Há centenas de anos a fermentação tem sido usada para conservar alimentos e melhorar seu valor nutritivo. No século XX esse processo expandiu-se para uma gama muito mais ampla de aplicações, abrangendo química industrial, biomateriais, medicamentos, combustíveis e aditivos alimentares avançados. No século XXI está ocorrendo um novo salto tecnológico, com a produção em larga escala de proteínas alternativas às de origem animal e vegetal tradicionais.
Os agentes de fermentação são microrganismos amplamente distribuídos na natureza, incluindo bactérias, fungos e algas. As bactérias são microrganismos unicelulares procariontes usados tradicionalmente na fabricação de produtos lácteos, cárneos e vegetais fermentados, como iogurte, salame e chucrute, por exemplo. Já os fungos são microrganismos eucariontes divididos em dois grupos: as leveduras, fungos unicelulares muito usados na fermentação de pães e bebidas alcoólicas; e os fungos filamentosos (também chamados de bolores), pluricelulares, compostos de longos filamentos de células (hifas) que se ramificam e se entrelaçam formando os micélios. Os bolores são tradicionalmente usados na fabricação de queijos (curados por fungos azulados ou brancos) e alimentos orientais como tempeh, natto e misso. As algas constituem um grande e diversificado grupo de organismos, incluindo espécies autotróficas unicelulares ou multicelulares, que produzem a energia necessária ao seu metabolismo por meio de fotossíntese.
A fermentação tem sido utilizada atualmente de três formas para incrementar o suprimento de proteínas na dieta humana:
a) Fermentação tradicional, na qual são adicionados microrganismos vivos a uma matriz proteica de origem vegetal ou animal, com a finalidade de, por meio da sua multiplicação e da produção de compostos de metabolismo, desenvolver características sensoriais mais atrativas e/ou melhorar o valor nutricional e a biodisponibilidade das proteínas.
b) Fermentação para produção de biomassa, na qual são adicionados microrganismos vivos a um substrato nutritivo natural ou a um meio de cultura formulado, com a finalidade de promover a multiplicação das células microbianas e, posteriormente, utilizar o próprio microrganismo (ou seja, a biomassa celular) como fonte de proteínas e outros constituintes de interesse alimentar.
c) Fermentação de precisão, na qual o material genético que codifica uma determinada proteína em uma planta ou animal (doador) é inserido em um microrganismo (hospedeiro) de crescimento rápido e eficiente, que é então cultivado por fermentação para formar a proteína desejada em grande quantidade. Essa pode ser subsequentemente separada das células hospedeiras e purificada, resultando numa molécula idêntica à produzida na planta ou animal, com as mesmas características sensoriais e funcionais da original nos alimentos aos quais seja incorporada. A fermentação de precisão, além de ser utilizada para produção de proteína, também é aproveitada na produção de importantes ingredientes para o setor de plant-based, como aromas, gorduras, vitaminas, pigmentos, entre outros.
