预热、杀菌、保温、浓缩及干燥等热处理是乳制品生产中的重要环节，而牛乳是一种热敏性物质，所以研究热处理对牛乳性质的影响，对于控制产品质量有着密切的关系。

    1）  形成薄膜

    牛乳在40℃以上加热时，液面会生成薄膜，这被称为拉姆斯现象。所以有这种现象，是由于水分从液面不断蒸发，在空气和乳液界面层的蛋白显著地受到浓缩的影响所致，从而导致胶体凝结形成薄膜。这种薄膜的乳固体中含有70％以上的脂肪和20-25％的蛋白质，其中以乳蛋白居多。

    为了防止形成薄膜，可在加热时进行搅拌或采取措施减少液面的蒸发水量。

    2）褐变反应

    牛乳经长时间高温加热则发生褐变反应。这类反应属于非酶褐变，主要是羰一氨反应，其次是乳糖的焦糖化反应。

    牛乳的羰一氨反应即美拉德反应，是酪蛋白的末端氨基酸——赖氨酸的游离氨基与乳糖的羰基发生反应，最终生成褐色物质。

    当牛乳被加热到100℃以上，例如在120℃，7.5min时，容易发生美拉德反应。pH上升可以促进褐变，褐变的临界pH为6.0-7.6。另外，牛乳中微量尿素的存在也被认为是反应的重要原因。

    至于乳糖在高温下焦糖化而形成的褐变，其反应的程度随温度与酸度而异，温度与pH越高，褐变越严重。此外，糖的还原性越强，褐变也越严重。因此，使用转化糖含量多的蔗糖或混用多量葡萄糖时，会产生严重的褐变。 

    褐变反应可被硫氢基、亚硫酸氢钠、二氧化硫、甲醛或添加0.01％的游离半胱氨基酸所抑制。在实际应用中，褐变反应可利用减少加热处理过程的时间和温度，减少干燥制品的水分含量及控制制品的贮存温度及时间等方法来防止。

    3）形成乳石

    高温处理或煮沸时，在与牛乳接触的加热面上会形成乳石。乳石的形成不仅影响传热，降低热效率、影响杀菌效果，而且造成乳固体的损失。乳石的主要成分是蛋白质、脂肪与无机物。无机物中主要是钙和磷，其次是镁和硫。形成乳石时，首先形成Ca3(P04)2的晶核，其伴随着以乳蛋白质为主的固形物的沉淀而成长。此外，若用硬水及不良的洗涤剂洗涤时也会造成盐类的沉淀。

    4)乳蛋白质的热变性

    牛乳经热处理其外观所发生的种种变化，不同程度地与蛋白质特别是乳清蛋白的热变性有关。乳蛋白质对加热是否稳定的性质，称为热稳定性。酪蛋白比较稳定；乳清蛋白基本对热是不稳定的，容易发生热变性。  

    5）乳糖的影响

    牛乳在加热处理过程中，其所含的乳糖成分并不会有太大的改变。但是强烈的加热处理，则会造成乳糖的分解，尤其以浓缩乳最为明显。

    热处理对乳糖最主要的影响之处在于酸的形成。牛乳在加热过程中，酸形成的速度随牛乳中乳糖含量的增加而成比例地增加。所形成的酸类包括甲酸、乳酸、丙酮酸、丙酸奠、丁酸等。

    牛乳因加热所导致的乳糖分解产生的化合物包括甲基二醛、丙酸醇、落叶松皮素、5一羟基一2一甲基糖醛及糖醇等。

    6）酶的钝化

    加热会使酶的结构发生变化，造成酶活力丧失。解脂酶经80-85℃的高温短时间或超高温处理失活。磷酸酶经62.8℃，30min或72℃，15s加热后会钝化，可用这个性质来检验低温巴氏杀菌法对杀菌牛乳的杀菌处理是否充分。过氧化氢酶经75℃，20min加热可全部钝化。过氧化物酶的钝化温度和时间为70℃，150min；75℃，25min和80℃，2.5s。

    但是，如果热处理时，牛乳中存在的一些对热稳定的活化因子未被破坏，那么已钝化了的酶能被重新活化。所以，高温短时杀菌处理的巴氏杀菌乳装瓶后，应立即在4℃条件下冷藏，以抑制碱性磷酸酶的复活。

    7)维生素的损失

    牛乳加热后，其营养价值因维生素的损失而降低。维生素A、维生素B2、维生素D、尼克酸及生物素对热是稳定的，在一般加热处理中不会有多少损失。维生素B1维生素B12、维生素C等在加热处理中会损失，但是如果在无氧条件下加热，就能减少其损失。

    8）其他变化

    牛乳经加热后游离脂肪酸量减少。据报道，游离脂肪酸加热后平均损失量是： 72．8℃，16s，13.1％；62.8℃，30min，15.6％；85℃，30min，24.4％。

    牛乳经高温加热后，由于乳清蛋白变性而使粘度增大，影响稀奶油的分离。而经63℃，30min的低温保持式杀菌后立即冷却的牛乳，则无此现象。

    加热处理对无机物的影响主要表现为可溶性钙与磷含量的减少。如在60-83℃加热时，可溶性钙减少0.4-9.8％，可溶性磷减少0.8-9.5％。这是由于可溶性的钙与磷形成Ca3(P04)2沉淀的结果。