Kolonizacja przewodu pokarmowego noworodka następuje w ciągu kilku pierwszych dni życia. Powodują to głównie bakterie z rodziny Enterobacteriacae, szczególnie z grupy Escherichia coli, ale też Klebsiella, Enterobacter, Bacteroides, Clostridia i G(+) ziarniaki. U niemowląt karmionych piersią dominującą mikroflorę stanowią bifidobakterie, natomiast mniej jest bakterii z rodzaju Clostridium i Enterococcus, w ogóle nie występują szczepy Klebsiella i Enterobacter. U niemowląt karmionych sztucznie mikroflora jest bardziej złożona, podobna jak u osób dorosłych. W jelicie grubym starszych dzieci i osób dorosłych można wyodrębnić ponad 400 różnych szczepów bakteryjnych. Dominacja bifidobakterii jest wynikiem obecności w pokarmie „czynnika bifidogennego”, tj. niestrawnych oligosacharydów, które ulegając fermentacji w jelicie grubym przez bifidobakterie równocześnie pobudzają ich wzrost. Głównym produktem fermentacji bifidobakterii jest kwas octowy, który poprzez obniżenie pH treści jelitowej oraz – dodatkowo przez silne działanie bakteriostatyczne hamuje szczepy patogenne. Inne produkty fermentacji, to kwas masłowy i propionowy. Kwas masłowy jest preferowanym źródłem energii dla kolonocytów, natomiast pozostałe kwasy, po wchłonięciu, są utleniane w wątrobie i tkankach obwodowych. Bifidobakterie wykazują ponadto korzystne działanie na organizm, poprzez stymulację układu odpornościowego i produkcję innych substancji o charakterze antybiotyków (tzw. bakteriocyny), hamujących rozwój szczepów patogennych. Ostatnio w testach laboratoryjnych wykazano, że niektóre bifidobakterie wykazują działanie antagonistyczne przeciwko E. coli 0157, przy czym najsilniejszy efekt dotyczył szczepów B. infantis i B. longum.

W skład węglowodanów pokarmu kobiecego, poza laktozą, wchodzą oligosacharydy, pentozy nukleotydowe, glikolipidy i glikoproteiny. Oligosacharydy stanowią bardzo zróżnicowaną frakcję około 130 związków – pochodnych kwasu sialowego, N-acetyloglukozoaminy, galaktozy, fruktozy oraz glukozy. Ich stężenie wynosi średnio 1,3-1,8 g w 100 ml, a najwyższe wartości osiągają w pierwszym tygodniu laktacji. Oligosacharydom przypisuje się szereg funkcji fizjologicznych – stanowią substraty do syntezy gangliozydów i sialoglikoprotein w procesie dojrzewania mózgu. Ze względu na podobieństwo struktury chemicznej do węglowodanów w cząsteczkach glikoprotein i glikolipidów na powierzchni komórek mogą odgrywać ważną rolę w zapobieganiu adhezji patogenów do receptorów i w wiązaniu toksyn, co sprzyja ochronie niemowlęcia przed zakażeniem. Oligosacharydy pokarmu kobiecego stanowią podstawowy substrat do fermentacji dla bifidobakterii w jelicie grubym, selektywnie pobudzając ich wzrost. Dominacja bifidobakterii w składzie mikroflory jelitowej niemowlęcia stanowi dodatkową barierę przed kolonizacją szczepów patogennych. Inne czynniki sprzyjające rozwojowi bifidobakterii w pokarmie kobiecym to: niskie stężenie białka, laktoferryna, lizozym i immunoglobuliny.

Za korzystną mikroflorę jelita grubego naukowcy uważają taki jej skład, w którym dominują bifidobakterie. Dlatego podejmowane są próby zwiększenia ich liczebności w jelicie grubym. Stosuje się probiotyki (żywe mikroorganizmy, które po spożyciu wywierają korzystny wpływ na organizm gospodarza poprzez poprawę równowagi mikroflory jelitowej), ale po zaprzestaniu ich podaży bifidobakterie w kale szybko zanikają. Wpływ oligosacharydów pokarmu kobiecego na wzrost bifidobakterii u niemowląt karmionych piersią skierował zainteresowanie naukowców na prebiotyki. Prebiotyki – to nie podlegające trawieniu składniki pożywienia, które selektywnie pobudzają wzrost lub aktywność wybranych szczepów bakterii jelitowych, a przez korzystną zmianę składu mikroflory mogą wpływać na poprawę stanu zdrowia gospodarza. Obecnie, cechy prebiotyku potwierdzono w odniesieniu do niestrawnych oligosacharydów – pochodnych fruktozy i galaktozy. Inulina i oligofruktoza (b-fruktany) występują w naturze głównie w warzywach, takich jak cykoria, pory, karczochy, czosnek, szparagi, cebula, banany, a fruktooligosacharydy (FOS) są uzyskiwane dzięki biotechnologii w wyniku enzymatycznej syntezy z sacharozy. Podobne działanie prebiotyczne wykazują galaktooligosacharydy (pochodne galaktozy), oligosacharydy, pochodne rafinozy (stachioza, werbaskoza, ajugoza – w roślinach strączkowych) i b-glukany (w owsie i jęczmieniu). Inne potencjalne prebiotyki, to niektóre peptydy, białka i lipidy. Aktualne badania naukowe idą w kierunku zwiększenia ilości i pobudzenia aktywności szczepów korzystnych, poprzez taką modyfikację składu diety, by dostarczać substraty do fermentacji dla bifidobakterii i innych szczepów probiotycznych. Suplementacja diety w inulinę i FOS nie tylko stymuluje selektywnie wzrost bifidobakterii, ale także ma wpływ na redukcję populacji innych szczepów – bacteroides, clostridium i fusobacteria. Minimalna skuteczna dawka zależy od typu prebiotyku. Ostatnie badania potwierdziły, że dawka 4 g FOS na dobę jest wystarczająca dla uzyskania działania prebiotycznego, a nawet 40 g FOS nie wywoływało efektów niepożądanych u dorosłych.