Fermentarea este descompunerea anaerobă, cu producție de energie, a substanțelor organice prin bacterii, drojdii sau alte microorganisme. Zahărul din lapte, mai cunoscut sub numele de lactoză, conferă o dulceață caracteristică produselor lactate. Din punct de vedere chimic, este o dizaharidă formată din cele două monozaharide unite chimic glucoză și galactoză. Fermentarea lactozei, în funcție de microorganismul implicat, poate produce diferite produse, dar cel mai comun dintre aceștia este acidul lactic, un acid vâscos cu formula chimică CH3CH(OH)COOH. Fermentarea poate fi folosită pentru a elimina lactoza din alimente, ceea ce este benefic pentru cei care au intoleranță la lactoză; fermentația lactozei nu trebuie confundată cu fermentația acidului lactic.
Mecanismele de fermentare a lactozei sunt mai puțin cunoscute decât s-ar putea anticipa. Acest lucru se poate datora, parțial, unei presupuneri și teorii propuse de biochimistul foarte respectat Emil Fischer, conform căreia fermentarea drojdiei de lactoză începe mai întâi cu scindarea dizaharidei în zaharurile sale substituente; această presupunere a rămas în mare parte necontestată timp de decenii. Acum există dovezi că această presupunere poate să nu fie adevărată. De fapt, în cazul fermentației bacteriene a lactozei în intestin, calea mecanică variază odată cu alegerea bacteriei. Cele mai multe dintre aceste mecanisme de cale sunt complexe și în mai multe etape: consultați referințele citate pentru detalii suplimentare.
Intoleranța la lactoză rezultă din lipsa enzimei lactază, care se găsește de obicei în duoden sau în prima parte a intestinului subțire. Deoarece nu poate fi absorbită direct prin intestinul subțire, toată lactoza rămasă trece la colon, unde este fermentată de unele bacterii. Rezultatul sunt cantități voluminoase de gaz, ducând la crampe dureroase, balonare și diaree pentru pacient. O modalitate de a gestiona dificultăți este să consumați alimente sărace în mod natural în lactoză sau din care lactoza a fost eliminată. Un alt mod de a-l gestiona este adăugarea în dietă a suplimentelor din enzima β-galactozidază – produsă folosind ciuperca Aspergillus.
Produsele pe bază de lapte sunt bogate atât în acid lactic, cât și în caseină proteică. Fermentarea lactozei la acid lactic crește aciditatea alimentelor; acidul se combină cu cazeina, iar cele două se coagulează și precipită. Precipitatul este apoi îndepărtat din lapte, iar produsul lactat derivat din acesta are un conținut scăzut de lactoză sau nu conține. Alternativ, există soia, orez, migdale și alți înlocuitori de alimente asemănătoare lactatelor, pe bază de plante. Alimentele non-lactate care conțin lactoză includ carnea procesată, unele sosuri, chipsuri și sosuri. Intoleranța nu este de obicei absolută; persoanele care suferă pot consuma de obicei cel puțin puțină lactoză, astfel încât dieta sa poate include cel puțin unele dintre alimentele care conțin lactoză, fără a necesita utilizarea suplimentelor.