乳酸菌的发现有一个戏剧性的故事。最先发现乳酸菌并阐明它的作用的是以发明狂犬病疫苗而知名的巴斯德。
当时人们认为乳酸菌是使美味的葡萄酒变酸的罪魁祸首。1857年，巴斯德正在法国里尔的理科大学任教授，在当地有很多酒厂利用甜菜糖酿酒，但甜菜糖经常因发酵失败而变酸，这样的酒卖不出去，使酿酒业受到很大损失。于是巴斯德接受委任去进行调查研究。他发现当酒正常发酵时，在发酵槽中检出很多酵母，可是当产生酸败时，在发酵槽中检出的微生物不是酵母而是完全不同的东西，那就是乳酸菌。巴斯德的研究证明乳酸菌发酵可使酒酸败，乳酸菌被认为是酿酒发酵中的捣蛋鬼。
后来的研究发现，乳酸菌在人体消化道中主要分布在小肠下部，有抑制从口而入的有害菌繁殖的作用。乳酸菌指发酵糖类主要产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称。凡是能从葡萄糖或乳糖的发酵过程中产生乳酸的细菌统称为乳酸菌。这是一群相当庞杂的细菌，目前至少可分为18个属，共有200多种。除极少数外，其中绝大部分都是人体内必不可少的且具有重要生理功能的菌群，广泛存在于人体的肠道中。
乳酸菌族群中以乳酸杆菌属（Lactobacillus）最为重要，大多是工业上尤其是食品工业上的常用菌种，用于制作乳制品，发酵植物食品如泡菜、酸菜、青贮饲料等。乳酸菌发酵原理是在酶的催化作用下将葡萄糖转化为乳酸，同时放出能量提供给自身的生命活动。工业生产乳酸常用高温发酵菌，例如德氏乳酸杆菌（L．delbrueckii），最适生长温度为45℃，此菌在乳酸制造（如制造陈醋，酸奶等）和乳酸钙制造工业上广泛应用。
1899年，法国巴斯德研究所的帝赛在进行母乳喂养的婴儿肠内细菌的调查中发现：一种在空气中难于存活的厌氧性乳酸菌大量存在于婴儿肠内，这种细菌大多像Y或V那样分叉，于是他把它们命名为双歧杆菌。到目前为止，人们已经在人和动物（牛、羊、兔、鼠、猪、鸡和蜜蜂等）的肠道、人的牙齿缝穴和阴道以及污水等处分离出的双歧杆菌至少有28种。除齿双歧杆菌可能是病原菌外，其他菌株尚无致病性的报导。目前发现的寄生于人体肠道中的双歧杆菌有9种，他们是两歧双歧杆菌、长双歧杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、青春双歧杆菌、角双歧杆菌、链状双歧杆菌、假链状双歧杆菌和齿双歧杆菌。
双歧杆菌在肠道中的数量和种类随年龄而变化，婴儿出生后几天内菌数达最高值，以后逐渐下降，其他肠道菌数量不断增加。婴儿期以婴儿双歧杆菌、短双歧杆菌、两歧双歧杆菌和长双歧杆菌为主；成年期以青春双歧杆菌和长双歧杆菌为主；老年期以青春双歧杆菌、长双歧杆菌和两歧双歧杆菌为主。
乳酸菌和双歧杆菌已经被用于发酵食品和饮食补充剂很多年了。对含有益生菌类食品的消费在过去的几十年不断增加。几个世纪以来，它们一直是人类营养品的一部分。然而，在最近十几年，益生菌才被深入研究，因为它们具有改善人体健康和治疗疾病方面的功效和机理。十几年前，关于益生菌的科学文献少之又少，每年只有6～12篇，但从近十几年开始文献数量迅速增加，到2005年文献数是700多篇。广泛而深入的研究证明，有一些非常出众的益生菌脱颖而出，成为益生菌中的“优等生”。他们都具有很好的生存能力和抵抗胃酸胆汁的能力，在消化道中定植，可以抑制有害菌生长，平衡肠道菌群，改善肠道功能，恢复正常排便，提高免疫力。
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