经过水解反应之后，有机大分子开始进行下一步反应，它可以有两种：一种是有机物分子作为电子受体同时也是电子供体的生物降解过程，被称为发酵；另一种是在此过程中，溶解性有机物被转化成以挥发性脂肪酸为主的末端产物，此过程被称为酸化。

酸化过程是要在微生物参与酶的催化作用下，由大量的、多种多样的发酵细菌共同作用完成的。酸化微生物的种类则以梭状芽孢杆菌和拟杆菌最为主要。其中梭状芽孢杆菌能在极其恶劣的环境条件下很好的存活，原因在于它们是厌氧并能产芽孢的细菌。而拟杆菌是能分解糖、氨基酸和有机酸的细菌，所以它们大量存在于含有机物较丰富的地方。上诉微生物大部分都是专性厌氧菌，但往往也有及少数的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中。专性酸化厌氧菌在酸化过程中已将环境中的繁和氧化还原电位控制在一个银合适的水平，他正因为这些责作厌氧菌的存在，使像甲这样的严格厌氧菌免受氧的很害与抑制。酸化在进行过程中，抚教降解的条件，底物种类和参与精化的强生物种群决定了颜化的末地产物的组成。底物不同，末端产物就会存在很大的鱼则，比如说，蛋白质水解反纹生成氨基酸，其酸化物为氨基酸：而纤维素和淀粉类有机物的水制反应结果就生成精类分子，说明在不同情况下酸化底物的差异导致酸化末端产物的不同，具体谈来，以糖为底物、般化产物主要有丁酸、乙酸、丙酸等、二氧化碳和氧气则为酸化的附属产物，而以氧乐酸为底物，酸化主要产物与以糖为庇物时基本相同，但不同的是、属产物除了二氧化碳和氧气外，还有氦气和硫化氧，若在反应过程中同时也存在产甲烷菌，那么其中氧气又能相当有效地被产甲烷菌利用，另外，氧气也可以被能利用氧的硫酸盐还原菌成脱氟菌所利用。发酵细需要想产生更多的供其氧化并从中获得能量的中间产物，去除氧是一个很好的途经，大多数发酵细菌也可通过两个途径利用发酵过程中产生的质子，一是使用自身的代谢产物，何如形成乙醇：二则是在氧化酶作用下把质子转化为氯气：2H*+2e→ H :。这种氢化酶反应，其酸化过程的产物儿乎只有乙酸。

一般的底物在进行酸化反应时，其反应过程与其他分子无关，但部分氨基酸的分解是通过所谓的史提克兰德（ Stickland ）反应进行的，该反应需两种氨基酸参与，或者说它需要和其他分子同时反应，其中一个氨基酸分子进行氧化脱氮，同时产生质子 H ＋使另外一种氨基酸的两个分子还原，两个过程都有脱氨基的作用。也就是说，这两种氨基酸偶联进行氧化还原脱氨反应。以丙氨酸和甘氨酸的降解为例来说明它们就需要这种偶联应：

 CHCHNH : COOH +2H2O→ CH , COOH +CO2+ NH +4H+

2CHNH2COOH+4H+2CH3COOH+2NH4

即

CHLCHNH2COOH+2CHNH2COOH+2H2O→3CH, COOH +3NH4+CO2这里丙氨酸是作为电子供体，甘氨酸则作为电子受体。而丙氨酸和甘氨酸都是有机物，却一个作电子供体，另一个作电子受体。这一特点说明，酸化反应过程是一个不稳定并没有进行到底的过程。反应过程中所生成的NH3会影响反应器中溶液的酸度，使 pH 值上升，抑制酸化反应继续。

氨基酸除了能被耦合降解之外，也有一些能被单独降解。决定这个反应能否进行主要是某些特殊的菌种，例如一些梭状芽孢杆菌等。

部分级别较高的脂肪酸分子在厌氧水解或厌氧消化时，遵循脱下脂肪酸链羧基末端的两个碳原子的水解方式。产生分子更小的脂肪酸和乙酸。当含碳原子数为偶数时，较高级的脂肪酸逐步降解，反应终产物为乙酸。而当含奇数个碳原子的脂肪酸进行降解时，最终产物则形成一个丙酸。不饱和脂肪酸首先通过氢化作用变成饱和脂肪酸。棕榈酸的反应就是按照这个形式完成的，其反应方程式如下。

①含有16个碳的脂肪酸的降解将是：

CH3(CH2)14COO-+14H2O→8CHCO0-+7H++14H2

②含有17个碳的脂肪酸的降解将是：

 CHs (CH2)1sCOO-+14H2O→7CH3COO-+CH3CH2COO-+7H++14H2

从反应式不难看出，脂肪酸发酵过程中产生了大量H2，这与糖降解过程很相似，此反应能否顺利进行，也必须依赖消耗氢的产甲烷过程才能使氢的浓度维持在较低的水平。另外，从反应式还可以看出，脂肪酸的降解同样也会使 pH 值降低，因此，若一个反应系统中主要是以水解和脂肪酸化为主，应该保持反应系统中有足够的缓冲能力，以便保证降解过程能够较顺利地进行。

在厌氧降解过程中，还必须考虑的一个因素是酸化细菌对酸的耐受力。 pH 值下降到4时，酸化过程仍可以进行。例如青贮饲料的熟化过程人们就利用了酸化细菌的这一特性。但是 pH 值为4并不是产甲烷过程的最佳 pH 值， pH 值为6.5~7.5才是产甲烷过程的最佳 pH 值，因此 pH 值的下降自然会引起甲烷生成的减少和氢的消耗的增加，并进一步引起酸化末端产物组成的改变。而产乙酸菌没有足够的能力克服这种改变（可以参见产乙酸中的部分论述），甲烷菌活力的下降又进一步加剧了酸的积累，使 pH 值进一步下降。厌氧降解过程由此进一步恶化，影响甲烷的形成，严重时便会中止。

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