Fermentacija je anaerobna, energetska razgradnja organskih snovi prek bakterij, kvasovk ali drugih mikroorganizmov. Mlečni sladkor, bolj znan kot laktoza, daje mlečnim izdelkom značilno sladkobo. Kemično je disaharid, sestavljen iz dveh kemično združenih monosaharidov glukoze in galaktoze. Fermentacija laktoze, odvisno od vpletenega mikroorganizma, lahko proizvede različne produkte, najpogostejša med njimi pa je mlečna kislina, viskozna kislina s kemijsko formulo CH3CH(OH)COOH. Fermentacija se lahko uporablja za odstranjevanje laktoze iz živil, kar je koristno za tiste, ki ne prenašajo laktoze; fermentacije laktoze ne smemo zamenjevati z mlečnokislinsko fermentacijo.
Mehanizmi fermentacije laktoze so manj znani, kot bi lahko pričakovali. To je lahko deloma posledica domneve in teorije, ki jo je zagovarjal zelo spoštovan biokemik Emil Fischer, da se fermentacija laktoznih kvasovk najprej začne s cepitvijo disaharida na njegove nadomestne sladkorje; ta domneva je bila večinoma nesporna že desetletja. Zdaj obstajajo dokazi, da ta domneva morda ni resnična. Dejansko se v primeru bakterijske fermentacije laktoze v črevesju mehanistična pot razlikuje skupaj z izbiro bakterije. Večina teh mehanizmov poti je večstopenjskih in zapletenih: za nadaljnje podrobnosti glejte navedene reference.
Laktozna intoleranca je posledica pomanjkanja encima laktaze, ki se običajno nahaja v dvanajstniku ali prvem delu tankega črevesa. Ker se ne more neposredno absorbirati skozi tanko črevo, vsa preostala laktoza preide v debelo črevo, kjer jo nekatere bakterije fermentirajo. Posledica so velike količine plinov, ki pri bolniku povzročijo boleče krče, napenjanje in drisko. Eden od načinov za reševanje težav je uživanje hrane z naravno nizko vsebnostjo laktoze ali iz katere je bila laktoza odstranjena. Drug način za ravnanje z njim je dodajanje dodatkov encima β-galaktozidaze, proizvedenega z uporabo glive Aspergillus, v prehrano.
Izdelki na osnovi mleka so bogati tako z mlečno kislino kot z beljakovinami kazeina. Fermentacija laktoze v mlečno kislino poveča kislost hrane; kislina se združi s kazeinom in oba se koagulira in obori. Oborino nato odstranimo iz mleka in mlečni izdelek, pridobljen iz njega, vsebuje malo laktoze ali je brez nje. Druga možnost je, da so mlečnimi izdelki podobna rastlinska soja, riž, mandlji in drugi nadomestki hrane. Nemlečna živila, ki vsebujejo laktozo, vključujejo predelano meso, nekaj omak, čips in omake. Nestrpnost običajno ni absolutna; bolniki običajno lahko zaužijejo vsaj nekaj laktoze, zato lahko njegova ali njena prehrana vključuje vsaj nekaj živil, ki vsebujejo laktozo, ne da bi potrebovali prehranska dopolnila.