牛乳反應
牛乳熱處理過程中乳糖與蛋白質會發生美拉德反應，使牛乳的色澤、風味、營養等發生變化。牛乳中富含蛋白質和乳糖，在其加工或貯存過程中極易發生美拉德反應，大量的胺基酸(特別是賴氨酸)被破壞或束縛，以至於乳製品營養價值明顯下降。美拉德反應又稱“非酶棕色化反應”，由法國化學家L.C.Maillard 於1912 年提出。美拉德反應主要分3個階段：初級、高級和終級階段。初級反應是醛糖（還原糖）和氨基化合物（胺基酸）的縮合形成希夫鹼，經環化、重排形成Amadori 化合物的過程；高級反應是Amadori 化合物不同途徑的分解過程；終級反應包括胺基酸化合物與糖反應生成聚合體和棕色素，稱為類黑精（Melanoidin），類黑精是引起食品非酶褐變的主要物質。在美拉德反應中，糠氨酸（Furosine）是美拉德反應初期的標誌性產物，隨著溫度和時間增長，含量逐漸增多。羥甲基糠醛（HMF）是中期標誌性產物，其含量明顯低於糠氨酸，在美拉德反應前期的增長速率緩於糠氨酸，而後期的增長率快於糠氨酸。美拉德產物會產生特殊風味物質，影響牛乳的品質，但若按照一定的反應程度，又會形成人們所喜歡的褐色乳。隨著褐色乳的發展，如：養樂多乳製品，國內企業也正在大力發展褐色乳。然而，美拉德反應是一個非常複雜的化學反應，其反應受到糖、氨基化合物、溫度、時間、pH、水分、金屬離子等多重因素的影響，因此控制美拉德反應的程度尤為重要 。
工藝影響
顏色影響
色澤的變化常用來體現美拉德反應的程度，這是因為美拉德反應過程中產生的類黑精等色素隨著反應的加深而增多。因此，可以通過美拉德反應產物的顏色變化，定性判斷美拉德反應的程度，其正值表示黃色度，可以用它來說明褐變的變化。牛乳的褐變程度均隨著加熱時間的延長而增大。但在不同溫度的條件下，其褐變程度存在很大的差別，溫度越高，褐變越嚴重，且褐變速率越快 。
風味影響
由於樣品經過不同條件的熱處理後，會產生不同程度的美拉德反應，因而其產生的風味物質也會存在差異。牛乳在加熱過程中，牛乳會產生不同程度的風味變化，牛乳的呈香物質構成十分複雜，其中，硫基化合物對牛乳蒸煮味有著重要的貢獻。通過本研究發現隨著加熱時間的延長，硫化合物、芳香類有機硫化物、含氮氧化合物、烷烴類物質和醇類物質的含量會逐漸增加，然而對於添加葡萄糖，添加蔗糖和不加糖三類乳樣品之間較難區別，需要在今後進一步研究。
抑制褐變
時間影響
研究表明隨著各種褐變劑加入時間的延後，其抑制率皆逐漸增大。褐變抑制劑加入的時間越晚，對牛乳體系pH和乳糖水解率的影響越小，由於褐變抑制劑過早加入並未提高褐變抑制率，因此，在反應體系結束水解前20min加入即可 。
抑制劑種類
採用β－半乳糖苷酶製備的低乳糖奶其乳糖水解率超過90%，針對於低乳糖奶的褐變，篩選出了NaSO、檸檬酸、NaHSO、EDTA－2Na 4種效果相對較好的褐變抑制劑。
