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이러한 기포 발생이 이산화탄소 때문이라는 것이 밝혀진 것은 17세기였다. 19세기에 루이 파스퇴르는 공기가 없는 혐기성(嫌氣性) 상태에서 사는 미생물들과 효모에 의한 화학변화를 설명하기 위해 좁은 의미에서 이 용어를 사용했다. 그는 또한 에틸알코올과 이산화탄소 외에도 다른 발효 생성물이 있음을 밝혀냈다.

1920년대에 공기가 없는 상태에서 근육의 추출물이 포도당(글루코오스)으로부터 젖산염(락트산염)의 형성을 촉진한다는 사실과, 곡물의 발효과정에서 생성되는 중간물질인 젖산염이 근육에서도 생성된다는 사실이 알려졌다. 발효반응은 효모 특유의 작용에 의해서뿐 아니라 포도당을 이용하는 다른 많은 경우에도 일어난다는 중요한 사실이 확립되었다.

해당과정(解糖過程)은 보통 당이 분해되는 것을 의미하는데, 1930년 무렵에는 당으로부터 젖산염이 분리되는 과정이라고 정의되었다. 또한 일반적으로 육탄 당인 포도당이 2분자의 피루브산으로 바뀌는 특정 형태의 발효로 정의되기도 한다. 3개의 탄소원자로 이루어진 유기산(有機酸)인 이 피루브산은 이온화하여 피루브산염을 형성하기도 하며, 아데노신삼인산(ATP)의 합성에 관여해 화학 에너지 전달과정에 작용하기도 한다.

포도당으로부터 형성된 피루브산은 그 다음 과정에서 피루브산염을 형성해, TCA 회로를 거치는 동안 산소가 있으면 완전히 산화되고, 산소가 없는 또다른 과정을 통해서는 젖산·알코올 또는 다른 생성물들로 환원된다. 포도당으로부터 피루브산염까지의 일련의 과정을 흔히 2명의 독일 생화학자의 이름을 따서 엠프덴-마이어호프 경로라 한다. 이 두 사람은 1920년대 후반과 1930년대에 이러한 일련의 반응에는 중요한 단계들이 존재한다고 가정하고 이를 실험적으로 분석했다.

오늘날 발효라는 용어는 포도당같이 에너지를 내는 분자들이 혐기성 상태에서 효소에 의해 분해가 촉진되어 에너지가 생성되는 과정을 의미한다. 대부분의 세포에 그러한 효소가 있고, 특히 세포질의 가용성 부분에 존재한다. 그리하여 피루브산염을 형성하는 반응들은 근육, 효모, 몇몇 세균 및 식물계에서 일어나는 당변환의 일반적인 형태이며, 이 과정에서 생성되는 화합물 중의 하나는 에너지가 풍부하게 저장되어 있는 ATP이다.

또다른 생성물인 피루브산염은 세포 형태와 산소의 이용도에 따라 여러 가지로 변환할 수 있다. 공업적 발효과정은 적당한 미생물과 특정 조건, 즉 영양분의 농도를 적당하게 조절함으로써 시작된다. 여러 형태의 생성물은 다음과 같다. 여러 가지 당이 효모에 의해 발효되어서 얻어진 알코올·글리세롤·이산화탄소와, 여러 종류의 세균으로부터 얻는 부틸알코올·아세톤·젖산·글루탐산나트륨·아세트산, 또 곰팡이균에 의해 발효가 되는 구연산·글루콘산 및 소량의 항생물질, 비타민 B₁₂ 및 리보플라빈(비타민 B₂) 등이 있다.