Hefe verstoffwechselt Zucker und produziert dabei Alkohol und Kohlendioxid. Diesen Vorgang nennt man Gärung. Menschen nutzen ihn seit Jahrtausenden zur Herstellung von Bier, Wein und Brot. Das Wort stammt vom lateinischen „fervere“ (kochen), da die aufsteigenden Bläschen den Eindruck erweckten, die Flüssigkeit würde kochen. Es handelt sich um einen Stoffwechselprozess, bei dem Zucker unter Sauerstoffausschluss in Säuren, Gase oder Alkohol umgewandelt wird.

In der Biologie ist die Gärung der Prozess, durch den Zellen ohne Sauerstoff Energie gewinnen. Die Glykolyse spaltet Glukose in Pyruvat auf, und die Gärung regeneriert die Elektronenträger, die für den weiteren Ablauf der Glykolyse benötigt werden. Sie liefert weniger Energie als die aerobe Atmung, verläuft aber schnell. Muskelzellen nutzen die Gärung bei intensiver Belastung und produzieren dabei Milchsäure. Hefen verwenden sie zur Ethanolproduktion.

In der Industrie wird Fermentation zur Herstellung einer Vielzahl von Produkten eingesetzt. Antibiotika wie Penicillin werden durch Fermentation von Schimmelpilzen gewonnen. Zitronensäure entsteht durch Fermentation von Aspergillus niger. Enzyme, Vitamine und Aminosäuren werden durch Fermentation hergestellt. Biokraftstoffe wie Ethanol werden durch Fermentation von Mais oder Zuckerrohr gewonnen. Der Bioreaktor ist das moderne Fermentationsgefäß.

Fermentation ist nicht nur ein biologischer Prozess. Sie ist ein industrielles Arbeitspferd. Dieselbe Chemie, die Brot aufgehen lässt, produziert Insulin, Antibiotika und Treibstoff.