Назначение тепловой обработки молока заключается в следующем: получение молока и молочных продуктов, безопасных для потребления, т. е. уничтожения патогенных микроорганизмов; резкое снижение содержания микроорганизмов и инактивация ферментов, которые уменьшают стойкость питьевого молока и вызывают пороки молочных продуктов; изменение физико-химических свойств молока с целью получения готовых продуктов с необходимыми свойствами. Поэтому в зависимости от поставленных целей при производстве молочных продуктов используют разные режимы тепловой обработки молока.

Наиболее распространенными способами тепловой обработки молока являются пастеризация и стерилизация.

Пастеризация молока. В молочной промышленности применяют следующие режимы пастеризации: длительная пастеризация при низкой температуре (63-65°С с выдержкой 30 мин); кратковременная пастеризация при 72-75°С с выдержкой 15-20 с; моментальная пастеризация при 85-90°С без выдержки или с кратковременной выдержкой; высокотемпературная пастеризация при 90-95°С с выдержкой 30 мин (для приготовления заквасок).
Эффективность пастеризации зависит от температуры и продолжительности ее воздействия, а также от механической загрязненности и бактериальной обсемененности сырого молока.
Установлено, что при 75°С микрококки погибают через 3-5 с, кишечные палочки — через 2-3 с, а при 70°С микрококки погибают только через 10-20 с.
Наиболее стойкими из патогенных неспорообразующих микроорганизмов являются микобактерии туберкулеза, поэтому основным критерием надежности режимов пастеризации служит гибель этих бактерий.
В промышленности эффективность пастеризации контролируют, применяя реакцию на фосфатазу. Условно считают, что если в пастеризованном молоке реакция на фосфатазу отрицательная, то в нем погибли все неспоро-образующие патогенные бактерии.
Чем больше в молоке механических частичек, слизи, клеток эпителия и микроорганизмов, тем ниже эффективность пастеризации.
Эффективность пастеризации зависит и от качественного состава микрофлоры сырого молока. В молоке, охлажденном сразу после доения и хранившемся при низких температурах до момента тепловой обработки, преобладают психротрофные бактерии. Эффективность пастеризации такого молока бывает достаточно высокой.
Эффективность пастеризации значительно снижается, если молоко после доения было охлаждено недостаточно (до температуры 10°С и выше), так как в нем при хранении и транспортировке развиваются молочнокислые бактерии, в том числе энтерококки (Str. faecalis. Str. liquefaciens, Str. durans), характеризующиеся высокой термоустойчивостью (погибают при нагревании молока до 85°С).
Остаточная микрофлора пастеризованного молока зависит от эффективности пастеризации молока и оценивается по двум микробиологическим показателям: по процентному соотношению количества бактерий, оставшихся после пастеризации, к количеству бактерий, содержавшихся в сыром молоке; отсутствию кишечной палочки при посеве 10 мл пастеризованного молока в среду Кесслер.
При кратковременной пастеризации (75°С) преобладающей остаточной микрофлорой являются термофильные молочнокислые стрептококки и палочки, энтерококки, микрококки, споры бацилл. Остаточная микрофлора молока при моментальной пастеризации (85-90°С) или с кратковременной выдержкой состоит из термоустойчивых молочнокислых палочек и спор бацилл. А при нагревании молока до 90-95°С с выдержкой 10-30 мин в нем остаются только споры бацилл, причем активность их прорастания резко снижается.

Количество микроорганизмов в 1 мл пастеризованного молока составляет сотни или немногие тысячи. Однако молоко, проходя после пастеризации и охлаждения через оборудование, дополнительно обсеменяется микроорганизмами. В этом отношении исключительно большую роль играют молокохранильные резервуары и трубопроводы.
Количественный и качественный состав микрофлоры, попадающей в пастеризованное молоко с оборудования, зависит прежде всего от качества и регулярности мойки и дезинфекции его. С оборудования в молоко попадают бактерии группы кишечных палочек (единицы, десятки клеток в 1 мл), психротрофные бактерии, мезофильные молочнокислые стрептококки и термоустойчивые палочки (от десятков до десятков тысяч в 1 мл), иногда дрожжи, уксуснокислые бактерии. Вся эта микрофлора вместе с микрофлорой, оставшейся после пастеризации, и составляет микрофлору пастеризованного молока. При неудовлетворительном содержании оборудования эта дополнительная микрофлора может превышать остаточную микрофлору молока после пастеризации в 10-20 раз и более. В таком молоке при хранении в зависимости от состава его микрофлоры могут появиться те или иные пороки.
Для сливок режимы пастеризации обычно более жесткие, чем для молока (85°С, выдержка 15-20 с). Это объясняется тем, что жир в сливках оказывает защитное действие на микроорганизмы.

При производстве питьевого молока наиболее распространен следующий режим пастеризации: температура 75-76°С, выдержка 15-20 с. При таком режиме пастеризации уничтожается патогенная микрофлора и сохраняется питательная ценность молока; общее количество бактерий в пастеризованном молоке и сливках после розлива в пакеты или бутылки бывает довольно значительное (табл. 15).

Стерилизация молока. В результате стерилизации происходит уничтожение как вегетативных форм бактерий, так и их спор.
Стерилизованное молоко должно удовлетворять следующим требованиям: достаточно долго храниться, не содержать патогенных и токсигенных микроорганизмов и их токсинов; не содержать микроорганизмов, способных размножаться и вызывать порчу продукта.
Для получения высококачественного стерилизованного молока особое значение имеет качество сырья, которое должно обладать повышенной термоустойчивостью и отвечать требованиям 1-го класса согласно ГОСТ 13264-70, количество спор допускается не более 100 в 1 мл молока.
Продолжительность хранения стерилизованного молока при комнатной температуре более 4 нед. Эффективность стерилизации оценивают путем термостатирования проб при 37°С в течение 7 сут.
В эпидемиологическом отношении стерилизованное молоко безопасно. Однако при отклонении от установленного технологического режима стерилизации в нем могут оставаться жизнеспособными и развиваться некоторые микроорганизмы, которые вызывают его порчу.
Стерилизованное молоко, полученное на промышленных установках, не является абсолютно стерильным. Стерилизация считается эффективной, если из 1 млн. спор, содержавшихся в молоке, после стерилизации остается не более чем 1 спора.
Наиболее часто в стерилизованном молоке развиваются спорообразующие палочки (Вас. subtilis, Вас. сеrеus и др.), вызывающие появление горечи без образования сгустка или с таковым, но низкой кислотности. Наличие Вас. cereus указывает на недостаточную тепловую обработку молока, так как споры данного микроба не обладают высокой теплостойкостью; наличие Вас. subtilis при отсутствии Вас. cereus свидетельствует о более высокой температуре тепловой обработки, но тоже недостаточной.
При нарушении режима стерилизации порче подвергается вся партия молока; виды возбудителей и характер пороков зависят от предела температуры, до которой было нагрето молоко.