La fermentación es la descomposición anaeróbica y generadora de energía de sustancias orgánicas a través de bacterias, levaduras u otros microorganismos. El azúcar de la leche, más conocido como lactosa, imparte un dulzor característico a los productos lácteos. Es químicamente un disacárido que consta de dos monosacáridos químicamente unidos glucosa y galactosa. La fermentación de lactosa, dependiendo del microorganismo involucrado, puede producir diferentes productos, pero el más común entre ellos es el ácido láctico, un ácido viscoso con la fórmula química CH3CH (OH) COOH. La fermentación se puede utilizar para eliminar la lactosa de los alimentos, lo que es beneficioso para quienes son intolerantes a la lactosa; La fermentación de lactosa no debe confundirse con la fermentación del ácido láctico.
Los mecanismos de fermentación de la lactosa son menos conocidos de lo que cabría anticipar. Esto puede deberse, en parte, a una suposición y teoría propuesta por el muy respetado bioquímico Emil Fischer, de que la fermentación de la levadura lactosa comienza primero con la escisión del disacárido en sus azúcares sustituyentes; esta suposición fue en gran parte indiscutida durante décadas. Ahora existe evidencia de que esta suposición puede no ser cierta. De hecho, en el caso de la fermentación bacteriana de lactosa en el intestino, la vía mecánica varía junto con la elección de la bacteria. La mayoría de esos mecanismos de vía son complejos y de varios pasos: consulte las referencias citadas para obtener más detalles.
La intolerancia a la lactosa es el resultado de una escasez de la enzima lactasa, que normalmente se encuentra en el duodeno o en la primera parte del intestino delgado. Dado que no se puede absorber directamente a través del intestino delgado, toda la lactosa restante pasa al colon, donde es fermentada por algunas de las bacterias. El resultado son cantidades voluminosas de gas, que provocan calambres dolorosos, hinchazón y diarrea para el paciente. Una forma de manejar la dificultad es comer alimentos naturalmente bajos en lactosa, o de los que se haya eliminado la lactosa. Otra forma de manejarlo es agregar suplementos de la enzima β-galactosidasa, fabricada con el hongo Aspergillus, a la dieta.
Los productos lácteos son ricos tanto en ácido láctico como en la proteína caseína. La fermentación de lactosa a ácido láctico aumenta la acidez de los alimentos; el ácido se combina con la caseína y los dos se coagulan y precipitan. A continuación, el precipitado se elimina de la leche y el producto lácteo derivado de él es bajo o libre de lactosa. Alternativamente, existen productos lácteos de origen vegetal, soja, arroz, almendras y otros sustitutos de alimentos. Los alimentos no lácteos que contienen lactosa incluyen carnes procesadas, algunas salsas, patatas fritas y salsas. La intolerancia no suele ser absoluta; los pacientes generalmente pueden consumir al menos algo de lactosa, por lo que su dieta puede incluir al menos algunos de los alimentos que contienen lactosa sin necesidad del uso de suplementos.