乳中的碳水化合物主要是乳糖，它经过微生物乳糖酶水解而生成一分子葡萄糖和一分子半乳糖。再经过不同类型的分解途径，将两个单糖分解为多种中间产物，其中丙酮酸是各发酵途径的关键中间产物。据发酵终产物的不同，可分为以下几种类型。
（一）乳酸发酵（1actic acid fermentation）
葡萄糖经微生物的酵解作用产生乳酸的过程称为乳酸发酵。其发酵产物中全为乳酸时称为同型乳酸发酵，发酵产物中除乳酸外还有乙醇、乙酸、二氧化碳和氢等，称为异型乳酸发酵。进行同型乳酸发酵的微生物有乳酸乳球菌乳脂亚种、乳酸乳球菌乳酸亚种，嗜热链球菌以及大多数乳杆菌（Lactobacillus），如嗜酸乳杆菌、瑞士乳杆菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种等。而明串珠菌属和某些乳杆菌如干酪乳杆菌和胚芽乳杆菌则属于异型乳酸发酵。另外，双歧杆菌发酵属于乳酸发酵的一种特殊类型。
乳酸发酵广泛应用于乳品工业，几乎所有发酵乳制品均有乳酸发酵及相关菌种的参与。利用乳杆菌、乳球菌、嗜热链球菌等作为发酵剂来生产发酵乳制品，如酸乳、干酪、酸性酪乳、酸性奶油等。按理论值计算，1分子葡萄糖可以生成2分子乳酸（同型发酵），但是，当乳中乳酸达到一定程度时（乳酸度达0.8%～1%时），即开始抑制乳酸菌自身的生长繁殖。因此，一般乳酸发酵时，乳中尚有10%～30%以上的乳糖不能被分解。
（二）酒精发酵（alcoho1 fermentaiton）
酵母菌是酒精发酵的典型代表，所谓酒精发酵，是指将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳的过程。酵母菌在无氧条件下经EMP（己糖二磷酸途径）将葡萄糖酵解产生丙酮酸，然后丙酮酸脱羧生成乙醛，乙醛又经乙醇脱氢酶作用而被还原为乙醇。
能够进行酒精发酵的菌种很多，除酵母外，还有多种霉菌，如毛霉、根霉、镰刀菌等均可发酵适宜碳水化合物而产生乙醇，但产生量少。在乳品工业中，一般很少单纯采用酵母的酒精发酵，大多数配合以其他菌种如乳酸菌来共同发酵生产具有醇香风味的发酵乳制品，如开菲尔（Kefir）、马奶酒（Koumiss）和乳清酒等。其发酵菌种主要有球拟酵母、假丝酵母、乳酸克鲁维酵母、脆壁酵母及某些霉菌等。
（三）丙酸发酵（propionic acid fermentation）
葡萄糖经过糖酵解途径生成的丙酮酸可羧化形成草酰乙酸，后者还原成琥珀酸，再经脱羧而产生丙酸。此外，少数丙酸菌还能以乳酸为底物、能源，通过发酵将其转变为丙酸。前者为琥珀酸-丙酸途径，后者为丙烯酸途径。这类发酵的特点是生成的终产物均为丙酸，故称之为丙酸发酵。
琥珀酸-丙酸途径：
丙烯酸途径：(www.xing528.com)
丙酸菌多见于动物胃肠道及乳制品中，其发酵产物除丙酸外，还有乙酸和二氧化碳。
丙酸发酵在干酪成熟中发挥着独特的作用。如瑞士干酪（Swiss cheese），由于丙酸发酵而使该干酪具有了典型的干酪风味和网眼状结构质地。在制备干酪中常用的发酵剂丙酸菌种为谢氏丙酸杆菌（Prop.shermanii）。
（四）丁酸发酵（butyric acid fermentation）
丁酸发酵除产生丁酸外，还可产生大量的二氧化碳和氢，由于这一发酵会使干酪风味变坏，产生异臭，且干酪质地因产气膨胀而破 （断）裂，故被认为是乳品工业中一种有害的发酵类型。具有丁酸发酵过程的主要是一些专性厌氧的梭状芽孢杆菌（Clostridium），如丁酸梭菌（C.butyricum）、酪丁酸梭菌（C.tyrobutyricum）、生孢梭菌（C.sporogenes），在发酵过程中，葡萄糖先经EMP途径降解为丙酮酸，丙酮酸再转变为乙酰CoA，而乙酰CoA再经一系列反应生成丁酸、乙酸、二氧化碳和氢，其反应式如下：
丁酸梭菌（C.butyricum）对人无特定危害，可以耐受常规的巴氏杀菌，在120 °C加热15 min方可杀死。由于该类菌的生长可使成熟后期的干酪出现膨胀，即所谓“后期气体膨胀”（Late gase blowing），因此在干酪制作中，首先应加强原料乳的污染控制和设备的严格消毒。另外，在许多国家使用乳酸链球菌素（即Nisin）、添加硝酸盐以及调整水分和盐分，或者使用产生乳酸链球菌素的乳酸菌作发酵剂等措施来控制这类芽孢杆菌的生长，防止干酪膨胀的发生。
（五）丁二酮发酵
丁二酮发酵是许多发酵乳制品中一个重要的生化反应过程。它是指某些微生物利用柠檬酸而经过发酵生成许多具有良好风味的小分子物质如双乙酰（丁二酮）等，从而改善产品的风味、口感。常见的菌种有丁二酮乳链球菌（Str.diacetylactis）、乳脂明串珠菌（Leu.cremoris）和蚀橙明串珠菌 （citrororum）等，具体反应式如图2-1。
图2-1 柠檬酸形成双乙酰途径
1—柠檬酸裂解酶；2—草酰乙酸脱羧酶；3—丁二酮还原酶；
4—乙偶姻还原酶；5—α-乙酰乳酸脱羧酶
Ⅰ途径：为非酶脱羧脱氢生成乙偶姻 Ⅱ途径：为酶反应途径
发酵乳制品良好的产品风味，正是上述发酵产物如双乙酰、乙醛、乙酸、乳酸、丙酸、乙醇等相关产物的相对平衡含量所决定的。某一产物的过分增多，都将会导致产品风味缺陷。
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