Bei der Milchsäuregärung wird Glukose über Brenztraubensäure (Pyruvat) in Milchsäure (bzw. ihr Salz, Lactat) umgewandelt. Je dem Stamm der Milchsäurebakterien unterliegen auch andere Zucker diesem Abbauweg. Man unterscheidet:
- Homofermentative Stämme. Sie verfügen über alle notwendigen Glykolyse-Enzyme einschließlich Aldolase. Das Endprodukt [D(-)-, L(+)- oder DL-Milchsäure] hängt von der Stereospezifität der Lactatdehydrogenase (LDH) und der Existenz einer Racemase ab; zur Herstellung von Joghurt werden L(+)-Milchsäure-Produzenten bevorzugt. Nur unter aeroben Bedingungen wird ein kleiner Teil des Pyruvats decarboxyliert und zu Acetat, Ethanol oder Acetoin umgesetzt
- Heterofermentative Stämme. Diesen mangelt es an Aldolase und Triosephosphat-Isomerase, so dass Glukose über den Phosphogluconat-Weg abgebaut wird. Die entstehende Pentose. Ribulose-5-phosphat, wird epimerisiert und dann durch eine Ketolase in Glycerinaldehyd und Acetylphosphat gespalten. Letzteres kann über Acetyl-CoA und Acetaldehyd zu Ethanol reduziert werden oder direkt zu Acetat umgesetzt werden; dabei wird ein Molekül ATP je Molekül Glukose gewonnen.
Zur Konservierung von Lebens- und Futtermitteln wird die Milchsäuregärung seit Ewigkeiten eingesetzt (Milchprodukte, Sauerteig, Sauerkraut, Silage-Bereitung (Rübenblätter, Grünfutter).