorganisme fermentador, i condicions de creixement i constància del medi en el decurs de la fermentació. Els microorganismes fermentatius tenen necessitat de magnesi, manganès, ferro, vitamines B 1
, B 2
, B 6
, B 1 2
i àcid paraaminobenzoic. La selecció del microorganisme fermentador determina el rendiment de la fermentació i la puresa del producte obtingut. La conservació de la soca del microorganisme escollit mitjançant l’eliminació de les formes mutants permet de mantenir la qualitat de la fermentació. Un mètode molt important és el de la fermentació en procés continu,
que consisteix en un cultiu continu dels agents de fermentació, per administració permanent i regulada de materials fermentables, i en l’eliminació del producte final. Tot i que la fermentació alcohòlica
es pot produir per mitjà d’altres microorganismes que no siguin llevat, aquest és el que té més interès pràctic. Tanmateix, el llevat fermenta sucres simples, com la glucosa i la fructosa, o disacàrids (sacarosa o sucre normal). La sacarosa s’escindeix en glucosa i fructosa per acció d’un enzim que es troba en el llevat anomenat invertasa
o β-fructoglucosidasa. La fermentació s’esdevé per acció d’un cultiu de Saccharomyces cerevisiae
sobre una solució alcoholitzable de raïm, de bleda-rave, de melasses o de diverses gramínies. En el cas de substàncies amilàcies, cal fer primerament una hidròlisi del glúcid complex a sucres simples. L’esquema d’O.Meyerhof estableix el mecanisme de la fermentació alcohòlica. En la fermentació làctica
és obtingut l’àcid α-hidroxipropiònic (CH 3
CHOHCOOH) en la seva forma racèmica per acció de distints lactobacils, sobretot el delbrueckii,
sobre hidrats de carboni (glucosa, sacarosa, lactosa, etc.). La fermentació acètica
és l’emprada per a l’obtenció de vinagre, a partir de fruita (peres, préssecs, taronges) o substàncies sucroses o feculentes hidrolitzades, cervesa o vi, tractades amb bacteris acètics del gènere Acetobacter.
L' àcid cítric
és obtingut a partir de la fermentació de glúcids per l’acció de fongs del gènere Citromyces.
Les fermentacions industrials abasten també l’obtenció de vitamines, aminoàcids, antibiòtics i, fins i tot, la transformació d’esteroides.