La respiration en aérobie : transforme le glucose et les minéraux en dioxyde de carbone, en eau et en énergie utilisable par la cellule. Cette voie métabolique est très énergétique car une très grande partie de la matière organique est détruite, et permet aux cellules une importante multiplication. En plus des sucres simples, certaines levures peuvent utiliser d'autres glucides mais aussi des alcools, des acides ou des alcanes. Cette transformation en milieu aérobique est illustrée par l’équation suivante :
C6H12O6 (glucose) + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + énergie utilisable.
Comme le dit Pasteur : « la fermentation c'est la vie sans l'air ».Mais c’est avant tout une réaction biochimique consistant à libérer de l'énergie à partir de sucre (du glucose la plupart du temps). Elle ne nécessite pas de dioxygène elle peut donc avoir lieu en milieu anaérobique. Elle se distingue, par son faible rendement énergétique (toute la matière organique n’est pas utilisée.), de la respiration cellulaire, qui nécessite, elle, de l'oxygène (milieu aérobique).
La fermentation alcoolique transforme le glucose et les minéraux en dioxyde de carbone, en éthanol et en énergie utile à la cellule. En plus de ces composés majoritaires, des alcools supérieurs, des aldéhydes, des esters, des acides... sont formés en plus petites quantités et participent qualitativement de façon importante et complexe à la formation des gaz des boissons fermentées. Cette fermentation permet de former juste la quantité nécessaire d’énergie à la cellule. Cette transformation en milieu anaérobique est illustrée de l’équation chimique générale :
C6H12O6 (glucose) 2 CO2 + 2 CH3CH2OH (éthanol) + énergie utilisable.
Cependant peu d’énergie utilisable est formée , juste ce qui est nécessaire car il reste des matières organiques non dégradés et peu de CO2 contrairement à la respiration en milieu aérobique qui dégrade toute la matière organique et produit beaucoup de CO2 et d’énergie utilisable.
La fermentation a un rôle majeur dans la fabrication du pain et dans le produit final obtenu. Elle commence au moment où l'on incorpore la levure pour ne s'arrêter qu'au cours de la cuisson lorsque la température devient trop élevée. Ce sont les levures qui, grâce aux sucres et à l'amidon endommagé présents dans la farine, se multiplient en produisant du CO2 sous forme gazeuse. C'est ce CO2 qui fait gonfler mécaniquement la pâte. Si l'on tarde trop à mettre au four, le pain est trop levé et retombe comme un soufflé: le réseau glutamique (permettant la conservation du CO2 dans la pâte ) qui a été organisé lors du pétrissage a été trop étiré et ne peut plus assurer son rôle de "charpente". Lors de la cuisson, par contre, il y a un phénomène appelé gélatinisation du gluten se produisant sous l'effet de la température, ce qui permet de consolider définitivement cette charpente et de donner au pain son apparence finale.