หน่วยที่ 4

  สาระการเรียนรู้

           1. จุลินทรีย์ที่พบในอาหาร

           2. จุลินทรีย์ที่ใช้ในงานอาหาร

           3. จุลินทรีย์ที่ปนเปื้อนในอาหาร

           4. ปัจจัยที่มีผลต่อการเจริญของจุลินทรีย์

           5. การควบคุมจุลินทรีย์

วัตถุประสงค์การเรียนรู้

           1. ยกตัวอย่างชนิดของจุลินทรีย์ที่พบในอาหารได้ถูกต้อง

           2. ยกตัวอย่างการใช้ประโยชน์จากจุลินทรีย์ในงานอาหารได้ถูกต้อง

           3. บอกสาเหตุการปนเปื้อนของจุลินทรีย์ในอาหารได้ถูกต้อง

           4. บอกปัจจัยที่มีผลต่อการเจริญของจุลินทรีย์ได้ถูกต้อง

           5. ยกตัวอย่างการควบคุมจุลินทรีย์ในอาหารได้ถูกต้อง

สาระสำคัญ

จุลินทรีย์เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก มีหลายชนิด ส่วนมากมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า พบได้ทั้งในดิน ในน้ำ ในอากาศ และในร่างกายของสิ่งมีชีวิตอื่นที่มิใช่จุลินทรีย์ ดำรงชีวิตแบบผู้ผลิต ผู้ย่อยสลาย และปรสิต

           มนุษย์ใช้ประโยชน์จากจุลินทรีย์มาตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงปัจจุบัน เช่น ใช้ถนอมอาหาร ทำเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ ใช้เป็นเชื้อเพลิง ใช้เป็นยารักษาโรคบางชนิด ฯลฯ  แต่จุลินทรีย์บางชนิดที่ปนเปื้อนในอาหารทำให้อาหารเน่าเสีย เกิดโรคหรือโรคติดต่อได้ เช่น เชื้ออหิวาต์ ไวรัสตับอักเสบ เชื้อบิดมีตัวหรือไม่มีตัว ไทฟอยด์หรือไข้รากสาด ซาลโมเนลลา คลอสทริเดียม บูโทลินัม เป็นต้น

           การปนเปื้อนของจุลินทรีย์เกิดได้จากหลายสาเหตุ เช่น ปนเปื้อนตอนเป็นวัตถุดิบ การผลิต การบรรจุ การขนส่ง เมื่อผู้บริโภคทานเข้าไปจะก่อให้เกิดโรค เกิดพิษ เกิดความเสี่ยงที่จะเป็นโรคบางชนิด ดังนั้นผู้ผลิตหรือผู้ประกอบการจึงควรระมัดระวังให้สะอาดและปลอดภัยทุกขั้นตอนการผลิต เพื่อสุขภาพที่ดีของตนเองและผู้บริโภค รวมถึงช่วยลดค่าใช้จ่ายในการรักษาพยาบาลตั้งแต่ระดับครอบครัวไปจนถึงระดับชาติได้

  1.จุลินทรีย์ที่พบในอาหาร

1.1 ความหมายของจุลินทรีย์

           จุลินทรีย์, จุลชีวัน หรือ จุลชีพ (Microorganism) หมายถึง สิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็กมาก ส่วนใหญ่มองด้วยตาเปล่าไม่เห็น ต้องดูด้วยกล้องจุลทรรศน์ มีหลายชนิด ได้แก่ แบคทีเรีย สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ไวรัส ยีสต์ ราบางชนิด ฯลฯ

           จุลินทรีย์พบได้ทุกหนทุกแห่ง ในดิน ในน้ำ ในอากาศ ในร่างกายของสิ่งมีชีวิตอื่นที่มิใช่จุลินทรีย์ ตลอดจนสิ่งต่างๆ ที่มนุษย์ใช้เป็นเครื่องอุปโภคและบริโภค การดำรงชีพของจุลินทรีย์มีทั้งที่เป็นผู้ผลิต เนื่องจากมีคลอโรฟิลล์เป็นองค์ประกอบหนึ่งในร่างกาย บางชนิดเป็นผู้ย่อยสลาย ทำให้เกิดการหมุนเวียนของสารหลายชนิดในระบบนิเวศ และบางชนิดเป็นปรสิต ทำให้เกิดพิษหรือเกิดโรคต่อสิ่งมีชีวิตอื่นรวมทั้งจุลินทรีย์ด้วยกันเอง เช่น ไวรัส ซึ่งส่วนใหญ่เป็นปรสิตทำลายแบคทีเรียบางชนิดได้ ทำให้เกิดโรคในพืช ในสัตว์และในมนุษย์ได้

           วิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับวงจรชีวิต การเจริญ การเติบโต การสืบพันธุ์ การกินอาหาร แหล่งที่อยู่ ประโยชน์และโทษ ฯลฯ ของจุลินทรีย์ต่างๆ เรียกว่า จุลชีววิทยา (Microbiology)

          1.2 ชนิดของจุลินทรีย์ที่พบในอาหาร

           อาหารแต่ละชนิดไม่ว่าจะเป็นอาหารสด อาหารแห้ง อาหารปรุงสำเร็จ อาหารกระป๋อง ฯลฯ มักจะพบว่า มีจุลินทรีย์หลายชนิดปะปนอยู่ทั้งที่มนุษย์ใช้ในการถนอมอาหารหรือแปรรูปอาหาร ปนเปื้อนได้เองและด้วยสาเหตุอื่น จุลินทรีย์ที่มักพบในอาหาร ได้แก่

               1.2.1 แบคทีเรีย (Bacteria)

               เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่มีวิวัฒนาการต่ำสุด จัดอยู่ในอาณาจักรมอเนอรา (Kingdom Monera) การดำรงชีพมีทั้งที่เป็นผู้ผลิต ผู้ย่อยสลายและปรสิต สืบพันธุ์ด้วยการแบ่งตัว พบได้ทั่วไปในน้ำ ในดิน ในอากาศ ร่างกายสิ่งมีชีวิตอื่น นิยมแบ่งชนิดแบคทีเรียตามลักษณะของรูปร่าง แบ่งได้ 3 ชนิด คือ

         ก. คอคคัส (Coccus) มีรูปร่างกลม เช่น Staphylococcus aureus เป็นแบคทีเรียที่ทำให้อาหารจำพวกเนื้อสัตว์และผลิตภัณฑ์จากสัตว์ เช่น เนย เนยแข็ง เกิดพิษมากกว่าแบคทีเรียชนิดอื่น ยังทำให้เกิดแผลหนอง ฝี Streptococcus lactis ใช้เป็นหัวเชื้อสำหรับทำเนยแข็ง เนยเหลว Streptococcus pneumonia ทำให้เกิดโรคปอดบวมในคน

          รูปที่ 4.1 รูปร่างของแบคทีเรียที่มา: http://petroquimex.com/

          ข. บาซิลลัส (Bacillus) มีรูปร่างแบบทรงกระบอก หรือท่อน เช่น Pseudomonas syringae ทำให้เกิดโรคใบจุด ใบเป็นริ้ว ในพืช  Rhizobium ในปมรากพืชตระกูลถั่ว ช่วยตรึงก๊าซไนโตรเจน แล้วเปลี่ยนเป็นเป็นสารอาหารที่เป็นประโยชน์ต่อพืชในที่สุด Acetobacter ใช้ในอุตสาหกรรมทำไวน์ น้ำส้มสายชู Lactobacillus ใช้ทำนมเปรี้ยว Escherichia coli ทำให้กระเพาะและลำไส้อักเสบในคนและสัตว์เลือดอุ่น Salmonella ทุกชนิดพันธุ์ทำให้เกิดโรคในคน เช่น ไทฟอยด์ กระเพาะและลำไส้อักเสบ โลหิตเป็นพิษ Vibrio cholera ทำให้เกิดอหิวาตกโรคในคน ฯลฯ

รูปที่4.2แบคทีเรียรูปเกลียวที่มา: http://www.thaigoodview.com/files/u19289/trepo.jpg

         ค. สไปริลลัม (Spirillum) รูปร่างเป็นเกลียว เช่น Leptospira interogans ทำให้เกิดโรคฉี่หนู หรือเลปโตสไปโรซิส ในคนและสัตว์ Borrelia burgdorferiทำให้เกิดโรคซิฟิลิส(โรคติดต่อทางเพศสัมพันธ์ชนิดหนึ่ง) Azospirillum lipoferum ช่วยตรึงก๊าซไนโตรเจนในรากหญ้า ข้าวสาลี และข้าวโพด

1.2.2 รา (Fungi) 

         จัดอยู่ในอาณาจักรฟังไจ (Kingdom Fungi) บางชนิดมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า บางชนิดมองเห็นด้วยตาเปล่า มีทั้งที่เป็นเซลล์เดียวหรือหลายเซลล์เรียงต่อกันเป็นเส้นใยยาว มีสีดำ สีเขียว สีส้ม ฯลฯ ส่วนใหญ่ดำรงชีพเป็นผู้ย่อยสลาย บางชนิดเป็นปรสิต สืบพันธุ์ด้วยการแบ่งตัว การหักหรือขาดออกของเส้นใย การแตกหน่อ หรือการสร้างสปอร์ คนเรานิยมใช้ราหมักอาหาร เช่น เนยแข็งบางชนิด สกัดสารปฏิชีวนะจากรา Penicillium notatum ทำเป็นยาเพนนิซิลิน ฯลฯ แต่ราบางชนิดก็ทำให้เกิดโรคในคน พืชและสัตว์ เช่น โรคผิวหนัง สร้างสารก่อมะเร็ง ทำให้อาหารเน่าเสีย

เช่น รา Rhizopus stolonifer 

รูปที่ 4.3 ขนมปังขึ้นราที่มา: http://www.oknation.net/blog/SURiyathepjuti/page2

ที่ขึ้นบนขนมปัง ทำให้เครื่องนุ่งห่ม เครื่องเรือนเสียหายผุพัง รา Claviceps purpurea ถูกใช้เป็นยาพิษในสมัยโบราณ ซึ่งปัจจุบันถอว่าเป็นอาวุธชีวภาพชนิดหนึ่ง

                                              1.2.3 ยีสต์ (Yeast)

               เป็นสิ่งมีชีวิตที่จัดอยู่ในอาณาจักรฟังไจ (Kingdom Fungi) มีเซลล์เดียว รูปร่างกลม หรือรี ส่วนมากดำรงชีพเป็นผู้ย่อยสลาย บางชนิดเป็นปรสิต ส่วนใหญ่สืบพันธุ์โดยการแตกหน่อ บางชนิดแบ่งตัว พบได้ทั่วไปในดิน ในน้ำ และซากพืชหรือสัตว์ที่ตายแล้ว ตั้งแต่อดีตมาจนถึงปัจจุบัน เราใช้ประโยชน์จากยีสต์ในหลายๆ ด้าน เช่น ใช้หมักน้ำผลไม้ ใช้หมักทำข้าวหมาก ใช้ทำเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ เช่น สาโท อุ กระแช่ เป็นต้น และยังใช้หมักทำแอลกอฮอล์จุดไฟ ใช้หมักขนมปัง ช่วยให้อาหารบางชนิดมีคุณค่าทางอาหารเพิ่มขึ้น ใช้ในการสังเคราะห์ โปรตีน ลิพิด หรือวิตามินบางชนิด จากสารตั้งต้นพวกน้ำตาลอย่างง่ายและแอมโมเนียมไนโตรเจน ฯลฯ แต่ยีสต์บางชนิดทำให้เกิดโรคในพืชและสัตว์ ทำให้อาหารเน่าเสีย เครื่องนุ่งห่มและวัสดุบางชนิดเสียหายได้ ฯลฯ 

รูปที่ 4.4 ยีสต์ ที่มา: http://ostc.thaiembdc.org/13th/blog/archives/1984

1.2.4 ไวรัส (Virus)

               เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็กมากๆ จัดอยู่ในอาณาจักรไวรา (Kingdom Vira) มีรูปร่างหลายแบบ เช่น กลม เหลี่ยม ทรงกระบอก พบได้ในร่างกายของสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ ในอาหาร การเพิ่มจำนวนของไวรัสคล้ายกับการจำลองตนเอง จะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่ออยู่ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตที่ไวรัสอาศัยอยู่ซึ่งเรียกว่า โฮสต์ (Host) ถ้าอยู่นอกเซลล์โฮสต์จะไม่สามารถเพิ่มจำนวนได้ ดำรงชีพเป็นปรสิต ทำให้เกิดโรคในคน สัตว์ พืช และจุลินทรีย์ชนิดอื่น เช่น ไข้หวัด ไข้หวัดนก ไวรัสตับอักเสบเอ บี และซี เอดส์ ไวรัสบางชนิดที่ปนอยู่ในอาหารทำให้เกิดอาการท้องเสียคล้ายกับอาการที่เกิดเนื่องจากแบคทีเรีย

รูปที่ 4.5 ไวรัสเมอร์ส (MERS) ที่ทำให้เกิดโรคทางเดินหายใจ ที่มา: http://health.mthai.com/knowledge/11284.html

1.2.5 โพรโทซัว หรือ โปรโตซัว (Protozoa)

               เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ขนาดเล็กมาก มีรูปร่างหลายแบบ เช่น กลม รี ทรงกระบอก แต่บางชนิดมีรูปร่างไม่แน่นอน จัดอยู่ในอาณาจักรโพรทิสตา (Kingdom Protista) สืบพันธุ์ได้ทั้งแบบอาศัยเพศ และแบบไม่อาศัยเพศโดยการแบ่งตัว พบได้ในบริเวณที่ชื้นๆ มีทั้งที่ดำรงชีพเป็นผู้ผลิต ผู้ย่อยสลาย หรือปรสิต

           โพรโทซัวส่วนมากมีความสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตอื่นในระบบนิเวศแบบที่เป็นปรสิต ซึ่งก่อให้เกิดโรคได้ทั้งในคน สัตว์และพืช เช่น Plasmodium falciparum ทำให้เป็นโรคมาลาเรียหรือไข้จับสั่นขึ้นสมอง มีอาการรุนแรง เป็นไข้ทุกวัน แต่ Plasmodium vivax ทำให้เป็นโรคมาลาเรียลงตับ จะเป็นไข้ทุกๆ 2 วัน ส่วนอะมีบาที่ชื่อ Entamoeba histolytica ทำให้เกิดโรคบิดมีตัว ท้องร่วง ลำไส้อักเสบ เป็นต้น

รูปที่ 4.6 เชื้อบิดมีตัว ที่มา: http://ostc.thaiembdc.org/13th/blog/archives/1984

ในอาหารที่ไม่สะอาดเพียงพอจะพบจุลินทรีย์หลายชนิดปนเปื้อนอยู่ ชนิดใดที่เป็นผู้ย่อยสลายจะไม่ก่อโรค แต่ถ้าเป็นปรสิตจะก่อโรคได้ทั้งในคน สัตว์และพืช ดังนั้นในขั้นตอนหรือกระบวนการทำอาหารแต่ละชนิดจึงต้องดูแล รักษาความสะอาดเป็นอย่างดี เพื่อความปลอดภัยและสุขอนามัยที่ดีของผู้บริโภค

2. จุลินทรีย์ที่ใช้ในงานอาหาร

เทคโนโลยีชีวภาพที่คนเราใช้ในงานอาหารต่างๆ มาตั้งแต่สมัยโบราณ ส่วนใหญ่ คือ การหมัก เป็นการใช้ประโยชน์จากจุลินทรีย์หลายชนิดด้วยกัน ในการถนอมอาหารและการแปรรูปอาหาร เช่น แบคทีเรีย รา ยีสต์ แต่จุลินทรีย์บางชนิดในกลุ่มนี้ก็ก่อให้เกิดโทษต่อคน สัตว์และพืช เช่น ทำให้อาหารบูดเน่า เกิดโรคในคน สัตว์และพืช เช่น อหิวาตกโรค โรคบิดมีตัว อาหารเป็นพิษ โรคผิวหนัง นอกจากนี้ยังทำให้วัสดุหลายชนิดผุพังหรือเสื่อมสภาพเร็วขึ้น ฯลฯ จุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับงานอาหาร มีดังนี้

           1. แบคทีเรีย (Bacteria)

           แบคทีเรียหลายชนิดถูกใช้ในการถนอมอาหารและแปรรูปอาหาร โดยเฉพาะการหมัก ผลิตภัณฑ์อาหารที่ได้เรียกว่า อาหารหมัก (Fermented Food) เช่น กะหล่ำปลีดอง แตงกวาดอง ไส้กรอก เป็นต้น และส่วนใหญ่จะใช้แบคทีเรียที่สร้างกรดแลกติก ซึ่งแบคทีเรียเหล่านี้อาจมีอยู่แล้วตามธรรมชาติในอาหารหรือตั้งใจใส่ลงในอาหาร แบคทีเรียจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีหรือเกิดปฏิกิริยาเคมีในอาหาร  โดยสร้างเอนไซม์แล้วส่งออกมานอกเซลล์เพื่อย่อยอาหารต่างๆ ได้เป็นสารใหม่หรือสารผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดโมเลกุลเล็กลง เช่น ย่อยคาร์โบไฮเดรตได้เป็นน้ำตาลโมเลกุลคู่หรือน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว ย่อยโปรตีนได้เป็นกรดอะมิโนชนิดต่างๆ และแอมโมเนียม หรือเอมีน ย่อยลิพิดให้เป็นกรดไขมันและกลีเซอรอล จากนั้นจึงดูดซึมกลับเข้าสู่เซลล์ แล้วทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีได้สารผลิตภัณฑ์จำพวกกรดอินทรีย์ แอลกอฮอล์ แอลดีไฮด์ แก๊สต่างๆ และพลังงานสำหรับใช้ทำกิจกรรมทั้งหมดของเซลล์ ส่วนสารผลิตภัณฑ์ที่ได้นั้น เราก็นำมาใช้ประโยชน์ต่อไป

ที่มา: http://52010214120g013.blogspot.com/         แบคทีเรียที่รู้จักกันดีและมีความสำคัญต่อการถนอมอาหารและแปรรูปอาหารตั้งแต่ในครัวเรือนจนถึงระดับอุตสาหกรรมอาหาร มี 2 กลุ่มใหญ่ๆ คือ

              ก. แบคทีเรียที่สร้างกรดแลกทิก (Lactic Acid Bacteria : LAB) มีหลายสกุล เช่น Lactococcus sp., Pediococcus sp., Lactobacillus sp., Streptococcus sp., เป็นต้น 

รูปที่ 4.7 Lactobacillus spที่มา: http://52010214120g013.blogspot.com/

            แบคทีเรียกลุ่มนี้จะทำให้น้ำตาลเกิดปฏิกิริยาเคมีเปลี่ยนเป็นกรดแลกทิก ซึ่งทำให้อาหารมีรสเปรี้ยว ผลิตภัณฑ์อาหารที่ได้ เช่น แหนมต่างๆ ไส้กรอกเปรี้ยวหรือไส้กรอกอีสาน นมเปรี้ยว โยเกิร์ต เนยแข็ง ผักดอง ผลไม้ดอง กิมจิ (ผักดองของเกาหลี) ฯลฯ
ข. แบคทีเรียที่สร้างกรดอะซิติก (Acetic Acid Bacteria) แบคทีเรียกลุ่มนี้ จะทำให้เอทิลแอลกอฮอล์ หรือเอทานอล เกิดปฏิกิริยาเคมีเปลี่ยนเป็นกรดอะซิติก ได้แก่ Gluconobacter sp., Acetobacter sp. ฯลฯ

รูปที่ 4.7 Acetobacter sp. (ล่าง)ที่มา: http://52010214120g013.blogspot.com/

ผลิตภัณฑ์อาหารที่ได้ เช่น น้ำส้มสายชู วุ้นมะพร้าว และยังใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตพอลิเมอร์บางชนิดได้ด้วย ตัวอย่างของแบคทีเรียที่ใช้ทำผลิตภัณฑ์อาหารและเครื่องดื่มต่างๆ เช่น

            แบคทีเรียบางชนิดในหลายๆ สกุล เช่น  Lactobacillus sp. Streptococcus sp. Bifidobacterium sp., Sporolactobacillus sp. และ Leuconostoc sp. สามารถทำให้น้ำตาลแลกโทสในนมเกิดปฏิกิริยาเคมีเปลี่ยนเป็นกรดแลกทิกได้ จึงใช้หมักนมพาสเจอไรซ์ให้เกิดกรดแลกทิก และกรดนี้จะทำให้โปรตีนในนมตกตะกอนเป็นลิ่มค่อนข้างเละ มีรสเปรี้ยวและมีกลิ่นหอม เรียกว่า เคิร์ด (Curd) ซึ่งใช้ทำนมเปรี้ยว (Cultured Milk) ได้ทุกชนิด เช่น นมบัตเตอร์ (Butter Milk) นมคีเฟอร์ (Kifir Milk)

รูปที่ 4.8 นมคีเฟอร์ (Kifir milk)ที่มา: http://www.ladysquare.com/forum_posts.asp?TID=107651

          แบคทีเรีย Streptococcus thermophiles และ Lactobacillus bulgaricus ใช้ทำโยเกิร์ต โดยเติมแบคทีเรียทั้ง 2 ชนิดลงในนมพาสเจอไรซ์ แล้วนำไปบ่มไว้ที่อุณหภูมิประมาณ 43 ^๐C นาน 7-8 ชั่วโมง เมื่อเกิดกรดประมาณ 0.9 % จึงทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วเพื่อหยุดการหมัก

           แบคทีเรีย Streptococcus lactis ใช้ร่วมกับ Leuconostoc citrovorum ใช้ทำเนยเหลว (Butter) โดยนำนมมาปั่นให้ไขมันเกาะกันเป็นเม็ด แล้วกรองเอาส่วนที่เป็นของเหลวออก จากนั้นเติมแบคทีเรียทั้ง 2 ชนิดลงไป จะได้เนยเหลวที่มีกลิ่นและรสชาติเฉพาะตัว

          แบคทีเรียบางชนิด เช่น Streptococcus lactis หรือ Streptococcus cremoris ใช้ทำเนยแข็ง (Cheese) โดยเติมแบคทีเรียลงในนมเพื่อให้เกิดเคิร์ด แล้วจึงเติมเอนไซม์เรนนิน (Rennin) เพื่อช่วยเร่งปฏิกิริยาการแข็งตัวของนม และแยกเอาส่วนที่เป็นของเหลวซึ่งเรียกว่า เวย์ (Whey) หรือหางนมออก ทำให้เนยแข็งตัวขึ้น ต่อมาจึงไล่ความชื้นหรือน้ำออกไป พร้อมใส่เกลือเพื่อป้องกันการเจริญของจุลินทรีย์อื่น แล้วจึงนำไปบ่มด้วยแบคทีเรียหรือราต่อไป ถ้าใช้แบคทีเรียต่างชนิดกัน จะได้เนยแข็งที่มีรสชาติและเนื้อของเนยที่แตกต่างกัน

       แบคทีเรีย Bacillus subtilis และรา Aspergillus oryzae ใช้ผลิตเอนไซม์โปรติเอส (Protease) ซึ่งใช้สำหรับย่อยโปรตีน ในอุตสาหกรรมเครื่องหนัง การทำกาว การทำให้เนื้อนุ่ม การทำให้เครื่องดื่มใส

      แบคทีเรีย Acetobacter aceti subspecies xylinum หรือ A. xylinum ใช้ผลิตวุ้นมะพร้าว โดยใช้ในการหมักน้ำมะพร้าวจากผลมะพร้าวแก่กับกรดอะซิติก ในสภาพที่มีสารอาหารครบถ้วนโดยมีน้ำตาลเป็นสารตั้งต้นบนผิวหน้าของอาหารเลี้ยงเชื้อ จนเกิดแผ่นเซลลูโลสซึ่งเป็นพอลิเมอร์ของน้ำตาลกลูโคสหรือแผ่นวุ้นขึ้น แต่อาจทำวุ้นมะพร้าวจากวัตถุดิบชนิดอื่นได้ เช่น น้ำสัปปะรด น้ำหางกะทิ

รูปที่ 4.9 วุ้นมะพร้าวที่มา: http://nt-food.com/วุ้นมะพร้าวNatadecoco.htm

                แบคทีเรีย Acetobacter aceti subspecies xylinum หรือ A. xylinum ใช้ผลิตวุ้นมะพร้าว โดยใช้ในการหมักน้ำมะพร้าวจากผลมะพร้าวแก่กับกรดอะซิติก ในสภาพที่มีสารอาหารครบถ้วนโดยมีน้ำตาลเป็นสารตั้งต้นบนผิวหน้าของอาหารเลี้ยงเชื้อ จนเกิดแผ่นเซลลูโลสซึ่งเป็นพอลิเมอร์ของน้ำตาลกลูโคสหรือแผ่นวุ้นขึ้น แต่อาจทำวุ้นมะพร้าวจากวัตถุดิบชนิดอื่นได้ เช่น น้ำสัปปะรด น้ำหางกะทิ

            จุลินทรีย์หลายชนิดสามารถสังเคราะห์กรดอะมิโนจากสารประกอบไนโตรเจน ได้มากจนผลิตเป็นการค้าได้ เช่น แบคทีเรีย Enterobacter aerogenes ใช้สังเคราะห์แอล-ไลซีน (L-lysine) ส่วน Micrococus arthrobacter ใช้สังเคราะห์กรดแอล-กลูตามิก (L-glutamic Acid)

            แบคทีเรีย Lactobacillus bulgaricus ใช้ผลิตกรดแลกทิก จากหางนมที่ได้จากอุตสาหกรรมนม โดยอาจเติมสารประกอบไนโตรเจนหรือสารประกอบอื่น เพื่อช่วยให้การเจริญของแบคทีเรียดีขึ้น ระหว่างการหมักต้องควบคุมค่า pH ให้เป็นกลาง โดยเติมแคลเซียมไฮดรอกไซด์ที่มีสภาพเป็นเบสลงไปทำปฏิกิริยากับกรดแลกทิกที่เกิดขึ้น ได้เป็นแคลเซียมแลกเทต (Calcium Lactate) แล้วจึงแยกออกมาและทำให้เข้มข้นขึ้น ผลิตภัณฑ์ที่ได้นี้ใช้รักษาอาการขาดแคลเซียม ถ้าผลิตภัณฑ์ที่ได้เป็น ไอร์ออนแลกเทต (Iron Lactate) ใช้รักษาโรคโลหิตจาง ถ้าเป็น เอ็นบิวทิลแลกเทต (N-butyl Lactate) ใช้เป็นตัวทำละลายแลกเกอร์ ฯลฯ

           ถ้าวัตถุดิบแตกต่างกัน เช่น แป้งข้าวโพด มันฝรั่ง กากน้ำตาล ฯลฯ ก็ต้องใช้แบคทีเรียต่างชนิดกันในการหมัก ถ้าใช้แป้งในการหมัก ต้องย่อยด้วยกรดหรือเอนไซม์ให้เป็นกลูโคสก่อน ที่จะนำไปผลิตกรดแลกทิก

รูปที่ 4.10 สาหร่ายเกลียวทองที่มา: http://www.ilovemyshopping.com/th/

แบคทีเรียที่สร้างกรดแลกทิกส่วนใหญ่ เช่น Lactobacillus sp., Streptococcus sp., และ Bifidobacterium sp. จัดเป็นจุลินทรีย์โพรไบโอติก (Probiotics) ที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพของคนและสัตว์ โดยเฉพาะการย่อยอาหาร การดูดซึมสารอาหาร เช่น ช่วยย่อยอาหารที่ร่างกายย่อยไม่ได้ หรือย่อยได้ไม่หมด ช่วยให้ลำไส้ทำงานได้ดีขึ้น ลดอาการท้องผูก เป็นต้น พบได้ในลำไส้ใหญ่ของคน ในผลิตภัณฑ์อาหารหมัก เช่น นมเปรี้ยว โยเกิร์ต ฯลฯ ซึ่งแบคทีเรียที่มีในอาหารยังคงมีชีวิตอยู่ ถ้าทานอาหารกลุ่มนี้ในปริมาณที่พอดีจะทำให้มีสุขภาพดีขึ้น ยกเว้น นมเปรี้ยวยูเอชที (UHT) เพราะแบคทีเรียถูกทำลายจนหมดด้วยความร้อนสูง

รูปที่ 4.11 แบคทีเรียที่สร้างกรดแลกทิกสกุลต่างๆที่มา: http://www.vcharkarn.com/varticle/42564

แบคทีเรียที่สร้างกรดแลกทิกหลายสกุล เช่น Lactobacillus sp., Pediococcus sp. และ Lactococcus sp. สามารถสร้างสารที่เรียกว่า แบคเทอริโอซิน (Bacteriocin) ซึ่งเป็นสารประกอบเพปไทด์ (Peptide) ขนิดหนึ่ง และหลั่งสารนี้ออกมาเพื่อทำลายแบคทีเรียชนิดอื่นโดยเฉพาะแบคทีเรียที่มีลักษณะทางพันธุกรรมใกล้ชิดกัน มีความต้องการปัจจัยทางกายภาพและชีวภาพคล้ายกัน เช่น แหล่งที่อยู่ อาหาร น้ำ สภาพกรด-เบส ฯลฯ ทั้งนี้เพื่อทำให้ตนเองสามารถอยู่รอดได้ จากสมบัติดังกล่าวจึงนำมาประยุกต์ใช้ในการควบคุมทางชีวภาพ การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร โดยผสมสารแบคเทอริโอซิน หรือแบคทีเรียที่สามารถสร้างแบคเทอริโอซินลงในอาหาร เพื่อให้ทำลายจุลินทรีย์อื่นที่อาจปนเปื้อนมาแล้วทำให้อาหารบูดเน่า ทั้งยังใช้ทำลายจุลินทรีย์ก่อโรคที่พบในอาหารนั้นได้ด้วย

           2. รา (Fungi)

รูปที่ 4.12 ผลิตภัณฑ์ที่หมักด้วยแบคทีเรีย – แหนม น้ำส้มสายชูหมัก (บน)  เนยแข็ง (กลาง)  ของหมักดอง และโยเกิร์ต (ล่าง)

ที่มา: http://www.foodnetworksolution.com/wiki/word/1942/แหนม-neam (บนซ้าย)

http://www.manager.co.th/asp-bin/Image.aspx?ID=1144825 (บนขวา)  http://www.foodnetworksolution.com/ (กลาง)

http://www.popartistanbul.com/ (ล่างซ้าย) http://health.mthai.com/ (ล่างขวา)

                  ราหลายชนิดถูกนำมาใช้ประโยชน์ในงานอาหาร โดยเฉพาะการหมัก เช่น ซีอิ้ว เต้าเจี้ยว ถั่วเน่า (อาหารชนิดหนึ่งของภาคเหนือ) เนยแข็งชนิดต่างๆ ที่มีรสและกลิ่นเฉพาะตัว เป็นต้น ราที่นิยมใช้ในงานอาหารในครัวเรือนและอุตสาหกรรมอาหาร เช่น

          รา Aspergillus niger, Penicillium spp.และ Rhizopus spp. ใช้สังเคราะห์เอนไซม์เพกทิเนส (Pectinase) เพื่อทำให้น้ำผลไม้ใส และใช้ย่อยเพกทิน (Pectin) ขณะแช่ต้นแฟลกซ์เพื่อทำผ้าลินิน

           รา Actinomucor elegans ใช้หมักทำเต้าหู้ยี้ เนื่องจากราชนิดนี้เจริญได้ดีที่ผิวของเต้าหู้ โดยเกิดเป็นเส้นใยสีขาว จากนั้นราจึงสร้างเอนไซม์ออกมาย่อยสลายโปรตีนในก้อนเต้าหู้ ได้เป็นเต้าหู้ยี้

           รา Monascus purpureus ใช้หมักข้าวให้เป็นข้าวแดงหรืออังคัก และใช้เป็นสารแต่งสีในอาหาร เช่น นำมาผสมในเต้าหู้ยี้เพื่อให้มีสีแดง

           ราหลายชนิดสามารถเปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นกรดซิทริกได้ แต่ที่นิยมใช้กันมาก คือ รา Aspergillus niger ในอุตสาหกรรมการผลิตกรดซิทริกหรือกรดน้ำส้ม ซึ่งใช้เป็นเครื่องปรุงรส นอกจากนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมทำน้ำหมึก สีย้อม และใช้ในการแพทย์