乳酸是具有多种功能的化学物质，在食品、制药、皮革和纺织行业中，乳酸可作为酸化剂、香料和防腐剂；乳酸有两种同分异构体即D-乳酸和L-乳酸。世界上每年的乳酸产量约为8万吨，其中有90%的乳酸是由乳酸菌发酵生产，剩余的则为合成生产。
发酵生产乳酸的优势在于，只要选择一种乳酸菌菌株便可以获得一种纯的乳酸异构体，而合成方法所获得的乳酸却是乳酸的混合物。
用一些可再生资源如淀粉和纤维素作为发酵生产乳酸的原料也是有可能的。可再生资源不会释放二氧化碳到大气中，因此不会造成空气污染。此外，纤维素、半纤维素和淀粉是地球上最丰富的物质，当用微生物对其进行发酵时，主要产生葡萄糖。与纤维素和淀粉不同的是，半纤维素含有戊糖，它会有副产物如乙酸和乙醇产生，从而降低了乳酸的产量。
从可再生资源中发酵生产乳酸通常包括以下的步骤：
（1）对这些物质进行预处理，包括将其水解糖类。
（2）将糖类水解成乳酸。
（3）将细菌和固状物质从液体培养基中分离出来，纯化乳酸。
乳酸菌是生产乳酸的主要菌，大部分的乳酸菌是兼性厌氧而且可以忍耐很高的酸度，它的这种耐酸性使得乳酸菌比其他的菌具有更大的优势。根据菌的种类的不同，其最适生长温度为20℃－45℃之间，大部分的乳酸菌被认为是安全的。 乳酸菌有着复杂的营养需求，因此在营养丰富的物质如植物、牛奶以及人和动物的体内都有乳酸菌的存在，这种复杂的自然环境使得微生物能够代谢不同的碳水化合物。
自古以来，乳酸菌就被用于食品和饲料的发酵，如今，它们的主要用途仍是食品与饲料，如奶制品、泡菜、肉类和制酒。现在乳酸菌的技术应用包括从蔗糖中生产葡聚糖、乳链菌肽的生产以及用不同的原料生产乳酸。
通过不同的路径，乳酸菌可以发酵糖类形成同型、异型或混合酸的发酵，同型发酵终产物只有乳酸，异型发酵的终产物有乳酸、二氧化碳、乙醇或乙酸。 乳酸的发酵生产有许多的工艺路线，有些用工厂的淀粉废弃物为原料，用5种乳酸菌的混合体进行连续的同步的糖化与发酵，电渗透纯化；还有用乳清或木素纤维素为原料进行乳酸的生产。
乳酸的纯化方法有电渗透、膜分离及酯化作用等。
一、影响乳酸生产有效性的主要因素
1、微生物菌株
一般说来，乳酸的浓度和产量越高，其生产率就越高。以乳糖（包括牛奶和乳清）为原料，嗜热链球菌优于德氏乳杆菌保加利亚亚种及干酪乳杆菌，而干酪乳杆菌比鼠李糖乳杆菌有着更高的乳酸浓度和产量。 对小麦面粉的水解，干酪乳杆菌的生产率很高，但是德氏乳杆菌保加利亚亚种却有更高的产量和生产率。
2、碳原
用乳酸菌发酵生产乳酸有许多不同的原料，用纯糖来发酵所获得的产物是最纯的，因此纯化费用也低，但是由于纯糖很贵而乳酸是一种便宜的产品，因此这种方法不适用，应该用农业和工业上的废弃物来作为生产乳酸的原料。
（1）乳清
发酵乳酸生产的最常用原料是乳清，乳清是奶酪生产的废弃物，一般作为动物的饲料使用。乳清含有蛋白质、盐以及乳糖。经水解，乳清可以变成葡萄糖和半乳糖，用超滤的方法除去蛋白质。可以将酵母提取物、蛋白胨、奶粉、大豆粉或玉米浸出液加入到乳清中作为原料。以乳清为原料生产乳酸的常用菌株有德氏乳杆菌保加利亚亚种、瑞士乳杆菌和干酪乳杆菌等。
（2）糖浆
糖浆是糖类生产的副产物，一般作为动物的饲料及用于乙醇和酵母的生产，此外，也可用于乳酸的生产。最丰富的糖类是果糖，高浓度的果糖使得其液体的粘度很高，常用德氏乳杆菌进行发酵生产乳酸。
（3）淀粉
另一种作为乳酸生产原料的物质为来源于农作物及其废弃物的淀粉。通过乳酸菌发酵，淀粉可以水解成为葡萄糖和麦芽糖。有许多不同来源的淀粉均可以用于乳酸的生产，如小麦、玉米、木薯、土豆、大米、黑麦、高粱和大麦等：未经处理的淀粉或经液化的淀粉由产生淀粉酶的细菌如发酵杆菌发酵，此外，也可以加入淀粉酶水解淀粉，用乳酸菌发酵使产生的葡萄糖转变成乳糖。以淀粉为原料生产乳酸的常用菌为植物乳杆菌、德氏乳杆菌、干酪乳杆菌和瑞士乳杆菌等。 上述的方法水解与发酵同时进行还有一种方法是将淀粉预先水解后再作为乳酸生产的原料。如果糖化的酶与细菌的最适生长温度PH不同，用这种方法具有很大的优势，淀粉作原料时常常可以添加一些营养成分如酵母提取物或蛋白胨。
（4）木素纤维素
木素纤维也可以用来生产乳酸，其方法与淀粉的方法一样。木素纤维素主要含葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖及阿拉伯糖等，通过发酵，木素纤维可以水解为单体。含木素纤维素的物质有废纸、植物以及木头。用德氏乳杆菌和鼠李糖乳杆菌可以对纤维素进行同步糖化和发酵。
（5）有效性
比较不同的碳原表明，葡萄糖可以获得高浓度和高产量的乳酸，木糖、半乳糖、阿拉伯糖、乳糖、果糖及水解纤维素的效率低些，但是，某露糖却可以获得比葡萄糖更高浓度的乳酸、产量与葡萄糖的产量相同或更高些。同时加入葡萄糖与果糖比单独加入葡萄糖效果要好，增加糖类及营养成分的浓度，加入淀粉酶也可以提高乳酸的生产率，此外，增加淀粉的浓度也可以增加乳酸的深度、产量和生产率。而原料的浓度不会影响乳酸的产量和生产率。
