Lên men
Lịch sử ứng dụng lên men

Bài chi tiết: Lên men trong chế biến thực phẩm
Ứng dụng lên men, đặc biệt là với thức uống đã tồn tại từ thời đồ đá mới và được ghi chép có niên đại từ năm 7000 đến 6600 trước Công Nguyên (TCN) ở Giả Hồ, Trung Quốc, năm 5000 TCN ở Ấn Độ, Ayurveda nhắc tới nhiều loại rượu thuốc, năm 6000 TCN ở Gruzia, năm 3150 TCN ở Ai Cập cổ đại, năm 3000 TCN ở Babylon, năm 2000 TCN ở Mexico tiền Tây Ban Nha, và năm 1500 TCN ở Sudan. Thực phẩm lên men có ý nghĩa tôn giáo trong Do Thái giáo và Cơ đốc giáo. Thần Baltic Rugutis được tôn thờ là tác nhân gây lên men. Trong giả kim thuật, lên men ("sự thối rữa") là biểu tượng của Ma Kết  ♑︎.
Năm 1837, Charles Cagniard de la Tour, Theodor Schwann và Friedrich Traugott Kützing đã độc lập công bố các bài báo kết luận, nhờ nghiên cứu bằng kính hiển vi, nấm men là một sinh vật sống sinh sản bằng mọc chồi. Schwann đun sôi nước nho để diệt nấm men và phát hiện ra không có quá trình lên men nào diễn trước khi nấm men mới được thêm vào. Tuy nhiên, rất nhiều nhà hóa học, kể cả Antoine Lavoisier, tiếp tục xem lên men là quá trình phản ứng hóa học đơn giản và bác bỏ quan điểm cho rằng sinh vật sống có dính dáng tới. Đây được xem là trở về sinh lực luận và bị chế giễu trong một ấn phẩm không tên của Justus von Liebig và Friedrich Wöhler.
Bước ngoặt xảy đến khi Louis Pasteur (1822–1895) liên tục tái dựng các thí nghiệm của Schwann ở thập niên 1850 và 1860, và chỉ ra rằng lên men do sinh vật sống khởi động sau một loạt nghiên cứu. Năm 1857, Pasteur chỉ ra rằng lên men acid lactic do sinh vật sống gây ra. Năm 1860, ông chứng minh cách mà vi khuẩn làm chua ở sữa - quá trình mà trước đây người ta đơn thuần cho là thay đổi hóa học. Công trình xác định vai trò của vi sinh vật trong việc làm hỏng thực phẩm của ông đã dẫn tới quá trình thanh trùng.
Năm 1877, nhằm cải thiện ngành chế biến bia của Pháp, Pasteur đã công bố bài báo nổi tiếng về lên men có nhan đề "Etudes sur la Bière" - được dịch sang tiếng Anh là "Studies on fermentation" - "Nghiên cứu về lên men" vào năm 1879. Ông định nghĩa (chưa chính xác) lên men là "Sự sống thiếu khí", song ông đã chỉ ra chính xác cách mà từng loại vi sinh vật là tác nhân của từng loại lên men và sản phẩm cuối cùng cụ thể.
Dẫu chỉ ra rằng lên men bắt nguồn từ hoạt động của vi sinh vật là một phát hiện đột phá, nó lại không giải thích được bản chất cơ bản của lên men; hay không chứng minh được nó do vi sinh vật dường như luôn hiện diện gây ra. Nhiều nhà khoa học, kể cả Pasteur, đã bất thành trong khâu chiết tách enzym lên men từ nấm men.
Thành công xuất hiện vào năm 1897 khi nhà hóa học người Đức Eduard Buechner nghiền nấm men, lấy nước từ chúng, rồi ngạc nhiên phát hiện ra rằng dung dịch "chết" này lên men dung dịch đường, tạo nên carbon dioxide và alcohol nhiều như nấm men sống.
Kết quả nghiên cứu của Buechner được xem là đánh dấu sự ra đời của ngành hóa sinh. "Lên men không tổ chức" hoạt động hệt như lên men có tổ chức. Kể từ thời điểm ấy, thuật ngữ enzym được áp dụng cho mọi loại lên men. Kế đến giới khoa học hiểu rằng lên men là do enzym tiết ra từ vi sinh vật gây ra. Năm 1907, Buechner đoạt giải Nobel hóa học cho công trình của ông.
Những tiến bộ trong công nghệ vi sinh vật học và lên men đã tiếp diễn đều cho tới ngày nay. Ví dụ, ở những năm 1930, giới khoa học phát hiện ra rằng vi sinh vật có thể bị đột biến bằng xử lý vật lý và hóa học để đạt năng suất cao hơn, phát triển nhanh hơn, tốn ít oxy hơn và có thể sử dụng môi trường đậm đặc hơn. Khâu chọn lọc và lai chủng cũng phát triển, tác động đến đa phần lên men thực phẩn hiện đại.