ปัจจัยที่มีผลต่อกิจกรรมของจุลินทรีย์


จุลินทรีย์ก็เหมือนสิ่งมีชีวิตทั้งหลายที่ต้องมีการเจริญหรือทวีจํานวน ซึ่งการเจริญหรือทวีจํานวนจะเกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมหลายประการ ได้แก่




1. อุณหภูมิ (Temperature)


ชนิดของจุลินทรีย์จะสัมพันธ์กับอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมในสถานที่นั้นๆ กล่าวคือจุลินทรีย์จะต้องเจริญเติบโตได้ในช่วงอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงขึ้นลงนั่นเอง โดยมีสิ่งที่จำเป็นต้องทราบคือ

1. Minimum Temperature : คือค่าอุณหภูมิต่ำสุดที่จุลินทรีย์ยังสามารถเจริญเติบโตและดำเนินกิจกรรมทางด้านเมตาบอลิซึมต่อไปได้

2. Maximum Temperature : คือค่าอุณหภูมิสูงสุดที่จุลินทรีย์ยังสามารถเจริญและดำเนินกิจกรรมทางด้านเมตาบอลิซึมต่อไปได้ ถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นกว่านี้อีก เล็กน้อยแล้วการเจริญเติบโตจะหยุดลงและถ้ายังคงสูงขึ้นอีกถึงจุดหนึ่ง Enzyme และ Nucleic acid จะถูกทำให้สูญเสียกิจกรรมหรือเรียกว่า Inactivation อย่าง
ถาวร และในที่สุดจุลินทรีย์จะตาย ซึ่งเป็นหลักการทั่วไปที่นำไปใช้ในการทำลายจุลินทรีย์ด้วยความร้อน

3. Optimum Temperature : คือช่วงอุณหภูมิแคบๆ ซึ่งอยู่ระหว่าง Minimum Temperature และ Maximum Temperature คือเป็นอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดที่จะทำให้จุลินทรีย์เจริญเติบโตและมีอัตราของเมตาบอลิซึมสูงสุดจุลินทรีย์จะแบ่งออกตามช่วงอุณหภูมิที่อาศัยอยู่ดังต่อไปนี้
- Psychrophile : เจริญเติบโตได้ดีที่อุณหภูมิต่ำกว่า 15 องศาเซลเซียส สามารถเจริญเติบโตได้ที่ 0 องศาเซลเซียส และไม่สามารถเจริญฯที่อุณหภูมิสูงกว่า 20 องศา เซลเซียส เช่น กลุ่มจุลินทรีย์ที่เจริญเติบโตบนทุ่งหิมะ น้ำแข็ง ใต้ทะเลลึก เป็นต้น
- Mesophile : กลุ่มจุลินทรีย์ซึ่งมีความสำคัญที่สุดทางด้านการแพทย์ เจริญเติบโตในช่วงอุณหภูมิปานกลาง โดยอุณหภูมิที่เหมาะสมของจุลินทรีย์ส่วนใหญ่ในกลุ่มนี้อยู่ระหว่าง 20 - 40 องศาเซลเซียส จุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรค ( Pathogens ) ก็จัดอยู่ในกลุ่มนี้ และบางชนิดเป็นสาเหตุของการเน่าเสียของอาหาร โดยเป็นชนิดที่สร้าง Cyst , Spore เพื่อให้สามารถทนทานต่อความร้อนได้
- Thermophile : เจริญเติบโตได้ดีที่อุณหภูมิสูงกว่า 45 องศาเซลเซียส และโดยทั่วไปจะเจริญเติบโตได้ในช่วง 45 - 80 องศาเซลเซียส บางชนิดเจริญเติบโตได้ที่ 250 องศาเซลเซียส หลายชนิดเป็นจุลินทรีย์ประเภทสร้างสปอร์ ( Spore-forming bacteria ) ดังเช่น Bacillus, Clostridium ฯลฯ


2. สารอาหาร (Nutrient)

3. ก๊าซ (Gases)


ในบรรยากาศมีแก๊ส 3 ชนิดซึ่งมีอิทธิพลต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์คือ ออกซิเจนคาร์บอนไดออกไซด์และไนโตรเจน โดยที่ออกซิเจนมีผลมากที่สุด กล่าวคือไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับการหายใจเท่านั้นแต่ยังเป็นสารที่มี Oxidizing power สูงในรูปของ Toxic form ( O2, H2O2, OH- ) จุลินทรีย์แบ่งเป็น 3  กลุ่มคือ

1. สามารถใช้และ Detoxify ออกซิเจนได้
2. ไม่สามารถใช้และไม่สามารถ Detoxify ได้
3. ไม่สามารถใช้ แต่สามารถ Detoxify ได้

การทำให้ไม่มีความเป็นพิษ ( Detoxification ) ของออกซิเจนในรูปสารพิษ เพื่อให้ได้ออกซิเจนในรูปที่ไม่มีอันตรายประกอบด้วย 2 ขั้นตอนดังนี้ เมื่อพิจารณาความต้องการออกซิเจนจะแบ่งจุลินทรีย์ได้ดังนี้คือ Aerobes และ Anaerobes

Aerobe หรือ Aerobic microorganism : เจริญเติบโตได้ดีในสภาพที่มีออกซิเจนในบรรยากาศและมีเอนไซม์ที่จำเป็นต่อการแปลงรูปออกซิเจนที่เป็นพิษแบ่งย่อยได้เป็น

1. Obligate aerobe : ไม่สามารถเจริญเติบโตได้ถ้าไม่มีออกซิเจน
2. Facultative anaerobe : เป็นชนิดที่เจริญเติบโตได้แม้ไม่มีออกซิเจน โดยเปลี่ยนระบบเมตาบอลิซึมเป็นแบบไม่ต้องการอากาศในรูปการหมัก ( Fermentation )
3. Microaerophile : ไม่เจริญเติบโตในสภาพที่มีออกซิเจนทั่วไป แต่ต้องการออกซิเจนในปริมาณเล็กน้อยเพื่อดำเนินกิจกรรมทางด้านเมตาบอลิซึมมักจะอาศัยในที่ซึ่งมีออกซิเจนต่ำ

Anaerobe : ไม่เจริญเติบโตในบรรยากาศที่มีออกซิเจน และขาดระบบเอนไซม์ด้านเมตาบอลิซึมสำหรับใช้ออกซิเจนเพื่อการหายใจ ไม่สามารถทนสภาพที่มีออกซิเจนอิสระได้เนื่องจากขาดเอนไซม์แปลงรูปออกซิเจนที่เป็นพิษ อาจแบ่งได้ดังนี้

1. Obligate anaerobes : อาศัยในสภาพซึ่งไม่มีออกซิเจน ดัง เช่น ในโคลนลึก ทะเลสาบ มหาสมุทร ดิน และในร่างกายมนุษย์ จุลินทรีย์กลุ่มนี้ต้องเลี้ยงใน
อาหารและ ภาชนะหรือระบบปิดที่ไม่มีออกซิเจน
2. Aerotolerant anaerobe : ไม่ใช้ออกซิเจนแต่สามารถอยู่รอดได้ในสภาพที่มีออกซิเจน จุลินทรีย์พวกนี้ไม่ถูกทำลายด้วยออกซิเจน เนื่องจากจุลินทรีย์เหล่า
นี้มีกลไก การทำลายออกซิเจนในรูปที่เป็นพิษคือ Peroxide และ Superoxide ได้
เทคนิคที่ใช้ตรวจสอบดูการใข้ออกซิเจนนั้นกระทำโดยการพิจารณาาจากตำแหน่งที่จุลินทรีย์เจริญเติบโตในหลอดสารละลาย Thioglycollate
นอกจากนี้แม้ว่าจุลินทรีย์ทุกชนิดจะต้องการคาร์บอนไดออกไซด์ ( CO2 ) บ้างในระบบเมตาบอลิซึมก็ตาม แต่กลุ่ม Capnophile จะเจริญเติบโตได้ดีที่สุดเมื่อมี
CO2 สูงมากกว่าในบรรยากาศ



4. รังสี (Radiation)

5. ความชื้น (Moisture)

6.เสียง (Sonic Vibration)

7.ความเป็นกรด-ด่าง (Hydrogen ion concentration หรือ pH)


จุลินทรีย์ส่วนใหญ่จะไม่เจริญเติบโตในสภาพที่มีค่า pH สูงหรือต่ำ เนื่องจากกรดและด่างจะทำลายเอนไซม์และสารต่างๆ ภายในเซลล์ ช่วงค่า pH ที่เหมาะสมอยู่ระหว่างค่า pH 6-8 จุลินทรีย์บางชนิดจะอาศัยอยู่ใน pH ต่ำมาก เช่น Euglena mutabalis ซึ่งเป็น Obligate acidophile จะเจริญเติบโตระหว่าง pH 0-1นอกจากนี้ราและยีสต์อาจทนทานในสภาพที่เป็นกรดได้ ดังนั้นจึงมักปนเปื้อนในอาหารจำพวกผักดอง และในทางกลับกันพวก Alkalinophile จะเจริญเติบโตในสภาพที่เป็นด่าง เนื่องจากมี Basic mineral ( โดยอาจมีค่า pH สูงถึง 10 )



8.Oxidation-Reduction Potential

9.แรงดันของน้ํา (Hydrostatic pressure)


แม้ว่าจุลินทรีย์ส่วนใหญ่จะอาศัยในสภาพ Hypotonic หรือ Isotonic แต่มีบางชนิดในกลุ่มที่เรียกว่า Halophile หรือ Osmophile ซึ่งอาศัยในสารละลายที่มีความเข้มข้นสูงหรือ Hypertonic solution Obligate halophiles เช่น Halobacterium และ Halococcus อาศัยในแหล่งน้ำที่มีความเข้มข้นของเกลือสูง คือเจริญเติบโตได้อย่างเหมาะสมในสภาพที่มี NaCl 25 % ต้องการ NaCl อย่างต่ำ 15 % และแตกตัว ( Lysis ) ในสภาพแวดล้อมแบบ Hypotonic การถนอมอาหารโดยการใช้ High osmotic pressure โดยทั่วไปในอาหารพวกแยม เยลลี่ ไซรัป และน้ำเกลือ เพื่อป้องกันการปนเปื้อนของจุลินทรีย์ อย่างไรก็ตามอาจถูกรบกวนและถูกทำให้อาหารเน่าเสียได้จากจุลินทรีย์ประเภทแบคทีเรียหรือราที่เป็น Osmophile

แบคทีเรียในอาหาร


     อาหาร เป็นสิ่งจำเป็นในการดำรงชีวิตของมนุษย์ มนุษย์ทุกคนล้วนต้องการบริโภคอาหารที่มีคุณค่าทางโภชนาการ มีประโยชน์และปลอดภัยต่อชีวิต แต่โดยทั่วไปอาหารที่เราบริโภคมักปนเปื้อนจุลินทรีย์ชนิดต่างๆโดยเฉพาะแบคทีเรีย ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กมาก จึงไม่สามารถมองเห็นได้ว่าในอาหารที่เราบริโภคเข้าไปมีการปนเปื้อนของแบคทีเรียอยู่ และยังเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดผลเสียต่างๆ ได้แก่ ทำให้อาหารเน่าเสีย ทำให้เกิดอาการเจ็บป่วยหรือเกิดโรคอาหารเป็นพิษขึ้น หากอาหารที่เราบริโภคเข้าไปมีการปนเปื้อนแบคทีเรียในปริมาณที่ไม่เพียงพอต่อการก่อโรคก็จะไม่เกิดผลเสียต่อร่างกาย แต่ถ้าอาหารมีแบคทีเรียปนเปื้อนในปริมาณมากก็จะเกิดความผิดปกติต่อร่างกายขึ้น เช่น ปวดท้อง ท้องร่วง อาเจียน เป็นไข้ เนื่องจากแบคทีเรียสามารถพบได้ทั่วไปในสภาพแวดล้อม จึงเป็นการยากที่จะหลีกเลี่ยงอาหารที่ปนเปื้อนแบคทีเรียได้ การรู้วิธีการป้องกันการเกิดการปนเปื้อนของแบคทีเรียในอาหาร ก็ย่อมส่งผลดีให้กับร่างกายของเรา โดยการดูแลสุขลักษณะทั้งของอาหารและตัวผู้บริโภคเองให้ปลอดภัยและมีคุณภาพ เราก็จะสามารถหลีกเลี่ยงโรคภัยต่างๆที่ไม่พึงประสงค์ได้



     อาหารเป็นหนึ่งในปัจจัยสี่ที่มีความสำคัญมากในการดำรงชีวิตของมนุษย์ มีมากมายหลายประเภทให้เลือกสรร อาหารแต่ละประเภทที่เราบริโภคเข้าไปมีทั้งที่ก่อให้เกิดคุณค่าทางโภชนาการและโทษต่อร่างกายอย่างไรก็ตาม อาหารแทบทุกชนิดที่เราบริโภคเข้าไปนั้น มักจะประสบปัญหากับการปนเปื้อนจากสารพิษต่างๆไม่ว่าจะเป็นสารพิษที่เป็นสิ่งมีชีวิต สารเคมี หรือสารกัมมันตรังสี โดยเฉพาะอาหารที่ปนเปื้อนสารพิษที่เป็นสิ่งมีชีวิตจำพวกจุลินทรีย์  (Microorganisms) ไม่ว่าจะเป็นไวรัส แบคทีเรีย รา ยีสต์ ฯลฯ เนื่องจากจุลินทรีย์สามารถพบได้ทั่วไป โดยปริมาณที่พบจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับวิธีการผลิต บรรจุภัณฑ์ การควบคุมคุณภาพและความปลอดภัยของอาหาร สภาพแวดล้อม รวมไปถึงผู้บริโภคเอง โดยผู้ที่บริโภคอาหารปนเปื้อนจุลินทรีย์จะได้รับผลกระทบต่อร่างกายมากน้อยแตกต่างกันไปตามชนิดและประเภทของจุลินทรีย์โดยปกติแล้วร่างกายของมนุษย์เองก็มีจุลินทรีย์อาศัยอยู่ใน ระบบทางเดินอาหาร มีทั้งจุลินทรีย์ที่ให้ประโยชน์และให้โทษต่อร่างกาย ร่างกายของมนุษย์ก็จะมีกลไกในการป้องกันหรือกำจัดจุลินทรีย์แปลกปลอมออกไป แต่หากเกิดในขณะที่ร่างกายอ่อนแอ หรือมีปริมาณของจุลินทรีย์มากเกินไปจนร่างกายไม่สามารถกำจัดออกไปได้ ก็ทำให้จุลินทรีย์เข้าไปก่อกวนระบบการทำงานของร่างกายและก่อให้เกิดความผิดปกติขึ้น ทำให้เกิดอาการป่วยในลักษณะต่างๆ หรือเป็นโรคที่เกิดจากการบริโภคอาหารเรียกว่า “โรคอาหารเป็นพิษ”ซึ่งพบว่าประมาณ 70% ของโรคนี้เกิดจากเชื้อแบคทีเรียเป็นสาเหตุสำคัญ
     ปัจจุบันผู้บริโภคหันมาดูแลสุขภาพกันมากขึ้นโดยการบริโภคอาหารที่มีประโยชน์ต่อร่างกาย แต่ถึง
อย่างไรก็ไม่สามารถหลีกเลี่ยงแบคทีเรียที่ปนเปื้อนมากับอาหารได้ สำหรับอาการที่ปรากฏหลังจากบริโภคอาหารจะเป็นอย่างไรขึ้นอยู่กับจำนวนของแบคทีเรียที่อยู่ในอาหาร หากมีจำนวนน้อยร่างกายก็จะสามารถต้านทานได้ แต่หากมีจำนวนมากเกินไปก็จะทำให้เกิดอาการต่างๆขึ้น เช่น อาเจียน ปวดท้อง ท้องร่วง ฯลฯหากเรามีวิธีดูแลและป้องกันการบริโภคอย่างถูกวิธีก็จะทำให้เราสามารถป้องกันการปนเปื้อนของแบคทีเรียในอาหารได้และดำรงชีวิตได้อย่างปกติสุข