乳清是干酪生产中的一种天然副产品，由于酪蛋白不易被人体吸收利用，酪蛋白从牛乳中被分离出来，剩余的部分被称为乳清，乳清蛋白就存在于乳清之中。乳清蛋白质的营养价值比酪蛋白、大豆浓缩蛋白、鸡蛋蛋白等蛋白质更优越。乳清中主要的蛋白质成分有b-乳球蛋白（48%）、a -乳白蛋白（19%）、蛋白酶-胨（20%）、血清白蛋白（5%）和免疫球蛋白（8%），各具独特的生物活性；少量存在的其它组分，如乳铁蛋白和乳过氧化物酶，也能从乳清分离出来，同样是高价值的食品配料。
b-乳球蛋白：乳球蛋白具有很强的与松香油和脂肪酸结合的结合段，一般被用作功能性配料使用。据最近在北卡罗来纳州大学的东南乳品研究中心进行的研究显示：b-乳球蛋白能够对脂溶性营养素如维生素A和维生素E进行预结合，利于它们的吸收。
a-乳白蛋白是一种天然乳清蛋白，其主要生理作用是与金属离子包括钙质的结合作用。a－乳清蛋白含有丰富的色氨酸，色氨酸有助于促进宝宝的神经发育，是调节睡眠、食欲情绪的重要因子。最近的研究更发现，它可能具有抗癌功能。此外，由于从牛奶分离出来的乳白蛋白在氨基酸比例和结构方面，以及在功能特性上与人乳（人乳主要是由a-乳白蛋白组成）都非常相似，使a -乳白蛋白和乳铁蛋白在婴儿配方食品中得到广泛应用。
生长因子是一组乳清成分的统称。已经证实，这些生长因子能够在慢性、非治疗伤口如糖尿病溃疡的伤口修复时促进细胞生长；同时，乳清生长因子提取物也可应用于治疗肠道疾病和修补伤口。在最近的一项研究中发现，摄入乳清能减少因化学药物疗法而诱发对小肠的损害，表明其可进行治疗肠道粘液症的临床试验。
乳铁蛋白：乳铁蛋白在牛奶中的平均浓度为0.01g/100ml;在乳清蛋白产品中，其浓度可高达30~100mg/l甜乳清。其活性包括：抗细菌性，抑制游离基形成，调节人体铁质转移，促进细胞生长并提高免疫能力，促进双歧杆菌增殖，并可作为抗氧化剂。
（1）抗细菌性：乳铁蛋白能够牢固地与铁结合，使之不能被细菌所利用，其机理相当复杂。与人乳相比，从牛奶衍生的乳铁蛋白在对抗浓度为0.3~3.0μm的各种革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌方面更为有效。芝加哥医科学校进行的一项动物试验研究发现，乳铁蛋白可能具有预防脓毒性休克症状的作用；亦有报道指出，乳铁蛋白对几种人体病毒具有抵抗作用。
（2）抑制自由基形成：乳铁蛋白所具有的另一项生理功能，是通过清除催化自由基形成的过多的铁，以预防氧化所带来的各种危害。
（3）铁质转移：一些研究证实，铁饱和的乳铁蛋白是膳食中铁质转移的一种有效形式。一般来说，婴儿配方中采用乳铁蛋白来改善体内铁质的平衡，此外，也可在膳食补充剂、运动饮料，以及为妇女而设的食品中应用。目前，日本一些新的生产研究将重点放于采用这种乳铁蛋白来强化含铁脂肪食品和油等。
（4）促进细胞生长，提高免疫能力：乳铁蛋白对肠道的细胞生长产生有益作用，也能使肠道的消化功能迅速回复正常。最近的一些研究更发现，乳铁蛋白能刺激人体免疫系统细胞，可作为老年人或免疫系统受损人群的补充剂。
（5）抗氧化剂：乳铁蛋白能有效抑制由金属离子催化的氧化过程，是理想的抗氧化剂。
（6）促进双歧杆菌增殖：据报道，乳铁蛋白亦能促进双歧杆菌的生长。
乳清蛋白是最优质最理想的蛋白补充剂，其最佳的氨基酸比例使其生物价最高，易于消化吸收，利用率是大豆蛋白的1.7倍。乳清及乳清蛋白具有的生物活性或保健特性受到了全球广泛的关注，某些乳清分离蛋白的应用领域，更延伸到可作为天然抗菌剂、天然防腐剂和免疫增强剂。乳清蛋白的生物利用价值比许多其他高质量的膳食蛋白如蛋、牛肉或大豆都要高。乳清富含半胱氨酸和蛋氨酸，与缺乏含硫氨基酸（蛋氨酸）的大豆蛋白组合，刚好可以互补，增加蛋白质的生物学价值。这些含硫氨基酸能维持人体内抗氧化剂的水平，并在细胞分裂时尽量稳定DNA。实验证明，乳清蛋白也能刺激人体免疫系统，阻止化学诱发性癌症的发生，同时增加骨骼强度和降低LDL胆固醇水平。所以，乳清蛋白愈来愈多地被应用于保健食品，具有提高蛋白质的生物利用价值，促进人体免疫系统，抑制致病菌生长，促进铁质的吸收，预防结肠癌和保护双歧杆菌的保健作用。
以乳清蛋白多肽水解液为底物，利用混合酵母进行发酵，多肽乳清酒与去蛋白乳清酒相比，营养成分和风味都得到明显改善。
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