微生物存在于自然界的各个地方，多数食品中也都存在着微生物，益生菌在食品制造过程中的应用方式主要包括3种：微生物菌体应用，如食用菌、乳酸菌、单细胞蛋白；微生物代谢产物的应用，如酒类、食醋、氨基酸等；微生物酶的应用，如豆腐乳、酱油。
发酵食品南来已久，就连当初毛主席都有“吃小米粥配咸菜”的习惯。古人将发酵当成一种储存食物的方法，改变口味、易于消化，虽然有些腌渍食品并不利于人体健康，但是多数发酵食品对人体还是有益的，能够为人体补充微生物酵素，维护身体健康。
现代人所吃的食物以煎、炒、烹、炸为主，到了夏天则以“烤”
为主，很少吃生食，这就导致了酵素的摄入不足。而发酵食品刚好能解决这个问题，不但能为人体补充酵素，还能提高食物的营养价值和消化率。
食物的发酵就是指微生物对食材里面的营养成分进行分解、利用的过程，不同的食材发酵过程中所产生的营养因子、益生菌也是不同的，进而生成不同的微生物酵素，对机体产生重要的生理功能。
某些微生物在发酵的过程中能产生一定量的微生物酵素、有机酸、类固醇、维生素、核酸、辅脱羧酶、细菌素等，这些物质在保健防病、抗衰老方面发挥着重要作用。
生活中，豆类、奶类、谷类并不容易被人体消化吸收，但是经过发酵之后，益生菌不但分解掉了那些不容易被消化的物质，而且会生成新的营养物质。比如，人体自身不能产生维生素B12，要靠微生物的合成才可以，维生素B12能帮助中老年人防治贫血，为素食者提供维生素B12,因为植物中是不存在维生素B12的谷类和豆类的发酵首先要经过煮沸的过程，将种子中的酵素抑制物分解，之后接种酵母菌、乳酸菌等益生菌，培养发酵，使之成熟.发酵食品使用的微生物同样能制造出微生物酵素。
传统制酱过程中，酱汤和酱油虽然发霉了，不过那些发霉的物质对人体并没有害处，将发霉处去除就可以了。
纳豆是蒸煮之后的大豆经过纳豆芽孢杆菌固体发酵而成的，内含金雀异黄酮、葡萄糖、维生素K2和多聚谷氨酸等，可以促进钙的吸收，增强成骨细胞活性，防治骨质疏松。纳豆经过发酵之后会产生一种纤溶酵素--纳豆激酶，它是一种丝氨酸蛋白酵素，纤溶性很强，可以降解交联的蛋白血栓。纳豆激酶在人体中的半衰期比尿激酶等溶栓药物长很多。纳豆不但能防治心血管疾病，增强机体免疫力，还能抗衰老。
豆豉是用大豆、黑豆、青豆发酵而来的，和纳豆的发酵原理差不多，发酵之后不但保留了原有的大豆异黄酮和低聚糖等物质，而且还产生出了豆豉纤溶酶。它是一种能抗凝、溶栓的酵素，能通过消化道被人体直接吸收，溶解血栓，非常适合血液黏稠度高的血栓疾病患者。不过要注意一点，豆豉纤溶酶不耐热，热加工的过程中会失活，所以最好加入凉拌菜中，同时注意减少盐的加入量。
酸菜是北方地区冬季的常见菜肴。它不但保留了大白菜中原有的营养成分，而且经过发酵成熟之后产生的大量乳酸菌可以直接被人体吸收。发酵过程中还会产生大量的三磷酸腺苷，它是人体细胞代谢所需的能量物质，能治疗慢性肝炎、慢性心肌病、脑血管意外后遗症等。所产生的乳酸可以维持胃肠道正常生理功能，抑制大肠里面的腐败菌繁殖。酸菜发酵过程中会产生蛋白质、维生素，还有某些微生物有合成酵素、B族维生素的能力，进而提升了食物的营养价值.
酸菜腌制的过程中容易被微生物污染，产生出亚硝酸盐，亚硝酸盐会让血液里面的血红蛋白丧失携氧功能，导致人体缺氧中毒，表现出皮肤青紫、头痛、头晕、恶心呕吐、心悸等；酸菜腌制的过程中，会产生出致癌的亚硝酸化合物，这种物质易诱发癌症，霉变的酸菜中这种亚硝酸化合物比较多。
乳酸菌不具备硝酸还原酶，所以严格的乳酸菌发酵产生的亚硝酸盐含量是很低的，基本是不能转化成亚硝胺的，腌制过程中酸菜霉烂可能大量产生亚硝胺，为了防止亚硝酸盐的生成、促进亚硝酸盐的分解，腌制进入发酵期的时候可以加入维生素C，维生素C可以和氧原子结合，让一氧化氮由于缺氧而不能形成亚硝酸根，阻断亚硝酸盐的产生。
泡菜是家常菜，很多家庭都喜欢自己做一缸泡菜来吃。泡菜在腌制发酵的过程中会产生植物乳酸杆菌和消化酵素．泡菜的成熟和乳酸菌的发酵也有着密切关系。。泡菜成熟的过程中，益于人体健康的乳酸菌会增多，病原菌微生物会减少甚至消失。泡菜里面的乳酸杆菌将蔬菜里面的糖分转化成乳酸，可以为泡菜增鲜，同时杀灭病原微生物．泡菜腌熟的时候，会形成酸性溶液，维生素的含量也会增加，2～3个星期成熟，维生素的含量已至顶峰，特别是维生素C和维生素P的含量最高。这些维生素进入肠道之中后会和硝酸盐、亚硝酸盐反应，抑制亚硝胺的形成，达到防癌的目的。泡菜里面的乳酸杆菌可以分解食物里面的胆固醇，进而降低血液里面的血清胆固醇水平，防治高血脂。泡菜里面的白萝卜、白菜、大蒜等含异硫酸氰酯也有降低胆固醇的作用。
面粉之中含乳酸菌和酵母，面团发酵之后，酵母会产生出二氧化碳，让面团膨胀，全谷发酵的酸面包的独特酸味源于乳酸菌产生的酸性物质。面包进行烤制的过程中乳酸菌虽然失活了，但是乳酸菌产生的短链脂肪酸和细菌素等代谢物仍存在。不管是哪种酸面包中都含有对人体健康有益的益生菌代谢产物。
除了上述常见的发酵食品之外，酒、醋的酿造，味精的生产，柠檬酸发酵等，都需要各类菌种的参与。
食品的发酵离不开微生物，更离不开微生物的代谢产物，和食品相关的微生物的特征、微生物和食品的关系在食品发酵的过程中发挥着非常重要的作用。