Спиртовое брожение лежит в основе целого ряда пищевых производств — виноделия, пивоварения, изготовления спирта. Оно играет существенную роль в процессах хлебопечения, производства диетических  кисло-молочных продуктов и других технических процессах. Оно заключается в превращении углеводов в этиловый спирт, углекислый газ и другие вещества.

Типичными представителями микроорганизмов — возбудителей этого брожения являются настоящие дрожжи, в основном из рода сахаромицес.

При определенных условиях слабое брожение могут вызывать некоторые бактерии и плесневые грибы. Непосредственную связь дрожжей и спиртового брожения, издавна известного людям из практики превращения виноградного сока в вино, установил Л. Пастер. В дальнейшем Либихом, Э. Бухнером и А. Н. Лебедевым было доказано, что спиртовое брожение может происходить и без непосредственного участия дрожжей или даже бесклеточных ферментных препаратов, полученных из дрожжей.

В настоящее время установлено, что спиртовое брожение представляет собой целый ряд последовательно совершающихся окислительно-восстановительных и других превращений, в результате которых образуются этиловый спирт, углекислый газ и другие вещества. Легче всего дрожжами сбраживаются простые сахара — фруктоза, глюкоза.

Дисахара (сахароза), мальтоза также могут сбраживаться. Предварительно они гидролизуются дрожжами на составляющие их моносахара (гексозы).

Молочный сахар — лактоза сбраживается лишь немногими, редко встречающимися расами дрожжей.

Более сложные углеводы (крахмал, гликоген и др.) они не сбраживают. В практике такие углеводы предварительно гидролизуются кислотным или ферментативным методом, после чего становятся доступными для дрожжей.

Дрожжи широко распространены в природе. Встречаются на фруктах, ягодах, винограде, в почве и воздухе, особенно в летнее время. Принято различать культурные и дикие дрожжи. Культурными называются дрожжи, имеющие техническое применение в связи с теми или иными положительными свойствами. Например, дрожжи, применяемые в пивоварении, обладают способностью хорошо осветлять пиво, придавать ему приятные вкус, аромат; виноградные — обеспечивают особый букет; хлебные — отличаются активным размножением и способностью хорошо разрыхлять тесто. Дикие дрожжи имеют более слабую бродильную способность и образуют вещества, придающие неприятные привкус и запах.

Уравнение спиртового брожения в общем виде выглядит следующим образом:

Расчет, основанный на учете молекулярных весов сахара и спирта, показывает, что из каждой весовой единицы углевода теоретически возможно образование лишь около половины спирта:

Суммарное уравнение спиртового брожения не раскрывает всей сложности процессов превращения сахара в спирт и углекислый газ, а также того, что, кроме главных продуктов брожения, обычно еще образуются в некотором количестве побочные продукты — янтарная и уксусная кислоты, глицерин, уксусный альдегид, сивушные масла (смесь изомеров высших спиртов — амилового, изобутилового, бутилового и прочих), а также ряд веществ, от присутствия ко» торых даже в ничтожных количествах зависят специфические вкус и аромат вина, пива и других про­дуктов.

На промежуточных этапах брожения появляются такие соединения, как трифосфороглицериновый альдегид СН₂О(Н₂РО₃) и пировиноградная кислота СН₃СОСООН, которая в последующей стадии спиртового брожения декарбоксилируется под влиянием фермента пируватдекарбоксилазы и превращается в уксусный альдегид и углекислый газ:

Уксусный альдегид с помощью восстановленной формы фермента алкогольдегидрогеназы восстанавливается в этиловый спирт:

Эта реакция иллюстрирует завершающий этап спиртового брожения. Постоянное присутствие среди продуктов брожения глицерина объясняется восстановлением части трифосфоглицеринового альдегида еще на промежуточных этапах в соответствующий спирт — глицерин по схеме, аналогичной восстановлению уксусного альдегида.

Химизм спиртового брожения несколько меняется под действием различных факторов. В щелочной среде, кроме спирта, образуется уксусная кислота. Прибавление бисульфита натрия к бродящей жидкости приводит к образованию, кроме спирта, значительных количеств глицерина и уксусного альдегида.

Наиболее энергично спиртовое брожение протекает при температуре 25-40 °С.

Дрожжи способны вести брожение как при очень малом содержании Сахаров, так и в довольно концентрированных субстратах, содержащих до 60 % Сахаров. Они выдерживают присутствие продуктов своей жизнедеятельности (СО₂ и спирта) в довольно высоких концентрациях. Так, брожение продолжается, хотя и крайне медленно, даже при накоплении спирта до 10-12 %. Чувствительность дрожжей к спирту повышается при увеличении температуры и при высокой концентрации сахаров.

Дрожжи могут переносить и высокие концентрации углекислого газа, хотя его избыток несколько замедляет брожение.

Нахождение в бродящем субстрате белков в количестве, большем, чем необходимо дрожжам для пластических целей, ведет к тому, что белки, не являясь дефицитными в данном случае, также используются как энергетический материал. Расщепление белков на аминокислоты, дезаминирование и декарбоксилирование последних приводят к образованию сивушных масел, резко ухудшающих качество продукции, получаемой брожением.

Дрожжи в зависимости от поведения при разных температурах делятся на две группы: дрожжи верхового и низового брожения.

Дрожжи верхового брожения хорошо развиваются при доступе кислорода; бродящий субстрат делают мутным, на дне его образуют рыхлый осадок; брожение сопровождается обильным образованием углекислоты и пены.

Дрожжи низового брожения при средних и оптимальных температурах (6-10°С) более активны; они оседают на дно скорее, образуя компактный осадок.

Верховые дрожжи используют при производстве спирта, в хлебопечении; различные расы низовых дрожжей — для производства пива, вин. Так, например, известны расы винных дрожжей — Алиготэ, Массандра 3, Шампанское 7, Магарач 7, Малиновая 10 и др.

Чистым культурам дрожжей этих рас присваиваются названия тех сортов винограда, вин или соков, для переработки которых они применяются.

Применение чистых культур определенных рае дрожжей улучшает технологию сбраживания, обеспечивает получение вин, пива, кваса с определенными специфическими потребительскими достоинствами — вкусом, ароматом, прозрачностью, стойкостью при хранении.

Важной отраслью пищевой промышленности является производство различных типов пекарских дрожжей.

При наличии достаточного количества кислорода дрожжи переходят на аэробный тип дыхания, при котором более экономно расходуется субстрат в связи с большим выходом энергии на грамм-молекулу сброженного сахара. При этом они усиленно размножаются. Эта особенность положена в основу производства пекарских дрожжей.

Клетки дрожжей, выращенные в жидкой высокопитательной среде в условиях хорошей аэрации, затем отделяют, промывают, после чего спрессовывают в брикеты различной массы.

Ранее на ряде примеров была оценена возможная роль дрожжей в порче различных товаров (плодов, ягод, соков, мяса, рыбы), однако и сами дрожжи, и ими осуществляемые технологические процессы могут быть объектом воздействия других микроорганизмов, попадающих из внешней среды. Так, в виноделии часто наблюдается порча вин в результате развития случайных, диких дрожжей.

Вина при этом мутнеют, теряют характерные для данного сорта запах и вкус.

Молочно-кислые, пропионово-кислые и уксуснокислые бактерии вызывают скисание вин, образование в них тягучей массы (ослизнение).

В производстве пива существенный вред приносят дикие пленчатые дрожжи. Попадая в бродильные емкости или в готовое пиво, они делают пиво мутным, придают ему пустые, неприятные вкус и запах.

Плесневению, гниению и другим процессам порчи могут подвергаться при хранении прессованные и сухие дрожжи.