Susu merupakan bahan pangan yang mudah rusak pada kualitas nutrisi dan mikrobiologi disebabkan karena penanganan yang kurang tepat. Saat ini minuman berkolagen menjadi produk komersial yang sedang berkembang. Oleh karena itu, tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh suhu dan waktu pre-heating terhadap kualitas fisik, mikrobiologi dan organoleptik susu yang diperkaya dengan hidrolisat kolagen sapi serta menentukan perlakuan terbaiknya. Rancangan Acak Lengkap (RAL) digunakan sebagai desain percobaan dengan variabel suhu (35, 45, 55 dan 65oC) dan waktu pre-heating (10, 20, 30 dan 40 menit). Penelitian menunjukkan terjadi interaksi (P<0.05) antara kedua variabel terhadap parameter total plate count (TPC) dan organoleptik, akan tetapi tidak berpengaruh pada parameter viskositas dan stabilitas emulsi. Perlakuan terbaik diperoleh pada kondisi pre-heating dengan suhu 55oC dan waktu 30 menit. Beberapa karakteristik tersebut diantaranya viskotas 4.48 ± 0.08 cP, stabilitas emulsi 12.33 ± 1.73%, TPC 3.299 ± 0.003 log cfu/ml dan nilai sensorinya meliputi rasa 4.33 ± 0.25, aroma 4.15 ± 0.35, mouthfeel 3.85 ± 0.63 serta warna 4.56 ± 0.05. Harapannya dengan adanya penelitian ini menjadi sebuah inovasi dalam mengolah susu secara non-thermal yang diperkaya dengan hidrolisat kolagen sapi yang aman dan terjaga nutrisinya serta dapat diterima sensorinya.