Fermentacja mlekowa stanowi jedną z najstarszych i najbardziej rozpowszechnionych w świecie metod utrwalania mleka. Dawniej metoda ta była stosowane jedynie w gospodarstwach domowych do utrwalania mleka różnych ssaków (krowiego, owczego, kobylego), a umiejętność wytwarzania produktów fermentowanych przenoszono z pokolenia na pokolenie.

Fermentacja mlekowa tj., enzymatyczny beztlenowy proces przemiany cukrów do kwasu mlekowego pod wpływem bakterii kwasu mlekowego. Stanowi ona podstawę biologicznych metod preparowania (fermentowania) mleka.

Fermentacja mlekowa przebiega podobnie jak fermentacja alkoholowa Różnice występują w sposobie przekształcania kwasu pirogronowego, który w czasie fermentacji mlekowej przekształca się w do kwasu mlekowego, a w przypadku fermentacji alkoholowej- redukcji do etanolu.

W wyniku przekształcenia cząsteczki glukozy do dwóch cząsteczek kwasu mlekowego, uzyskane produkty fermentacji mają niższa wartość kaloryczną niż glukoza. W przypadku fermentacji laktozy dwucukier ten wpierw ulega hydrolizie pod wpływem enzymy laktazy (β- galaktozydazy). Enzym ten wytworzony jest przez bakterie kwasu mlekowego. Niektóre bakterie kwasu mlekowego (Betacoccus cremoris lub Streptococcus diacetilactis) produkują z laktozy i kwasu cytrynowego drobne ilości acetylometylokarbinolu (acetoiny), który utleniony do dwuacetylu nadaje przyjemny orzechowy smak produktom fermentacji mlekowej.

Napoje mleczne fermentowane są to produkty z mleka pasteryzowanego poddane fermentacji za pomocą mikroorganizmów charakterystycznych dla danego rodzaju napoju; w wyniku fermentacji powstaje z laktozy kwas mlekowy, niekiedy również alkohol etylowy, a białko ulega zwykle procesom proteolitycznym.

W wielu krajach świata do produkcji mlecznych napojów fermentowanych stosuje się mieszaną mikroflorę składającą się z bakterii tradycyjnych oraz bakterii pochodzenia jelitowego. Mleko wyprodukowane za pośrednictwem takich bakterii nosi nazwę w zależności od składu czystych kultur. Napoje fermentowane z użyciem tych zakwasów to biojogurt zawierający:

• L. acidophillus
• S. salivarius ssp thermophilus
• L. delbrueckii ssp. bulgaricus
• Bifidobacterium

Mleczne napoje fermentowane, ukwaszanie przez mezofilne homo i heterofermentatywne bakterie fermentacji mlekowej, którym bardzo często towarzyszą drożdże i wtedy wytwarzanie mlecznych napojów fermentowanych odbywa się dzięki fermentacji mieszanej mlekowo-alkoholowej.

Fermentowane produkty mleczne nie tylko są smaczne, ale mają także właściwości lecznicze ze względu na dużą przyswajalność szeregu składników mleka oraz dzięki wprowadzeniu do jelit bakterii kwasu mlekowego i stworzeniem niekorzystnych warunków dla rozwoju mikroflory gnilnej. Ponadto zakwaszanie mleka jest bardzo ważnym, tanim i prostym sposobem konserwowania. Zasadniczo wyróżnia się dwa typy produktów fermentowanych. Jedne są zakwaszane za pomocą kultur bakterii fermentacji mlekowej, jak jogurt, mleko acidofilne, a inne, np. kefir, kumys, maślanka, poddawane są równoczesnemu działaniu bakterii fermentacji mlekowej i drożdży. W celu zniesienia innej flory bakteryjnej mleko używane do produkcji napojów fermentowanych gotuje się lub pasteryzuje w temp. 80-85°C. Do najgroźniejszych szkodników napojów fermentowanych nalezą bakterie z grupy Coli-aerogenes, powodujące zły smak napojów, nadmierne gazowanie, porozrywanie skrzepu oraz pleśń Oospora lactis, która odkwaszając środowisko, stwarza warunki dla rozwoju bakterii gnilnych.

Szampan mleczny to napój z mleka pasteryzowanego, odtłuszczonego, poddanego fermentacji alkoholowej poprzez dodanie drożdży, cukru i ewentualnie dodatków smakowych.

Regionalne mleczne napoje sfermentowane Posiadają one nieraz duże wartości odżywcze i smakowe, ale nie są produkowane na szerszą skalę. Należy do nich hulanka wyrabiana w Karpatach wschodnich z mleka owczego lub krowiego, ukwaszonego przez Saccharomyces lactis, Thermobacterium bulgaricum, Thermobacterium jogurt oraz niektóre streptokoki; trwałość tego produktu wynosi kilka miesięcy. Do jogurtu podobny jest: gioddu (Sardynia), leben (Syria, Egipt), mazun (Armenia)- otrzymywany z mleka owczego, koziego lub baraniego, kajmak (Bałkany), taetmojölk (Kraje Skandynawskie), sós-tej (węgierski) napój otrzymywany z mleka owczego zaprawionego podpuszczką i koncentrowany przez wydzielenie części serwatki.

Tabela 1. Skład chemiczny niektórych fermentowanych napojów mlecznych wg. A. Lempki

A. Lempka - Towaroznawstwo produktów spożywczych; Henryk Młodecki Lech Piekarski -Zagadnienia zdrowotne żywności-. PZWL. Przemysł spożywczy- Encyklopedia Techniki; Maria Burbianka, Anna Pliszka, Halina Burzyńska- Mikrobiologia Żywności. PZWL; Eugeniusz Pijanowski- Zarys chemii i technologii mleczarstwa tom I. PWRiL. Warszawa; Stefan Ziajka (red.) Mleczarstwo. Zagadnienia wybrane. Wydawnictwo ART. Olsztyn