機理
牛乳是具有膠體特性的生物化學液體，乳脂肪以脂肪球狀態分散在乳狀液中，為“水包油”型的乳濁體系。在貯存過程中，眾多的乳脂肪球進行著不規則的布朗運動，當兩個或兩個以上的脂肪球由於熱運動相互碰撞時，在其水化膜處會發生相互滲透，脂肪球膜被破壞之後，脂肪球之間相互融合就導致了脂肪粒的形成。脂肪粒越大，比重越小，向上運動越快，至乳的表面形成稀奶油層。在上浮層中油滴的高度聚合又會促進交聯作用，導致進一步的絮凝和聚結。
在擠乳20 min後牛奶就可能出現明顯的奶油層，這是因為含脂類的乳狀液本身就是熱力學不穩定的體系，由於油相與水相之間存在密度差，必然會引起脂肪球上浮。在乳中，脂肪球由於聚集作用可以形成直徑為10~800μm的小球狀聚集體，加速脂肪的上浮，而乳中脂肪球較寬的粒徑分布會促進這種聚集體的形成。根據斯托克定律，大脂肪球上升的速度比小脂肪球快，從而可以超過小脂肪球，這樣就會與上浮較慢的小脂肪球相撞，形成更大的聚集體，使上浮速度更快，這樣又會聚集更多的脂肪球，使得脂肪球的半徑繼續增大，這就又增加了上浮速度 。
影響因素
均質效果
均質的目的是將牛奶中的脂肪球在強力的機械作用下破碎成小的脂肪球，使總表面積增大，更多的乳漿蛋白質吸附到脂肪球上，進而增大其密度，從而有效減小脂肪的上浮速度，提高產品的穩定性。脂肪相的物理狀態和濃度等會影響脂肪球的大小及其分散情況，且均質處理對冷牛乳均質是無效的。因為冷牛乳中脂肪是固化的，在脂肪凝固點的分界溫度下加工會使脂肪不能完全分散。只有當脂肪相呈現液體狀態時均質才會有效。在UHT乳生產中要求採用二級均質，首先是低壓均質(4MPa)，然後是高壓均質(15～20MPa)，均質時乳的溫度為70～75℃效果最佳。
乳化劑的選擇和用量
乳化劑是液態乳製品中最重要的一類添加劑。乳化劑是典型的具有親水基和疏水基的表面活性劑，能降低油-水界面張力，在均質時促使脂肪球破碎，在分散的脂肪球上形成吸附層，使之不易因相互的碰撞而合併變大。在長貨架期UHT乳生產中，乳化劑的選用尤其重要，且添加量要適宜（0.1%左右），過量或不足都會影響產品的穩定性。
游離脂肪酸的含量及脂肪球膜的破壞
游離脂肪酸在脂肪球的相互碰撞中，能起到粘合劑的作用，產生脂肪球簇，發生脂肪上浮。加工工藝和乳中的蛋白酶和脂肪酶對脂肪球膜的水解極大地破壞了球膜結構的完整性，促進了脂肪球的聚集，加速了脂肪上浮。
過度機械處理，如機械擠奶及次數、低溫反覆泵泵送、低溫高速攪拌、溫度波動和過度均質等都會引起牛乳中游離脂肪酸含量的增加，不同程度地破壞脂肪球膜。減少乳脂肪球膜上的磷脂含量，使乳脂肪球變得極不穩定，容易出現聚集現象，加劇脂肪上浮，有時還會使脂肪酸游離出來影響產品風味。
混入過多氣體和氣泡，如在泵送和攪拌過程中混入任何氣體都會降低脂肪球的穩定性。機械擠奶過程中使用高放氣抓片比普通抓片游離脂肪酸約增加了21%。由於脂肪球和氣泡的接觸會導致脂肪球的破裂，從而降低乳脂肪球的穩定性。
原料乳的衛生質量和營養配比
原料乳中乳體細胞數和嗜冷菌數越高。UHT乳中殘留的脂肪酶和蛋白酶活性越高，脂肪和蛋白水解越明顯。脂肪酶通過水解乳脂肪不僅破壞了脂肪球的結構，而且會產生一定量的游離脂肪酸；耐熱性的蛋白酶能夠水解α-酪蛋白、β-酪蛋白，破壞乳肪球和酪蛋白表面結構，引起脂肪與脂肪、脂肪與酪蛋白結合併聚集，形成小的薄片浮於乳的上部；此外，由酶引起的脂肪上浮可能會伴隨乳滋氣味的改變。
乳中的脂肪含量會對產品的穩定性產生重要影響，脂肪含量越高，乳脂肪上浮程度越大。乳脂肪與蛋白比例低於1.10時，可以通過加入乳化劑減緩乳脂肪的上浮，但當脂肪與蛋白比大於1.30時，脂肪上浮反而較輕。所以，為確保產品質量穩定，在生產中採用乳的標準化工藝很有必要。
灌裝方式
經常溫放置觀察實驗證明，容積和形狀相同的純牛奶的利樂和康美包裝盒的脂肪掛壁程度差異較顯著。這兩種包裝盒的主要區別在於灌裝方式不同。利樂灌注採用產品液位下“擠出”式橫封，產品一般無定隙，康美採用噴入式灌裝，產品有頂隙，頂隙間有無菌空氣。
貯存條件
貯存溫度會影響UHT乳貯存期間的品質變化。37℃貯存的UHT乳保質期內的pH值下降率、蛋白水解及脂肪水解率、脂肪上浮速度及顏色變化速度都為25℃貯存的UHT乳的2～3倍。較高溫度下貯存UHT乳會加劇脂肪上浮現象，說明脂肪上浮與貯存條件有關 。
預防措施
減少脂肪上浮應努力從以下兩方面著手：一方面，要提高原料乳衛生質量，嚴禁任何異常乳和摻假乳的混入；嚴格控制乳中的微生物指標（嗜冷菌）和體細胞數。另一方面，要加強生產工藝過程的控制，從原料乳標準化、均質、殺菌、灌裝、儲存、運輸到分銷，要嚴格按照操作規程進行，而且要定期對設備進行檢修保養，正常的維修保養不僅不會增加費用，相反能夠降低成本；在工廠內全面推行優質生產規範，建立完善的質量保證系統 。
檢測技術
通常用於檢測產品脂肪上浮現象的技術有兩種：一種是通過常溫放置直接觀察，這種方法最準確、直觀和可靠，但速度慢，影響了新產品如期上市，無形中拉長了產品的研發周期；另外一種是採用分析儀器檢測（雷射粒度分析法、顯微鏡觀察法、分光光度法），牛乳是一種不透明的乳狀液，使用雷射粒度分析法、顯微鏡觀察法、分光光度法都需對牛乳進行稀釋，嚴重的降低了評價的準確性。
依據脂肪球上浮機理和產品中脂肪球結構變化的原因和程度來預乳脂肪上浮的程度。首先應選擇適用於牛乳穩定性分析的儀器，無需對產品進行稀釋，從而能夠客觀地反映脂肪球在牛乳體系中的粒徑變化及其運動趨勢。其次，應檢測引起脂肪球結構變化的內因及其變化程度。如前所述，脂肪酶和蛋白酶通過水解作用不僅破壞了脂肪球和蛋白質的結構，而且會產生一定量的游離脂肪酸，引起脂肪與脂肪、脂肪與酪蛋白結合併聚集，形成小的薄片浮於乳的上部。因此，可以通過檢測脂肪酶和蛋白酶活性或游離脂肪酸和游離氨基氮含量，來間接或直接反映產品中脂肪和蛋白質的水解程度，預測脂肪球的穩定性 。
