Bezeichnung in der der Biologie für die mikrobielle oder enzymatische Umwandlung organischer Stoffe in Säure, Gase oder Alkohol. Sie leitet sich vom lateinischen „fermentum“ für Sauerteig oder auch Gärung ab. Ursprünglich wurde damit die biologische Reaktion unter Ausschluss von Sauerstoff verstanden, was der Naturwissenschaftler Louis Pasteur (1822-1895) wie folgt beschrieb: Fermentation, c’est la vie sans l’air. Heutzutage versteht man unter dem zusammenfassenden Überbegriff Fermentation jegliche technische Bioreaktion. Für die Fermentation sind Enzyme (Fermente), Hefen oder Pilzorganismen verantwortlich. Sie werden mit gewünschten Eigenschaften gezielt zugesetzt (geimpft). Teilweise sind diese Mikroorganismen bereits natürlich auf den Ausgangsstoffen wie zum Beispiel den Weintrauben bereits im Weingarten vorhanden, was bei der Spontangärung (ohne Einsatz von Zuchthefen) genutzt wird.
Unter Gärung wird hingegen zumeist der mikrobielle Abbau organischer Stoffe ohne Einbeziehung von externen Elektronenakzeptoren wie zum Beispiel Sauerstoff (anaerob) zum Zweck der Energiegewinnung verstanden. Ein Abbau organischer Stoffe kann aber grundsätzlich auch mit Einbeziehung von Sauerstoff (aerob) stattfinden. Beispielsweise wird bei der Essigsäuregärung Sauerstoff verbraucht, deshalb ist diese im naturwissenschaftlichen Sinn keine Gärung. Der Begriff Fermentation ist im Deutschen ein Überbegriff für alle aeroben und anaeroben Vorgänge. Das führt oft zu Verwirrung, weil in anderen Sprachen „fermentation“ auch für die alkoholische Gärung verwendet wird bzw. es dafür keinen eigenen Begriff gibt.
Beispiele für Fermentationsprozesse sind Umwandlungen von Teig zu Brot, Milch zu Käse oder Joghurt, Kohl zu Sauerkraut, Fleisch zu Salami und Wein zu Essig. Auch bei der Herstellung von Bier, sowie bei zahlreichen Spirituosen wie Bränden, Sake (Reiswein), Tequila, Whisky und Wodka spielen fermentative Prozesse eine wichtige Rolle. Bei einer Fermentation kann als Nebenprodukt das hochtoxische Ethylcarbamat gebildet werden. In der Pharmaindustrie werden durch spezielle Fermentationsprozesse Medikamente wie zum Beispiel Insulin und Penicillin erzeugt. Siehe auch unter Weinbereitung.
