母乳分析仪应用红外光谱技术测定人乳各种宏量营养素含量，包括脂肪(三酰甘油、双甘酯、游离脂肪酸、磷脂和胆固醇)、蛋白质(蛋白氮和非蛋白氮)、碳水化合物(乳糖和低聚糖)和干物质(大分子量纤维素成分)，并得出人乳能量值。

研究结果显示，4℃保存时，人乳中脂肪在保存72h后显著下降，其余各成分均可维持稳定；–18℃保存下各宏量营养素含量均明显下降，而碳水化合物含量下降在4～12周才发生稍晚于其他成分；–80℃深低温保存12周时各宏量营养素仍处于稳定状态，并高于–18℃同期保存的营养素含量，至24周时碳水化合物含量仍较稳定，其余成分出现下降。

母乳分析仪厂家指出人乳低温保存可引起各主要成分的一系列物理化学变化。有研究认为，低温环境下脂肪酶仍保持活性，因此仍存在活跃的脂肪分解作用，可引起脂质主要成分三酰甘油的脂质体膜破裂分解，故低温保存时脂肪含量首先下降。

由于酪蛋白胶束的不稳定和乳清蛋白四级结构的变化，低温下蛋白质沉淀现象也会发生。另一个低温保存后各成分下降的可能原因是，各营养素分子对容器壁的黏附作用。母乳分析仪品牌研究使用超声匀化经低温保存后复温的样本中宏量营养素含量较手动匀化样本中的含量高，证明存在营养素成分的粘附作用。

研究发现，–18℃保存下碳水化合物随着保存时间的延长呈线性下降，至保存12周达最大下降程度6.81%，其余各成分下降程度与冷冻时间无明显相关性。推测可能是由于乳汁中碳水化合物是以缓慢的速度黏附于容器壁，随着冷冻时间缓慢下降，而其余各成分较迅速地粘附于容器壁，短时间内浓度下降至饱和。

国产母乳分析仪仪器显示深低温保存对营养素成分的降解起保护作用。