Początki stosowania przemysłowej pasteryzacji mleka sięgają roku, 1833 w którym Duńczyk Fjord rozpoczął doświadczenia nad pasteryzacją mleka odtłuszczonego. W 1898 roku, pasteryzacja w temperaturze 87°C przez 15 s została uznana za obowiązkowy proces stosowany w produkcji mleka odłuszczonego i śmietanki.

Celem pasteryzacji jest utrwalanie mleka przez zniszczenie wegetatywnych form bakterii (zwłaszcza chorobotwórczych) oraz drożdży i grzybów strzępkowych wskutek ogrzania do temperatury co najmniej 63-65°C. Zabieg ten prowadzi do otrzymania produktu o przedłużonej trwałości, przydatnego do bezpośredniego spożycia.

Prawidłowo przeprowadzona pasteryzacja powinna zniszczyć całkowicie drobnoustroje chorobotwórcze oraz 99-99,9% mikroflory saprofitycznej i w możliwe najmniejszym stopniu zmieniać cechy fizyczne oraz obniżać wartość biologiczną mleka jako pożywienia.

Pasteryzacja musi nie tylko zniszczyć mikroorganizmy w największym stopniu, ale również i jeśli to możliwe — nie zmniejszyć poziomu witamin, zachować naturalny smak mleka surowego oraz nie naruszać pewnych jego właściwości fizykochemicznych. Odpowiedni dobór temperatury i czasu ogrzewania oraz duże ulepszenie w budowie pasteryzatorów umożliwiły uzyskanie mleka bez wyraźnego naruszenia wspomnianych cech.

Stosowane temperatury pasteryzacji mieszczą się w granicach 63- 90°C. Ogrzanie do temp. 100°C nadaje mleku charakterystyczny posmak gotowania; w znacznym stopniu rozpada się kazeina, denaturują się rozpuszczalne białka, laktoza ulega lekkiej karmelizacji, następują straty w witaminach. Pasteryzacja natomiast jest sposobem łagodniejszym, niszczącym jednak w dostatecznym stopniu mikroflorę. Już dawniej rozróżniano metodę pasteryzacji niskiej — długotrwałej (HTLH- ang. Low Temperature long Holding), polegającej na ogrzaniu mleka do 63-65°C i utrzymaniu jej przez 30 min oraz metodę pasteryzacji wysokiej, polegającej na ogrzaniu go do 80--90°C w ciągu 2-25 s. Ulepszenie pasteryzatorów i wprowadzenie nowoczesnych aparatów rurowych lub płytowych, w których mleko przepływające w cienkiej warstwie zostaje równomiernie i szybko ogrzane do pożądanej temperatury — pozwoliło obniżyć temperaturę do 75°C, a nawet do 72°C oraz niekiedy skrócić czas do kilkunastu sekund; metodę tę nazwano pasteryzacją momentalną lub krótkotrwałą. Najnowocześniejszym sposobem pasteryzacji jest tzw. uperyzacja (ultrapasteryzacja), która polega na kontakcie mleka z przegrzaną parą wodną w temp. 130— 150°C przez ułamek sekundy. Końcowym etapem pasteryzacji jest natychmiastowe schłodzenie mleka do temp. 4°C.

Pasteryzację przeprowadza się w systemie łącznym (bez rozdziału na mleko odtłuszczone i śmietankę). W Szwecji w latach osiemdziesiątych opracowano metodę Bactocatch pozwalającą na wyprodukowanie mleka o obniżonej liczbie drobnoustrojów, poprzez rozdział mleka na mleko otłuszczone i śmietankę. Śmietankę poddawano pasteryzacji a mleko przepuszczano przez filtr porcelanowy w celu mikrofiltracji. Następnie osad z filtra był łączony ze śmietanką i sterylizowany. Końcowy etap procesu Bactocatch polegał na połączeniu wysterylizowanej śmietanki i przefiltrowanego odtłuszczonego mleka i przeprowadzenie pasteryzacji końcowej. Samo zastosowanie mikrofiltracji pozwalało na usuniecie 99,5% drobnoustrojów, a wyprodukowane tą metodą mleko charakteryzowało si przyjemnym smakiem bez charakterystycznego dla ogrzewanego mleka posmaku „gotowania”

W celu zniszczenia zarazków o charakterze wirusowym (grupa enterowirusów lub epidemiologicznego zapalenia wątroby) wystarczają na ogół łagodne systemy pasteryzacji: -wysoka krótkotrwała

Mleko po spasteryzowaniu nie zawiera żywych bakterii chorobotwórczych, ma zabitą prawie całą (>99%) mikroflorę saprofityczną (pozostają jedynie w drobnej ilości szczepy termofilne i zarodniki), wykazuje prawie niezmieniony skład chemiczny, smak i zapach, daje jeszcze dostateczny skrzep podpuszczkowy. W przypadku nadmiernego zakażenia gronkowcami złocistymi (Staphylococcus aureus) nagromadzona enterotoksyna - jako ciepłoodporna - nie ulega zniszczeniu.

Zarówno niska jak pasteryzacja i krótkotrwała w nieznacznym stopniu rozkłada wrażliwsze na ogrzanie witaminy mleka. Można ogólnie przyjąć straty 20% witaminy C oraz po około 10% witamin B₁, B₆, B₅, i biotyny przy utrzymującym się bez strat w poziomi witaminy B₂, PP oraz rozpuszczalnych w tłuszczach: A, D, E.

W mleku poddanym pasteryzacji niskiej lub krótkotrwałej prawie wcale nie ujawnia się posmak gotowania. Przy ogrzewaniu aż do 95°C drobne na ogół zmiany smakowo-zapachowe w mleku pochodzą ze zmian w białkach przede wszystkim wskutek zmian w III i II- rzędowej strukturze białek, konkretnie – skutkiem odsłaniania się sulfhydrylowych grup β- laktoglobuliny. Do zmian smakowych mogą przyczynić się również połączenia laktozy z białkami (związki typu Maillarda), powodujące brunatnienie silnie ogrzewanego mleka.

Mleko pasteryzowane ma osłabioną zdolność do krzepnięcia pod wpływem podpuszczki , wskutek wytrącania się fosforanu trójwapniowego, co kompensuje się się poprzez ponowne dodawanie do mleka pasteryzowanego 0,02% CaCl₂

Ogrzanie mleka do 63°C powoduje unieczynnienie fosfatazy i brak jej w produkcie jest dowodem przeprowadzenia pasteryzacji, analogicznie brak peroksydazy jest świadectwem, że mleko było podgrzane do temperatury 78—80°C, w której enzym zostaje unieczynniony - osłabienie tylko jego aktywności świadczyć może, że temperatura była niższa. Obecność natomiast reduktazy świadczy o wtórnym zanieczyszczeniu mleka pasteryzowanego; im aktywność jej jest większa, tym więcej w mleku komórek bakteryjnych.

Mleko po prawidłowym zabiegu pasteryzacji powinno zawierać mało bakterii; pozostają w nim szczepy cieplooporne, występujące w prawidłowym mleku w małych ilościach. Duża ilość ciepłoopornej mikroflory jest najczęściej wynikiem wtórnego zanieczyszczenia, spowodowanego przez niedomyty sprzęt i aparaturę, albo wynikiem rozwoju ciepłoopornych szczepów w mleku pasteryzowanym, ale przetrzymywanym w stanie nie dość schłodzonym. Obecność w mleku pasteryzowanym pałeczek okrężnicy zawsze świadczy o wtórnym zanieczyszczeniu, gdyż te mikroorganizmy nie wytrzymują warunków pasteryzacji (miano coli wyższe od 0,1).

Jakkolwiek zabieg pasteryzacji niszczy znaczną liczbę bakterii i przedłuża trwałość mleka, to jedna resztkowa mikroflora i mikroorganizmy dostające się do produktu z zewnątrz powodują, że zabezpieczenie to jest krótkotrwałe. Przedłużenie trwałości wynosi 24 h, a w przypadku przechowywania chłodniczego 36 h. Stąd też konieczność uwidocznienia na opakowaniu jednostkowym dnia zabiegu.

Dla mleka pasteryzowanego najczęstszą formą opakowania w obrocie są butelki; jest to słuszne pod warunkiem dobrego ich przygotowania przed napełnieniem (mycie, odkażenie, wypłukanie, wyparzanie). W sposób niewłaściwy wykonane zabiegi przygotowawcze mogą zniweczyć cały zabieg pasteryzacyjny. Często torby z folii są przyczyną wtórnego zakażenia. Mycie, odkażenie, napełnianie i kapslowanie naczyń odbywa się automatycznie.

Mleko pasteryzowane powinno być przetworem, w którym obecne są wszystkie składniki rodzime w stosunku ilościowym prawie niezmienionym i zarazem podstawowym surowcem do otrzymania dalszych, cennych dla żywienia przetworów.

Od mleka pasteryzowanego wymaga się, aby ogólna liczba bakterii w 1 cm³ nie była większa od 200 000 w opakowaniach jednostkowych (butelki bądź worki polietylenowe) albo 400 000 w konwiach. Mleko pasteryzowane, znajdujące się w obrocie, wykazuje zatem jeszcze dość znaczną liczbę bakterii, stąd też zalecenie, aby przed spożyciem je zagotować.

A. Lempka - Towaroznawstwo produktów spożywczych. PWE. Warszawa; Henryk Młodecki Lech Piekarski -Zagadnienia zdrowotne żywności. PZWL Warszawa; Przemysł Spożywczy- Encyklopedia Techniki; Eugeniusz Pijanowski- Zarys chemii i technologii mleczarstwa tom I. PWRiL. Warszawa; Stefan Ziajka (red.)-Mleczarstwo. Zagadnienia wybrane. Wydawnictwo ART. Olsztyn