생활 중 얻기 쉬운 젖류 중에 우유는 가장 많이 이용되며 단백질, 지방, 탄수화물, 무기질, 비타민 등의 각종 영양소가 잘 배합되어 소화하기 쉬운 양질의 식품이다.
우유에 함유된 성분의 함량은 품종이나 연령, 출산 후 경과일, 사료, 계절 등에 따라 달라지지만 보통 수분 88.2%, 단백질 3.2g, 지질 3.2g, 당질 4.7g, 칼슘 105.0mg, 인 89.0mg, 철 0.10mg, 비타민 B₂ 0.04mg 정도를 함유하고 있다.
우유 이외의 젖류에 대한 일반 성분은 아래의 표와 같다.
| 젖류 | 수분(%) | 단백질(g) | 지질(g) | 당질(g) | 칼슘(mg) | 인(mg) | 철(mg) | 비타민 B₂ |
| 모유(인유) | 88.0 | 1.1 | 3.5 | 7.2 | 27.0 | 14.0 | 0.10 | 0.03 |
| 탈지유 | 91.5 | 3.0 | 0.1 | 4.7 | 100.0 | 95.0 | 0.10 | 0.15 |
| 산양유 | 88.0 | 3.1 | 3.6 | 4.5 | 120.0 | 90.0 | 0.10 | 0.14 |
단백질
우유의 기본 단백질로는 카세인(카제인)과 유청 단백질이 있다. 카세인은 인을 함유한 단백질로 전체 우유 단백질의 약 80%를 차지하며 나머지 20%는 유청 단백질에 해당한다.
- 카세인
카세인은 인단백질인 α-카세인, β-카세인, κ-카세인, γ-카세인으로 구성되어있으며 다량의 칼슘, 인과 소량의 마그네슘, 구연산(시트르산)을 함유한다. 카세인은 산이나 레닌(rennin)에 의해 응고되는데 우유에 산을 첨가하여 카세인의 등전점인 pH4.6에서 침전시킨 카세인은 칼슘과 인을 함유하지 않는다. 반면 레닌 작용으로 얻어진 카세인은 단백질이 부분적으로 분해되어 있는 파라카세인(paracasein)으로 칼슘과 인을 함유하고 있다.
- 유청 단백질
탈지유에서 카세인이 제거되고 남은 용액을 유청 또는 유장이라고 하는데, 유청에 용해되어 있는 단백질을 유청단백질이라고 한다. 유청의 주 단백질은 β-락토글로불린과 α-락트알부민이며, 그 외 면역 글로불린이나 혈청 알부민, 프로테오스-펩톤(proteose-peptone) 등이 있다.
β-락토글로불린은 유청단백질 중 가장 많이 존재하며, 시스테인을 함유하고 있어서 이 단백질이 가진 유리 황화수소기는 가열한 우유에서 나는 가열취의 원인이 된다.
면역 글로불린의 경우 초유에 다량 함유되어 있으며 어린 동물의 혈액으로 이동돼 그대로 흡수된다.
지질
우유에 함유된 지질의 97~98%는 중성지방에 해당하며 인지질, 스테롤, 카로티노이드, 지용성 비타민들도 함께 들어있다. 우유의 주요 지방산은 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산이며, 탄소 10개 이하인 저급 지방산도 들어있다.
우유의 인지질 함량은 1% 정도이며, 포스파티딜콜린, 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜세린, 스핑고미엘린 등이 여기에 해당한다.
탄수화물
우유의 주 탄수화물은 유당(lactose)이며 약 5% 정도 들어있다. 유당은 감미도가 자당(설탕)의 ⅓ 정도이며, 우유에 함유된 다른 성분들과 함께 우유 특유의 맛을 낸다. 유당은 물에 잘 용해되지 않는다. 또, 저온에서 단단하고 예리한 결정을 형성하고 유당결정은 입 속에서 거칠고 깔깔한 느낌을 준다.
무기질
우유에는 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 나트륨, 무기인산염, 염화물, 황화물 등이 들어있다. 우유에 들어있는 칼슘의 ⅔는 단백질과 결합된 교질용액(콜로이드) 상태로 분산되고 ⅓은 이온상태로 존재한다. 우유의 무기질 함량은 품종이나 사료, 분비시기 등에 따라 달라진다.
비타민
우유에 들어있는 비타민 A, D, E의 함량은 동물이 섭취한 사료에 영향을 받는다. 우유의 비타민 K 및 수용성 비타민들의 경우 소의 첫 번째 위 안에 있는 세균에 의해 합성되기 때문에 동물이 섭취한 사료와 상관없이 함량이 일정하다. 우유에는 비타민 B₂, B12, 비타민 A, D, E, K, 판토텐산 등의 비타민이 많이 들어있지만 탈지유에는 지용성 비타민이 거의 없다.
효소
우유에는 많은 효소들이 존재하지만 살균하는 과정에서 대부분 불활성화된다. 알칼리 포스파타아제(알칼리성 인산 가수분해효소)는 지단백질의 복합체로 존재하며 살균에 가장 민감하여 71.7℃에서 15초간 열처리하면 불활성화된다. 따라서 저온살균한 우유에 이 효소가 검출되면 열처리가 부족했다는 것을 의미한다. 리파아제는 유지방에 작용해서 부티르산을 유리시켜 산패취를 생성하며, 일반적인 저온 살균처리 과정에서 불활성화된다. 프로테아제는 pH 6.5~9에서 최대의 활성을 나타내는데 카세인이 더 잘 작용하므로 카세이나아제라고도 한다. 프로테아제는 유리상태에서 80℃에서 10분간 가열하면 활성을 잃지만 우유 속에서는 열에 대한 저항성이 커지며, 열처리한 우유나 우유제품에서 이 효소가 남아있으면 우유의 품질에 영향을 주게 된다. 퍼옥시다아제는 우유에 가장 많이 들어있는 효소로 수소공여체가 존재할 경우에 과산화수소를 분해한다.
*수소공여체 : 수소를 다른 물질에 공급하고 자신은 산화되는 물질
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