生乳微生物群以来自乳房、挤奶设备和环境的 LAB（乳球菌、乳杆菌、明串珠菌）为主。然而，冷藏原料奶中最重要的腐败微生物是耐冷革兰氏阴性杆菌，特别是荧光假单胞菌和脆弱假单胞菌。这些生物体在冷藏过程中生长，并产生热稳定的细胞外脂肪酶和蛋白酶，能够在巴氏灭菌和超高温 (UHT) 加工中存活。后加工酶活性会导致超高温灭菌牛奶和奶油在储存过程中发生凝胶化、苦味和酸败。

牛奶变酸是由乳酸菌引起的，乳酸菌将乳糖发酵成乳酸，降低pH值并导致酪蛋白凝固。该过程对于发酵乳制品来说是理想的，但如果在液态奶中不受控制，则会导致腐败。环境温度下原奶的典型酸化过程涉及链球菌属。最初，其次是更耐酸的乳杆菌属。在巴氏灭菌奶中，耐冷革兰氏阴性杆菌（假单胞菌、肠杆菌）的后污染是主要的腐败途径，在充分酸化凝固之前产生蛋白水解和异味。

奶酪腐败有多种形式，具体取决于奶酪类型和储存条件。污染细菌或过量残留凝固剂引起的蛋白水解会导致苦味和质地破坏。污染霉菌和耐冷细菌的脂肪酶进行脂肪分解，产生导致酸败的游离脂肪酸（丁酸、己酸、辛酸、癸酸）。通过清洁、打蜡或真空包装来控制霉菌（青霉菌、曲霉菌、毛霉菌）对硬奶酪表面的损坏。高水分奶酪的软腐腐败通常是由降解蛋白质的革兰氏阴性杆菌（假单胞菌、黄杆菌）引起的。

酵母腐败（汉森德巴利酵母、念珠菌、马克斯克鲁维酵母）在酸奶和酸奶油等发酵乳制品中很常见，低 pH 值会抑制细菌，但会选择酵母。气体的产生会导致容器膨胀和酵母异味。乳制品保质期的延长依赖于整个生产过程中良好的卫生规范、快速冷却、冷链维护以及保护性培养物（产生细菌素的乳酸菌）或二氧化碳添加的使用。基于初始耐冷计数和储存温度的预测保质期模型在乳制品行业中用于质量管理。乳制品腐败通常是由产生热稳定酶的耐冷生物引起的。适当的巴氏灭菌 可以消除病原体，但不能消除所有腐败微生物。 发酵乳制品 的微生物学涉及控制发酵以防止腐败。