ปัจจัยที่มีผลต่อชนิด จำนวน และการเจริญของจุลินทรีย์ในอาหาร ซึ่งจะมีผลต่อลักษณะและอัตราการเน่าเสีย
1. กลุ่มของจุลินทรีย์
จุลินทรีย์ที่มีเวลาในการเพิ่มจำนวนสั้นก็อาจเพิ่มจำนวนได้มาก ทำให้เกิดการ เน่าเสียได้เร็ว โดยทั่วไป แบคทีเรียจะเจริญได้เร็วกว่ายีสต์ และรา นอกจากนี้ ในกลุ่มจุลินทรีย์ประเภทเดียวกันแล้วก็จะมีการเจริญแข่งขันกัน โดยชนิดหนึ่งอาจเจริญได้ดีกว่าอีกชนิดหนึ่ง รวมทั้งกลุ่มจุลินทรีย์ที่แข็งแรงอาจเพิ่มจำนวนได้เร็วกว่ากลุ่มจุลินทรีย์ที่บาดเจ็บ
อย่างไรก็ตาม การเน่าเสียอาหารจากจุลินทรีย์ ปริมาณของจุลินทรีย์ต้องมีมากเพียงพอ โดยทั่วไป เมื่อแบคทีเรียมีปริมาณสูงตั้งแต่ 1 ล้านเซลล์ ต่อกรัม หรือมิลลิลิตร หรือตารางเซนติเมตร จะทำให้อาหารเกิดการเปลี่ยนแปลงคุณภาพ เช่น มีการเปลี่ยนแปลงสี กลิ่นรส เนื้อสัมผัส เกิดแก๊ส หรือเมือก เป็นต้น แต่ไม่ได้หมายความว่าอาหารที่มีปริมาณจุลินทรีย์สูงเป็นอาหารที่เน่าเสีย เนื่องจากอาหารบางประเภทต้องการให้จุลินทรีย์มีชีวิตอยู่ในปริมาณที่สูงและเป็นที่ยอมรับของผู้บริโภค เช่น โยเกิร์ต หรือนมเปรี้ยว เป็นต้น
2. ความสัมพันธ์ในการดำรงชีวิตร่วมกันของจุลินทรีย์
การอยู่ร่วมกันของจุลินทรีย์ที่พบเช่น Antagonistic (การเจริญแข่งขันกันทำลายกัน โดยจุลินทรีย์ที่เจริญได้ดีกว่าจะอยู่รอด ส่วนจุลินทรีย์ที่เจริญสู้ไม่ได้ก้จะตายไป) หรือ Symbiotic (จุลินทรีย์มีการเจริญแบบพึ่งพากัน ช่วยเหลือซึ่งกันและกัน ถ้าขาดจุลินทรีย์ชนิดใดชนิดหนึ่งไป จะเจริญได้ไม่ดี) และ Synergistic (จุลินทรีย์ที่เมื่อมีการเจริญร่วมกันจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในอาหารแบบหนึ่งได้ หากมีการเจริญของจุลินทรีย์เพียงชนิดใดชนิดหนึ่งจะไม่สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแบบนั้นได้ เช่น Pseudomonas syncyanea เจริญในน้ำนมจะทำให้น้ำนมมีสีน้ำตาลอ่อน และ Streptococcus lactis ไม่ทำให้น้ำนมเปลี่ยนสี แต่ถ้าจุลินทรีย์ทั้ง 2 ชนิดนี้เจริญร่วมกันจะเปลี่ยนสีของน้ำนมเป็นสีน้ำเงินสด) นอกจากนี้ กรณี Metabiotic จุลินทรีย์ที่เจริญก่อนจะช่วยปรับสภาพการเจริญให้เหมาะสมต่อการเจริญของจุลินทรีย์ชนิดที่สอง กระบวนการดังกล่าวเรียกว่า Metabiosis เช่น Streptococcus lactis และ Coliform bacteria จะทำให้น้ำนมดิบเกิดการหมัก มีความเป็นกรดซึ่งมีผลยับยั้งการเจริญของตัวเองแต่เหมาะสมต่อการเจริญของ Lactic acid bacteria ที่ทนกรดเจริญเพิ่มจำนวนและปริมาณกรดต่อไปอีก จนกระทั่งยับยั้งตัวเอง หลังจากนี้ ยีสต์และราก็จะเจริญทำให้กรดในน้ำนมลดลง และProteolytic bacteria ก็จะเริ่มเจริญเพิ่มจำนวนย่อยโปรตีน ดังนั้นความสัมพันธ์ของการอยู่ร่วมกันของจุลินทรีย์ก็จะมีผลต่อลักษณะการเน่าเสียอาหาร
3. สภาพแวดล้อม
สภาพแวดล้อม เช่น สภาพที่มี/ไม่มีออกซิเจน อุณหภูมิในการเก็บรักษา ความเป็นกรด-ด่าง เป็นต้น อุณหภูมิมีผลต่อการการย่อยสลายตัวเองของอาหารสดที่เก็บไว้ ดังนั้นอาหารจึงถูกจุลินทรีย์ทำลายได้ง่าย เช่นการเก็บรักษาผลไม้ในอุณหภุมิที่ไม่เหมาะสมก็จะช่วยเร่งการเน่าเสียของผลไม้จากกิจกรรมของจุลินทรีย์ อุณหภูมิของอาหารจะมีผลต่อชนิด อัตราการเจริญ และการเปลี่ยนแปลงที่จะเกิดขึ้นกับอาหารจากจุลินทรีย์ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพียงเล็กน้อยจะส่งเสริมการเจริญของจุลินทรีย์ต่างชนิดกัน มีผลให้อาหารเน่าเสียในรูปแบบต่างกัน เช่น ราและยีสต์ทั่วไปเจริญได้ไม่ดีที่อุณหภูมิสูง ดังนั้นจึงอาจไม่มีผลต่อการเก็บรักษาอาหารที่เก็บไวที่อุณหภูมิสูง
4. คุณลักษณะโครงสร้างของอาหาร
คุณลักษณะโครงสร้างของอาหาร เช่น อาหารที่ผ่านความร้อน โปรตีนเกิดการเสื่อมสภาพ (denatured) ทำให้อยู่ในสภาพเหมาะต่อการนำไปใช้มากกว่าสภาพ native protein หรือโปรตีนที่มีโครงสร้างตามธรรมชาติ อาหารที่แข็งและแห้งหากมีการเปลี่ยนแปลงความชื้นที่ผิว ทำให้จุลินทรีย์เจริญและแพร่กระจายเข้าสู่ภายในเนื้ออาหาร ทำให้อาหารเน่าเสียเร็วขึ้น การแตกทำลายของเนื้อเยื่อเช่น ผลไม้ ที่เกิดจากราก็อาจทำให้ความชื้นเพิ่มขึ้นเหมาะสมต่อการเจริญของยีสต์และแบคทีเรีย
5. คุณสมบัติทางเคมีของอาหาร
คุณสมบัติทางเคมีของอาหาร เช่น องค์ประกอบในอาหารที่แตกต่างกันย่อมมีผลต่อการเจริญของจุลินทรีย์ จุลินทรีย์แต่ละชนิดมีความสามารถในการใช้แหล่งสารอาหารได้แตกต่างกัน ดังนั้นคุณสมบัติของอาหารจะเป็นตัวบ่งชี้จำนวนและชนิดของจุลินทรีย์ที่จะเจริญและทำให้เกิดการเน่าเสีย คุณสมบัติดังกล่าวได้แก่ ความเป็นกรด-ด่าง ค่า oxidtion-reduction petential หรือ การมีสารยับยั้งจุลินทรีย์ ก็เป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดการเจริญของจุลินทรีย์
6. กระบวนการเตรียมและผลิตอาหาร
การปนเปื้อนของจุลินทรีย์จากน้ำที่ใช้ล้างอุปกรณ์หรือเครื่องมือต่างๆ จะทำให้ชนิดและจำนวนจุลินทรีย์เปลี่ยนแปลง หรือ การเตรียมอาหารอาจลดหรือเพิ่มจุลินทรีย์ได้ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสัดส่วนของจุลินทรีย์แต่ละชนิด ส่วนกระบวนการผลิตเช่น ใช้ความร้อนสูงจะทำลายจุลินทรีย์ได้มาก เป็นต้น
ความสำคัญของจำนวนจุลินทรีย์ต่อการเน่าเสียอาหาร
จำนวนจุลินทรีย์มีผลต่อการเน่าเสียของอาหารแตกต่างกันขึ้นกับชนิดของอาหาร แต่โดยทั่วไป 106 -109 เซลล์/กรัม, มล., ตารางเซนติเมตร ก็ทำให้อาหารเกิดการเน่าเสีย เช่น การเน่าเสียที่วัดปริมาณการเกิดของ H2S, amines, H2O2 ที่เกิดจากจุลินทรีย์สามารถตรวจสอบได้ถึงแม้จะมีจำนวนจุลินทรีย์ต่ำในทางกลับกัน หากการเน่าเสียที่เกิดจากกรดแลกติกที่สร้างจากจุลินทรีย์ จะมีปริมาณที่สามารถตรวจสอบได้ก็ต่อเมื่อมีจำนวนจุลินทรีย์อยู่สูง หรือในกรณีการเกิดเมือก (slime formation) จะสังเกตได้เมื่อจุลินทรีย์มีจำนวนสูงประมาณ 108 หรือสูงกว่าต่อกรัม, มล., ตารางเซนติเมตร เป็นต้น อย่างไรก็ตามอาหารบางชนิด เช่น bioprocessed foods ปกติจะมีปริมาณจุลินทรีย์สูง (108 -109 เซลล์/กรัม, มล., ตารางเซนติเมตร) จะไม่จัดเป็นการเน่าเสียของอาหาร เพราะทำให้เกิดคุณลักษณะที่ต้องการในอาหาร
ความสำคัญของ predominant microorganism ต่อการเน่าเสียอาหาร
ปกติอาหารชนิดหนึ่งจะมีจุลินทรีย์หลายชนิดเจริญอยู่ร่วมกัน อาจเป็น genus เดียวกันแต่ต่าง species รวมทั้งยังมีจำนวนที่แตกต่างกัน เมื่ออาหารชนิดเดียวกันเกิดการเน่าเสียมักจะพบว่ามีจุลินทรีย์เพียงชนิดเดียวหรือสองชนิดที่เจริญเป็น predominant และบางครั้งจุลินทรีย์predominantดังกล่าวก็ไม่ได้มีจำนวนเริ่มต้นที่สูงสุด หากจุลินทรีย์predominantนี้ มีระยะเวลาการแบ่งเซลล์สั้นที่สุดในสภาพการเก็บรักษาอาหารนั้น จึงทำให้เพิ่มจำนวนได้รวดเร็วมีผลทำให้อาหารเน่าเสีย เช่น เนื้อวัว (ความเป็นกรด-ด่าง 6) มีจำนวนแบคทีเรียเริ่มต้น 103 เซลล์/กรัม โดยเป็นกลุ่ม Pseudomonas spp 1% Acinetobacter และ Moraxella 11% Brochothrix thermosphacta 13% และแบคทีเรียอื่น ๆ (Micrococcus, Staphylococcus, Lactic acid bacteria) 75% เมื่อเก็บรักษาเนื้อวัวไว้ที่ 2 °C เป็นเวลา 12 วัน ในสภาพที่มีออกซิเจน พบว่าจำนวนแบคทีเรีย เพิ่มขึ้นเป็น 6 x 107 เซลล์/กรัม โดยมี Pseudomonas spp. ถึง 99% และที่เหลือเป็นแบคทีเรียอื่น ๆ 1% แสดงให้เห็นว่า Pseudomonas เจริญได้ดีภายใต้สภาพการเก็บรักษาจึงเพิ่มจำนวนรวดเร็วกว่าแบคทีเรียชนิดอื่น แต่หากเก็บรักษาเนื้อวัวไว้ที่ 2 °C ในสภาพไม่มีออกซิเจน (vacuum-package) พบว่า predominant bacteria ในเนื้อวัวเป็นกลุ่มของ Lactobacillus และ/หรือ Leuconostoc
ความสำคัญของชนิดอาหารต่อการเน่าเสียอาหาร
อาหารแต่ละชนิดมีคุณสมบัติแตกต่างกัน เช่น ความเป็นกรด-ด่าง ค่า water activity เป็นต้น อาหารที่มีค่า aw ต่ำกว่า 0.90 หรือ ค่าความเป็นกรด-ด่าง ต่ำกว่า 5.3 จะเกิดการเน่าเสียจากแบคทีเรียได้น้อย แต่ยีสต์และราจะเป็นสาเหตุทำให้เกิดการเน่าเสีย อาหารแห้งเช่น ขนมปัง มักเกิดการเน่าเสียจากรา หรืออาหารที่มีความเป็นกรด-ด่างเป็นกลางและมีความชื้นสูงเช่น ไข่ น้ำนม ปลา และเนื้อ มักเกิดการเน่าเสียจากแบคทีเรีย
ความสำคัญของชนิดจุลินทรีย์ต่อการเน่าเสียอาหาร
จุลินทรีย์ที่มีระยะเวลาในการแบ่งตัวสั้น ก็จะเพิ่มจำนวนได้รวดเร็ว รวมทั้งสามารถเจริญได้ในสภาพการเก็บรักษาอาหาร ก็จะมีผลทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงกับอาหารได้ โดยทั่วไปแบคทีเรียจะทำให้เกิดการเน่าเสียในอาหารได้เร็วกว่าเชื้อยีสต์และรา
วิชาสอนของ อ. เจริญ 