在厌氧条件下，微生物分解糖产生丁酸的过程称为丁酸发酵。在自然界中该过程广泛存在。例如，纤维素、半纤维素、淀粉、果胶物质及简单糖类，在不通气条件下都能进行丁酸类型的发酵。引起发酵的主要微生物是专性厌氧性的丁酸细菌(Clostridum butyricum)，它生存于植物体表、土壤、污水及污泥中。

丁酸发酵 (butyric fermentation)即由糖类生成丁酸、乙酸、二氧化碳和水的发酵。在专性厌氧菌丁酸梭菌（Clostridium butyri－cum）中可以见到。由于细菌种类和反应条件不同，还可生成丙酮、丁醇、乙醇、异丙醇等，在生成丙酮和丁醇特别多时，称为丙酮-丁醇发酵。对各种梭菌进行研究表明，它是按糖酵解途径生成丙酮酸，再从丙酮酸开始，按下列各反应生成丁酸及其他产物。

丁酸型发酵的产物有：丁醇、丙酮、乙醇、CO2、H2、乙酸和丁酸等。产物中各种成分的比例受发酵条件及培养时间的影响。发酵早期，丁酸、乙酸是主要产物，随着酸的积累，pH值下降，转向醇的积累，若加酸，可提高醇的产量。至于哪一种或哪几种产物生成量最大，取决于菌种和培养条件。根据所生产的产物不同分为：丙酮一丁醇发酵；丁醇一异丙醇发酵；丙酮一乙醇发酵；丁酸发酵。化学反应式如下。

12C6H12O6→6CH3CH2CH2CH2OH+4CH3COCH3+2CH3CH2OH+

CH3COCHOHCH3+18H2+28CO2+2H2O

丁酸发酵是食品保藏中最不受欢迎的，丁酸并无防腐效果，并给腌制食品带来不良口味。丁酸菌只有在缺氧条件下和低酸度条件下才能生长旺盛。一般在食品腌制初期以及高温条件下比较容易发生丁酸发酵，利用温度是控制丁酸发酵的重要手段。