La fermentation est la décomposition anaérobie et énergétique de substances organiques via des bactéries, des levures ou d’autres micro-organismes. Le sucre de lait, mieux connu sous le nom de lactose, confère une douceur caractéristique aux produits laitiers. C’est chimiquement un disaccharide constitué des deux monosaccharides chimiquement unis, le glucose et le galactose. La fermentation du lactose, selon le micro-organisme impliqué, peut produire différents produits, mais le plus courant d’entre eux est l’acide lactique, un acide visqueux de formule chimique CH3CH(OH)COOH. La fermentation peut être utilisée pour éliminer le lactose des aliments, ce qui est bénéfique pour les personnes intolérantes au lactose ; La fermentation du lactose ne doit pas être confondue avec la fermentation de l’acide lactique.
Les mécanismes de la fermentation du lactose sont moins bien connus qu’on ne le pense. Cela peut être dû, en partie, à une hypothèse et à une théorie avancées par le biochimiste très respecté Emil Fischer, selon laquelle la fermentation de la levure lactose commence d’abord par le clivage du disaccharide en ses sucres substituants ; cette hypothèse est restée largement incontestée pendant des décennies. Il existe maintenant des preuves que cette hypothèse peut ne pas être vraie. En effet, dans le cas d’une fermentation bactérienne du lactose au sein de l’intestin, la voie mécanistique varie en fonction du choix de la bactérie. La plupart de ces mécanismes de voie sont à plusieurs étapes et complexes : voir les références citées pour plus de détails.
L’intolérance au lactose résulte d’un manque de l’enzyme lactase, habituellement présente dans le duodénum ou la première partie de l’intestin grêle. Comme il ne peut pas être directement absorbé par l’intestin grêle, tout le lactose restant passe dans le côlon, où il est fermenté par certaines bactéries. Le résultat est des quantités volumineuses de gaz, entraînant des crampes douloureuses, des ballonnements et des diarrhées pour la victime. Une façon de gérer la difficulté est de manger des aliments naturellement faibles en lactose, ou dont le lactose a été éliminé. Une autre façon de le gérer consiste à ajouter des suppléments de l’enzyme β-galactosidase – fabriquée à l’aide du champignon Aspergillus – à l’alimentation.
Les produits à base de lait sont riches à la fois en acide lactique et en protéine caséine. La fermentation du lactose en acide lactique augmente l’acidité des aliments ; l’acide se combine avec la caséine, et les deux coagulent et précipitent. Le précipité est ensuite retiré du lait et le produit laitier qui en dérive est pauvre en lactose ou exempt de lactose. Alternativement, il existe du soja, du riz, des amandes et d’autres substituts alimentaires à base de produits laitiers. Les aliments non laitiers contenant du lactose comprennent les viandes transformées, certaines sauces, croustilles et sauces. L’intolérance n’est généralement pas absolue; les personnes atteintes peuvent généralement consommer au moins un peu de lactose, de sorte que son alimentation peut inclure au moins certains aliments contenant du lactose sans nécessiter l’utilisation de suppléments.