We aimed to evaluate the incidence of unstable non-acid milk (UNAM) in cows fed either sugarcane or corn silage. Secondly, we aimed to evaluate the effect of temperature, daily variation and alcohol grades (72º, 78º and 80º) on UNAM incidence. The experiment was conducted as split-plot cross-over design with two periods and two roughage types (sugarcane or corn silage). Thirteen multiparous Holstein cows with an average of 281 days in milk were randomly distributed into two diets. Individual blood (analysis of total proteins, albumin, urea, calcium, phosphorus, magnesium, iron, chloride, glucose and lactate) and milk samples (analysis of protein, fat, lactose and total solids, somatic cell count, profile protein electrophoretic) were collected during the last 4 days of each period. Alcohol test and dornic acidity were conducted in milk samples at 36ºC and 4ºC. Analyzes of zeta potential, micelle size and macrominerals in the casein micelle (calcium, phosphorus, magnesium and potassium) were also determined in refrigerated milk samples. The use of sugarcane, the degree of alcohol and the temperature of the milk at the time of the analysis affected the incidence of UNAM. The zeta potential, αS2-casein, blood ionic calcium, lactate and glucose were positively correlated with UNAM while lactose, phosphorus and potassium were negatively correlated with UNAM. Sugarcane-fed cows had increased levels of ionic calcium and glucose in the plasma, and reduced the levels of magnesium and urea, also significantly altered the protein profile of milk with lower levels of bovine serum albumin (BSA), β-casein and α-lactalbumin and greater αS1-casein content, all of which were correlated with the incidence of UNAM. Nevertheless, we found no roughage type effect on the variables mostly associated with UNAM, which are: changes in salts in the casein micelle, and consequently the zeta potential, and the k-casein fraction. This study brought important discoveries to unveil why cows manifest UNAM, however it also evidenced the need of further studies to better understand the physiological mechanisms that directly affect the stability of milk protein. Keywords: Electrophoretic profile. Casein micelle. Zeta potentialNosso objetivo foi avaliar a incidência de leite instável não ácido (LINA) em vacas alimentadas com cana-de-açúcar ou silagem de milho. Em segundo lugar, objetivamos avaliar o efeito da temperatura, variação diária e graus de álcool (72º, 78º e 80º) na incidência da LINA. O experimento foi conduzido em delineamento cruzado em parcelas subdivididas com dois períodos e dois tipos de forragem (cana-de-açúcar ou silagem de milho). Treze vacas holandesas multíparas com média de 281 dias de leite foram distribuídas aleatoriamente em duas dietas. Amostras individuais de sangue (análise de proteínas totais, albumina, uréia, cálcio, fósforo, magnésio, ferro, cloreto, glicose e lactato) e de leite (análise de proteína, gordura, lactose e sólidos totais, contagem de células somáticas, perfil de proteína eletroforética) foram coletadas nos últimos 4 dias de cada período. O teste do álcool e acidez dornic foram realizados em amostras de leite a 36ºC e a 4ºC. As análises de potencial zeta, tamanho da micela e macrominerais na micela de caseína (cálcio, fósforo, magnésio e potássio) também foram determinados em amostras de leite refrigerado a 4ºC. O uso da cana-de-açúcar, grau de álcool e temperatura do leite no momento da análise afetaram a incidência da LINA. O potencial zeta, αS2-caseína, cálcio iônico, lactato e glicose foram positivamente correlacionados com LINA, enquanto lactose, fósforo e potássio foram negativamente correlacionados com LINA. As vacas alimentadas com cana-de-açúcar tiveram níveis elevados de cálcio iônico e glicose no plasma, e reduziram os níveis de magnésio e uréia, também alteraram significativamente o perfil protéico do leite com níveis mais baixos de albumina sérica bovina (BSA), β-caseína e α- lactalbumina e maior conteúdo de αS1-caseína, todos os quais foram correlacionados com a incidência de LINA. No entanto, não encontramos efeito do tipo de forragem nas variáveis mais associadas ao LINA, que são: alterações de sais na micela de caseína, e consequentemente o potencial zeta, e a fração de k-caseína. Este estudo trouxe importantes descobertas para desvendar porque as vacas manifestam LINA, porém também evidenciou a necessidade de mais estudos para melhor compreender os mecanismos fisiológicos que afetam diretamente a estabilidade da proteína do leite. Palavras-chave: Perfil eletroforético. Micela de caseína. Potencial zeta.