شیر مادهٔ غذائی مطلوب و متعادلی برای انسان است بنابراین جای تعجب نیست که محیط کشت بسیار مناسبی هم برای رشد باکتری‌ها باشد. باکتری‌هائی که به‌طور تصادفی وارد شیر می‌شوند. می‌توانند سبب بروز مشکلات بهداشتی برای مصرف‌کننده شوند. پاستوریزاسیون روشی است که با استفادهٔ صحیح از اثر گرما تقریباً تمامی میکروب‌های بی‌آزار و تمامی میکروب‌های بیماری‌زای آن را در صورت وجود از بین برده و در عین حال حداقل تغییر در ساختمان فیزیکی، تعادل شیمیائی و عناصر بیوشیمیائی را ایجاد شود. مطابق با استاندارد ویژگی‌های شیر پاستوریزه به شماره ۹۳، شیر پاستوریزه، شیری است که با یکی از روش‌های معمول پاستوریزهاسیون تهیه شده باشد. به‌طوری که کلیهٔ میکروب‌های بیماری‌زای غیر اسپوردار آن معدوم و تعداد میکروب‌های غیر بیماری‌زای آن به حداقل رسیده و حداقل تغییرات در ترکیب آن حاصل شده باشد. عمر شیر پاستوریزه محدود و کوتاه بوده و تا تاریخ مصرف باید در یخچال در ۴ درجه سلسیوس و دور از نور نگهداری شود. درجه حرارتی که به‌منظور پاستوریزاسیون به‌کار می‌رود بستگی کامل به مقاومت گرمائی بیماری‌زاها و غیر بیماری‌زاهائی دارد که درصد از بین بردن آن هستیم. همچنین حساسیت ویژگی‌های کیفی محصول به گرمای پاستوریزاسیون نیز شرط مهمی است. پاستوریزاسیون شیر به دو صورت انجام می‌گیرد: روش کند LTLT که یک روش غیرمداوم است و روش تند HTST که یک روش مداوم است. در روش LTLT شیر داخل مخازن سه جداره مجهز به همزن (برای انتقال حرارت و تسریع عمل) و ترمومتر، پاستوریزه می‌شود. قسمت بیرونی مخازن عایق بوده و بین دو جداره داخلی بخار یا آب داغ با دمای (۶۹-۶۳) درجه سلسیوس قرار دارد و شیر به مدت نیم ساعت تحت حرارت قرار می‌گیرد. سپس به‌سرعت دمای شیر را به ۴ درجه سلسیوس می‌رسانند تا از تکثیر احتمالی باکتری‌ها جلوگیری گردد. عمل سرد کردن یا با عبور آب سرد بین جدارهای مخازن و یا از طریق مبدل‌های صفحه‌ای انجام گیرد. این روش چندان برای پاستوریزاسیون مناسب نیست زیرا راندمان تولید کم بوده و از طرفی ویتامین‌های حساس به حرارت که ویتامین‌های گروه B و C هستند، نیز کاهش می‌یابند. در روش HTST، پاستوریزاسیون در چهار مرحله صورت می‌پذیرد.
در اولین مرحله، شیر ورودی سرد با شیر خروجی گرم پاستوریزه شده تبادل حرارتی صورت داده و به درجه حرارت حدود ۴۵ درجه سلسیوس می‌رسد. در دومین مرحله شیر از طریق صفحات با آب داغ (۷۳-۷۲) درجه سلسیوس مجاور گشته و به حرارت (۷۴ - ۷۲) می‌رسد. در مرحله سوم، شیر گرم شده، مدت زمان لازم برای پاستوریزاسیون را که بین ۳۰-۱۵ ثانیه است. از طریق صفحات با لوله طی می‌کند. در آخرین مرحله شیر پاستوریزه از طریق صفحات بخش سردکننده، با آب یخ مجاور شده و به دمای ۴ درجه سلسیوس می‌رسد. شیرهای پاستوریزه از نظر مقدار درصد چربی به سه دسته تقسیم می‌شوند:
شیر پاستوریزه کامل: درصد چربی آن حداقل ۳ درصد و وزن مخصوص آن در ۱۵ درجه سلسیوس از ۱۰۲۹ کمتر نباشد.
شیر پاستوریزه کم‌چرب: شیر پاستوریزه‌ای که میزان درصد چربی آن حداقل ۵/۱ درصد بوده و دانسیته آن در ۱۵ درجه سلسیوس از ۱۰۳۰ کمتر نباشد.
[مقصود از چربی، همان چربی شیر گاو است و استفاده از چربی به غیر از چربی شیر گاو مجاز نیست]
طبق استاندارد ملی ایران به شماره ۱۶۴، شیر خام همان مایع مترشحه و دست نخورده حاصل از دوشش کامل پستان گاو سالم است که با اصول صحیح تغذیه و نگهداری شده باشد. در شرایط بهداشتی دوشیده شده و تحت هیچ شرایطی، آب یا ماده دیگری به آن اضافه نشده باشد. همچنین باید فاقد آغوز بوده و بلافاصله پس از دوشش، در شرایط مناسبی تا دمای ۴ درجه سانتی‌گراد سرد شده و تا زمان تحویل به کارخانه در همین دما باقی بماند. باید دقت کرد که شیر گاو‌هائی که تحت درمان آنتی‌بیوتیکی یا مواد هورمونی و داروئی دیگر قرار گرفته‌اند، حداقل تا هفت روز پس از قطع دارو، قابل مصرف نیستند. گرچه ترکیبات شیر گاو، از نظر مقدار درصد مواد آن به عواملی نظیر نژاد فصل و شرایط اقلیمی، دوره شیرداری، سلامت و بیماری تغذیه و اوقات شبانه‌روز بستگی دارد، اما در هر حال ترکیبات شیر خامی که روزانه در اختیار کارخانه‌های شیر قرار می‌گیرد، باید دارای مشخصات ویژگی و شیمیائی زیر باشد:
رنگ شیر باید رنگ طبیعی شیر، سفید صدفی یا خامه‌ای و گاهی نیز مایل به زرد است. بوی آن هم بایستی بوی مخصوص و مطبوع خود شیر باشد. شیر طبیعی تازه‌ای که در شرایط ایده‌آل تولید شده باشد، دارای طعم مخصوص شیر و کمی شیرین و دلپذیر است. وزن مخصوص یا دانسیته شیر خام در دمای ۱۵ درجه سلسیوس بین ۰۲۹/۱ - ۰۳۲/۱ است. اسیدیته شیر خام نباید تحت هیچ شرایطی از ۱۶ درجه درنیک بیشتر باشد. pH آن هم باید در دمای ۱۵ درجه سلسیوس بین ۷/۶ - ۵/۶ باشد. درصد چربی شیر گاو، باید حداقل ۲/۳ درصد بر اساس وزنی (m/m) باشد. درصد ماده خشک بدون چربی شیر گاو، نباید از ۵/۸ درصد وزن به وزن (m/m) کمتر باشد.
سایر ترکیبات شیر خام گاو عبارتند از: ۳ درصد پروتئین‌های شیر، ترکیبات قندی یا لاکتوز شیر ۶/۴ درصد، مواد معدنی ۷/۰درصد و باقیمانده ترکیبات اصلی شیر را آب تشکیل می‌دهد. از نقطه‌نظر میکروبی، کیفیت شیر خام گاوی که تحویل کارخانه‌های لبنی می‌شود، باید به‌صورت زیر باشد تا قابلیت پاستوریزاسیون و استریلیزاسیون را داشته باشد؛ شمارش کلی میکروارگانیسم‌ها در هر میلی‌لیتر از شیر درجه یک، حداکثر ۵^۱۰، شیر درجه دو حداکثر ۵^۱۰ ۵ و شیر درجه سه حداکثر ۶^۱۰ و شیر درجه چهار بین (۶^۱۰ ۵ـ۶^۱۰) است.
طبق استاندارد شماره ۹۳، ویژگی‌های حسی (ارگانولپتیک) شیر پاستوریزه به‌صورت زیر است.
رنگ شیر پاستوریزه باید دارای رنگ طبیعی شیر گاو باشد. شیر پاستوریزه باید دارای بوی طبیعی بوده و عاری از بوهای غیرعادی و نامطبوع باشد. طعم آن نیز با همان طعم مطبوع شیر و عاری از طعم‌های فلز، تندی، تلخی، ترشی و سایر طعم‌های غیر عادی باشد. ویژگی‌های فیزیکی شیر پاستوریزه به‌صورت زیر است: دانسیته یا وزن مخصوص شیر پاستوریزه در دمای ۱۵ درجه سلسیوس باید با میزان چربی متناسب بوده و میزان چربی نیز چنانچه گفته شد باید بر اساس نوع شیر که کامل، کم‌چرب و بدون چربی است تقسیم‌بندی شده باشد. مادهٔ خشک بدون چربی در انواع شیر پاستوریزه نباید از ۸ درصد کمتر باشد. میزان اسیدیته در انواع شیر پاستوریزه باید حداکثر ۱۶ درجه درنیک (۱۶/۰ گرم اسید لاکتیک درصد) باشد. تست فسفاتاز شیر پاستوریزه باید منفی باشد. ویژگی‌های میکروبی شیر پاستوریزه، طبق استاندارد ۲۴۰۶، می‌باید به‌صورت زیر باشد:
تعداد باکتری‌های هوازی مزوفیل در شیر پاستوریزه نباید از ۵^۱۱۰ در هر میلی‌لیتر تجاوز کند. شمارش کلی میکروارگانیسم‌ها در شیر پاستوریزه تازه ساده ۴^۵۱۰/۷ در هر میلی لیتر و در شیر پاستوریزه کاکائوئی با قهوه ۴^۱۰ در هر میلی لیتر است.
چهار گروه باکتری، در صنعت شیر بسیار اهمیت دارند:
۱. کلی فرم‌ها یا گروه اشرشیا آئروباکترو Escherichia-Aerobacter
۲. گرمادوست‌ها Thermophilic
۴.میکروب‌های مقاوم در برابر حرارت Thermoluric
این چهار گروه سبب آلودگی شیر می‌شوند.
وجود تعداد کم میکروارگانیسم در شیر باعث بهتر شدن در کیفیت آن می‌شود. هر چه بار اولیه میکروبی کمتر باشد کیفیت نگهداری آن نیز بهتر است. بار میکروبی اندک به‌خصوص تعداد اسپور باکتری‌ها در شیر موضوع قابل توجهی است که باید در هنگام فرآیند شیر با درجه حرارت بالا به آن توجه کرد. میزان میکروب‌های موجود در شیر برای ارزیابی وضعیت بهداشتی شیر و درجه‌بندی آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. باکتری‌هائی که وجود آنها در شیر باعث نامطلوبی آن می‌شود در شیر به‌خوبی رشد می‌کنند. مانند لاکتیک‌ها و کلی‌فرم‌ها و سایکروتروپ‌هائی که در درجه حرارت‌های یخچالی رشد می‌کنند وترمودپوریک‌هائی که در درجه حرارت‌های پاستوریزاسیون باقی می‌مانند. وجود باکتری‌های مقاوم به حرارت یا اسپور آنهاست که سبب بروز مشکل می‌شود و اهمیت ضرورت پائین بودن بار میکروبی شیر خام را روشن می‌کند. باکتری‌های مقاوم به حرارت، به باکتری‌هائی گفته می‌شود که در حرارت زیاد مثل پاستوریزاسیون زنده باقی می‌مانند. وقتی پاستوریزاسیون در دمای بالا انجام می‌گیرد چنانچه محصول برای مدت طولانی در یخچال قرار داشته باشد باکتری‌های مقاوم در برابر حرارت و سایکروتروپ‌ها ظاهر می‌شوند.
