在一定溫度范圍內，溫度越低，細菌繁殖越慢；溫度越高，繁殖越快。但溫度太高，細菌就會死亡。不同的細菌有不同的生長溫度和耐熱、耐冷能力。巴氏消毒其實就是利用病原體不是很耐熱的特點，用適當?shù)臏囟群捅貢r間處理，將其全部殺滅。但經巴氏消毒后，仍保留了小部分無害或有益、較耐熱的細菌或細菌芽孢，因此巴氏消毒牛奶要在4℃左右的溫度下保存，且只能保存3~10天，最多16天。
作為牛奶的一種滅菌法，既可殺死對健康有害的病原菌又可使乳質盡量少發(fā)生變化。也就是根據(jù)對耐高溫性的結核菌熱致死曲線和乳質中最易受熱影響的奶油分離性熱破壞曲線的差異原理，在低溫下長時間或高溫下短時間進行加熱處理的一種方法。其中，在60℃以下加熱30分鐘的方式，作為低溫滅菌的標準，早為世界廣泛采用。利用高溫處理，雖對乳質多少有些影響，但可增強滅菌效果，這種方法稱為高溫滅菌（sterilization），也就是在95℃以上加熱20分鐘。巴氏滅菌法除牛奶之外，也可應用于發(fā)酵產品、真空包裝后的食品滅菌等。
當今使用的巴氏殺菌程序種類繁多?！暗蜏亻L時間”(LTLT)處理是一個間歇過程，如今只被小型乳品廠用來生產一些奶酪制品?！案邷囟虝r間”(HTST)處理是一個“流動”過程，通常在板式熱交換器中進行，如今被廣泛應用于飲用牛奶的生產。通過該方式獲得的產品不是無菌的，即仍含有微生物，且在儲存和處理的過程中需要冷藏。“快速巴氏殺菌”主要應用于生產酸奶乳制品。目前國際上通用的巴氏高溫消毒法主要有兩種：
一種是將牛奶加熱到62~65℃，保持30分鐘。采用這一方法，可殺死牛奶中各種生長型致病菌，滅菌效率可達97.3%~99.9%，經消毒后殘留的只是部分嗜熱菌及耐熱性菌以及芽孢等，但這些細菌多數(shù)是乳酸菌，乳酸菌不但對人無害反而有益健康。
第二種方法將牛奶加熱到75~90℃，保溫15~16秒，其殺菌時間更短，工作效率更高。但殺菌的基本原則是，能將病原菌殺死即可，溫度太高反而會有較多的營養(yǎng)損失。
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