ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับจุลินทรีย์ทางอาหาร

ที่มา: หลักสูตรเทคนิคพื้นฐานทางจุลชีววิทยาทางอาหาร กรมวิทยาศาสตร์บริการ

จุลินทรีย์ที่มีบทบาทในอาหารประกอบด้วย แบคทีเรีย ยีสต์ รา
มีประโยชน์      
         -  การก่อให้เกิดอาหารหมัก
         -  ช่วยยืดอายุการเก็บอาหาร
         -  เพิ่มคุณค่าทางโภชนาการ เช่น วิตามินบีที่ได้จากเซลล์ยีสต์
มีโทษ            
          -  ทำให้อาหารเน่าเสีย
          -  ทำให้เกิดโรคเนื่องจากสารพิษผลิตโดยจุลินทรีย์หรือเกิดจากการรับประทานจุลินทรีย์

จุลินทรีย์ที่มีบทบาทในอาหาร : แบคทีเรีย
-  ผลิตอาหารหมัก เช่น Pediococcus pentosaceus หมักแหนม
-  ผลิตน้ำส้มสายชู เช่น Acetobacter aceti
-  ทำให้อาหารเกิดการเน่าเสียเช่น Bacillus,Clostridium
-  ก่อโรคโดยการสร้างสารพิษในอาหาร เช่น สารพิษของเชื้อ Staphylococcus aureus

จุลินทรีย์ที่มีบทบาทในอาหาร : เชื้อรา
-  ผลิตอาหารหมัก เช่น Aspergillus oryzae และ A.sojae ใช้ในการหมักซีอิ๊ว เทมเป้
-  ผลิตเอนไซม์ เช่น A.niger สร้างบีตา-กาแลคโตซิเดส (B-galactosidase) กลูโคอะไมเลส  (glucoamylase) และอะไมเลส (amylase)
-  Alternaria ทำให้เกิดจุดดำในผักผลไม้ ทำให้เนื้อสัตว์มีสีแดง สามารถ สร้างพิษ (mycotoxins) ในอาหาร
-  Aspergillus ทำให้ผลไม้เน่ามีสีดำ โดยเฉพาะในส้ม เติบโตได้บนแฮมและเบคอนบางสปีชีส์เป็นสาเหตุการเสียของ ปาล์ม ถั่วลิสงและข้าวโพด สร้างอะฟลาทอกซินในอาหารแห้งจำพวกถั่ว กระเทียม เช่น A.flavus

จุลินทรีย์ที่มีบทบาทในอาหาร : ยีสต์
-  ผลิตเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ (เบียร์และไวน์) เช่น Saccharomyces
-  ทำให้อาหารเน่าเสีย เช่น Saccharomyces, Brettanomyces, Debaryomyer

ปัจจัยที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของจุลินย์ทรีในอาหาร
1.  ปัจจัยภายในเนื้ออาหาร (Intrinsic factor)
1.1 ความเป็นกรด-ด่าง (pH)
อาหารแต่ละชนิดมีค่า pH แตกต่างกัน เช่น ผลไม้ เครื่องดื่ม น้ำส้มสายชูและไวน์ มี pH ต่ำ 
กว่าที่แบคทีเรียทั่วไปจะเติบโตได้  แต่ผลไม้ที่มี pH ต่ำ อาจเกิดการเน่าเสียได้ เนื่องจากเชื้อราและยีสต์เติบโตได้ดีที่ pH ต่ำกว่า 3.5
1.2 ปริมาณความชื้น (moisture content)
ลินย์ต้องการน้ำในการเจริญเติบโต เรียกว่าค่า water activity (Aw) จุลินทรีย์แต่ละชนิดต้องการน้ำในการเติบโตแตกต่างกัน
1.3 ค่าออกซิเดชัน รีดักชันโพเทนเชียล (oxidation-reducton potetial :Eh) คือการที่สารได้รับหรือเสียอิเล็กตรอน
-  ปฏิกิริยาการรับอิเล็กตรอนคือรีดักชัน
-  ปฏิกิริยาการเสียอิเล็กตรอนเรียกว่าออกซิเดชัน  อาหารที่มีออกซิเจนละลายมากจะมีค่า Eh  เป็นค่าบวก
1.4 ชนิดของสารที่มีในอาหาร
สารอาหารที่จุลินทรีย์ใช้ในการเจริญเติบโตและช่วยทำให้กระบวนการเมแทบอลิซึมของเชื้อเป็นไปโดยปกติ ได้แก่ น้ำ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส วิตามิน และแร่ธาตุต่างๆ องค์ประกอบของอาหารที่สำคัญ ได้แก่ แหล่งไนโตรเจน สำหรับการเจริญเติบโต แหล่งพลังงาน และ growth factor หรือ วิตามินต่างๆ
1.5 สารยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ (inhibitor) เช่น eugenol ในหัวหอม  allicin  ในกระเทียม  cinnamic aldehyde ในอบเชย  thymol  ในสะระแหน่ เป็นต้น
1.6 โครงสร้างทางชีววิทยา (biological structure)เช่น เปลือก เมล็ดของผลไม้ เปลือกถั่ว หนังสัตว์ เปลือกไข่
ปัจจัยทั้ง 6 ประการ เป็นแนวทางในการทำนายว่าอาหารชนิดนั้นๆจะมีโอกาสปนเปื้อนด้วยจุลินทรีย์ชนิดใดได้บ้าง
2. ปัจจัยภายนอกที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์
2.1 อุณหภูมิของห้องเก็บอาหาร อุณหภูมิที่เหมาะสมต่อจุลินทรีย์แต่ละชนิดแตกต่างกัน พบว่าอุณหภูมิต่ำ(-15 ถึง 5 องศาเซลเซียส) และอุณหภูมิสูง (60-80 องศาเซลเซียส) ป้องกันไม่ให้จุลินทรีย์เติบโต
2.2 ความชื้นสัมพันธ์ของสภาพแวดล้อม Aw ของอาหารทั่วไปมีค่ามากกว่า 0.60
2.3 ชนิดและสัดส่วนของแก๊สในบรรยากาศที่เก็บอาหารมีผลต่ออายุการเก็บอาหาร ในห้องเก็บอาหารควรมีการควบคุมชนิดและปริมาณแก๊สให้เหมาะสม เช่น  คาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจนไดออกไซด์และแก๊สออกซิเจน มีผลต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์
2.4 การมีจุลินทรีย์อื่นๆ และกิจกรรมของจุลินทรีย์ จุลินทรีย์ในอาหารบางชนิดสามารถผลิตสารยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์อื่นๆได้ หรือฆ่าจุลินทรีย์ชนิดอื่นๆได้ เช่น สารปฏิชีวนะ สารแบคเทริโอซิน (bacteriocin) ไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ ( H₂O₂ ) เป็นต้น

ความสำคัญของจุลินทรีย์ในการบ่งชี้สุขลักษณะอาหาร
ดรรชนีบ่งชี้สุขลักษณะอาหาร :
-  คุณภาพและความปลอดภัยอาหาร

• ขึ้นกับปริมาณของจุลินทรีย์
• การตรวจวิเคราะห์

-  ใช้ดรรชนีจุลินทรีย์กลุ่มใดกลุ่มหนึ่งเป็น
-  ตัวชี้วัดคุณภาพ (Indicators of product quality)
-  ความปลอดภัยของอาหาร (Indicators of food safety)

• จุลินทรีย์ที่เป็นดรรชนีบ่งชี้สุขลักษณะอาหาร
• ดรรชนีจุลินทรีย์ : ตัวชี้วัดคุณภาพ

-  ชนิด ปริมาณ และ/หรือสารเมตาบอไลท์ที่จุลินทรีย์สร้างขึ้น สามารถนำมาใช้ชี้บ่งคุณภาพและอายุ  การเก็บรักษาของอาหารบางชนิดได้ในระดับหนึ่ง

ดรรชนีจุลินทรีย์ : ความปลอดภัยของอาหาร
-  ปริมาณการพบเป็นไปในทิศทางเดียวกันกับเชื้อโรคอาหารเป็นพิษ
-  มีความแตกต่างจากจุลินทรีย์อื่นๆ และอาหารอย่างชัดเจน
-  สามารถใช้วิธีทดสอบที่ง่ายและรวดเร็วตรวจวิเคราะห์ได้
-  ควรมีความต้านทานต่อสภาวะแวดล้อมที่มีมลพิษสูงๆ

 ดรรชนีจุลินทรีย์ : ความปลอดภัยของอาหาร (Indicators of Food Safety)
โคลิฟอร์แบคทีเรีย (Coliform bacteria)
-  รูปร่างเป็นท่อน ติดสีแกรมลบ ไม่สร้างสปอร์ เจริญได้ทั้งที่มีและไม่มี ออกซิเจน
-  ใช้น้ำตาลแลคโตสแล้วให้กรดและก๊าชภายในเวลา 24-48 ชม.ที่อุณหภูมิ 35-37 องศาเซลเซียส
-  พบในอาหารหรือน้ำ แสดงถึงโอกาสของการปนเปื้อนจากสิ่งขับถ่ายของสิ่งมีชีวิต ดิน ฯลฯ ฟีคัลโคลิฟอร์ม (Fecal coliforms)
-  กลุ่มโคลิฟอร์ม
-  ใช้น้ำตาลแลคโตสแล้วให้กรดและก๊าซที่อุณหภูมิ 44.5-45.5 องศาเซลเซียส
-  ใช้เป็นตัวบ่งชี้โอกาสของการปนเปื้อนจากสิ่งขับถ่ายของมนุษย์
-  ที่สำคัญและใช้บ่งชี้อยู่เสมอคือ E.coli