Kilku chemików odkryło w XIX wieku pewne fundamentalne pojęcia z dziedziny chemii organicznej. Jednym z nich był na przykład francuski chemik Joseph Louis Gay-Lussac, który szczególnie interesował się procesami fermentacyjnymi, a fascynację tę przekazał jednemu ze swoich najlepszych uczniów, Justusowi von Liebigowi. Każdy z nich, z kilkuletnią różnicą, opisał wraz ze współpracownikami strukturę chemiczną cząsteczki kwasu mlekowego, jaką znamy dzisiaj. Rozumieli oni proces fermentacji w sposób czysto chemiczny, co oznacza, że nie można go zobaczyć pod mikroskopem i że można go zoptymalizować jedynie za pomocą chemicznych katalizatorów. W 1857 r. francuski chemik Ludwik Pasteur po raz pierwszy opisał kwas mlekowy jako produkt fermentacji mikrobiologicznej. W tym czasie pracował na uniwersytecie w Lille, gdzie lokalna gorzelnia poprosiła go o radę w sprawie problemów z fermentacją. Przypadkowo, w źle wyposażonym laboratorium, które wówczas posiadał, udało mu się odkryć, że w tej destylarni zachodziły dwie fermentacje, mlekowa i alkoholowa, obie wywołane przez mikroorganizmy. Następnie kontynuował badania nad tymi odkryciami w Paryżu, gdzie również opublikował swoje teorie, które stanowiły trwałe zaprzeczenie czysto chemicznej wersji reprezentowanej przez Liebiga i jego zwolenników. Mimo, że Pasteur opisał pewne koncepcje, które do dziś są akceptowane, Liebig odmówił ich przyjęcia. Ale nawet sam Pasteur napisał, że został „popchnięty” do zupełnie nowego zrozumienia tego zjawiska chemicznego. Nawet jeśli Pasteur nie znalazł wszystkich szczegółów tego procesu, to i tak odkrył główny mechanizm działania mikrobiologicznej fermentacji kwasu mlekowego. Jako pierwszy opisał fermentację jako „formę życia bez powietrza.”
Mimo że ten proces chemiczny nie został właściwie opisany przed pracą Pasteura, ludzie wykorzystywali mikrobiologiczną fermentację kwasu mlekowego do produkcji żywności już dużo wcześniej. Analiza chemiczna znalezisk archeologicznych wykazuje, że fermentacja mlekowa była stosowana już w czasach historycznych; jej pierwsze zastosowania miały miejsce prawdopodobnie w okresie rewolucji neolitycznej. Ponieważ mleko naturalnie zawiera bakterie kwasu mlekowego, odkrycie procesu fermentacji było dość oczywiste, ponieważ zachodzi on spontanicznie w odpowiedniej temperaturze. Problem tych pierwszych rolników polegał na tym, że świeże mleko jest prawie niestrawne dla dorosłych, więc odkrycie tego mechanizmu leżało w ich interesie. Rzeczywiście, bakterie kwasu mlekowego zawierają enzymy potrzebne do trawienia laktozy, a ich populacje silnie się namnażają podczas fermentacji. Dlatego mleko fermentowane nawet przez krótki czas zawiera wystarczającą ilość enzymów do strawienia cząsteczek laktozy, po tym jak mleko znajdzie się w organizmie człowieka, co pozwala dorosłym na jego spożycie. Jeszcze bezpieczniejsza była dłuższa fermentacja, którą praktykowano przy produkcji serów. Proces ten również został odkryty bardzo dawno temu, czego dowodem są przepisy na produkcję serów na pismach klinowych, pierwszych istniejących dokumentach pisanych, a nieco później w tekstach babilońskich i egipskich.Interesująca jest teoria przewagi konkurencyjnej fermentowanych produktów mlecznych. Ideą tej teorii jest to, że kobiety z tych pierwszych osiadłych klanów rolniczych mogły skrócić czas między dwojgiem dzieci dzięki dodatkowemu wchłanianiu laktozy z konsumpcji mleka. Czynnik ten mógł dać im ważną przewagę do konkurowania łowiecko-zbierackich societies.
Z rosnącym spożyciem produktów mlecznych tych społeczeństw opracowała trwałość laktazy przez dziedziczenie epigenetyczne, co oznacza, że mleko trawiący enzym laktazy był obecny w organizmie przez całe życie, więc mogli pić niefermentowane mleko jako dorośli też. To wczesne przyzwyczajenie do spożywania laktozy w pierwszych społeczeństwach osadniczych można jeszcze dziś zaobserwować w regionalnych różnicach stężenia tej mutacji. Szacuje się, że około 65% światowej populacji nadal jej nie posiada. Ponieważ te pierwsze społeczeństwa pochodziły z rejonów od wschodniej Turcji po środkową Europę, gen ten pojawia się częściej właśnie tam oraz w zasiedlonej przez Europejczyków Ameryce Północnej. To właśnie z powodu dominacji tej mutacji kultury zachodnie uważają, że posiadanie nietolerancji laktozy jest czymś niezwykłym, podczas gdy w rzeczywistości jest ona bardziej powszechna niż mutacja. Wręcz przeciwnie, nietolerancja laktozy jest znacznie bardziej obecna w krajach azjatyckich.
Produkty mleczne i ich fermentacja miały istotny wpływ na rozwój niektórych kultur. Tak jest w przypadku Mongolii, gdzie ludzie często praktykują pasterską formę rolnictwa. Mleko, które produkują i spożywają w tych kulturach, to głównie mleko klaczy i ma ono długą tradycję. Jednak nie każda część lub produkt świeżego mleka ma takie samo znaczenie. Bardzo ważne i często o tradycyjnym znaczeniu są produkty fermentacji mleka kobylego, jak na przykład lekko alkoholowy jogurt kumis. Ich spożycie wzrasta podczas świąt kulturalnych, takich jak mongolski księżycowy nowy rok (na wiosnę). Czas tych obchodów nazywany jest „białym miesiącem”, co wskazuje, że produkty mleczne (zwane „białym jedzeniem” wraz z warzywami skrobiowymi, w porównaniu z produktami mięsnymi, zwanymi „czarnym jedzeniem”) są centralną częścią tej tradycji. Celem tych świąt jest „zamknięcie” minionego roku – oczyszczenie domu lub jurty, uhonorowanie zwierząt za dostarczenie im pożywienia i przygotowanie wszystkiego na nadchodzący sezon letni – aby być gotowym na „otwarcie” nowego roku. Spożywanie białego jedzenia w tym świątecznym kontekście jest sposobem na połączenie się z przeszłością i tożsamością narodową, którą jest wielkie imperium mongolskie uosabiane przez Czyngis-chana. W czasach tego imperium sfermentowane mleko klaczy było napojem, którym honorowano i dziękowano wojowników i przywódców, nie było ono przeznaczone dla wszystkich. Chociaż w końcu stało się napojem dla zwykłych ludzi, zachowało swoje honorowe znaczenie. Jak wiele innych tradycji, również ta odczuwa wpływ globalizacji. Inne produkty, takie jak jogurt przemysłowy, pochodzące głównie z Chin i krajów zachodnich, coraz bardziej wypierają go, głównie na terenach miejskich. Jednak w regionach wiejskich i biedniejszych nadal ma duże znaczenie.