แบคทีเรียในอาหาร

Page 3 of 10

ปัจจัยที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย (ศูนย์วิทยาศาสตร์การแพทย์ภูเก็ต, 2553)

1. อุณหภูมิ( Temperature ) แบคทีเรียสามารถเติบโตได้ในช่วงกว้าง (วิลาวัณย์ เจริญจิระตระกูล, 2539) ส่วนใหญ่เจริญเติบโตได้ดีที่อุณหภูมิ 25-40°C แต่มีบางกลุ่มสามารถเจริญได้ที่อุณหภูมิสูงและมีบางกลุ่มเจริญได้ดี (ถึงแม้จะช้า) ที่อุณหภูมิ 0-15°C ดังนั้นโดยทั่วไปเราแบ่งแบคทีเรียออกเป็น 3 กลุ่ม ตามอุณหภูมิที่สามารถเจริญได้ ดังนี้

1.1 Mesophilic bacteria หรือ mesophiles เป็นแบคทีเรียที่ชอบอุณหภูมิปานกลาง เจริญเติบโตได้ดีที่ 20-50°C แบคทีเรียที่อยู่ในกลุ่มนี้ ได้แก่ Coliforms bacteria, Lactobacillus, Streptococcus และแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคต่างๆ

1.2 Thermophilic bacteria หรือ thermophiles เป็นแบคทีเรียที่ชอบอุณหภูมิสูง เจริญเติบโตได้ดีที่ 45-80°C แบคทีเรียที่อยู่ในกลุ่มนี้ ได้แก่ Lactobacillus, Bacillus sterothermophilus

1.3 Psychrophilic bacteria หรือ psychrophiles เป็นแบคทีเรียที่ชอบอุณหภูมิต่ำ สามารถเจริญเติบโตได้ที่ -10 ถึง 25°C

นอกจากนี้ยังมีแบคทีเรียบางกลุ่มที่เจริญได้ที่อุณหภูมิสูงมาก เช่น กลุ่ม hyperthermophiles สามารถเจริญเติบโตได้ที่ 80-100°C และกลุ่ม extremophiles ซึ่งสามารถเจริญเติบโตได้ที่อุณหภูมิสูงถึง 100-120°C

แบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคอาหารเป็นพิษส่วนใหญ่เป็นจุลินทรีย์ในกลุ่ม mesophile สามารถเจริญได้ดีที่ช่วงอุณหภูมิ 30-45°C เช่น B. cereus ดังนั้นประเทศไทยจึงมีโอกาสเสี่ยงต่อปัญหาของจุลินทรีย์กลุ่มดังกล่าว (กระทรวงสาธารณสุข, 2553)

ตารางที่ 1 แสดงช่วงอุณหภูมิสำหรับการเจริญของแบคทีเรีย

แบคทีเรีย	อุณหภูมิต่ำสุด(°C)	อุณหภูมิที่เหมาะสม(°C)	อุณหภูมิสูงสุด(°C)
Psychrophiles	-5 ถึง 5	12-15	15-20
Psychrotrophs	-5 ถึง 5	20-30	30-35
Mesophiles	5-15	30-45	35-47
Thermophiles	40-45	55-75	60-90

(ที่มา : กระทรวงสาธารณสุข, 2553)

2. เวลา ( Time ) แบคทีเรียใช้เวลาในการเจริญเติบโตแตกต่างกันขึ้นอยู่กับชนิดของแบคทีเรีย ชนิดของอาหารที่แบคทีเรียใช้ และปัจจัยอื่นๆ การอยู่ในสภาวะที่เหมาะสมจะทำให้แบคทีเรียเจริญได้ดีและมีระยะเวลาที่ใช้ในการเจริญ (Generation time) น้อยลง ดังรูปที่ 2

รูปที่ 2 แสดงระยะเวลาที่ใช้ในการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย

(ที่มา : ศูนย์วิทยาศาสตร์การแพทย์ภูเก็ต, 2553)

3. อากาศ (Oxygen) แบคทีเรียแต่ละชนิดมีความต้องการอากาศที่แตกต่างกัน เราสามารถแบ่งประเภทของแบคทีเรียตามความต้องการออกซิเจนได้ ดังนี้ (รูปที่ 3)

3.1 แอโรบิก (Aerobic) (วิลาวัณย์ เจริญจิระตระกูล, 2539) เป็นแบคทีเรียที่ต้องการออกซิเจนในการเจริญเติบโต สร้างพลังงานโดยกระบวนการหายใจ (respiration) ซึ่งเป็นการสร้างพลังงานโดยใช้ออกซิเจน

3.2 เฟคัลเททีฟ แอนแอโรบ (Facultative anaerobes) เป็นแบคทีเรียที่สามารถเจริญได้ทั้งในสภาวะที่มีหรือไม่มีออกซิเจน แบคทีเรียกลุ่มนี้สร้างพลังงานได้จากกระบวนการหายใจและยังสามารถสร้างพลังงานจากกระบวนการหมัก (fermentation) ซึ่งเป็นการสร้างพลังงานโดยไม่ใช้ออกซิเจน โดยกระบวนการหายใจจะให้พลังงานมากกว่ากระบวนการหมักและยังทำให้แบคทีเรียเจริญเติบโตได้เร็วกว่าด้วย

3.3 แอนแอโรบิก (Anaerobic) จุลินทรีย์กลุ่มนี้ไม่ต้องการออกซิเจนในการเติบโต จึงไม่สามารถเติบโตในสภาพอากาศปกติได้ บางพวกอาจทนต่อสภาพที่มีออกซิเจนในระดับต่ำๆได้ (tolerant anaerobes) แต่บางพวกไม่สามารถทนต่อออกซิเจนได้เลย จุลินทรีย์เหล่านี้จะตายเมื่อถูกออกซิเจน (strict anaerobes)

3.4 ไมโครแอโรฟิลิก (Microaerophilic) จุลินทรีย์กลุ่มนี้เป็นพวกต้องการออกซิเจนปริมาณเล็กน้อยในการเติบโต แต่ไม่สามารถทนต่อสภาพที่มีออกซิเจนได้ในระดับปกติ (วิลาวัณย์ เจริญจิระตระกูล, 2539)

รูปที่ 3 แสดงความต้องการออกซิเจนของแบคทีเรียที่แตกต่างกัน

(ที่มา : Moore, GS., 1999)

4. ความเป็นกรดด่าง ( pH )

ความเป็นกรด-ด่าง ของสภาวะแวดล้อมมีผลต่อการเจริญของแบคทีเรีย แบคทีเรียส่วนใหญ่เจริญได้ดีในช่วง pH 6-8 อย่างไรก็ดี มีแบคทีเรียบางกลุ่มที่ทนต่อกรด (acid-tolerant bacteria) และบางกลุ่มที่ทนต่อด่าง (alkaline-tolerant bacteria)

โดยทั่วไปแบคทีเรียจะเจริญในช่วง pH ที่เป็นด่าง (ค่า pH มากกว่า 7) ได้ดีกว่า ช่วง pH ที่เป็นกรด (ค่า pH น้อยกว่า 7) แต่ก็มีแบคทีเรียบางกลุ่ม เช่น Sulfur bacteria ที่เจริญได้โดยใช้กรด sulfuria เป็นแหล่งพลังงาน

5. ความชื้นในอาหาร

ปริมาณน้ำในอาหารเป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ โดยมีค่าวอเตอร์แอกทิวิตี้(water activity : aw) เป็นค่าที่แสดงปริมาณน้ำที่จุลินทรีย์สามารถนำไปใช้ ดังนั้นการลดค่านี้ด้วยวิธีการต่างๆ เช่น การทำแห้ง ใส่เกลือ หรือเติมน้ำตาลในปริมาณสูง จะทำให้อาหารมีค่า aw ต่ำลง เมื่อน้ำที่จุลินทรีย์สามารถนำไปใช้ได้น้อยลง จุลินทรีย์ก็จะเจริญเติบโตได้ยาก ซึ่งอาหารแต่ละชนิดจะมีค่า aw แตกต่างกัน จึงเกิดการเน่าเสียจากจุลินทรีย์ต่างชนิดกัน โดยแบคทีเรียเจริญได้ดีในอาหารที่มีค่าวอเทอร์แอกทิวิตีสูงและไม่สามารถเจริญได้ถ้าอาหารมีค่า aw ต่ำกว่า 0.90 แต่อาจมีแบคทีเรียบางกลุ่มที่สามารถเจริญที่ aw ต่ำกว่านั้น เช่น แบคทีเรียที่ชอบเกลือ ซึ่งสามารถเจริญได้ที่ aw ประมาณ 0.75 ทำให้เกิดปัญหาการเน่าเสียในอาหารที่มีการเติมเกลือ เช่น ปลาเค็ม และเบคอน ส่วนราสามารถเจริญในอาหารที่มีค่า aw ต่ำได้ดีกว่าแบคทีเรีย จึงอาจเป็นปัญหาในอาหารแห้งและเครื่องเทศ ส่วนอาหารที่มีปริมาณน้ำตาลสูงอาจเกิดการเน่าเสียจากยีสต์ ซึ่ง Osmophilic yeast สามารถเจริญได้ (กระทรวงสาธารณสุข, 2553)

6. สารอาหาร

สารอาหารเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับแบคทีเรีย แบคทีเรียเจริญได้ดีที่สุดเมื่อได้รับสารอาหารที่เหมาะสมซึ่งจะแตกต่างกันไป สามารถแบ่งแบคทีเรียตามความต้องการอาหาร ได้เป็น 2 พวก คือ โฟโตโทรฟ เป็นพวกที่ใช้แสงเป็นแหล่งพลังงานและพวกเคโมโทรฟ เป็นพวกใช้สารเคมีเป็นแหล่งพลังงาน อาหารแต่ละชนิดจะมีแบคทีเรียที่เติบโตแตกต่างกันขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของอาหารนั้นๆ สำหรับอาหารที่มีสารอาหารครบถ้วน เช่น นม จะเป็นแหล่งที่มีแบคทีเรียอาศัยอยู่มากมายหลายชนิด (วิลาวัณย์ เจริญจิระตระกูล, 2539)

7. ความเข้มข้นของเกลือ

แบคทีเรียหลายชนิดสามารถเติบโตได้ในสภาวะที่มีเกลือมากน้อยต่างกัน แบคทีเรียบางชนิดไม่สามารถเจริญได้แม้มีอยู่เพียงเล็กน้อย แบคทีเรียบางชนิดต้องการเกลือปริมาณหนึ่งในการเจริญแต่แบคทีเรียบางกลุ่มอาจเจริญได้แม้อยู่ในสภาวะที่มีเกลือมาก ๆ เราเรียกแบคทีเรียกลุ่มนั้นว่า halophilic bacteria เช่นเดียวกับน้ำตาล แม้เกลือจะช่วยให้แบคทีเรียบางกลุ่มเจริญได้ แต่ความเข้มข้นของเกลือที่สูงมาก ๆ จะทำให้เซลล์แบคทีเรียตาย