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◎  단백질

우유에는 3.4% 전후의 단백질이 함유되어 있음
  
우유 단백질 중 casein의 생물가는 약 77, 단백질 효율가(PER)는 2.9, 총단백질 체내 이용가 (NPV)는 76이며, 유청단백질의 생물가는 104, 단백질 효율은 3.6이며, 총 단백질 체내이용가는 92이다. 우유 단백질의 생물가는 91, 단백질 효율은 3.1이고 총 단백질 체내 이용가는 82로 양질의 단백질임  
우유 단백질의 약 80%는 케이신(casein)이라는 단백질로 되어 있고 나머지 20%는 유청단백질(whey protein)로 구성  
유청단백질에는 락트알부민(lactalbumin), 락토글로부린(lactoglobulin), 혈청알부민, 면역단백질 등 여러 가지 수용성 단백질이 있으며 락트알부민(lactalbumin), 락토글로부린(lactoglobulin)은 산이나 rennin에 의해 응고되지 않으며 열에 의해 응고되는 단백질로,  우유를 가열하면 우유 표면에 얇은 막을 형성  
WPC(whey protein concentration)은 여러가지 식품가공시에 교질 형성 첨가물로 사용하며, 총 유청 단백질 중 β- lactoglobulin함량이 유청단백질의 교질 형성 특성을 부여하며, WPC의 72~76%가 단백질로 식품첨가물로써 안전하다는 이점이 있음  
Casein은 polypeptide상에서 친수성 부위와 소수성 부위가 뚜렷하게 구분되어 있으므로 표면활성이 좋아 기포제, 유화제로서의 기능을 하며, 유청단백질은 소수성 부위와 친수성 부위가 산재해 있으므로 유화제 기능보다는 기포제 기능이 casein보다 우수함.  
우유의 정상적인 산도하에서 casein 분자는 칼슘과 결합된 calcium caseinate로 되고, 유즙내에 Ca-phosphate와의 복합체를 형성하여 colloid 상태로 분산되며, 장에서 소화 되면서 칼슘의 흡수이용을 도와주는 기능을 가진 단백질로 알려지고 있음  
우유의 산도를 pH 4.6 이하로 내리면 우유의 casein 단백질이 응고되어 치즈를 만들 때에 두부와 같이 엉기게 되며, 따라서 치즈는 농축된 단백질 급원이 되어 영양적 가치가 높음
우유에는 주요 단백질 이외에 여러 가지 효소, 항체 등의 단백질과 비단백태 질소화합물 등의 여러 종류가 있고 이들도 여러 가지 영양적 및 생물학적 기능을 가지고 있음  
락토페린(lactoferrin)이라는 철을 가진 단백질은 미생물을 억제하는 기능이 있다고 알려져 있음
  
◎ 우유와 아미노산
영양적인 기능이 매우 높은 필수아미노산을 많이 공급하며 특히 casein과 유청단백질을 혼합하면 서로의 필수아미노산들이 보완되기 때문에 단백질의 가치는 상승됨
우유단백질을 구성하는 아미노산의 종류는 19종인 것으로 알려져 있으며 류신(leucine), 이소류신(isoleucine), 발린(valine) 등의 아미노산이 다른 단백질에 비하여 많음  
식물성 단백질을 많이 섭취하는 사람에서 부족하기 쉬운 리신(lysine), 메티오닌(methionine) 등의 아미노산을 많이 가지고 있어서 곡물을 많이 먹는 우리의 식사에서
부족하기 쉬운 필수아미노산을 보충해 주는 능력이 높음  
우유의 주단백질인 casein은 메티오닌 함량에 비해 씨스테인 함량이 낮으나, 유청단백질에속하는 락토글로부린과 락트알부민에는 씨스테인 함량이 많음  
단백질은 식품의 맛을 내주는 중요한 영양소이며 일반적으로 단백질은 맛이 없는 편이지만 발효식품에서와 같이 유제품이 젖산균 및 기타 발효미생물에 의해 발효되면 단백질이 분해되면서 수용성의 작은 단백질 분자 또는 펩타이드로 분해되면서 좋은 맛을 내주고 소화 이용율도 높아지게 됨  
치즈나 발효유의 진한 맛이나 된장과 간장의 맛은 단백질이 분해되어 생긴 펩타이드 또는 아미노산이 내주는 맛

◎  지방

유지방은 여러가지 요인에 의해서 그 양이 변동되기 쉬우며, 가장 중요시 된 성분으로, 오래 전부터 유질의 기준과 유제품의 성분규격은 지방함량에 의해서 결정되어 왔으며 지방함량은 유지방의 경제성, 영양, 풍미 및 물리적 성질을 좌우함  
방금 짠 우유의 지방은 지방구들이 함께 덩어리를 이루고 있으며, 균질시키지 않으면 덩어리는 점점 커지게 되며, 지방의 밀도가 물보다 낮으므로 지방 덩어리는 우유 표면으로 떠올라 우유 표면에 cream line을 형성하게 되므로 우유를 균질시켜야 함  
우유에 함유되어 있는 지방은 Triacylglycerols, 1,2-Diacylglycerols, Monoacylgly-cerols을 포함해서 거의 96~98%가 중성지방이며, 다음으로 함량이 높은 지방이
콜레스테롤 임  
우유 지방에는 지용성 비타민인 비타민 A, D, E, K가 존재하며, 지용성인 황색의 카로티노이드 색소가 우유에 존재하기 때문에 우유에서 유리된 크림이나 버터에서 황색을 나타냄  
우유 중 지방은 약 3.5% 내외로 여름철에는 유지방의 함량이 다소 낮아지고 겨울철에는 유지방의 함량 증가  
우유의 지방구는 직경이 약 2~6㎛이며 이 지방구는 얇은 막으로 쌓여 있으며, 지방구의 크기는 젖소의 품종, 비유기, 사료, 건강상태 등에 따라 변화  
우유 지방의 조성은 글리세라이드(glyceride), 인지질(phospholipid) 및 스테롤(sterol)과 미량의 지용성 비타민 및 유리지방산이 함유  
우유 지방은 지방구막에 존재하고 일부는 유청에 존재하여,대부분 유리상태로 존재하지만 일부는 단백질과 복합체를 형성함  
유지방은 60~70%의 포화지방산, 25~35%의 불포화지방산 및 약 4%의 다가 불포화지방산으로 구성되어 있음  
유지방 중 다량으로 함유되어 있는 포화지방산은 myristic, palmitic 및 stearic산이며, 주요 불포화지방산은 oleic, linoleic 및 linolenic산  
우유에는 다른 식품에 비해 탄소의 사슬길이가 짧은 butyric acid와 caproic acid가 중성지방에 결합되어 있으며, 이들은 융점이 낮으므로 버터의 부드러운 상태를 유지하는데 공헌함  
유지방의 지방산 조성은 주로 젖소에 급여되는 사료 중에 들어있는 지방의 종류에 의해 약간의 영향을 받으며, 우유에 존재하는 인지질은 주로 레시틴(lecithin)과 세파린(cephalin)
  
◎ 우유와 콜레스테롤

다른 동물성 식품의 지방질에서와 마찬가지로 우유 지방질의 스테롤은 콜레스테롤이 대부분을 차지함  
우유의 콜레스테롤 함량은 약 0.01%이며, 지방량의 0.28-0.41%이다. 따라서 우유의 콜레스테롤 함량은 13mg/100ml에 불과하는 것으로 우유와 유제품에는 콜레스테롤 함량이 상대적으로 적음  
정상인 및 성장기 어린이에게는 생체 내 콜레스테롤 생산량이 섭취량보다 더 많으며, 매일 1∼4g(1000∼4000mg)의 콜레스테롤이 체내에서 합성  
식이 내 콜레스테롤 함량은 혈청 내 콜레스테롤 수준에 제한적 영향을 주며, 따라서 인체는 콜레스테롤 섭취량이 적으면 합성량을 늘리고, 많이 섭취하면 적게 합성  
세포막의 구조와 기능적 성분, 담즙의 구성성분, 스테로이드계 호르몬의 전구물질, 지방질수송을 위한 지단백질(Lipoprotein)과 신경조직의 성분으로서 콜레스테롤은 중요함  
우유 그 자체는 혈중 콜레스테롤 수준을 억제하는 hypocholesteremic한 작용을 한다고 알려져 있으며 이것은 우유의 지방을 제외한 다른 성분들의 효과라고 생각되어지는데, 그반응기전은 아직 밝혀지지 않고 있음


◎ 탄수화물 (유당)

유당은 주로 에너지 급원으로 작용하며 g당 4kcal을 발생하며, 다른 이당류와 같이 단당류 성분으로 가수분해되지 않으면 장내 세포막을 통해 운반되지 못함  
유당은 포도당보다 훨씬 느리게 대사작용이 이루어지는데 이로 인해 우유를 마신 후 혈액 중의 포도당 농도가 급격히 상승되는 것을 막아줌  
우유 대부분의 탄수화물은 유당으로 약 99.8%를 차지하며, 이외에 극히 미량으로 glucose가 0.07%, galactose가 0.02%, oligosaccharides가 0.004% 존재  
유당은 일부 식물에서도 발견되어지고 있지만, 대부분은 포유동물의 젖에 존재하는 특유한 당  
정상우유의 유당 함량은 4.4~5.2%의 범위이며, 동물의 종류에 따라 차이가 크며, 유당함량에가장 큰 영향을 받는 것은 유방의 건강상태  
고지방 함량의 우유는 유당 함량도 높음  
우유의 감미는 유당에 의한 것이며, 단맛은 설탕의 1/5수준에 불과하지만 우유 및 유제품의 영양가치에 기여하며 발효유제품에 중요한 역할을 함  
유당은 우유에서 거의 유리상태로 존재하며, 그 중 약 0.5%가 단백질과 약한 결합상태로 존재  
우유 및 유제품 갈색변화의 주요인으로 작용 하며, 용해성이 낮아서 유당의 결정화는 가당연유 및 아이스크림의 품질에 영향을 미침  
유당은 Ca, Mg, Fe, Co, Mn, Pb, Ba 등의 흡수를 돕는다고 알려져 있으며, 이때 유당은 금속들과 복합체를 형성하기 보다는 장관내 막의 구조를 변화시켜 흡수를 촉진 함  
우유에는 모유에서 보다 다당류가 적게 함유되어, 우유 1kg당 약 1g의 다당류가 들어있음  
유당을 분해하는 효소를 β-galactosidase 또는 lactase라고 하는데 소화기관의 점막세포에 존재하며 이 효소는 어떤 사람에게는 아주 적게 존재하기도 하며 결여되기도 함
  
◎ 유당불내증(Lactose Intolerance)

증상 : 유당분해효소가 결핍되어 유당이 대장으로 들어가 미생물에 의해 분해되어 가스가 발생되고 이로 인해 복부의 경련, 팽배, 가스차기 등의 증상이 일어나고 설사를 초래하는 현상  
유당분해효소의 결핍은 위장염이 걸렸을 경우, 유전적인 결함에 기인하는 경우, 인종에 따라 결핍증세가 나타남  
백인에게는 유당불내증을 나타내는 비율이 가장 낮고, 유색인종에게는 증가하며, 한국인은 아프리카 원주민에 비해서 유당불내증을 나타내는 비율이 낮지만 백인에 비해서는 월등히 높음  
백인은 평균에 비해 유당불내증을 나타내는 비율이 20%미만이지만 황인종은 그 비율이 월등히 높아서 85~90%를 나타내며 흑인은 약 90%나 됨
  
마빈해리스의 인종간의 차이에 의한 유당불내증에 대한 설 : 백인은 주로 북극에서 유래된 인종으로 북극은 햇빛의 조사기간도 짧고 연중 조사일도 제한되어있어 이러한 북극에 주로 거주하였던 백인들은 피부색소인 melanin의 함량이 적어서 햇빛을 쪼여도 검게 그을리지 않고 빨갛게 되었다가 다시 희어진다. 이러한 살결은 자외선 조사로 인해서 피부암의 발병율 이 높으나, 살갗에서 자외선 조사로 인해서 생성되는 비타민 D의 생성량은 낮게 된다.
비타민 D는 체내에서 칼슘 이용에 절대 필수 물질이기 때문에 장내에서 칼슘의 흡수를 돕는 유당에 대한 내성이 높은 백인들은 이로 인해서 칼슘흡수로부터 체내 대사에 이르기까지 큰 지장 없이 골격형성 또는 근육의 수축 이완 등 원만한 칼슘 체내작용을 유지하나 유색 인종은 소장 내에서 유당의 내성이 낮거나 결핍되어 있기 때문에 궁극적으로 칼슘의 흡수 및 대사에 지장을 초래하기 쉬우므로 유당 내성이 약한 만큼의 보충작용으로 살갗에서 자외선 조사시에 비타민 D를 생성하여서 섭취한 칼슘의 체내 대사를 돕고 있다는 설
  
◎ 갈락토스혈증(Galactosemia)

유당의 대사과정 중 유전적인 결핍 증세의 하나로서 간효소인 galactose-1-phosphate uridyl transferase의 유전적인 결핍에 기인하여 신생아 5만명 중 한명정도 발생됨  
Galactose가 함유된 식품의 섭취하면 galactose, galactose-1-인산염, galactitol 등이 혈액과 조직에 축적되어 구토, 설사, 성장부진, 백내장 및 정신장애 증상 등이 발생하며, 예방으로는 식사에서 galactose를 완전히 제거하게 되면 치료 가능함