冷藏温度下存放的牛乳，鲜乳中适合于室温下繁殖的微生物生长被抑制；而嗜冷菌却能生长，但生长速度非常缓慢。这些嗜冷菌包括假单胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆茵属、黄杆菌属、克雷伯氏杆菌属和小球菌属。冷藏乳的变质主要在于乳液中的蛋白质、脂肪分解。多数假单抱杆菌属中的细菌均具有产生脂肪酶的特性，这些脂肪酶在低温下活性非常强并具有耐热性，即使在加热消毒后的乳液中，还有残留脂肪酶活性。而低温条件下促使蛋白分解陈化的细菌主要为产碱杆菌属、假单胞杆菌属。
据研究表明，牛乳在4℃冷藏过程中，菌落总数随冷藏时间延长而增多，在3d后，菌落总数增加最快，pH有所下降，牛乳新鲜度有较明显改变；5d后，菌落总数超过了30 000个/mL。进一步研究表明，在微生物中又以假单胞菌属比其他细菌繁殖速度快。此时的pH降到6.4以下，酸度由17. 10°T升至22°T，乙醇试验和酒精实验也进一步证明了结果的准确性。相应地，保存5d后，牛乳中营养成分中脂肪含量和蛋白质含星就分别下降了54.5%、35.2%，而乳糖的含量变化无明显规律。
