Молоко является весьма благоприятной питательной средой для развития многих микроорганизмов. После употребления в пищу инфицированного молока и молочных продуктов могут возникать такие инфекции, как брюшной тиф, дизентерия, холера, эшерихиозы, бруцеллез, туберкулез, скарлатина, ангина, Ку — лихорадка, ящур, клещевой энцефалит, сальмонеллезные токсикоинфекции, отравление стафилококковым энтеротоксином и др.
Различают специфическую и неспецифическую микрофлору молока и молочных продуктов.
К специфической микрофлоре молока и молочных продуктов относят микробов — возбудителей молочнокислого, спиртового и пропионовокислого брожения. Микробиологические процессы за счет жизнедеятельности этих микроорганизмов лежат в основе приготовления кисломолочных продуктов (творога, кефира, простокваши, ацидофилина и др.).
Бактерии молочнокислого брожения считаются нормальной микрофлорой молока и молочных продуктов. Главную роль при скисании молока и молочных продуктов играют молочнокислые стрептококки S. lactis, S. cremaris и др. Менее активные расы молочнокислых стрептококков (S. citrovorus, S. lactis subsp. diacetylactis) продуцируют летучие кислоты и ароматические вещества и поэтому широко используются при получении сыров. В группу молочнокислых бактерий также входят молочнокислые палочки: Lactobacterium bulgaricum, Lactobacterium casei, Lactobacterium acidophilus и т.д.
Основными возбудителями спиртового брожений в молоке и молочных продуктах являются дрожжи (Saccharomyces lactis и др.).
Неспецифическую микрофлору молока составляют гнилостные бактерии (Proteus), аэробные и анаэробные бациллы (В.subtilis, В.megatherium, C. putrificum) и многие др
Микробное обсеменение молока начинается уже в вымени. В процессе дойки происходит добавочное его обсеменение с поверхности кожи вымени, с рук, из сосуда, куда оно поступает и из воздуха помещения. Интенсивность этого добавочного обсеменения в общем зависит от того, насколько соблюдаются элементарные санитарно — гигиенические условия при получении молока. Плохие условия хранения молока также могут способствовать дальнейшему нарастанию в нем микрофлоры.
Бактерицидная фаза. Свежевыдоенное молоко, хотя и содержит уже сотни микробов в 1 см3 (главным образом, стафилококки и стрептококки), обладает бактерицидными свойствами за счет присутствия в нем нормальных антител. Поэтому в течение некоторого периода развитие бактерий в молоке задерживается. Этот период называют бактерицидной фазой. Длительность бактерицидной фазы колеблется в пределах 2–36 ч в зависимости от физиологических особенностей животного (в раннем периоде лактации бактерицидность молока выше).
Хранение молока при повышенной температуре (30–37 °С) резко сокращает продолжительность бактерицидной фазы. Такое же влияние оказывает и интенсивное добавочное обсеменение молока микробами.
После того, как бактерицидная фаза закончилась, наступает развитие микрофлоры. Видовой состав ее меняется во времени под влиянием изменений биохимических свойств среды и вследствие антагонистических и симбиотических взаимоотношений между микробными видами.
Фаза смешанной микрофлоры. Она длится около 12 ч. В этот период еще не наступает преобладания каких-либо видовых групп микробов, так как обилие питательного субстрата и пространственные возможности позволяют достаточно свободно развиваться многим видам микроорганизмов.
Фаза молочнокислых стрептококков. В этой фазе получают преобладание микроорганизмы названной группы (S. lactis, S. termofilus, S. cremoris и др.). Лактоза усиленно превращается ими в молочную кислоту, реакция изменяется в кислую сторону. Накопление молочной кислоты ведет, в дальнейшем к отмиранию молочнокислых стрептококков и смене их более кислотоустойчивыми молочнокислыми бактериями. Это наступает через 48 часов, знаменуя начало третьей фазы.
Фаза молочнокислых палочек. В ней господствующее положение приобретают палочковидные формы молочнокислых бактерий. (L. lactis, L. crusei, L. bulgaricum и др.). Образующаяся кислой реакции среды приводит к угнетению роста и постепенному отмиранию других видов бактерий.
К концу третьей фазы дальнейшие возможности развития молочнокислой микрофлоры исчерпываются, а на смену приходят грибки, для которых молочная кислота служит питательным субстратом.
Фаза грибковой микрофлоры. В этот период развиваются плесени и дрожжи, жизнедеятельность которых приводит к утрате продуктом своей пищевой ценности. Дрожжи представлены, главным образом, видами из рода Torula, реже обнаруживаются некоторые виды сахаромицетов.
Из плесеней встречаются: молочная плесень (Oidium lactis), покрывающая в виде пушка поверхность простокваши и сметаны, а также аспергилловые, пеницилловые и мукоровые.
Действие грибковой флоры ведет к нейтрализации среды, а это делает ее вновь пригодной для бактерий. Наступает развитие гнилостных бактерий, вызывающих протеолиз казеина, и, наконец, группы анаэробных спорообразующих маслянокислых бактерий.
Деятельность сменяющейся микрофлоры прекращается только с наступлением полной минерализации всех органических веществ молока.
При некоторых условиях процесс смены микробных биоценозов может отклоняться от вышеприведенной схемы. Так, молочнокислые бактерии могут быть с самого начала угнетены микробами группы кишечных палочек, если последние присутствуют в большом количестве. Дрожжи могут вырабатывать заметные концентрации спирта, что имеет место в таких продуктах, как кефир (0,2–0,6%) и, особенно, кумыс (0,9–2,5%). Наличие спирта создает условия для последующего развития уксуснокислых бактерий, сбраживающих спирт в уксусную кислоту. Наличие в молоке антибиотиков и других ингибирующих и нейтрализующих микрофлору веществ также может замедлять молочнокислые процессы.