冷藏溫度下存放的牛乳，鮮乳中適合于室溫下繁殖的微生物生長被抑制；而嗜冷菌卻能生長，但生長速度非常緩慢。這些嗜冷菌包括假單胞桿菌屬、產堿桿菌屬、無色桿茵屬、黃桿菌屬、克雷伯氏桿菌屬和小球菌屬。冷藏乳的變質主要在于乳液中的蛋白質、脂肪分解。多數假單抱桿菌屬中的細菌均具有產生脂肪酶的特性，這些脂肪酶在低溫下活性非常強并具有耐熱性，即使在加熱消毒后的乳液中，還有殘留脂肪酶活性。而低溫條件下促使蛋白分解陳化的細菌主要為產堿桿菌屬、假單胞桿菌屬。
據研究表明，牛乳在4℃冷藏過程中，菌落總數隨冷藏時間延長而增多，在3d后，菌落總數增加最快，pH有所下降，牛乳新鮮度有較明顯改變；5d后，菌落總數超過了30 000個/mL。進一步研究表明，在微生物中又以假單胞菌屬比其他細菌繁殖速度快。此時的pH降到6.4以下，酸度由17. 10°T升至22°T，乙醇試驗和酒精實驗也進一步證明了結果的準確性。相應地，保存5d后，牛乳中營養成分中脂肪含量和蛋白質含星就分別下降了54.5%、35.2%，而乳糖的含量變化無明顯規律。
