Protein sữa là một loại protein hồn chỉnh, nó chứa các acid amin cần thiết với một tỷ lệ cân đối và thích hợp. Có 3 loại protein chính là casein, globulin và lactoalbumin. Lượng casein chiếm tỷ lệ cao nhất. Có thể phân biệt hai dạng protein chủ yếu trong sữa :
• Phức chất casein, hiện diện trong sữa ở dạng huyền phù keo
• Protein nước sữa, hiện diện dưới dạng dung dịch.
* Phức chất casein
Casein chiếm khoảng 2,3 ÷ 2,9%. Casein khơng bị biến đổi có ý nghĩa trong các q trình nhiệt bình thường (thanh trùng). Khi kéo dài thời gian hoặc khi thực hiện ở nhiệt độ cao sẽ làm thay đổi tính chất của phức hệ casein và phá hủy amino acid, những thay đổi này có thể nhận thấy được biểu hiện qua sự thay đổi màu và mùi.
Thành phần casein khác nhau giữa các lồi động vật cho sữa khác nhau, vì vậy qui trình sản xuất phải thay đổi tuỳ theo từng loại sữa.
* Protien nước sữa ( Whey)
Bao gồm các protein tiêu biểu như: albumin, globulin, globulin kháng thể, globulin miễn dịch, ...
Phần lớn protien nước sữa phản ứng với casein khi sữa được xử lý nhiệt đến nhiệt độ dưới 63oC, nhiệt độ càng cao và thời gian càng lâu, càng có nhiều protein nước sữa kết hợp với casein.
* Những hợp chất nitrogen phi protein
Sự hiện diện của nitrogen là một trong những đặc tính chủ yếu của protein, vết của nitrogen phi protein cũng được tìm thấy trong sữa, là sản phẩm phụ của sự trao đổi chất protein như các acid amin tự do, uric, polypeptid, ... chiếm khoảng 60mg%, trong đó acid amin tự do có ý nghĩa hơn trong chế biến thực phẩm bởi vì nó cung cấp nitơ quan trọng cho vi khuẩn lactic trong sữa hoặc các vi khuẩn khác có lợi cho sản xuất bơ.
Trong sữa bị cịn chứa hầu hết các acid amin cần thiết với tỷ lệ cân đối, kể cả các acid amin không thay thế (như acginin, histidin, lizin,.... ) chiếm 43,48mg%, các acid amin này thích hợp cho q trình đồng hóa của cơ thể.