น้ำนมดิบสามารถนำแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์นมได้หลายอย่าง เช่น นมสดพาสเจอไรซ์ นมสดสเตอรริไลซ์ นมสดสเตอริไลซ์ยูเอชที ครีม เนยเหลวเนยแข็ง ไอศกรีม นมเปรี้ยว นมข้น นมข้นหวานหางนมข้นหวาน นมผง หางนมผง น้ำนมคืนรูปเวย์ (whey) ฯลฯ ซึ่งโรงงานนมในประเทศไทย สามารถผลิตได้เป็นส่วนใหญ่ แต่บางแห่งยังใช้นมผงหรือหางนมผงจากต่างประเทศมาเป็นวัตถุดิบผลิตภัณฑ์ บางอย่างไม่อาจผลิตได้ภายในประเทศเพราะต้นทุนการผลิตค่อนข้างสูง เมื่อเทียบกับต่างประเทศ
โรงงานนมทุกแห่งจะต้องประกอบด้วยเครื่องจักรการที่สร้างระบบความร้อนและความเย็นระบบการปั่นแยกครีม ระบบการลดขนาดอนุภาคของไขมันและทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน (homogenisation) และระบบการล้างทำความสะอาดเครื่องมือแบบอัตโนมัติ ระบบสุดท้ายนี้มีความสำคัญมากเพราะอาหารนมต้องมีสุขลักษณะสูงมาก
ขั้นตอนการผลิตผลิตภัณฑ์นมมักประกอบด้วยการทำให้น้ำนมเย็นลง การแยกไขมันออกมา การกำหนดอัตราส่วนของไขมัน การลดขนาดอนุภาคของไขมัน การฆ่าเชื้อแบบปาสเตอร์ (pastuerisation) และการนำอากาศออกไปจากน้ำนมทั้งนี้ทุกโรงงานต่างตระหนักว่าวัตถุดิบที่นำเข้ามาแปรรูปต้องมีคุณภาพสูง เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์นมที่มีคุณภาพ และต้องมีการแปรรูปที่มีประสิทธิภาพเพื่อรักษาสารอาหารที่มีอยู่ในน้ำนม เช่น โปรตีน ไขมัน แล็กโทส เกลือแร่ และวิตามิน เป็นต้น
ผลิตภัณฑ์นมที่สำคัญ ได้แก่
๑. นมพร้อมดื่ม
๒. ครีม
๓. เนยสด
๔. เนยแข็ง
๕. นมหมักเชื้อจุลินทรีย์
๖. ไอศกรีม
๗. นมข้น นมข้นหวาน และหางนมข้นหวาน
๘. นมผง และหางนมผง ได้แก่ น้ำนมสด น้ำนมปรุงแต่ง น้ำนมคืนรูป และน้ำนมผสมคืนรูป น้ำนมสดคือนมที่รีดมาจากแม่โคโดยมิได้แยกหรือ เติมวัตถุอื่นใด และผ่านการฆ่าเชื้อแบบปาสเตอร์การทำไร้เชื้อ (สเตอริไลซ์) หรือการทำไร้เชื้อแบบยูเอชที (สเตอริไลซ์ยูเอชที) อย่างใดอย่างหนึ่งน้ำนมปรุงแต่ง ได้แก่ น้ำนมที่แต่งด้วย สี กลิ่น และรสต่างๆ ที่นิยมกันมากในประเทศไทย คือ รสหวานและรสช็อกโกแลต น้ำนมคืนรูปได้แก่ น้ำนมที่ใช้นมผงมาผสมกับน้ำให้ได้ส่วนประกอบคล้ายคลึงกับน้ำนมสด ส่วนน้ำนมผสมคืนรูปได้แก่น้ำนมคืนรูปที่แต่งด้วย รส สีและกลิ่น
สำหรับกระบวนการแปรรูปใช้วิธีการฆ่าเชื้อ เพื่อปราศจากจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคแก่คน เช่น วัณโรค
กระบวนการแบบแรกคือการฆ่าเชื้อแบบปาสเตอร์ โดยใช้ความร้อนสูง ๖๑-๖๒°ซ และคงอยู่ที่อุณหภูมินี้ไม่น้อยกว่า ๓๐ วินาที หรือให้ความร้อนสูง ๗๒-๗๓°ซ และคงอยู่ที่อุณหภูมินี้ไม่น้อยกว่า ๑๖ วินาที แล้วทำให้เย็นลงทันทีถึงอุณหภูมิ ๑๐°ซ หรือต่ำกว่า น้ำนมที่ผ่านกระบวนการนี้ต้องเก็บรักษาไว้ที่อุณหภูมิไม่เกิน ๑๐°ซ มีอายุประมาณ ๓ วัน ส่วนใหญ่บรรจุในขวดพลาสติก ถุงพลาสติก และกล่องกระดาษ
กระบวนการแบบที่สองคือการทำไร้เชื้อ (sterilisation) หลังจากน้ำนมได้ผ่านกระบวนการฆ่าเชื้อแบบปาสเตอร์ การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน และได้บรรจุในภาชนะบรรจุ เช่น ขวด หรือกระป๋องซึ่งปิดสนิทเพื่อกันรั่วเรียบร้อยแล้ว นำมาผ่านการทำไร้เชื้อ โดยใช้ความร้อนสูงไม่ต่ำกว่า ๑๐๐°ซ ในเวลาที่เหมาะสม (ประมาณ ๒๐-๔๐ วินาที)
กระบวนการแบบที่สามซึ่งเป็นกระบวนการสุดท้ายนี้ นับเป็นกระบวนการที่ใหม่มากคือ การทำไร้เชื้อแบบยูเอชที (U.H.T.; Ultra high temperature sterilisation) โดยใช้ความร้อนสูงมาก และบรรจุในกล่องกระดาษปราศจากจุลินทรีย์ ซึงประดิษฐ์เป็นพิเศษ เคลือบด้วยวัสดุต่างๆ ถึง ๗ ชั้น กระบวนการนี้จะนำน้ำนมที่ผ่านการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแล้ว ไปฆ่าเชื้อโรคด้วยความร้อนสูง ๑๓๗°ซในเวลา ๔ วินาที แล้วลดความร้อนเหลือเพียง ๗๐°ซ และ ๒๐°ซ ตามลำดับ แล้วจึงบรรจุกล่องกระดาษดังกล่าว สามารถเก็บไว้ได้นานประมาณ ๖ เดือน โดยไม่ต้องเก็บไว้ในตู้เย็น
นมสดยูเอชที
ใช้ระบบยูเอชทีทำลายบัคเตรี โดยใช้ความร้อนสูงมากในช่วงเวลาที่สั้นมาก เพื่อรักษาสี รส และคุณค่า
อาหาร สามารถเก็บรักษาไว้ได้นานหลายเดือน โดยไม่ต้องแช่เย็น หรือสารกันบูดและเก็บไว้ในกล่องปราศจากจุลินทรีย์ซึ่งทำด้วยกระดาษ แผ่นพลาสติก อะลูมิเนียมฟอยด์ เป็นต้น ผนึกเข้าด้วยกันถึง ๗ ชั้น เพื่อป้องกันนมจากสิ่งสกปรก อากาศ และแสงสว่าง
จุลชีววิทยาของอาหารนม
อาหารนมจำเป็นต้องมีคุณภาพสูง มีกระบวนการผลิต แปรรูป และจำหน่ายที่ถูกสุขลักษณะเพราะ จุลินทรีย์สามารถทำให้ผลิตภัณฑ์เสื่อมคุณภาพ หรือนำเชื้อโรคมาสู่คนได้ ขณะเดียวกันจุลินทรีย์บางอย่างก็มีประโยชน์ สามารถแปรรูปผลิตภัณฑ์ให้ได้สี กลิ่น และรสที่ตลาดต้องการ และสร้างคุณประโยชน์แก่ร่างกายมนุษย์ อาหารนม จึงเป็นอาหารที่กระทรวงสาธารณะสุขควบคุมและกำหนดมาตราฐานคุณภาพของน้ำนมและผลิตภัณฑ์
จุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับนม ได้แก่
๑. บัคเตรี เจริญเติบโตได้อย่างรวดเร็วในสภาพแวดล้อมที่ไม่สะอาด และในอุณหภูมิประมาณ ๑๕ํซ. ดังนั้นต้องรักษาความสะอาดของโค เครื่องมือ-อุปกรณ์ คอก และคนรีดนม และจำเป็นต้องทำให้น้ำนมเย็นลงถึงประมาณ ๕ํซ. โดยเร็ว บัคเตรีที่เติบโตได้ในนม ได้แก่ บัคเตรีที่ผลิตกรดแล็กติก กรดบิวทีริก (buteric acid) และกรดโพรพีโอนิก (propeonic acid) และบัคเตรีที่ทำให้นมเน่าเสีย และมีกลิ่นเหม็น
๒. ยีสต์ ทำลายคุณภาพของอาหารนม แต่จำเป็นสำหรับอุตสาหกรรมขนมปัง สุรา และไวน์ ในการผลิตผลิตภัณฑ์นมต้องควบคุมการเจริญเติบโตของยีสต์ โดยใช้ความร้อนสูงกว่า ๔๗ํ ซ.
๓. รา จะถูกทำลายโดยการฆ่าเชื้อแบบปาสเตอร์ มีประโยชน์ในการผลิตเนยแข็ง
๔. ไวรัส ได้แก่ แบคทีริโอฟาจ (bacteriophage) ไม่ทำให้นมเสื่อมคุณภาพแต่เป็นตัวทำลายบัคเตรีที่ใช้ในการแปรรูปนม เช่น นมเปรี้ยวเนยแข็ง ดังนั้นจึงต้องทำลายไวรัสชนิดนี้ โดยใช้ความร้อน และการเพิ่มความเป็นกรดของผลิตภัณฑ์อย่างรวดเร็ว
