Melk wordt in de zuivelfabriek gekoeld en in gekoelde tankwagens vervoerd voor verwerking. Ongekoelde melk zou snel zuur worden door de zuurproductie van lactobacillen. Zelfs gekoelde rauwe melk bederft snel door de werking van psychrofiele (koude-tolerante) bacteriën. Deze produceren proteïnasen en lipasen die zowel het eiwit als het vet in de melk afbreken, wat een ranzige en bittere smaak en klontering veroorzaakt.

Een ongebruikelijke bacteriesoort die kan groeien heet Alcaligenes viscolactis deze produceert kleverige draden van exopolysaccharide in de melk, ropiness genaamd.

Gepasteuriseerde melk geproduceerd in moderne, hygiënische fabrieken is ten minste 10 dagen houdbaar in de koelkast. Sporevormers of hittebestendige bacteriën kunnen de hittebehandeling overleven en de melk kan na verhitting ook worden besmet door psychrofielen in de fabrieksomgeving. De bederfveroorzakende effecten zijn dezelfde als bij rauwe melk, maar het duurt veel langer voordat ze zich ontwikkelen omdat het aanvankelijke aantal microben klein is. Soms is bederf te wijten aan microbiële enzymen die door de verhitting heenkomen. Een vorm van bederf die in de zomer vaak wordt aangetroffen, is de “bittere room”, waarbij enzymen van de sporenvormer Bacillus cereus eiwitachtige vetdeeltjes doen ontstaan.

Weinig mensen drinken tegenwoordig volle melk en geven de voorkeur aan magere of halfvolle melk met een lager vetgehalte. Interessant is dat deze sneller bederven dan volle melk, omdat er extra stadia in het fabricageproces zijn waarin het vet wordt verwijderd, en in het geval van halfvolle melk, een deel weer wordt toegevoegd, voordat het product wordt verpakt. Hierdoor zijn er meer mogelijkheden voor microbiële besmetting.

UHT-melk en gesteriliseerde melk hoeven niet in de koelkast te worden bewaard, zolang de verpakking maar gesloten blijft. Zodra de verpakking is geopend, kunnen microben in de melk terechtkomen en moet deze gekoeld worden bewaard om hun groei te vertragen.