乳酸菌发酵可分为同型乳酸发酵和异型乳酸发酵，同型乳酸发酵乳糖只产生乳酸，异型乳酸发酵乳糖除产生乳酸外，还生成乙醇，二氧化碳等物质。德氏乳桿菌保加利亚亚种、唾液链球菌嗜热亚种是生产优酪乳的常用菌，研究表明，乳糖的代谢途径在粪链球菌、乳链球菌、金黄色葡萄球菌和乳酪乳桿菌等是相同的，乳糖是通过依赖磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)的磷酸转移酶系统(PTS)和渗透酶系统(permease)代谢途径。

PEP：PTS系统由酶II(EIIlactose)、外膜蛋白酶III(factorIIIlactose)组成，乳糖在体内积累后，先磷酸化，然后由磷酸-β-半乳糖苷酶(P-β-Gal)水解，产生D-葡萄糖和D-半乳糖-6-磷酸，葡萄搪的代谢通过糖酵解途径，而半乳糖-6-磷酸则通过D-塔格糖-6-磷酸途径代谢。

渗透酶系统是将乳糖转运到细胞膜内，再由β-半乳糖苷酶水解为半乳糖和葡萄糖(冉雪琴，2003)。德氏乳桿菌保加利亚亚种和唾液链球菌嗜热亚种通过β-半乳糖苷酶的途径对乳糖进行代谢。对二菌株研究表明，此二菌株对乳糖的代谢方式为同型乳酸发酵，乳糖经透膜酶被转运到细胞内，经β-半乳糖苷酶催化，产生葡萄糖和半乳糖，葡萄糖经糖酵解途径生成乳酸和能量；而半乳糖不被利用，被排除细胞外(孟昭赫，1993)。

嗜热链球菌和保加利亚乳酸桿菌的β-半乳糖苷酶的活性範围分别为1.45-2.35u/g培养物和0-4.45u/g培养物。己经证实乳酸桿菌产生大量的β-半乳糖苷酶和极少或者没有β-磷酸半乳糖苷酶。然而，嗜温链球菌主要利用β-磷酸半乳糖苷酶，因而极少占有或没有β-半乳糖苷酶。相比之下已有报告称嗜热链球菌不是拥有等量的二种酶，就是β-半乳糖苷酶酶高于β-磷酸半乳糖苷酶的量(B.A.弗林得，1994)。

乳品发酵的首要目的是产生乳酸，并以此降低pH值而抑制许多腐败微生物的生长，赋予产品特异酸味，形成凝胶状态。乳酸的产生是在25种以上的複合酶体系的共同作用下分解乳糖产生(吕加平，2002)。这一途径主要是产生能量，而乳酸只是一种副产品。有关糖发酵的调控机制研究较多，为改良菌株打下了一定基础。乳糖代谢基因的表达调控在这些微生物中是相当複杂的。法国人，Jacob和Mondo对大肠桿菌的乳糖操纵子现象提出了乳搪操纵子学说，并且近年来有研究表明，嗜热链球菌、保加利亚乳桿菌都存在类似乳糖操纵子的结构(Hemran.R.E.1986)，乳糖操纵子学说有助于更好的研究乳酸菌的乳糖代谢机制。

β-半乳糖苷酶催化β-半乳糖苷类化合物中β-半乳糖苷键，使其发生水解断裂，除能使乳糖分解生成半乳糖和葡萄糖外，还具有转半乳糖苷的作用。己知β-半乳糖苷酶的活性位点有两个功能团：硫氢基和咪唑基，其中硫氢基可作为广义酸使半乳糖苷的氧原子质子化，咪唑基可作为亲核试剂进攻半乳糖分子的第一个碳原子上的亲核中心(王璋，1990)。在乳糖发酵过程中，β-半乳糖苷酶的性质非常重要。保加利亚乳桿菌的β-半乳糖苷酶最适温度是50℃，最适pH值为7.0，分子量约为159kD，其活性在55℃时被完全抑制，同时也被金属离子(如Ag+，Hg2+)所抑制；在pH值为3.5时，此酶的活性非常低，表现为乳糖不能被利用。嗜热链球菌的β-半乳糖苷酶最适温度是57℃，最适pH值为6.6-7.0，分子量约为6000kD，其活性被金属离子Ag+，Hg2+所抑制(Ramana.rDutasm.，1981)。