酵母菌的发酵作用是生物学中一个重要且应用广泛的过程，主要涉及以下几个方面：

一、基本代谢过程

无氧呼吸（酒精发酵）

在缺氧或微酸性条件下，酵母菌通过无氧呼吸将葡萄糖转化为酒精（乙醇）和二氧化碳，反应式为：

$$C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2 + 2NADH$$

该过程产生大量二氧化碳，是面包、馒头等面食膨胀的关键因素。

有氧呼吸

在有氧条件下，酵母菌进行正常呼吸作用，将葡萄糖彻底氧化为二氧化碳和水，同时产生大量能量。

二、在食品工业中的应用

面团发酵

酵母菌通过发酵产生二氧化碳，使面团膨胀并形成松软多孔的结构。同时，其代谢产物（如乙酸、乳酸）可调节面团酸碱度，增强面筋扩展性。

风味与营养提升

发酵过程中产生的酯类、醇类等化合物赋予食品独特香气。此外，酵母菌富含B族维生素和蛋白质，部分产品（如酸奶）还含有益生菌，有助于消化和免疫力提升。

三、其他应用领域

酿酒与工业生产

酿酒酵母将葡萄糖转化为乙醇，是啤酒、葡萄酒等酒类生产的核心过程。

生物燃料与医药

部分酵母菌可发酵生产生物燃料（如乙醇），某些菌株（如酿酒酵母）在医药领域用于生产药物或益生菌。

四、影响因素

温度：

25-30℃是酵母发酵的理想温度。

pH值：微酸性环境（pH约4.5）更有利于酒精发酵。

时间：通常需1-3小时完成发酵，具体取决于温度和酵母种类。

综上，酵母菌的发酵作用通过产生气体和酒精实现面团膨胀，同时调节食品风味和营养，是食品加工和生物技术中不可或缺的环节。