Einige Chemiker entdeckten im 19. Jahrhundert einige grundlegende Konzepte aus dem Bereich der organischen Chemie. Einer von ihnen war zum Beispiel der französische Chemiker Joseph Louis Gay-Lussac, der sich besonders für Fermentationsprozesse interessierte, und diese Faszination an einen seiner besten Schüler, Justus von Liebig, weitergab. Mit einigen Jahren Abstand beschrieben die beiden zusammen mit Kollegen die chemische Struktur des Milchsäuremoleküls, wie wir sie heute kennen. Sie hatten ein rein chemisches Verständnis des Fermentationsprozesses, was bedeutet, dass man ihn mit einem Mikroskop nicht sehen kann und dass er nur durch chemische Katalysatoren optimiert werden kann. Im Jahr 1857 beschrieb der französische Chemiker Louis Pasteur erstmals Milchsäure als Produkt einer mikrobiellen Gärung. Zu dieser Zeit arbeitete er an der Universität von Lille, wo ihn eine örtliche Destillerie um Rat bezüglich einiger Fermentationsprobleme bat. Durch Zufall und mit dem schlecht ausgestatteten Labor, das er damals hatte, konnte er entdecken, dass in dieser Brennerei zwei Gärungen stattfanden, eine milchsaure und eine alkoholische, die beide durch Mikroorganismen ausgelöst wurden. Die Erforschung dieser Entdeckungen setzte er dann in Paris fort, wo er auch seine Theorien veröffentlichte, die einen stabilen Widerspruch zu der von Liebig und seinen Anhängern vertretenen rein chemischen Version darstellten. Obwohl Pasteur einige Konzepte beschrieb, die auch heute noch akzeptiert werden, weigerte sich Liebig, diese zu akzeptieren. Aber auch Pasteur selbst schrieb, dass er zu einem völlig neuen Verständnis des chemischen Phänomens „getrieben“ wurde. Auch wenn Pasteur nicht jedes Detail dieses Prozesses fand, so entdeckte er doch den Hauptmechanismus, wie die mikrobielle Milchsäuregärung funktioniert. Er war der erste, der die Fermentation als eine „Lebensform ohne Luft“ beschrieb.
Obwohl dieser chemische Prozess vor Pasteurs Arbeit nicht richtig beschrieben worden war, nutzten die Menschen die mikrobielle Milchsäuregärung schon viel früher zur Lebensmittelherstellung. Chemische Analysen von archäologischen Funden zeigen, dass die Milchfermentation schon vor der historischen Zeit genutzt wurde; die ersten Anwendungen waren wahrscheinlich Teil der neolithischen Revolution. Da Milch von Natur aus Milchsäurebakterien enthält, lag die Entdeckung des Fermentationsprozesses auf der Hand, da er bei einer angemessenen Temperatur spontan abläuft. Das Problem dieser ersten Bauern war, dass frische Milch für Erwachsene nahezu unverdaulich ist, daher hatten sie ein Interesse daran, diesen Mechanismus zu entdecken. Tatsächlich enthalten Milchsäurebakterien die nötigen Enzyme, um Laktose zu verdauen, und ihre Populationen vermehren sich während der Fermentation stark. Daher enthält auch kurz fermentierte Milch genügend Enzyme, um die Laktosemoleküle zu verdauen, nachdem die Milch im menschlichen Körper ist, was es Erwachsenen ermöglicht, sie zu konsumieren. Noch sicherer war eine längere Gärung, die zur Käseherstellung praktiziert wurde. Auch dieser Prozess wurde schon vor sehr langer Zeit entdeckt, was durch Rezepte für die Käseherstellung auf Keilschriften, den ersten schriftlichen Dokumenten, die existieren, und etwas später in babylonischen und ägyptischen Texten belegt wird.Interessant ist die Theorie des Wettbewerbsvorteils von fermentierten Milchprodukten. Die Idee dieser Theorie ist, dass die Frauen dieser ersten sesshaften Bauernclans die Zeit zwischen zwei Kindern dank der zusätzlichen Laktoseaufnahme durch den Milchkonsum verkürzen konnten. Dieser Faktor könnte ihnen einen wichtigen Vorteil verschafft haben, um die Jäger-Sammler-Gesellschaften auszustechen.
Mit dem zunehmenden Verzehr von Milchprodukten entwickelten diese Gesellschaften durch epigenetische Vererbung eine Laktase-Persistenz, was bedeutet, dass das milchverdauende Enzym Laktase während des gesamten Lebens im Körper vorhanden war, so dass sie auch als Erwachsene unfermentierte Milch trinken konnten. Diese frühe Gewöhnung an den Laktosekonsum in den ersten Siedlergesellschaften lässt sich noch heute an regionalen Unterschieden der Konzentration dieser Mutation beobachten. Man schätzt, dass etwa 65% der Weltbevölkerung immer noch keinen Milchzucker haben. Da diese ersten Gesellschaften aus Regionen um die Osttürkei bis nach Mitteleuropa kamen, tritt das Gen dort und in Nordamerika, als es von Europäern besiedelt wurde, häufiger auf. Wegen der Dominanz dieser Mutation glauben westliche Kulturen, dass es ungewöhnlich sei, eine Laktoseintoleranz zu haben, obwohl sie in Wirklichkeit häufiger vorkommt als diese Mutation. Im Gegenteil, in asiatischen Ländern ist die Laktoseintoleranz viel häufiger anzutreffen.
Milchprodukte und deren Fermentierung haben die Entwicklung einiger Kulturen maßgeblich beeinflusst. Dies ist in der Mongolei der Fall, wo die Menschen oft eine pastorale Form der Landwirtschaft betreiben. Die Milch, die sie in diesen Kulturen produzieren und konsumieren, ist hauptsächlich Stutenmilch und hat eine lange Tradition. Aber nicht jeder Teil oder jedes Produkt der frischen Milch hat die gleiche Bedeutung. Der fettigere Teil oben, die „deež“, gilt beispielsweise als der wertvollste Teil und wird daher oft zur Ehrung von Gästen verwendet.Sehr wichtig mit oft auch traditioneller Bedeutung sind Gärungsprodukte aus Stutenmilch, wie zum Beispiel der leicht alkoholhaltige Joghurt kumis. Deren Konsum erreicht seinen Höhepunkt bei kulturellen Festen wie dem mongolischen Mondneujahr (im Frühjahr). Die Zeit dieses Festes wird als „weißer Monat“ bezeichnet, was darauf hinweist, dass Milchprodukte (zusammen mit stärkehaltigem Gemüse „weiße Nahrung“ genannt, im Gegensatz zu Fleischprodukten, „schwarze Nahrung“ genannt) ein zentraler Bestandteil dieser Tradition sind. Der Zweck dieser Feste ist es, das vergangene Jahr „abzuschließen“ – das Haus oder die Jurte zu reinigen, die Tiere dafür zu ehren, dass sie die Nahrung geliefert haben, und alles für die kommende Sommersaison vorzubereiten – um bereit zu sein, das neue Jahr zu „eröffnen“. Der Verzehr von weißem Essen in diesem festlichen Kontext ist ein Weg, sich mit der Vergangenheit und einer nationalen Identität zu verbinden, nämlich dem großen mongolischen Reich, verkörpert durch Dschingis Khan. Während der Zeit dieses Reiches war die vergorene Stutenmilch das Getränk, um Krieger und führende Personen zu ehren und ihnen zu danken, sie war nicht für jedermann bestimmt. Obwohl es schließlich ein Getränk für normale Menschen wurde, hat es seine ehrenvolle Bedeutung behalten. Wie viele andere Traditionen, spürt auch diese den Einfluss der Globalisierung. Andere Produkte, wie Industriejoghurt, die hauptsächlich aus China und westlichen Ländern kommen, haben ihn mehr und mehr verdrängt, vor allem in städtischen Gebieten. In ländlichen und ärmeren Regionen ist er aber immer noch von großer Bedeutung.