Probiotic ถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกในรายงานการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ของ Lilly และ Stillwell ในปี ค.ศ. 1965 เพื่อกล่าวถึงสารที่จุลินทรีย์ชนิดหนึ่งขับออกมา และช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์อีกชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นการทำงานที่ตรงข้ามกับการทำงานของยาปฏิชีวนะ (antibiotic) ที่จะทำลายจุลินทรีย์เกือบทุกชนิด ในปี ค.ศ. 1974 Parker ได้ให้คำจำกัดความ Probiotic คือสิ่งมีชีวิตและสารเคมีที่มีผลต่อสมดุลของจุลินทรีย์ในลำไส้ ต่อมาในปี ค.ศ. 1989 Fuller อธิบายคำว่า Probiotic คืออาหารเสริมซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่มีชีวิต สามารถก่อประโยชน์ต่อร่างกายของสิ่งมีชีวิตที่มันอาศัยอยู่ โดยการปรับสมดุลของจุลินทรีย์ในร่างกาย จนในที่สุดปี ค.ศ. 1992 Havenaar และ Veid ได้ขยายคำจำกัดความของ Probiotic ว่า จะต้องประกอบด้วยจุลินทรีย์ที่มีชีวิตซึ่งอาจมีเพียงชนิดเดียวหรือเป็นส่วนผสมของจุลินทรีย์หลายชนิด ที่สามารถไปปรับปรุงคุณสมบัติของจุลินทรีย์ดั้งเดิมที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของสัตว์นั้น โดยจุลินทรีย์เหล่านี้อาจอยู่ในรูปของเซลล์แห้งจากขบวนการระเหิดแห้ง (freeze-dried cells) หรืออยู่ในรูปผลิตภัณฑ์หมัก ซึ่งนอกจากไปส่งเสริมการเจริญเติบโตแล้ว ยังทำให้คนและสัตว์มีสุขภาพดีขึ้นด้วย และ Probiotic ไม่ได้จำกัดการใช้เฉพาะในทางเดินอาหารเท่านั้น ยังอาจไปมีผลต่อระบบอื่น ๆ เช่น ทางเดินหายใจส่วนต้น หรือระบบปัสสาวะ และระบบสืบพันธุ์

Probiotic หมายถึง เชื้อเริ่มต้นของจุลินทรีย์เชื้อเป็น ไม่ว่าจะเป็นสายเดี่ยวหรือผสม ซึ่งเมื่อสัตว์ได้รับแล้วจะมีการปรับปรุงคุณสมบัติและสมดุลจุลินทรีย์ในทางเดินอาหารให้เหมาะสมและเป็นประโยชน์ต่อสัตว์เพิ่มมากขึ้น หรืออาจจะหมายถึง เชื้อเริ่มต้นของจุลินทรีย์เชื้อเป็นที่เมื่อสัตว์กินเข้าไปแล้วจะมีผลในการลดจุลินทรีย์ที่เป็นโทษ พร้อม ๆ กับเพิ่มจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ในท่อทางเดินอาหารทำให้สัตว์เจริญเติบโตและให้ผลผลิตดีขึ้น คุณสมบัติของเชื้อจุลินทรีย์ที่สามารถเป็น Probiotic ได้คือ - ระบุปริมาณแบคทีเรียจำเพาะขั้นต่ำ (เช่น cfu / กรัม) ที่จะทำให้จุลินทรีย์เป็นประโยชน์ในท่อทางเดินอาหาร สามารถตั้งถิ่นฐานได้อย่างถาวรได้ (permanent colonization หรือ establishment) - เชื้อเริ่มต้นจะต้องแห้ง - เชื้อเริ่มต้นจะต้องตอบสนองต่ออุณหภูมิที่ผันแปรได้ - เชื้อเริ่มต้นต้องกระตุ้นในสัตว์ตอบสนองในระดับที่เหมาะสมกับปริมาณที่ได้รับ แนวคิดในการใช้ Probiotic (Concept of probiotic) ในทางเดินอาหารสัตว์ โดยเฉพาะในลำไส้เล็ก ไส้ติ่ง และลำไส้ใหญ่ มีจุลินทรีย์อาศัยอยู่หลายชนิด จุลินทรีย์แต่ละชนิดก็ต่างดำเนินกิจกรรมเพื่อการเจริญเติบโตและขยายจำนวน โดยใช้โภชนะจากอาหารที่สัตว์กินและสร้างผลผลิตจำเพาะของ species ออกมา สัดส่วนของชนิดจุลินทรีย์และผลผลิตที่แต่ละชนิดสร้างขึ้นมาจะส่งผลกระทบต่อความคงอยู่ของจุลินทรีย์ชนิดอื่นและสุขภาพของสัตว์ (host) ซึ่งมีทั้งประโยชน์และโทษ ในสภาพการเลี้ยงสัตว์ทั่วไป มักจะทำให้สัตว์เกิดความเครียด ไม่ว่าจากดินฟ้าอากาศ การเลี้ยงรวมกันอย่างหนาแน่น การใช้ยาวัคซีน การเปลี่ยนอาหาร การขนย้าย หรือความเครียดอื่น ๆ ล้วนส่งผลให้จุลินทรีย์ในท่อทางเดินอาหารเปลี่ยนแปลงไปในทิศทางที่เพิ่มปริมาณของเชื้อจุลินทรีย์ที่เป็นโทษพร้อม ๆ กับการลดปริมาณจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ลง ผลก็คือ สัตว์จะโตช้า กินอาหารลดลง ท้องร่วง หรือภูมิต้านทานลดลง การเติม probiotic ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแบคทีเรียที่ผลิตกรดแลกติค (lactic acids forming bacteria หรือ LAB) ลงในอาหารในปริมาณที่มากพอ จะทำให้เกิด

ผลดีต่อสมรรถนะการผลิตและสุขภาพของสัตว์ โดย probiotic เหล่านี้จะมีบทบาทในการ

1.ยับยั้งการเพิ่มจำนวนของจุลินทรีย์ที่เป็นโทษ โดยการแย่งที่เกาะหรือแย่งอาหารหรือทำให้สภาพแวดล้อมไม่เหมาะสม อันเป็นการช่วยลดสารพิษที่เชื้อจุลินทรีย์เหล่านั้นผลิตขึ้น
2.ผลิตสารต้านการเจริญเติบโตและตั้งถิ่นฐานของจุลินทรีย์ที่เป็นโทษ 
3.ผลิตเอนไซม์ที่มีผลในการทำลายสารพิษในอาหาร หรือที่เชื้อจุลินทรีย์ที่เป็นโทษผลิตขึ้น 
4.กระตุ้นในเกิดภูมิต้านทานต่อโรคของสัตว์ 
5.ผลิตเอนไซม์ช่วยย่อยอาหารเพิ่มเติมให้แก่สัตว์

   จากบทบาทเหล่านี้ การเติม probiotic ลงในอาหารสัตว์จึงมีผลคล้ายกับการเติมยาปฏิชีวนะในแง่ของการยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่เป็นโทษ และกระตุ้นการเจริญเติบโตของสัตว์ และเนื่องจาก probiotic เป็นแบคทีเรียที่ได้จากธรรมชาติ จึงไม่มีผลในการสร้างการดื้อยาในเชื้อจุลินทรีย์ที่เป็นโทษ และปลอดจากการเหลือสารพิษตกค้างในผลิตภัณฑ์จากสัตว์ จึงมีแนวโน้มว่า probiotic จะเป็นวัตถุดิบอาหารสัตว์ที่ทดแทนยาปฏิชีวนะต่อไปในอนาคต กลไกการทำงานของ Probiotic (Modes of action of probiotics) - Probiotic แย่งที่ยึดเกาะกับเชื้อจุลินทรีย์ใหม่บนเยื่อบุผนังลำไส้ probiotic แท้จริงแล้วเป็นจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ ซึ่งมีอยู่ตามธรรมชาติแล้วส่วนหนึ่งในทางเดินอาหาร จุลินทรีย์เหล่านี้มีความสามารถในการต่อต้านการเกาะของเชื้อจุลินทรีย์ใหม่บนผนังลำไส้ โดยกระบวนการที่เรียกว่า competitive exclusion หรือ colonization resistance ซึ่งเป็นกลไกการต่อต้านการเกาะของเชื้อจุลินทรีย์ชนิดใหม่ โดยจุลินทรีย์เดิม นอกจากจะขัดขวางการเข้าเกาะของจุลินทรีย์ที่เป็นโทษโดยตรงแล้ว จุลินทรีย์เดิมในทางเดินอาหารยังผลิตสารซึ่งเป็นพิษต่อเชื้อจุลินทรีย์ที่เข้าไปใหม่ เช่น ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ กรดน้ำดีอิสระ เช่น deoxycholic acid ซึ่งสารเหล่านี้ช่วยป้องกันการเข้าเกาะและตั้งถิ่นฐาน (colonization) ของเชื้อจุลินทรีย์ใหม่ที่เป็นโทษส่วนใหญ่ จากปัญหาการปนเปื้อนเชื้อ Samonella ในผลิตภัณฑ์สัตว์ ทำให้สัตว์ได้รับเชื้อชนิดนี้เข้าไปมาก จึงเกิดแนวคิดที่จะนำ probiotic มาแย่งจับกับเชื้อ Samonella ในท่อทางเดินอาหาร โดยมี

  การทดลองของ Nurmi and Rantala,1973 พบว่า การนำเอาจุลินทรีย์เดิมในท่ออาหารของไก่ที่มีสุขภาพดี ไปให้ลูกไก่ฟักใหม่กิน จะทำให้ลูกไก่พัฒนาจุลินทรีย์ในทางเดินอาหารที่ทำให้ลูกไก่ต้านทานโรคที่เกิดจาก Samonella ได้ดีขึ้น - Probiotic แย่งโภชนะกับเชื้อจุลินทรีย์ชนิดใหม่ สมมติฐานเกี่ยวกับกลไกการควบคุมเชื้อจุลินทรีย์ชนิดใหม่โดย probiotic โดยการแก่งแย่งโภชนะ ได้มาจากการสังเกตเห็นการแย่งโภชนะกันระหว่างจุลินทรีย์ที่เพาะเลี้ยงโดย continuous flow system ในห้องทดลอง (Freter et al.,1983) แต่ข้อมูลการวิจัยที่ในสภาวะลำไส้เล็กจริงยังมีไม่เพียงพอที่จะสนับสนุนสมมติฐานนี้อย่างชัดเจน อย่างไรก็ตาม Jonsson และ Conway (1992) เชื่อว่ากลไกการยับยั้งการตั้งถิ่นฐานของเชื้อจุลินทรีย์ใหม่โดย probiotic ไม่น่าจะเกิดขึ้นบนลำไส้เล็กอย่างเดียว probiotic น่าจะแย่งโภชนะในบริเวณที่เกาะตั้งถิ่นฐานไม่ให้เหลือพอที่เชื้อจุลินทรีย์ใหม่จะใช้ในการเจริญเติบโตและขยายจำนวนได้ หรือมิฉะนั้นสารยับยั้งที่ probiotic ผลิตขึ้นอาจมีส่วนร่วมในการยับยั้งการตั้งถิ่นฐานของเชื้อจุลินทรีย์ใหม่ด้วย

  Probiotic ผลิตสารต้านการเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์อื่นๆ สารต้านเชื้อจุลินทรีย์อื่นที่ probiotic ผลิตขึ้นมามี bacteriocins, bacteriocin-like substances และสารยับยั้งอื่น เช่น ไฮโรเจนเปอร์ออกไซด์ และกรดอินทรีย์บางชนิด ตัวอย่างเช่น bacteriocins ที่จุลินทรีย์กลุ่ม actobacillic สร้างขึ้น ออกฤทธิ์ในการทำลายเชื้อจุลินทรีย์โดยตรง ส่วนกรดอินทรีย์โดยเฉพาะกรดไขมันที่ระเหยได้ เช่น กรดแลคติค อะซีติค โพรพิออนนิค และบิวทีริค นอกจากจะช่วยลด pH ของลำไส้และไส้ติ่งลงให้ไม่เหมาะสมสำหรับการขยายตัวของเชื้อจุลินทรีย์ใหม่แล้ว กรดที่ยังไม่ไอออนไนซ์ยังมีผลในการยับยั้งการเติบโตของแบคทีเรียอย่างชะงัดด้วย (Meynell, 1963) - Probiotic จะกระตุ้นให้เกิดภูมิต้านทานของโรคสัตว์ กลไกการกระตุ้นในสัตว์เกิดภูมิต้านทานโรคของสัตว์ยังไม่แน่นอนนัก แต่เป็นที่ยอมรับกันแล้วว่า probiotic ช่วยกระตุ้นภูมิต้านทานโรคของสัตว์ ทั้งในแง่เพิ่มความต้านทานโรคโดยตัวสัตว์เอง (non-specific defence mechanisms of the hosts) และในแง่การกระตุ้นทานทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน (immune system) โดย probiotic จะไปกระตุ้นการทำงานของ macrophages และเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการกินเซลล์ที่แปลกปลอม และกระตุ้นการทำงานของ immunocompetent cell เช่น lymphocytes ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับ cell-mediated immune โดยไม่มีการหลั่ง antibodies รวมทั้งกระตุ้นการทำงานของ secretory immune system โดยการหลั่ง antibodies เช่น IgA ออกมาจับเชื้อจุลินทรีย์แปลกปลอมไม่ให้เกาะกับเซลล์บุผนังลำไส้เล็กได้ (Hentges, 1992) จุลินทรีย์ที่ใช้เป็น Probiotic จุลินทรีย์ที่ใช้เป็น

   Probiotic ส่วนใหญ่จะเป็นแบคทีเรียที่ผลิตกรดแลกติค แหล่งที่มาของจุลินทรีย์เหล่านี้ได้แก่ จุลินทรีย์ที่อยู่ในท่อทางเดินอาหารของสัตว์นั้น ผลิตภัณฑ์จากนม เช่น โยเกิร์ต และนมเปรี้ยว เช่น Lactobacillus spp. ซึ่งส่วนใหญ่ได้มาจากทางเดินอาหารของสัตว์หรือผลิตภัณฑ์นม Bifidobacterium spp. พบในทางเดินอาหารของทารกที่เลี้ยงด้วยนมแม่ Enterococcus spp. พบในลำไส้ของสัตว์ ยีสต์ Saccharomyces cerivisiae และ Candida pintolopesii เชื้อรา Aspergillus niger จุลินทรีย์ probiotic ส่วนใหญ่จะเจาะจงในการเจริญเติบโตในท่อทางเดินอาหารของสัตว์ที่เป็นที่มาของเชื้อ (host specific) แต่ก็มีเช่นกันที่สามารถเติบโตในสัตว์ต่างชนิดได้ หรือจุลินทรีย์ที่เพาะเลี้ยง ในห้องทดลองการเติบโตในสัตว์หลาย species ได้ ส่วนมาก probiotic ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน จะมีจุลินทรีย์หลายชนิดผสมกันอยู่และอาจอยู่ในรูปผง เม็ด granule หรือรูปแป้งเปียก การให้สัตว์กินอาจจะทำโดยการกรอกให้สัตว์กินโดยตรง หรือผสมกับอาหาร เติมในน้ำ คุณสมบัติของ probiotic ที่ดีจะต้องเตรียมให้ได้เชื้อเป็นที่สามารถมีชีวิตอยู่ในสภาพการเก็บรักษาตามปกติและต้องสามารถคงอยู่ในทางเดินอาหารสัตว์ รวมทั้งต้องให้ผลที่เป็นประโยชน์ต่อตัวสัตว์ด้วย (Fuller, 1992) การเติม probiotic ในบางกรณีต้องมีการเติมหลายครั้ง หรือให้กินติดต่อกันไประยะหนึ่งเพื่อให้จุลินทรีย์เสริมชีวนะเกาะตั้งถิ่นฐานอย่างถาวรได้