Wasser und Milchsäurebakterien (Lactobacillus plantarum, Lactobacillus fructivorans und Lactobacillus brevis) und meistens Hefen (Saccharomyces cerevisiae). Nicht alle Roggensauerteige enthalten ausreichend Hefen für die Lockerung. Deswegen werden oft Sauerteighefen (säurefeste und triebkräftige Hefen) zugesetzt.
Geschmack und Aroma
Sauerteigbrote enthalten viele Geruchs- und Geschmacksstoffe. Es sind über 300 Aromastoffe bekannt, wobei aber nur wenige aroma- und geschmacksbestimmend sind. Viele der beteiligten Substanzen sind bereits im Mehl vorhanden, ergeben aber einen schwachen Aromaeindruck. Durch Gärung und Bildung von Estern (aus Ethanol und Säuren) im Sauerteig werden diese Aromastoffe kräftig ausgebildet. Tragende Aromaverbindungen wie Methylbutanol und Diacetyl nehmen in der Konzentration zu, aber es werden auch unerwünschte Aromen reduziert; so wird z.B. der grasige Aromastoff Hexanal im Sauerteig abgebaut.
Volumen, Textur und Porung
Durch Sauerteig wird das spezifische Volumen erhöht. Die Porung der Krume ist feiner. Daneben zeichnet eine höhere Feuchte und Elastizität eine Sauerteigführung aus, wodurch das Gebäck schnittfester wird. Beim Verzehr ist das Mundgefühl angenehmer, da alle Fraktionen des Mehles besser aufgeschlossen werden: ein Effekt, der besonders bei Vollkornprodukten wirkt. Roggenbrote können durch die Absenkung des pH-Wertes besser gekaut werden. Beim Kauen haftet die ungesäuerte Krume an den Zähnen, bewirkt ein unangenehmes Mundgefühl; mit fallendem pH-Wert nimmt die Elastizität der Krume zu.
Verarbeitungseigenschaften
Weizenteige aus Sauerteig – besonders Vollkornweizenteige – binden Feuchtigkeit und gewährleisten durch gute Quellung eine bessere und leichtere Verarbeitung. Dies wohl auch, weil die Löslichkeit der Pentosane zunimmt. Die Kleberentwicklung wird verbessert, wobei der Teig dehnfähiger wird.
Im Gegensatz zu Weizenteigen bedürfen Roggenteige der Säure, um backfähig zu sein. In Roggenteigen verhindert der – im Vergleich zu Weizenmehlteigen – höhere Anteil an wasserbindenden Pentosanen die Ausbildung eines Klebergerüsts, dessen Aufgabe die Krumenbildung während des Backprozesses ist. Stattdessen lagern aufgequollene Pentosane und Roggenstärke sich zusammen und bilden nach dem Verkleistern (Hitzeeinwirkung) die stabile Krume. Ohne Säure würde die Stärke von den mehleigenen Amylasen abgebaut, könnte nicht mehr verkleistern und das Brot bliebe flach und wäre ungenießbar. Die Säuren des Sauerteigs bewirken bei einem pH-Wert von 4,1 die weitgehende Einstellung der Enzymaktivitäten und damit den Abbau von Stärke.