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La fermentazione è una via metabolica che permette agli esseri viventi di ricavare energia da particolari molecole organiche (carboidrati o raramente amminoacidi) in assenza di ossigeno. Parte dell'energia liberata dalla trasformazione chimica viene immagazzinata in ATP (adenosina trifosfato); tuttavia la resa energetica delle fermentazioni, in cui il prodotto finale non viene completamente ossidato, è molto inferiore rispetto all'ossidazione aerobica completa dello stesso substrato. Dal punto di vista strettamente chimico, la fermentazione è una disproporzione, ovvero un'ossidoriduzione in cui la stessa molecola viene in parte ossidata ed in parte ridotta. I carboidrati sono le principali molecole fermentabili.In assenza di ossigeno sono possibili altri processi, oltre alla fermentazione: alcuni batteri usano anche la respirazione anaerobica, in cui l'accettore finale di elettroni è una sostanza inorganica diversa dall'ossigeno (ione solfato, ione nitrato, ecc.). Data la grande importanza che le fermentazioni svolgono nella preparazione di parecchi alimenti e anche nella loro degradazione, il termine fermentazione è stato ampiamente usato per indicare una qualsiasi trasformazione catalizzata da un microrganismo. Talvolta il termine è ancora usato in questo senso.