В целях торможения развития микроорганизмов, ферментативных и физико-химических процессов при охлаждении молочного сырья и молочных продуктов температуру понижают до 210 °С и хранят их при этой температуре до переработки. В зависимости от конечной температуры охлаждения в продуктах в большей или меньшей степени могут протекать физико-химические процессы, обусловленные действием ферментов и микробиологическими процессами.

Интенсивность развития микробиологических процессов при пониженных температурах обусловливается наличием воды в доступной для микроорганизмов форме. Потребность их в воде можно выразить количественно в виде активности воды А_в. Значение А_в зависит от концентрации растворенных веществ и степени их диссоциации. Для бактерий оптимальное значение А_в соответствует 0,94 –0,93, для дрожжей – 0,91 – 0,88, плесени способны развиваться при А_в до 0,6.

Понижение температуры приводит к подавлению жизнедеятельности микроорганизмов. Эффект воздействия низких температур на микробную клетку основан на нарушении сложной взаимосвязи метаболических реакций и повреждении механизма переноса растворимых веществ через клеточную мембрану. Наряду с этим имеет место изменение качественного состава микрофлоры. Некоторые группы микроорганизмов (психрофилы) способны достаточно быстро размножаться при температуре 0 – 5 °С. Таким образом, охлаждение продуктов до низких температур не исключает возможности его микробиологической порчи, так как возбудителями порчи белоксодержащих продуктов являются пре­имущественно гнилостные бактерии.

Эффективность подавления жизнедеятельности микроорганизмов зависит не только от конечной температуры, но и от скорости охлаждения.

При отведении теплоты замедляется тепловое молекулярное движение и изменяется состояние компонентов молока, прежде всего с преобладающим числом гидрофобных связей. Наибольшим числом гидрофобных связей обладает казеин. При температуре около 60 °С прочность гидрофобных связей самая высокая. По мере снижения температуры сила гидрофобных связей ослабевает, агломераты распадаются на более мелкие образования. Дезагрегация обратима, но только частично, причем обратный процесс протекает с меньшей скоростью. Поэтому после хранения молока длительное время при температуре 2 – 6 ˚С способность его к свертыванию сычужным ферментом заметно ухудшается. Сгусток, полученный в результате свертывания долго хранившегося при низкой температуре молока, характеризуется меньшей прочностью и способностью к синерезису (отделению сыворотки).

Неустойчивость гидрофобных связей приводит к усилению активности ферментов, в первую очередь ксантиноксидазы и каталазы, связанных с казеином и белковыми компонентами жировых шариков в оболочке. При охлаждении они начинают десорбировать в плазму с поверхности оболочек жировых шариков, увеличивается их концентрация в плазме молока, что может вызвать появление индуцированного окисленного вкуса. Ксантиноксидаза катализирует окисление многих альдегидов до кислот, а каталаза – окисление пероксидами ненасыщенных жирных кислот и спиртов. При низкой скорости охлаждения, например в течение 20 ч с 37 до 6 °С, происходит значительная десорбция ксантиноксидазы. При высокой скорости охлаждения, например в течение 4 ч до тех же температур, десорбция этого фермента незначительна.

Кроме названных ферментов вследствие ослабления гидрофобных связей при охлаждении и дестабилизации оболочек жировых шариков при перемешивании охлажденного молока повышается активность липаз и протеиназ, значительная часть которых связана с казеином. При этом повышается вероятность появления индуцированного липолиза и протеолиза, что ведет к появлению горького и прогорклого привкусов в молоке, хранившемся длительно при низких температурах.

При охлаждении молочного сырья и молочных продуктов происходят частичное отвердевание и кристаллизация молочного жира в жировых шариках, что и приводит к ослаблению связей в оболочках, так как глицеридный слой теряет эластичность и становится более подверженным механическим воздействиям. Процесс отвердевания и кристаллизации молочного жира при охлаждении используется, как технологический прием при производстве сметаны и масла из сливок.

Охлаждение и хранение охлажденного молочного сырья приводит к разрушению витаминов. Например, витамин С разрушается на 18 % при хранении охлажденного молока 2 сут и на 67 % при хранении охлажденного молока 3 сут.

При охлаждении происходит изменение состава микрофлоры сырого молока – замедляется рост мезофильной и термофильной микрофлоры и начинают преобладать психрофильные бактерии, развивающиеся при температурах от 5 до 15 °С. Психрофильные микроорганизмы выделяют термостабильные протеолитические и липолитические ферменты, сохраняющие свою активность после тепловой обработки, поэтому представляют наибольшую опасность для качества молочного сырья и молочных продуктов.

В связи с тем, что охлаждение определенным образом влияет на компоненты и состав микрофлоры молочного сырья и молочных продуктов, нежелательно при производстве молочных продуктов, и особенно сыров и творога, использовать длительно хранившееся при низких температурах молочное сырье.