Среди денатурированных сывороточных белков агрегации подвергается прежде всего β-лактоглобулин. Этот процесс начинается при 70⁰С и в значительной степени определяется рН молока. Коагуляции агрегированных частиц β-лактоглобулина не происходит, поскольку они невелики по размер и сильно гидратированы. При высоких температурах обработки β-лактоглобулин образует комплекс с χ-казеином, что приводит к снижению термоустойчивости казеина.

Казеин – наиболее термоустойчивый белок, он коагулирует при температуре 130⁰С и выше. Но высокие температуры тепловой обработки вызывают изменение состава и структуры казеинаткальцийфосфатного комплекса, от которого отщепляются защитные гликомакропептиды, органический фосфор и кальций. Денатурированный β-лактоглобулин, а также коллоидный фосфат кальция осаждаются на поверхности мицелл казеина. В результате преобладания последней увеличивается размер частиц и вязкость молока.

На жировой компонент молока и смеси тепловая обработка существенного влияния не оказывает. Однако оболочки жировых шариков претерпевают некоторые изменения – наблюдается переход белков и фосфолипидов с поверхности жировых шариков в плазму. При пастеризации дисперсность жира повышается, а его отстой замедляется, так как жировые шарики теряют способность слипаться в результате денатурации белковых компонентов их оболочек.

При стерилизации молока денатурация белков оболочек жировых шариков более глубокая. Нарушается их целостность, что приводит к слиянию отдельных жировых шариков и вытапливанию свободного жира.

Тепловая обработка, особенно стерилизация, вызывает изменение углеводной части молока. Происходит изомеризация лактозы с образованием лактулозы, которая при взаимодействии с аминокислотами образует темноокрашенные меланоидины, изменяющие вкус и цвет молока. Кроме того, лактулоза, находящаяся в стерилизованном молоке, оказывает слабительное действие, что может вызвать диарею у детей, предрасположенных к гастроэнтеритам.