The fermentasi adalah proses jenis katabolik , yaitu, transformasi molekul kompleks menjadi molekul sederhana dalam metabolisme. Dengan demikian, fermentasi adalah proses oksidasi katabolik yang berlangsung secara tidak sempurna, juga merupakan proses anaerobik total (tanpa adanya oksigen), memberikan produk akhir senyawa jenis organik, yang umumnya mencirikan berbagai jenis fermentasi yang ada, sehingga menjadi mampu melakukan klasifikasi dan diferensiasi.
Fermentasi ditemukan oleh ahli kimia Prancis, Louis Pasteur , yang pada awalnya menyebut proses itu dengan frasa “la vie sans l’air”, yaitu, hidup tanpa udara. Fermentasi sebelumnya diyakini sebagai proses kimia, di mana kehadiran atau intervensi mikroorganisme tidak diperlukan. Pasteur yang menyangkal keyakinan ini, berkat bantuan mikroskop, mampu mengidentifikasi mikroorganisme yang berpartisipasi dalam proses fermentasi, dan bahkan menyoroti dua jenis ragi yang berbeda , yang memainkan peran kunci dalam proses tersebut. Salah satu ragi menghasilkan alkohol, dan yang lain memberikan asam laktat, yang merusak anggur, memberikan rasa asam, tepatnya studi anggur yang ditugaskan oleh sebuah pabrik, yang ingin memecahkan masalah anggur, yang menyebabkan Louis Pasteur menemukan kunci untuk fermentasi.
Dalam fermentasi (dari bahasa Latin “fermentare”, yaitu, untuk membuatnya berfermentasi atau naik), substrat energik dioksidasi dan didegradasi tanpa akseptor elektron eksternal yang berpartisipasi dalam proses ini. Umumnya, jalur katabolik memproduksi senyawa jenis menengah, seperti piruvat , yang bertindak sebagai akseptor elektron. Fermentasi biasanya terjadi dalam kondisi anaerobik, meskipun faktanya pada kesempatan tertentu, oksigen mungkin ada.
Tanpa respirasi aerobik atau anaerobik, NADH (nicotinamide adenine dinucleotide) tidak teroksidasi oleh rantai pembawa elektron karena tidak ada akseptor elektron eksternal yang tersedia. Selanjutnya, NADH yang telah dihasilkan pada jalur glikolitik saat gliseraldehida 3-fosfat dioksidasi menjadi 1,3-bisfosfogliserat, masih harus dioksidasi kembali menjadi NAD^+. Tanpa dalam proses tersebut NAD ^ + tidak diregenerasi, oksidasi gliseraldehida 3-fosfat akan berakhir dan dengan demikian, glikolisis akan berhenti.
Ada banyak mikroorganisme yang memecahkan masalah ini dengan memperlambat atau bahkan menghentikan sama sekali aktivitas yang dilakukan oleh piruvat dehidrogenase, dan menggunakan piruvat atau beberapa turunannya sebagai akseptor elektron selain hidrogen dalam reoksidasi NADH. Hal ini cenderung menghasilkan lebih banyak ATP, menjadi suatu proses yang efektif sehingga seringkali beberapa kemoorganotrof tidak bernafas bahkan dengan adanya oksigen atau akseptor elektron eksogen lainnya.
Ada banyak jenis fermentasi, yang umumnya merupakan karakteristik kelompok organisme tertentu. Ketika kita mempertimbangkan fermentasi mikroorganisme, dua aspek penting yang harus diperhatikan, yaitu, di satu sisi, NADH yang dioksidasi menjadi NAD ^ +, dan di sisi lain, ada akseptor elektron, yaitu piruvat atau beberapa turunannya.
Dalam fermentasi, substrat sebagian teroksidasi, membentuk ATP hanya dengan fosforilasi pada tingkat substrat, tidak membutuhkan oksigen. Ada banyak jamur, bakteri, protozoa, dan ganggang yang memfermentasi gula, mengubahnya menjadi etanol ditambah CO2, dalam proses yang dikenal sebagai fermentasi alkohol. Di mana piruvat didekarboksilasi, asetaldehida terbentuk, yang pada saat yang sama direduksi menjadi etanol berkat alkohol dehidrogenase, menggunakan NADH sebagai donor elektron dalam proses ini.
Di sisi lain, fermentasi yang dikenal sebagai fermentasi asam laktat , yang terdiri dari reduksi piruvat menjadi laktat, bahkan lebih umum daripada yang sebelumnya. Fermentasi jenis ini terjadi pada bakteri (Bacillus), alga (seperti Chlorella), kapang, beberapa protozoa, dan anehnya, bahkan terjadi pada otot rangka hewan. Fermentor jenis ini dapat dipisahkan menjadi dua kelompok, yaitu, fermentor homolaktik , yang menggunakan jalur glikolitik, secara langsung mereduksi semua atau hampir semua piruvat, meneruskannya ke laktat, berkat enzim laktat terdehidrogenasi. Di sisi lain, kami memiliki kelompok fermentor heterolaktik , yang membentuk sejumlah besar produk selain laktat , beberapa memproduksi laktat, CO2 dan etanol, menjadi CO2, melalui jalur fosfoketolase.
Baik fermentasi, fermentasi tipe laktat, dan fermentasi tipe alkohol, sangat berguna bagi manusia, karena, misalnya, fermentasi alkohol dilakukan dari ragi untuk menghasilkan produksi minuman beralkohol; dari mana CO2 yang menghasilkan efek yang membuat roti tumbuh misalnya, atau dalam kasus fermentasi laktat, meskipun dapat merusak beberapa makanan, itu juga dapat digunakan untuk membuat yoghurt, atau beberapa pengawet. Secara umum, peran fermentasi dalam produksi makanan sangat penting.