Biokemiske tests anvendes ofte til at identificere bakterier og gær, fordi forskellige arter producerer forskellige enzymer. Sådanne biokemiske tests er udformet til at påvise tilstedeværelsen af enzymer. En type af biokemiske tests påviser enzymer involveret i aminosyrekatabolisme decarboxylering og dehydrogenering. Disse tests blev omtalt i afsnit 4.3.1 og 4.4.3. Se figur 4.6.1.
En anden biokemisk test er en fermenteringstest, se figur 4.6.2. Testmediet indeholder protein, en enkelt kulhydrat, en pH indikator og et omvendt Durhamrør, der anvendes til at fange gas. Bakterier podet i mediet, kan anvende protein eller kulhydrat som kulstof- og energikilde. Hvis de kan katabolisere kulhydratet og producerer syre, ændrer pH indikatoren farve. Nogle organismer producerer gas samt syre ved kulhydratkatabolisme. Tilstedeværelsen af en boble i Durhamrøret indikerer gasdannelse.
E. coli fermenterer kulhydratet sorbitol. Den patogene E. coli O157 stamme, kan imidlertid ikke fermentere sorbitol, en egenskab der adskiller den fra ikke-patogene, kommensale (bakterier der lever sammen med en anden art, hvis føde den får del i) E. coli.
I nogle tilfælde, kan de affaldsprodukter en mikroorganisme producere, anvendes som kulstof- og energikilde af en anden art. Acetobacter bakterier, oxiderer ethanol fremstillet af gær. Propionibacterium kan anvende mælkesyre fremstillet af andre bakterier. Propionibakterier konverterer mælkesyre til pyrovinsyre i forberedelse til Krebs’ cyklus. Under Krebs’ cyklus, bliver propionsyre og CO2 dannet. Hullerne i schweizerost dannes ved ophobning af CO2-gas.
Biokemiske tests anvendes til at identificere bakterier, der forårsager sygdom. Alle aerobe bakterier bruger elektrontransportkæden, men deres elektrontransportkæder er ikke alle ens. Nogle bakterier har cytokrom c, mens andre ikke har. I førnævnte eksempel er cytokrom c-oxidase det sidste enzym, der overfører elektroner til oxygen. Oxidasetesten anvendes rutinemæssigt, til hurtigt at identificere Neisseria gonorrhoeae. Neisseria er positiv for Cytokrom oxidase. Oxidasetesten kan også anvendes til at skelne nogle Gramnegative stave: Pseudomonas er oxidasepositive og Escherichia er oxidasenegative.
Shigella, der forårsager dysenteri, adskiller sig fra E. coli i biokemiske test ved ikke at kunne producere gas fra laktose.
Salmonellabakterien er let at skelne fra E. coli ved produktion af hydrogensulfid (H2S). Hydrogensulfid frigøres, når bakterierne fjerner svovl fra aminosyrer. Se figur 4.6.3.