O processo de fermentação é uma etapa importante no desenvolvimento das características sensoriais do café e do cacau. Com o acompanhamento da sucessão microbiana, é possível compreender as interações simbióticas ou sinérgicas da microbiota e as alterações químicas que ocorrem durante a fermentação. As principais inovações na etapa de fermentação são: (i) utilização de culturas iniciadoras, (ii) uso de biorreatores e (iii) controle do processo. A inoculação de culturas iniciadoras tem se mostrado efetiva na melhoria na qualidade do chocolate e do café. As leveduras são os principais grupos investigados como culturas iniciadoras, devido à produção de enzimas capazes de degradar a mucilagem/polpa, produzindo ácidos orgânicos e compostos voláteis, além dos aminoácidos que são essenciais para a formação do sabor e aroma. De acordo com essas características, Saccharomyces cerevisiae CCMA 0200, Pichia kluyveri CCMA 0237, e Hanseniaspora uvarum CCMA 0236 foram selecionadas como culturas iniciadoras para o processo fermentativo do cacau, e Saccharomyces cerevisiae CCMA 0543, Candida parapsilosis CCMA 0544 e Torulaspora delbrueckii CCMA 0684 para o processo fermentativo do café. Nessa etapa, o uso de biorreatores é fundamental para a melhoria da qualidade do produto, pois as modificações das condições ambientais melhoram a performance fermentativa da microbiota e evitam que microrganismos indesejáveis se desenvolvam durante o processamento. O aprimoramento das condições de fermentação, além de melhorar a performance fermentativa da microbiota, favorece o desenvolvimento de diferentes perfis sensoriais, contribuindo com a melhoria da qualidade do produto.