（一）冷凍對蛋白質(zhì)的影響

牛乳的冷凍加工主要指冷凍升華干燥和冷凍保存的加工方法。牛乳冷凍保存時，如在-5℃溫度下保存5周以上或在-10℃的溫度下保存10周以上，解凍后酪蛋白產(chǎn)生凝固沉淀。這時酪蛋白的不穩(wěn)定現(xiàn)象主要受牛乳中鹽類的濃度（尤其是膠體鈣）、乳糖的結(jié)晶、冷凍前牛乳的加熱和解凍速度等所影響。不溶解的酪蛋白，其中鈣與磷的含量幾乎和冷凍前相同。因此，可以認(rèn)為酪蛋白膠體從原來的狀態(tài)變成不溶解狀態(tài)。

冷凍過程中乳中的蛋白質(zhì)變得不穩(wěn)定。在凍結(jié)初期，把牛乳融化后出現(xiàn)脆弱的羽毛狀沉淀，其成分為酪蛋白酸鈣。這種沉淀物用機(jī)械攪拌或加熱易使其分散。隨著不穩(wěn)定現(xiàn)象的加深，形成用機(jī)械攪拌后或加熱也不再分散的沉淀物。

乳中酪蛋白膠體溶液的穩(wěn)定性與鈣的含量有密切關(guān)系，鈣的含量超高，則穩(wěn)定性越差。為提高牛乳凍結(jié)時酪蛋的穩(wěn)定性，可以除去乳中的一部分鈣，也可添加罔偏磷酸鈉（2%）或四磷酸鈉，或其他和鈣有螯合作用的物質(zhì)。

冷凍保存期間蛋白質(zhì)的不穩(wěn)定現(xiàn)象也與乳糖有密切關(guān)系。濃縮乳凍結(jié)時，乳糖結(jié)晶的作用能夠促進(jìn)蛋白質(zhì)的不穩(wěn)定現(xiàn)象，添加蔗糖則可增加酪蛋白復(fù)合物的穩(wěn)定性。糖類中以蔗糖效果為最佳，這種效果是由于黏度增大影響冰點(diǎn)下降，同時有防止乳糖結(jié)晶的作用。

冷凍升華干燥常用于初乳制品及酪蛋白磷酸肽等的加工，加工中需要事先冷凍。這需要采用薄層速凍的方法，可以完全避免酪蛋白的不穩(wěn)定現(xiàn)象。

（二）冷凍對脂肪的影響

牛乳凍結(jié)時，由于脂肪球膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，脂肪乳化產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，以致失去乳化能力，并使大小不等的脂肪團(tuán)塊浮于表面。當(dāng)牛乳在靜止?fàn)顟B(tài)凍結(jié)時，由于稀奶油上浮，使上層脂肪濃度高，因而乳凍結(jié)可以看出濃淡層。但含脂率25%~30%的稀奶油，由于脂肪濃度高，黏度也高，脂肪球分布均勻，因此，各層之間沒有差別。此外，均質(zhì)處理后的牛乳，脂肪球的直徑在1μm以下 ，同時黏度也稍有增加，脂肪不容易上浮。

冷使牛乳脂肪乳化狀態(tài)破壞，其過程是首先由于凍結(jié)產(chǎn)生冰的結(jié)晶，由這些碎片匯集成大塊時，脂肪球受冰結(jié)晶機(jī)械作用的壓迫和碰撞形成三角形，相互結(jié)成蜂窩狀團(tuán)塊。此外，由于脂肪球膜隨著解凍而失去水分，物理性質(zhì)發(fā)生變化而失去彈性。又因脂肪環(huán)內(nèi)部的脂肪形成結(jié)晶而產(chǎn)生擠壓作用，將液體釋放從脂肪內(nèi)擠出而破壞了球膜，因此乳化狀態(tài)也被破壞。防止乳化狀態(tài)不穩(wěn)定的方法很多，最好的方法是在冷凍前進(jìn)行均質(zhì)處理（60℃，22.54~24.50MPa）。

不良風(fēng)味的同現(xiàn)和細(xì)菌的變化

冷凍保存的牛乳，經(jīng)常出現(xiàn)氧化味、金屬味及魚腥味。這主要是由于處理時混入了金屬離子，促進(jìn)不飽和脂肪酸的氧化，產(chǎn)生不飽和的羥基化合物所致。發(fā)生這種情況時，可添加抗氧化劑加以防止。

牛乳冷凍保存時，細(xì)菌幾乎沒有增加，與凍結(jié)前乳相近似。