Mateřské mléko má mnoho biologických funkcí: je důležitým zdrojem výživy, aktivně a pasivně formuje imunitu novorozence a podílí se na budování střevního mikrobiálního systému, jenž je pro vyvážené fungování imunity dítěte klíčový.
Mateřské mléko patří mezi nejdůležitější zdroj symbiotických mikroorganismů, které kolonizují střeva novorozenců. Do mateřského mléka se dostaly spolu s živinami krevním řečištěm, ale také z kůže bradavek a jejich okolí. Narušení mikrobiomu mateřského mléka může vést například k mastitidě, neboli zánětu mléčných žláz. Kojení hraje významnou roli v utváření zdravého mikrobiomu úst a střev. Kojení novorozenci mají ve stolici například výrazně vyšší podíl symbiotické bakterie Bifidobacterium než děti krmené umělou kojeneckou výživou.
Hlavní kmeny bakterií mikrobiomu mateřského mléka jsou Proteobacteria a Firmicutes, na úrovni rodu se nejčastěji vyskytují Staphylococcus, Pseudomonas, Streptococcus a Lactobacillus (Urbaniak a kol. 2015, Ward et al. 2013). Složení mikrobiomu mateřského mléka se v průběhu laktace mění. V kolostru převládají bakterie Weisella, Leuconostoc, Staphylococcus, Streptococcus a Lactococcus. V 1. a v 6. měsíci kojení se pak výrazně zvyšuje početnost druhů typických pro mikrobiom ústní dutiny, jako jsou: Veillonella, Leptotrichia a Prevotella. Kromě bakterií byl také studován, i když v menší míře, přenos houbových organismů při kojení. Nejpočetnější kvasinkou v dětských střevech v období kojení je Debaryomyces hansenii, což je kvasinka, která roste v mléčném prostředí a v potravinářství se používá při výrobě sýrů.
Dalším faktorem, který ovlivňuje druhovou bohatost mikrobiomu mateřského mléka, je index tělesného hmotnosti (BMI, body mass index) matky na začátku těhotenství. Ženy, které měly na začátku těhotenství vyšší BMI, mají menší počet taxonů mikrobiomu mateřského mléka. Také se liší mikrobiom mateřského mléka podle typu porodu. Možné vysvětlení je, že fyziologický stres při vaginálním porodu může způsobit změnu v mikrobiomu mléka.
Studium mikrobiomu, který matka předává dítěti při kojení, je teprve na začátku a zatím chybí studie o rozdělení mikrobiálních společenstev na skupiny asociované s určitými zdravotními stavy. Porozumění složení mikrobiomu mateřského mléka může například pomoci při vývoji vhodných probiotik pro děti matek, které nemohou kojit nebo pro matky, jejichž mikrobiom mateřského mléka je z nějakého důvodu narušený.
Z mikrobiologického pohledu kojení příznivě ovlivňuje kromě mikrobiomu střev i složení mikrobiomu úst. Ukázalo se například, že v prvních 12 měsících života chrání látky a mikroorganismy mateřského mléka před rozvojem zubního kazu u dětí. Ochrana proti zubnímu kazu je zprostředkovaná specifickými druhy laktobacilů a přítomností proteinu kaseinu a mateřských protilátek, které společně brání růstu a přisednutí některým z patogenních bakterií (hlavně streptokoků) zodpovědných za růst zubního kazu. Po 12. měsíci naopak mateřské mléko riziko vzniku zubních kazů zvyšuje. Příčiny, proč se po 12. měsíci mění ochranný vliv mateřského mléka proti zubním kazům, nejsou zcela jasné. Světová zdravotnická organizace doporučuje pokračovat v kojení v kombinaci s pevnou stravou do 16 měsíců věku dítěte. Je jen třeba dodržovat orální hygienu dítěte obzvláště při příjmu sladké potravy (včetně mléka) těsně před dlouhým spánkem.
Vyšetření mateřského mléka má důležitý preventivní význam, neboť dává kojící matce možnost ovlivnit formování zdravotního stavu miminka v samém počátku života.
Mateřské mléko je velmi specifické svým složením, stravitelností obsažených látek a zejména obsahem ochranných a růstových faktorů, které jsou nepostradatelné pro správný a zdravý vývoj dítěte. Složení mateřského mléka není konstantní, ale přizpůsobuje se konkrétním potřebám kojence. Změny je možné pozorovat s rostoucím věkem dítěte, v průběhu dne i ročních období, ale také během kojení. Je ovlivněno stravou, konstitucí a zdravotním stavem kojící ženy.