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白解糖、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氧和氧化还原电位控制在一个很合适的水平。也正因为这些兼性厌氧菌的存在，使像甲烷菌这样的严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。
酸化在进行过程中，厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群决定了酸化的末端产物的组成。底物不同，末端产物就会存在很大的差别。比如说，蛋白质水解反应生成氨基酸，其酸化底物为氨基酸;而纤维素和淀粉类有机物的水解反应结果就生成糖类分子。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。具体说来，以糖为底物，酸化产物主要有丁酸、乙酸、丙酸等，二氧化碳和氢气则为酸化的附属产物。而以氨基酸为底物、酸化主要产物与以糖为底物时基本相同，但不同的是，附属产物除了二氧化碳和氢气外，还有氨气和硫化氢。若在反应过程中同时也存在产甲烷菌，那么其中氢气又能相当有效。地被产甲烷菌利用。另外，氢气也可以被能利用氢的硫酸盐还原菌或脱氮菌所利用。
发酵细菌要想产生更多的供其氧化并从中获得能量的中间产物，去除氢是一个很好的途径。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，例如形成乙醇; 二则是在氢化酶作用下把质子转化为氢气:2H++2e一>H2。这种氢化酶反应，其酸化过程的产物几乎只有乙酸。
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，并进一步引起酸北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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