Bei der Fermentation von Milchkefir handelt es sich um eine anaerobe Fermentation, also eine ohne Sauerstoff. Hierbei laufen verschiedenen biochemische Prozesse ab, bei denen es sich um die Stoffwechsel der Bakterien und Hefen handelt:

• Die Hefen verstoffwechseln den in der Milch enthaltenen Milchzucker (Lactose) zu Kohlenstoffdioxid (C02) und Alkohol.
• Die Bakterien (überwiegend Milch- und wenig Essigsäurebakterien) verwerten den Alkohol, die Inhaltsstoffe der Milch als auch den Zucker und produzieren organische Säuren wie Milch- und Essigsäure sowie Enzyme, Vitamine (B-Vitamine 1, 2, 6,12, Vitamin C), Aminosäuren, Mineralstoffe.

Durch das dabei entstehende saure Milieu schützt sich die Milchkefirkultur vor einer Fremdkontamination mit unerwünschten pathogene Keime.
Der fertige Milchkefir enthält Inhaltsstoffe aus der Milch, neu hinzugekommene sowie Mikroben, die aus der Fermentationskultur heraus in die Flüssigkeit übergehen. So entsteh ein gesundes Probiotikum und nicht umsonst wird dieses köstliches Gärgetränk auch als das „Getränk der 100-Jährigen“ bezeichnet.

Milchkefir und Alkohol
Durch die Gärung kann Milchkefir Alkohol in geringen Mengen (0,2-2 Vol. %) enthalten. Er entsteht beim Abbau des Zuckers und ist abhängig von der Zusammensetzung der Kultur und den Fermentationsbedingungen, z.B. der Temperatur.