Saccharomyces cerevisiae ist die wirtschaftlich wichtigste Hefeart und wird seit Jahrtausenden beim Backen, Brauen, Weinmachen und Destillieren verwendet. Es handelt sich um eine aufkeimende Hefe (Ascomycete), die sowohl aerob als auch anaerob wachsen kann. Unter aeroben Bedingungen oxidiert S. cerevisiae über die Atmung Glukose zu Kohlendioxid und Wasser. Unter anaeroben Bedingungen fermentiert es Glukose über den Embden-Meyerhof-Parnas-Weg zu Ethanol und Kohlendioxid, gefolgt von der Decarboxylierung von Pyruvat zu Acetaldehyd und der Reduktion zu Ethanol. Der Crabtree-Effekt beschreibt die Unterdrückung des Atemstoffwechsels durch hohe Glukosekonzentrationen, wodurch die Fermentation auch in Gegenwart von Sauerstoff begünstigt wird.
Beim Brauen und Weinmachen ist die Auswahl des Hefestamms entscheidend für die Produktqualität. Ale-Hefen (S. cerevisiae) sind obergärig und arbeiten bei 15–25 °C, wobei sie fruchtige Ester und Phenole produzieren. Lagerhefen (S. pastorianus, eine Hybride aus S. cerevisiae und S. eubayanus) sind untergärig und arbeiten bei 8–15 °C, was ein saubereres Profil ergibt. Bei der Weinbereitung wird S. cerevisiae häufig nach einer spontanen Gärungsphase durch einheimische Hefen (Hanseniaspora, Candida) geimpft, die zur Komplexität beitragen. Die Überwachung der Fermentation umfasst die Verfolgung des spezifischen Gewichts, der Ethanolkonzentration, des pH-Werts und des flüchtigen Säuregehalts.
Das Aufgehen von Brot beruht auf der CO₂-Produktion von S. cerevisiae, wobei handelsübliche Bäckerhefe als Presshefe, aktive Trockenhefe und Instant-Trockenhefe erhältlich ist. Bei der Teiggärung entstehen auch Geschmacksvorläufer, darunter organische Säuren, Alkohole und Ester. Bei der Sauerteiggärung handelt es sich um eine symbiotische Kultur von LAB und Hefen (hauptsächlich Candida milleri oder Kazachstania exigua), die Milch- und Essigsäure produzieren, die dem Sauerteig seinen charakteristischen Geschmack und eine längere Haltbarkeit verleihen.
Nicht-Saccharomyces-Hefen werden zunehmend für ihren Beitrag zu fermentierten Lebensmitteln und Getränken anerkannt. Obwohl Brettanomyces bruxellensis aufgrund seiner Produktion flüchtiger Phenole (4-Ethylphenol, 4-Ethylguaiacol) in vielen Weingütern als verderbniserregender Organismus gilt, wird es absichtlich in bestimmten Biersorten (Lambic, Sauerbier) verwendet. Pichia-, Kluyveromyces- und Torulaspora-Arten werden zur Bioaromatisierung und Biokonservierung verwendet. Diese unkonventionellen Hefen weisen vielfältige Stoffwechselfähigkeiten auf, einschließlich der Produktion und des Abbaus organischer Säuren, Polyole und aromatischer Verbindungen. Hefen interagieren bei vielen traditionellen Fermentationen wie Sauerteig und Kefir mit Milchsäurebakterien. Schimmelpilzfermentationen werden bei der Herstellung von Sojasauce und Käse verwendet, während Hefen für fermentierte Milchprodukte Produkte wie Kefir unerlässlich sind.
