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在早期，人们驯养动物，种植蔬菜主要是为自己提供食物。驯养动物的目的不仅仅是帮助人类干一些重活，而且还是人们的食物来源。奶牛可以用来生产牛奶，也可以提供牛肉。
那个时候的家庭几乎是完全可以自给自足。然而，随着工业化的进程和专业化发展，养殖户逐渐成为生产者，农场的发展越来越快，规模越来越大。如今，农场集约化，规模化已经成为一种趋势。
农场，乳制品厂和消费者之间的距离在加大，而挤奶和饮奶之间的时间间隔也在变长。牛奶储存在农场里，以及在牛奶生产和消费之间的间隔使得细菌可以找到机会繁殖和生长。要想使牛奶的质量保持和刚挤下来的时候一样，是一件比较困难的事情。如果降低牛奶的储存温度，化学反应和微生物的生长就能够抑制，因此可以延缓牛奶的变质。有了这方面的知识，农场主，运奶户以及乳制品厂就可以在操作中尽量保持牛奶的质量，满足消费者的需求.而冷却是保持牛奶较高质量的好方法。
在农场，牛奶的冷却主要有两个目标：
- 抑制细菌生长对牛奶质量的破坏作用。
- 延长牛奶在农场的储存时间，降低牛奶的运输费用。
在高品质牛奶的生产过程中，各方面的卫生条件都是非常重要的。其中关键的一个方面是抑制牛奶在储存的时候细菌的生长。在体温状态下，牛奶中的细菌繁殖速度非常快，即使刚开始的时候细菌数比较低，但是不久它们就会疯狂增殖。
在卫生条件下生产的牛奶可以在15到20个小时内保持较高的质量。当然，不仅仅是牛奶的储存温度重要，冷却到储存温度（一般是4 °C）所用的时间也是非常关键的。大容量的牛奶冷却机组就是专门用来在特定时间内将牛奶冷却到4 °C的制冷设备。
质量的一般定义应该是：" 消费者得到了他们想要的。”质量是至关重要的，现在对牛奶生产者的要求越来越高，以保证他们的各项操作都符合卫生标准。如果卫生标准达到了，消费者才会对产品有信心，这样对各方面都有好处。
牛奶的质量范畴包括多个方面。在这一章里，我们将讨论影响原奶的主要因素。
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- 生理卫生
- 化学卫生
- 微生物控制 |
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卫生条件对牛奶的影响。
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密度，冰点，渗透压和酸度是生理卫生的几个评价标准。正常牛奶的密度在1.028和1.038 g/cm3之间，这主要取决于牛奶的成分。牛奶的冰点是检查掺水牛奶唯一可靠的参数。不同的奶牛，其牛奶的凝固点也不同，一般在-0.54和 -0.59 °C之间。溶液的酸度主要取决于氢离子[H+]的浓度，如果氢离子[H+]的浓度和氢氧根离子[OH-]的浓度相等的话，溶液就呈中性(pH = 7)。
在储存过程中，牛奶中的不同成分，尤其是脂肪和蛋白质，可能会发生化学变化。一般来说，有两种变化，即氧化和脂解。这些化学反应的产物会使牛奶和黄油的风味变差。
氧化。脂肪的氧化会使牛奶产生金属味道，使黄油变得油腻。如果存在铁离子和铜离子的话，自氧化就会加速，金属味的产生过程也会变快，如果牛奶中有溶解氧或者被光照射后（尤其是直接的太阳光照射或者荧光管的光照），也会使牛奶产生这种味道。
当牛奶受到光照时，有一种叫做甲硫氨酸的氨基酸会降解成甲巰基丙醛。这是牛奶产生“日晒味”的主要原因。在牛奶中没有游离的甲硫氨酸，但它是蛋白质的一种成分，所以如果蛋白质在一定条件下发生降解，牛奶就会产生酸臭味。
防止牛奶中脂肪和蛋白质的氧化，最重要的就是防止牛奶和氧气及直射的太阳光接触。因此，在运输牛奶的时候要防止阳光照射。
脂解。脂肪分解成甘油和游离脂肪酸的过程被称为脂解。被分解的脂肪有一种腐臭味。较高的储存温度会促进脂解，但只有当牛奶中的脂肪球被破坏时，脂肪酶才会发生作用。在一般的农场和乳业操作中，脂肪球的破坏时有发生，例如，泵奶，搅拌和倒奶时。除此之外，奶管里的锋利边缘和拐角也能破坏脂肪颗粒。所以当安装挤奶系统时，这些细节不能被忽视。
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牛奶中微生物卫生标准不过关的话会造成食物中毒和感染。通过牛奶冷却，可以减少这些危险，因此，了解这方面的知识是非常重要的。
“微生物”是肉眼不可见的微小生物的总称，在进化上处于植物和动物界之间。微生物到处存在：在空气中，水中，泥土中。微生物可以分解有机物，因此在自然界的物质循环中发挥着重要作用。
微生物的种类有成千上万，它们对于人类社会的存在和经济结构是非常重要的。例如，有些微生物在分解动物尸体的过程中会产生一些可以被植物利用的化学元素。微生物可以提高土壤肥力，增加农作物产量，人们就可以收获更多的粮食。有些细菌存在于动物肠道中，对于食物的消化是非常重要的。
微生物在自然界中发挥着重要作用(Tetra Pak 1995)
有些细菌可以用于食品加工，例如，奶酪，酸奶，泡菜，啤酒和葡萄酒的生产以及食品保存。
有些微生物可以产生毒素物质，可以杀死其他的生物。青霉菌是其中的一个例子，它可以产生青霉素。还有些微生物还可以造成动物和植物病变，这样就减少了国家的粮食产量，而有的细菌可以造成食物变质，变色等，如霉菌。
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细菌是单细胞生物，一般通过二分裂的形式增殖，即一个细菌分裂成两个。细菌分类最简单的方法是根据他们的形态，但是要看见它们，首先要进行染色，然后在放大镜下放大1000倍进行观察。最常用的细菌染色方法叫做革兰氏染色，根据革兰氏染色的特点，细菌可以分为两大类：(i)红色，革兰氏阴性。(ii)兰色，革兰氏阳性。
在“morphology”这个单词中，‘morph’代表形状，而‘ology’则代表研究。因此，细菌形态学研究就是指对细菌形态的研究。形态学特点包括：
- 形状
- 大小
- 细胞结构
- 运动，即在液泡或者囊泡中的移动能力
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细菌的形状。细菌的形状可以分为3类：球形，杆状以及螺旋形。细菌之间的相对位置也是区分细菌的重要特点。图3.4描述了球状细菌（球菌）不同的形态发生过程。双球菌一对一对的出现，葡萄球菌则是许多聚集在一起(希腊语 ‘staphylon’ 意思为一串葡萄)，而链球菌则像一条链子(希腊语 ‘streptos’ 意思是链子)。
球状细菌不同的形态发生过程(节选自 Tetra Pak)。
下图分别描述了杆状细菌和螺旋状细菌。杆状细菌（杆菌）的长度和厚度不等，它们也是形成一条链。螺旋状细菌（螺旋菌）的长度和厚度差异也比较大，而且螺旋的圈数不等。
杆状细菌和螺旋状细菌(节选自 Tetra Pak)。
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细菌的大小。球菌的大小一般在0.4到1.5 微米之间(1 微米 = 0.001毫米)。杆菌的长度在2 到10微米，有些大一些，有些小一些。
细菌的细胞结构。和其他的细胞一样，细菌含有一种半液体状的蛋白物质，叫做细胞质。细胞质中含有淀粉，脂肪和酶，后者参与了细胞的新陈代谢。每一个细胞都含有核心物质（DNA），这是控制细胞生命和繁殖的遗传信息。在高等动物和植物的细胞中，除了一些基本成分，还含有一种叫做原生质的物质。
细菌细胞示意图。
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上图是细菌结构的示意图。细菌的细胞核悬浮在细胞的基质中（细胞质）。细胞质由一层细胞膜包围，后者具有多种重要的功能，例如调节细胞内外无机盐的交换以及细胞和其周围环境营养和代谢物的交换。细胞膜外还有一层膜状物，实际上是细胞的外壁。这形成了细菌的骨架，使得细胞具有一定的形状。有些细菌还能够形成具有保护作用的外壳(见图III.10)。
| 细菌的运动能力。有些球菌和大多数杆菌能够在液体培养基中移动，它们利用鞭毛推动自己，鞭毛就像细胞膜外长出的长发状物质(见图III.8)。 |
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杆状和螺旋状细菌 |
不同类型的细菌，其鞭毛的长度和数量也是不同的。一般来说，细菌每秒钟移动的距离是自己长度的1到10倍，霍乱细菌的运动速度是最快的，它每秒钟移动的距离是它体长的30倍。
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孢子是细菌用来抵御外界不利条件而形成的保护物质，这些不利条件有：
- 冷，热
- 干燥
- 消毒剂的存在
- 缺乏营养
在细菌中有很多类型的孢子内壁。
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细菌孢子和荚膜的形成（节选自Tetra Pak 1995）。
只有几类细菌才可以形成孢子。其中，杆菌和梭菌是最典型的。在不利条件下，这些细菌可以将遗传物质和一些能量储备集中在细胞的某个区域。在孢子形成的过程中，细菌的营养营养机能就丧失了。之后，孢子出芽产生营养细胞，如果条件有利，细胞就开始繁殖。
最后，细胞溶解，孢子就释放出来。孢子不会进行新陈代谢，在干燥的空气中可以存活好多年，它们要比细菌具有更强的抵御化学消毒剂，抗生素以及紫外线的能力，而且也很耐热。例如，在120 °C条件下要用20分钟才能保证将孢子杀死。而和其他的细菌一样，营养期孢子形成时的细菌在100 °C下几分钟就可以杀死了。
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温度
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光
-
酸度
-
是否存在游离氧
-
水
-
生长抑制剂
-
营养物质 |
细菌的生长条件．
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温度是影响细菌生长，繁殖和食物变质最显著的因素。只有在一定的温度条件下细菌才可以生存，不同类型的细菌对温度的要求也不同。
温度条件以及不同细菌适宜生存的温度分类。
不同种类的细菌有着很大的不同，有些细菌适宜在凝固点附近生存，有些甚至能够在摄氏零下好几度生存，而其他的细菌生长温度就比较高。
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一般来说，当温度低于10 °C时，牛奶和奶制品中的细菌生长就可以被显著地抑制，而当温度低达4 或 3 °C时，细菌的生长几乎完全停止。但是，低温储存的牛奶不会破坏细菌。结冰可以造成奶制品质量的破坏，因为冰晶能够使细胞破裂。
最高温度指的是细菌生长停止的温度以上，而最适温度指细菌生长最快时的温度。如果温度上升到最高温度以上，细菌马上就可以被剧热杀死，而杀灭细菌孢子的热量要更高。
根据温度范围，可以将细菌分为以下几类：
| 类型 |
最低温度°C |
最适温度°C |
最高温度°C |
| 嗜寒细菌 |
-10 |
-5 |
25 |
| 耐寒细菌 |
0 |
20 |
40 |
| 嗜温细菌 |
10 |
30 |
45 |
| 耐热细菌 |
25 |
45 |
75 |
| 嗜热细菌 |
30 |
50 |
80 |
嗜寒细菌指的是喜欢寒冷条件的细菌。这种细菌经常可以在原奶中发现，一般来源于被污染的水。由于这个缘故，它们有时也被叫做水细菌。用水掺和牛奶实际上意味着将这种细菌引入牛奶里。
耐寒细菌指的是对寒冷有耐受能力的细菌，这些细菌存在于牛舍的灰尘，饲料以及其它地方中。如果没有灭菌的牛奶在农场或者乳制品厂储存时间较长的话，可能会受到耐寒细菌的污染。大多数的耐寒细菌实际上是嗜温细菌，两者的最适温度范围相同（见下面）。
嗜温细菌和耐寒细菌的不同之初在于后者可以在很冷的温度下生长。在正常条件下，通过巴氏灭菌可以将这两种细菌杀灭，但有时在灭过菌的牛奶中仍然可以发现它们，这可能是二次污染的缘故。
嗜热细菌一般来源于土壤，干草以及一些干燥，带有灰尘的饲料，这种细菌会污染农场生产的原奶。如果挤设备清洁不当，造成奶垢的积累，这是常见的污染源。如果牛奶在较高的温度条件下在农场储存很长时间，或者乳业生产设备使用过度而清洁不当，嗜热细菌就会在乳品厂大量积累，疯狂生长。
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对于细菌的生长来说，是不需要阳光的，因为它们不象植物那样含有叶绿素，可以自己合成食物。相反，光如果含有紫外线的话，会杀死细菌，紫外线是一种可以引起化学变化的射线，改变细胞中的蛋白质。在自然界中，阳光的杀菌作用扮演着非常重要的角色，尤其是对于空气细菌的杀灭，这就是为什么在阳光充足的大街和房间里细菌比较少，而阴暗的地方细菌较多。
合适的酸度条件对于微生物的生长是非常重要的。在牛奶中，pH是不可改变的，不能通过滴定来调节。许多微生物在正常pH值的牛奶中可以繁殖，但是对于霉菌和酵母来说，它们喜欢酸度更高的环境。其他细菌，如大多数蛋白质发酵细菌，在较高的酸度条件下会停止繁殖。由乳酸菌产生的酸可以抑制某些腐生细菌的生长，一定程度上可以保持牛奶质量，尽管牛奶已经发酸。乳酸细菌本身也只能忍受某个酸度，而且不同的乳酸菌对酸的敏感性也不同。这意味着在牛奶的酸化过程中，不同种类的乳酸菌都发挥了一定的作用。通常，在pH值4.2时不会产生酸。
大多数较高等的生物需要氧气来存活，但对于微生物来说，并不是这样，霉菌因为其独特的繁殖方式需要氧气来生存，许多酵母和细菌也是这样。但是，有些酵母和细菌并不依赖于氧气，有的甚至会抵触氧气。
根据对氧气的需求，微生物可以分为两类：
需氧型细菌。大多数酵母，所有的霉菌以及很多细菌属于这种类型，它们的生长需要游离的分子氧。
厌氧型细菌。包括能够在无氧条件下生存的大部分细菌。
需氧/厌氧型细菌。这些微生物既可以在无氧条件下生存，也可以在有氧条件下生存，一般偏好其中的一种，一般的乳酸菌是这类微生物的典型代表，这些细菌在罐头或瓶子的底部要比瓶口更容易生长。结果，容器底部的牛奶先开始酸化。有时候，牛奶的最上层很新鲜，但是底下已经开始发酸了。
微氧型细菌。这些细菌只能在氧气浓度比较低的区域生存。
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水是细菌细胞最主要的成分，新生细胞的产生也需要大量的水。干燥的物质，如奶粉，由于没有水分，可以防止细菌的污染。干燥过程本身并不会杀灭所有的微生物。有些细菌可以在干燥物质中存活很久。干燥刚刚结束之后，奶粉中细菌的数量下降比较慢，可能要经过几年的时间才可以消灭绝大部分的细菌。较高的储存温度可以促进灭菌。除了产品中的水分外，水的渗透压也是非常重要的。
细菌的生长需要营养物质，因为它们需要为新的细胞合成提供原材料。而且，将复杂的化合物分解成简单化合物会释放能量，供给细胞执行各种生理功能。一些化合物的分解，同时伴随着其他化合物的生成，这个过程叫做发酵。
牛奶中营养物质很多，可以作为许多微生物理想的营养来源。但是，由于不同微生物对营养的需求不同，并不是说所有的微生物都可以在牛奶中找到它们所需要的营养物质，所以就不适合它们生存。
细菌一般通过无性分裂的方式进行繁殖，首先，细胞的尺寸变大，接着，遗传物质聚集在细胞的某个区域，细胞等分成两个相同部分。然后两部分相互分开，形成两个微生物，它们或者分开，或者还是聚集在一起，显示出该细菌特有的性质。
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 |
|
时间
(分钟) |
细菌
(#) |
|
0
20
40
60
80
100
120
180
240
300
360
420
460 |
1
2
4
8
16
32
64
512
4096
32768
262144
2000000
16000000 | |
细菌的生长（20分钟一代）。
我们用细菌的传代时间来表示微生物的生长速度。它是指在细菌生长的周期,细菌增殖一倍所需要的时间。
下图描述了细菌接种到培养基后的生长曲线。生长期(a)被称为“停滞期”，是指细菌开始繁殖前的停滞阶段，因为它们需要时间来适应新的环境。停滞期也可以在休眠的细菌培养基中观察到，例如，可以在接种之前储存在较低的温度下。由于在接种的时候，生长抑制的细菌数量不同，因此停滞期的长短也是不同的。如果培养条件合适的话，细菌的生长不需要培养期，繁殖可以立即开始。
在停滞期后的几个小时里，细菌开始迅速繁殖。生长期(b)被称为“对数期”，因为此时细菌的繁殖可以用对数的形式来计算。
细菌的生长曲线（节选自Tetra Pak 1995）。
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在阶段(b)，有毒的代谢产物在培养基中积累，因此繁殖的速度减慢，老的细菌不断死亡，新的细菌不断产生，这样就达到一个平衡状态，这个阶段(c)被称为“静止期”。在接下来的阶段(d)，新细胞的产生完全停止，现有的细胞也逐渐死亡，阶段(d)结束时，培养基中的细菌全部死亡，因此阶段(d)被称为“死亡期”。
曲线的形状，即不同时期的长度和各个阶段的斜率会随着温度，养料补给以及其他生长因素的变化而变化。
当牛奶刚刚从乳房挤出来的时候，几乎是没有细菌的，但是在牛奶离开乳房之前，细菌可以通过乳头管进入乳房并使之发生感染。这些细菌一般是无害的而且数量比较小，大约为每毫升几千个。然而，如果乳房感染了细菌（乳腺炎），牛奶就会被细菌严重污染，甚至报废，不用说奶牛忍受的痛苦了。在乳头管里通常聚集着一些细菌，在挤奶刚开始后，这些细菌会排出。因此，专家建议给病牛挤奶时，应该将刚挤出来富含细菌的奶收集起来进行分析。
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| 细菌通过乳头管进入乳房。 |
乳房发炎时，牛奶会被细菌严重污染。 |
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在农场的日常操作过程中，牛奶很容易被各种各样的微生物感染，尤其是细菌。感染的程度和细菌菌落的组成取决于农场的环境以及牛奶接触面的清洁程度，后者包括提桶式挤奶机，过滤器，搅拌器，运奶罐等等。比起乳房来，牛奶接触的表面往往是更大的感染源。
当进行手工挤奶的时候，细菌可以通过挤奶工人，奶牛，干草以及环境空气进入牛奶。进入牛奶的细菌数量在很大程度上取决于挤奶人员的技术以及卫生意识。如果用机器挤奶，可以排除一些不利因素，但是也有新的问题出现，即机器本身。如果挤奶设备清洁不够理想的话，大量的细菌就会进入牛奶。
由于牛奶的成分比较特别，所以很容易受到各种细菌的污染。如果农场的卫生条件比较好的话，每毫升牛奶的细菌数量只有几千个，但是如果清洁程度，消毒以及冷却做得比较差的话，数量会达到几百万个。因此，从细菌污染的角度来讲，农场挤奶设备的日常消毒和清洗对于保证牛奶的质量具有决定性的作用。质量最好的牛奶，细菌数量(菌落形成单位/CFU)通常应该少于100 000/毫升。在有些国家，10 000/毫升的标准也很容易达到。
将牛奶迅速冷却到4 °C以下可以保证农场牛奶的质量。这一步操作可以抑制牛奶中细菌的生长，因此大大提高了牛奶的储存质量。图3.14描述了原奶温度对细菌生长的影响。从300 000 CFU/ml开始，我们可以看到高温下细菌的生长速度以及冷却到4 °C时抑制细菌生长的效果。
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原奶中细菌的生长（节选自Tetra Pak 1995）。
如果容器/奶罐绝缘效果比较好的话，在挤奶的同时将牛奶冷却到4 °C甚至2 °C，可以将运送牛奶的间隔保持到2到3天。
在卫生条件比较差的情况下挤奶，细菌数量会迅速上升，繁殖的基数也很大，再加上合适的温度，细菌就会疯狂生长。为了防止细菌的生长，应该尽量减少细菌的数量， 直接将牛奶冷却到4 °C左右只能在一定程度上达到这种减少细菌数量的目的。
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当然，我们必须知道，冷却作为保证牛奶卫生的必要措施，是不可替代的。良好的卫生操作，挤奶后及时的冷却是防止感染，保证牛奶高质量的重要途径。冷却操作也很方便。高效率的冷却可以帮助你防止牛奶被微生物的污染。
两个不同温度时不同的起始菌落数量细菌的生长情况。
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很多细菌都是偶然进入牛奶的。它们可以在这个环境里生存和繁殖，但是，牛奶一般不是细菌理想的生长媒介。在和一些更适应在牛奶中生存的细菌的竞争中，有一些不适应的细菌就会死去。在牛奶中发现的细菌可以分为以下几类：
如果你想了解更多关于细菌积极和消极的作用，乳业微生物手册是很好的参考书（e.g. R. K. Robinson 1983）。
在哺乳动物中，牛奶是母亲和后代营养联系的最后一个环节。奶不仅为幼畜提供完善，平衡的营养，而且还含有保护它们抵御各种传染疾病的抗菌物质。
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乳汁，尤其是初乳（分娩后第一次分泌的乳汁），含有免疫因子，对幼畜的生存是很重要的，这一点很早就被人们熟知了。几千年以前，放牧人发现，新生的小羊和小牛必须喝到初乳才能生存。 |
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小牛要生存，必须喝初乳。 |
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今天，奶中含有抗菌因子的研究已经很好地得到了证明。其中最为人所知的抗菌因子是免疫球蛋白，它在初乳中浓度很高，可以马上使新生幼畜获得免疫力。
乳汁中还含一些非特异因子如溶菌酶，乳运铁蛋白和过氧化物酶。这种过氧化物酶被称为乳过氧化物酶，和唾液和胃酸中存在的过氧化物酶是相同的。
真菌是微生物的一种，在自然界的植物，动物和人类中经常可以发现。不同的真菌其结构和繁殖的方式也大相径庭。真菌可以是圆形的，椭圆形的，也可能是线形的。线形的真菌可以形成网状物，可以被肉眼观察到。真菌可以分为酵母和霉菌两种。
酵母是一种单细胞生物，形状为球形或者圆柱形，不同的酵母大小差异很大。例如，啤酒酵母（一种酿酒酵母）直径在2 – 8 mm之间，长度为3 – 15 mm。有些酵母的大小可以达到100mm。
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酵母细胞的结构（节选自Tetra Pak 1995）
酵母一般通过芽裂的方式繁殖，当然还有其他的一些方式。芽裂繁殖属于无性繁殖。在这个过程中，母细胞的细胞壁上会生出一个小芽。子细胞和母细胞会在一定时间里共同分享细胞质，最后，子细胞会脱离母细胞。通常，子细胞不会和母细胞分开，而是两者相连，母细胞继续出芽，产生子细胞。子细胞也会出芽，因此，可以形成一大串的细胞，互相连接。有些酵母通过形成孢子的方式进行繁殖（这和细菌孢子有很大的不同）。
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营养 |
酵母和其他的生物，如细菌需要相同的营养物质。 |
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湿度 |
和细菌相比，酵母生长需要的水分较少，
有些几乎不要水分。 |
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酸度 |
酵母生长的pH范围为3到7之间（最佳pH为4.5 到5）。 |
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温度 |
酵母生长的最适温度一般为20 到30º C。 |
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氧气 |
酵母在有氧气和没有氧气的情况下都可以生存，
但是偏需氧型，即它们在有氧气的条件下生长更好。 |
酵母的生长条件。
乳制品中含有酵母是不利的，因为它们可以使产品变质。然而，对于俄罗斯酸乳酒和芬兰Viile的生产，酵母是保证其质量所必须的。在啤酒，葡萄酒，烤面包以及蒸馏产业里，酵母是重要的合作伙伴。
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霉菌是真菌中的异类，它们由丝状的细胞组成，即菌丝体。霉菌有许多分支体，称为菌丝体，有的可能只有在显微镜下才能看见，而有的用肉眼就可以看到。
菌丝体由许多单个的菌丝组成，菌丝可以帮助真菌汲取营养，参与了繁殖过程，菌丝可以直立生长，而且可以携带孢子。
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含有针叶状分生八字链的青霉菌（节选自Tetra Pak 1995）。 |
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湿度 |
霉菌可以在水分很少的物质上生存，
它们可以从空气中吸取水分。 |
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酸度 |
霉菌可以在pH范围为3到8.5的条件下生长。 |
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温度 |
霉菌生存的最适温度一般为20到30ºC。 |
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氧气 |
霉菌一般是需氧型生物。 | |
霉菌的生长条件。
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霉菌有很多不同的属。牛奶业中比较重要的霉菌有青霉菌，奶霉菌和向地单孢念珠菌。
噬菌体是一种病毒，即细菌寄生虫。它们自己可以生存，但是生长和繁殖必须要在细菌细胞里。它们的宿主是很专一的，例如，只寄生于细菌的某一个种类。抗菌素，或者叫噬菌体只有通过电子显微镜才可以看见。
在乳业中采用的微生物叫做“发酵剂”。发酵剂是很多微生物的混合体。发酵剂运到乳品厂之后，要采用较高的卫生标准进行质量保存，以确保产品加工过程不被污染。
由于牛奶常被噬菌体污染，用于发酵培养的牛奶（通常是脱脂奶）要进行加热处理。图3.21描述了如果不进行加热处理的后果以及在稍后牛奶是否会被噬菌体污染。
细菌和噬菌体的生长以及对发酵剂的影响(节选自ra Pak 1995)。
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噬菌体的结构(节选自Tetra Pak 1995)。
噬菌体只吞噬细菌，而且是生长旺盛的年轻细胞，噬菌体寄生在这些细胞里面进行繁殖。随后，细菌就会解体，一个细菌可以释放出10到200个抗菌素，接下来，这些噬菌体再去吞噬新的细菌。
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抗菌素附在寄主的表面，将DNA注入细胞。
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细胞内部的复制机器复制生成新的噬菌体DNA和噬菌体蛋白。
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在细菌细胞内部，装配成新的噬菌体，细菌细胞水解。
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成熟的噬菌体被释放出来。
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各种各样的细菌，酵母和霉菌，以及它们进行的生命活动，对地球上的生物尤其是人类，具有非常重要的作用。土壤和水中的微生物能将可用物质降解成可供植物吸收的有机肥料。这样一来，它们也就间接地在为动物界服务。
微生物对人类的贡献更加直接。例如，能形成乳酸的微生物，可以用来防止饲料（牲口的青贮饲料）变质。一些食物的制备，例如德国泡菜，绿橄榄和黄瓜，也是运用了相同的原理。
微生物对于乳制品的生产尤为重要，例如，酸酪乳，奶酪和发酵奶油。因此，选择合适的微生物对于优化这些产品的质量至关重要。
在这里，我们有必要提一下，牛奶中可能含有一些抗生素的残余物，这些物质来源于对患有乳腺炎奶牛的治疗药品，最常见的是青霉素。条例规定，用抗生素处理过的奶牛，其生产的牛奶不能进行乳产品加工。
当然，微生物并不是只有好的一面，我们也应该提到致病性微生物，这些是人类最难对付的敌人。尽管病原微生物的数量要远远小于那些对人类没有危害或者有用的微生物的数量，但是这些人类的敌人所产生的危害性却是有目共睹的。
几乎全世界所有的政府都通过了法律，要求乳品企业生产的牛奶必须经过巴氏灭菌，这样的产品才可以提供给消费者。一般来说，巴氏灭菌的温度是72 °C，时间为15到20秒，这样才可以杀死所有的病原微生物。
我们要知道，冷却是保证牛奶卫生的必要措施，而不是权宜之计，这一点是很重要的，未雨绸缪总是最好的。防止牛奶被污染是最首要的问题。
冷却是抑制微生物生长的有力武器，有了高效冷却和细心操作，我们才能防止微生物对牛奶的污染。牛奶的质量就会提高，随之，各种乳制品的质量也水涨船高。而最终获利的还是人类自己。（要了解牛奶中微生物的更多更细的知识，请查阅Tetra Pak 1995）。
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