乳糖是乳制品的重要组成原料,其相态转变会引起乳制品加工和贮藏过程中的许多问题进而直接影响产品的质量和货架寿命,例如乳粉或豆乳粉加工过程中经常出现的粉体结构塌陷、结块、风味散失以及相分离导致的溶解速率缓慢等均与乳糖的相态变化相关,因此,了解乳糖的相态转变机理对干燥乳制品加工具有极其重要的意义。本文通过量子化学计算发现α-和β-乳糖及α-乳糖一水合物晶体结构的分子振动会受到异构化和水分子存在的影响。基于振动光谱分析,我们发现水对非晶乳糖的塑化作用主要分为三个步骤,即水分子插入、氢键位点暴露和氢键网络破坏,此外高温会加速塑化过程。拉曼光谱分析非晶乳糖结晶过程显示非晶态乳糖可优先结晶为无水β-乳糖,在高水分活度（aw）条件下β-乳糖溶解后异构化形成无水α-乳糖开始,进而与一分子水重结晶形成α-乳糖一水合物。贮存温度会对上述异构化过程产生显著影响。通过对冻干乳糖/β-乳球蛋白混合体系的拉曼光谱研究发现乳糖和β-乳球蛋白之间的相互作用可以延迟非晶乳糖的结晶,这种相互作用主要来源于β-乳球蛋白较乳糖含有较多有效氢键结合位点,使其更易与体系内游离水结合减缓塑化作用。同时该大分子蛋白质的加入能够阻碍乳糖和水分子的流动,降低晶体的生长速率,最终减缓非晶态乳糖的结晶过程。另外,通过分析OH振动所属的光谱3200～3600 cm-1区域内振动信号变化还可以得出结晶的起始aw和温度,通过与乳糖分子流动性相关联探索了分子振动光谱法在乳糖“流动-塑化”过程中的应用潜力。综上,振动光谱作为描述非晶乳糖相态转变的一种全新方法,对其深入研究能够为乳糖加工、保藏性能的提高和相关产品货架寿命的进一步改善及保护产品流通过程中质量功效提供新理论和方法。