Roti fermentasi adalah roti yang dibuat dari adonan yang dibiarkan mengembang secara perlahan dengan menggunakan starter bakteri dan ragi alami yang terbawa di udara. Tidak seperti roti cepat mengembang yang menggunakan satu jenis ragi yang dibudidayakan secara khusus, biasanya dijual dalam kemasan dan disebut ragi cepat naik atau ragi instan, roti fermentasi mengandung berbagai ragi dan bakteri yang membantu mengubah nutrisi penting dan gula dalam adonan menjadi bentuk yang lebih mudah dicerna daripada roti ragi instan. Rasa, tekstur, dan karakter keseluruhan roti fermentasi seringkali sangat berbeda dari roti non-fermentasi.
Salah satu perbedaan terbesar antara roti fermentasi dan roti yang dibuat dengan ragi yang mengembang cepat adalah cara kerja ragi itu sendiri. Ragi cepat naik dipilih secara khusus karena kemampuannya untuk berkembang biak dengan sangat cepat. Ini juga hanya satu jenis ragi tertentu yang diisolasi dari bakteri lain yang mungkin terjadi secara alami. Ketika ditambahkan ke adonan dan dibiarkan mengembang, ragi instan akan sangat cepat mengkonsumsi nutrisi yang dibutuhkan dari roti dan menghasilkan gas karbondioksida yang menyebabkan adonan bertambah volumenya. Prosesnya terjadi begitu cepat sehingga tidak semua elemen dalam tepung dapat dikonversi dengan benar.
Fermentasi lambat dengan ragi alami dan bakteri menguntungkan dari udara menciptakan hasil yang berbeda. Ragi mampu memproses bahan-bahan dalam roti secara alami sekaligus berinteraksi dengan bakteri dan enzim dalam adonan, sehingga lebih banyak nutrisi yang diubah menjadi bentuk lain atau dikonsumsi. Hal ini menyebabkan gluten dalam adonan berkembang menjadi bentuk yang lebih lembut daripada yang terjadi pada ragi yang mengembang cepat. Gluten yang lebih lembut membantu adonan menahan lebih banyak gas yang dilepaskan ragi, menghasilkan produk akhir dengan remah yang tidak terlalu kenyal dan menahan kelembapan untuk waktu yang lebih lama.
Ada beberapa manfaat kesehatan yang didapat dari memasak dan mengonsumsi roti fermentasi. Bagi orang yang memiliki gangguan gula darah, indeks glikemik roti fermentasi jauh lebih rendah daripada roti tepung putih yang dibuat dengan ragi instan. Kecernaan roti fermentasi lambat naik juga lebih besar, sehingga lebih mudah di perut bagi orang yang memiliki sedikit intoleransi terhadap biji-bijian. Akhirnya, roti fermentasi terkena bakteri baik yang disebut probiotik yang dapat membantu meningkatkan kesehatan sistem pencernaan dalam tubuh.