Fermentacja- cykl reakcji biochemicznych zachodzących pod wpływem enzymów wywarzanych przed drobnoustroje w warunkach tlenowych lub beztlenowych. Typową fermentacją tlenową jest fermentacja octowa, beztlenową- alkoholowa. Procesy fermentacyjne są formą metabolizmu drobnoustrojów, służącą do zaopatrzenia ich w niezbędną ilość energii chemicznej.

Procesy fermentacyjne są powszechnie wykorzystywane w przemyśle, rolnictwie i gospodarstwie domowym. Najczęściej stosowanymi są: fermentacja alkoholowa (spirytus, piwo, wino), fermentacja azotowa (wytwarzanie octu z etanolu, wina itp.), fermentacja mlekowa (kwaszenie mleka, warzyw, pasz). W przemyśle stosuje się także fermentacje cytrynową, acetono-butanolową, masłową, glicerynową, metanową (w oczyszczaniu ścieków). Procesy fermentacyjne są także podstawą produkcji drożdży piekarnianych i paszowych oraz antybiotyków.

Fermentacja alkoholowa jest wyrazem beztlenowego rozkładu cukrów zwykle pod wpływem drożdży gatunku Saccaromyces cerevisiae, ogólnie według ustalonego już ponad 150 lat temu (przez Gay Lussaca) równania:

C₆H₁₂O₆ = 2C₂H₅OH + 2CO₂

Fermentacja alkoholowa jest wynikiem działania dużej liczby enzymów, przy czym rezultatem jej jest wydzielenie się około 50 kcal/mol rozłożonej heksozy.

W przebiegu fermentacji alkoholowej można dostrzec trzy etapy, z których dwa pierwsze zdają się być identyczne z przebiegiem fermentacji mlekowej lub z procesem glikolizy zachodzącym w mięśniach (beztlenową przemianą cukru w kwas mlekowy).

Pierwszy etap polega na tworzeniu się z glukozy (pod wpływem ATP, odpowiednich kinaz i izomeraz) –ostatecznie 1,6-dwufosforanu fruktozy.

Drugi etap polega na rozpadzie dwufosforanu fruktozy na aldehyd fosfoglicerynowy i fosfodwuhydroksyaceton a następnie wytworzenie kwasu pirogronowego.

Trzeci etap fermentacji alkoholowej to dekarboksylacja kwasu pirogronowego a następnie zredukowanie, aldehydu octowego do alkoholu etanolowego pod wpływem zredukowanego NAD (dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy).

Ostatecznym rezultatem tych przemian jest powstanie dwóch cząsteczek etanolu i dwóch cząsteczek CO₂ z cząsteczki rozłożonej heksozy.

Fermentacja alkoholowa stanowi najistotniejszy dział w technologii gorzelnictwa, winiarstwa, miodosytnictwa i piwowarstwa, a dość istotną rolę odgrywa także w piekarstwie (spulchnienia ciasta zgłasza z mąki pszennej- pod wpływem drożdży) i w mleczarstwie- przy wyrobie niektórych napojów fermentowanych z mleka i serwatki.

Optymalna temperatura fermentacji mieści się w granicach 25-30°C, jednak w przemyśle winiarskim, a szczególnie w piwowarskim (za względu na jakość produktu) stosuje się znacznie niższe temperatury (w piwowarstwie w granicach 5-10°C), co oczywiście wymaga pewnego przedłużenia okresu fermentacji). Na przykład w gorzelnictwie, fermentacja prowadzona sposobem periodycznym trwa 2-3 doby, umożliwiając powstanie w zacierze 7-12% (objętościowo) alkoholu. W winiarstwie fermentacja główna (burzliwa) i długotrwająca faza odfermentowywania razem z fermentacją cichą (wtórną) zajmują łącznie 1-2 miesiące, dając produkty młode, niedojrzałe o zawartości 8-18% obj. alkoholu. W browarnictwie fermentacja brzeczki piwnej (zwykle chmielonej) przy 5-10°C trwa 1-2 tygodnie, dając młode piwo (o 2,5-5 % obj. alkoholu), które następnie, podobnie jak i wino, podlega dość długo trwającemu leżakowaniu, warunkującemu wytworzenie się odpowiednich cech organoleptycznych (tzw. bukiet, smak, klarowność).

Źródło: E. Pijanowski, M.Dłuzewski. Ogólna technologia żywności. WNT. Warszawa; Encyklopedia Techniki. przemysł spożywczy. WNT. Warszawa