แบคทีเรีย (bacteria)

แบคทีเรีย คือ จุลินทรีย์ที่เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ที่เป็นเซลล์แบบโปรคาริโอต (prokariotic cell) พบทั่วไปในธรรมชาติ ดิน น้ำ อากาศแบคทีเรียมีบทบาทสำคัญต่ออาหาร และการผลิตอาหาร เพราะแบคทีเรียเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้อาหารเน่าเสีย (microbial spoilage) และทำให้เกิดโรคอาหารเป็นพิษ (food poisoning) ที่เป็นอันตรายต่อผู้บริโภค ดังนั้น การถนอมอาหาร (food preservation) ทุกวิธีเป็นเทคนิคที่ใช้เพื่อทำลาย หรือควบคุมสภาวะแวดล้อมเพื่อยับยั้งการเพิ่มจำนวนของแบคทีเรีย แม้มีโทษกับอาหาร แต่แบคทีเรียบางชนิด เช่น lactic acid bacteria นำมาใช้ประโยชน์อย่างมากในการหมักอาหาร (fermentation) และการบำบัดของเสียเช่น การกำจัดน้ำเสีย (waste water treatment)

ขนาดและรูปร่างของแบคทีเรีย

แบคทีเรียมีขนาด 0.5-10 ไมครอน (micron) มีรูปร่างต่างๆกัน ที่มา http://www.ibri.org/RRs/RR051/51Fitplace.html แบคทีเรียมีรูปร่างหลายแบบ ดังนี้ บาซิลลัส (bacillus) มีรูปร่าง เป็นท่อน หรือเป็นแท่งเช่น Bacillus, Clostridium, Pseudomonas , Salmonella สเตรปโทบาซิลลัส (Streptobacillus) เมื่อแบ่งเซลล์แล้วเรียงตัวต่อเป็นสายยาว ท่อนโค้ง (curverod) เช่น Vibrio ทรงกลมหรือค็อกคัส (cocus) เช่น ไมโครค็อกคัส (Micrococcus) เป็นแบคทีเรีย เซลล์เดี่ยวขนาดเล็ก ดิโพค็อกคัส (Diplococcus) เมื่อแบ่งเซลล์แล้วติดกันเป็นคู่ สเตรปโทค็อกคัส (Streptococcus) แบ่งตัว เรียงตัวเป็นสายยาว เหมือนโซ่ สเตรฟิโลค็อกคัส (Staphylococcus) เป็นลักษณะของ เซลทรงกลมแบ่งตัวหลายระนาบอยู่ติดกันเป็นกลุ่มคล้ายพวงองุ่น เช่น Staphylococcus aureus สไปโรคีท (Spirochete) รูปร่างบิดเป็นเกลียว ผนังเซลล์ยืดหยุ่นได้ เช่น Campylobacter jejuni

การเพิ่มจำนวนของแบคทีเรีย

แบคทีเรียขยายพันธุ์โดยการแบ่งตัวแบบทวิภาค (binary fission) คือแบ่งจากหนึ่งเป็นสองเซลเท่าๆกัน ระยะเวลแบ่งเซลเรียกว่าgeneration time ซึ่งแบคทีเรียแต่ละชนิดจะใช้เวลาไม่เท่ากันขึ้นอยู่กับชนิดของแบคทีเรียและ สภาพแวดล้อม แบคทีเรีย (bacteria) แบคทีเรีย คือ จุลินทรีย์ที่เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ที่เป็นเซลล์แบบโปรคาริโอต (prokariotic cell) พบทั่วไปในธรรมชาติ ดิน น้ำ อากาศแบคทีเรียมีบทบาทสำคัญต่ออาหาร และการผลิตอาหาร เพราะแบคทีเรียเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้อาหารเน่าเสีย (microbial spoilage) และทำให้เกิดโรคอาหารเป็นพิษ (food poisoning) ที่เป็นอันตรายต่อผู้บริโภค ดังนั้น การถนอมอาหาร (food preservation) ทุกวิธีเป็นเทคนิคที่ใช้เพื่อทำลาย หรือควบคุมสภาวะแวดล้อมเพื่อยับยั้งการเพิ่มจำนวนของแบคทีเรีย แม้มีโทษกับอาหาร แต่แบคทีเรียบางชนิด เช่น lactic acid bacteria นำมาใช้ประโยชน์อย่างมากในการหมักอาหาร (fermentation) และการบำบัดของเสียเช่น การกำจัดน้ำเสีย (waste water treatment) ขนาดและรูปร่างของแบคทีเรีย แบคทีเรียมีขนาด 0.5-10 ไมครอน (micron) มีรูปร่างต่างๆกัน ที่มา http://www.ibri.org/RRs/RR051/51Fitplace.html แบคทีเรียมีรูปร่างหลายแบบ ดังนี้ บาซิลลัส (bacillus) มีรูปร่าง เป็นท่อน หรือเป็นแท่งเช่น Bacillus, Clostridium, Pseudomonas , Salmonella สเตรปโทบาซิลลัส (Streptobacillus) เมื่อแบ่งเซลล์แล้วเรียงตัวต่อเป็นสายยาว ท่อนโค้ง (curverod) เช่น Vibrio ทรงกลมหรือค็อกคัส (cocus) เช่น ไมโครค็อกคัส (Micrococcus) เป็นแบคทีเรีย เซลล์เดี่ยวขนาดเล็ก ดิโพค็อกคัส (Diplococcus) เมื่อแบ่งเซลล์แล้วติดกันเป็นคู่ สเตรปโทค็อกคัส (Streptococcus) แบ่งตัว เรียงตัวเป็นสายยาว เหมือนโซ่ สเตรฟิโลค็อกคัส (Staphylococcus) เป็นลักษณะของ เซลทรงกลมแบ่งตัวหลายระนาบอยู่ติดกันเป็นกลุ่มคล้ายพวงองุ่น เช่น Staphylococcus aureus สไปโรคีท (Spirochete) รูปร่างบิดเป็นเกลียว ผนังเซลล์ยืดหยุ่นได้ เช่น Campylobacter jejuni การเพิ่มจำนวนของแบคทีเรีย แบคทีเรียขยายพันธุ์โดยการแบ่งตัวแบบทวิภาค (binary fission) คือแบ่งจากหนึ่งเป็นสองเซลเท่าๆกัน ระยะเวลแบ่งเซลเรียกว่าgeneration time ซึ่งแบคทีเรียแต่ละชนิดจะใช้เวลาไม่เท่ากันขึ้นอยู่กับชนิดของแบคทีเรียและ สภาพแวดล้อม โครงสร้างของแบคทีเรีย แบคทีเรียทุกชนิดมีโครงสร้างที่เป็นองค์ประกอบเซลล์ได้แก่ ผนังเซลล์ (cell wall) เซลล์เมมเบรน (cell membrane) ไซโตพลาสซึม (cytoplasm) โครโมโซมเดี่ยว (single chromosome) ไรโบโซม (ribosomes) ในแบคทีเรียบางชนิดจะมี แคปซูล (capsules) ไกโคคาลิกซ์ (glycocalyx) พิลไล (pili) หรือฟิมเบรีย (fimbriae) มีโซโซม (mesosomes) แฟลกเจลลา (flagella) อินคลูชั่นแกรนูล (inclusion granules) สปอร์ (bacterial spore) แบคทีเรียที่มีบทบามสำคัญในอาหาร Acinetobacter Aeromonas Alcaligenes Alteromonas Bacillus Brochothrix Campylobacter Carnobactererium Citrobacter Clostridium Corynebacterium Enterobacter Enterococcus Erwinia Escherichia Flavobacterium Hafnia Kocuria Lactococcus Lactobacillus Leuconostoc Listeria Micrococcus Moraxella Paenibacillus Pantoea Pediococcus Proteus Pseudomonas Psychrobacter Salmonella Serratia Shewanella Shigella Staphylococcus Vagococcus Vibrio Weissella Yersenia ปัจจัยที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย สารอาหาร แหล่งคาร์บอน (Carbon Sources) แหล่งคาร์บอนอยู่ในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์และสารอินทรีย์ได้แก่ คาร์โบไฮเดรท แหล่งของอิเล็กตรอน (Electron Sources) แบคทีเรียต้องการอิเล็กตรอนเพื่อใช้ในกระบวนการเมตาบอลิซึม พวกที่ใช้สารอนินทรีย์ เป็นแหล่งอิเล็กตรอนเรียก Lithotroph ส่วนพวกที่ใช้สารอินทรีย์เป็นแหล่งอิเล็กตรอนเรียก Organotroph แหล่งไนโตรเจน (Nitrogen sources) แหล่งของไนโตรเจนมีทั้งสารอินทรีย์และอนินทรีย์ แหล่งที่เป็นสารอินทรีย์ เช่น กรดอะมิโน เพปไทด์ โปรตีน แหล่งที่เป็นสารอนินทรีย์ เช่น เกลือไนไตรท์ ไนเตรต หรือ แอมโมเนียม แหล่งของออกซิเจน ซัลเฟอร์ และฟอสฟอรัส ออกซิเจนได้มาจากหลายแหล่ง เช่น น้ำ และสารอาหาร แหล่งของซัลเฟอร์อาจอยู่ในรูปของสารอินทรีย์ หรือสารอนินทรีย์ ซัลเฟอร์มีความจำเป็น ในการสังเคราะห์กรดอะมิโนบางชนิดแหล่งของฟอสเฟตอาจอยู่ในรูปของ ฟอสเฟตที่เป็นองค์ประกอบของกรดนิวคลีอิค นิวคลีโอไทด์ ฟอสโฟลิปิด กรดไทโคอิก และสารอื่น ๆ ไอออนของโลหะหนัก ไอออนของโลหะหนักมีความจำเป็นต่อการเจริญตามปรกติของแบคทีเรีย เช่น K+, Mg2+, Ca2+, Fe 2+ เป็นต้น ซึ่งบางชนิดจัดเป็น Co facter ที่สำคัญของเอนไซม์ต่าง ๆ วิตามิน แบคทีเรียต้องการวิตามินในปริมาณน้อย แต่วิตามินมีความจำเป็นต่อการดำรงชีวิตและการ เจริญเติบโตมาก โดยทำหน้าที่เป็นโคเอนไซม์ในปฏิกิริยาต่าง ๆ ความต้องการออกซิเจน แบคทีเรียที่ เจริญได้ในที่มีอากาศเท่านั้น (obligate aerobic bacteriaหรือ obligate aerobe) แบคทีเรียที่เจริญในที่ไม่มีอากาศเท่านั้น (obligate anaerobic bacteriaหรือ strict anaerobe) แบคทีเรียที่เจริญได้ทั้งที่มีและไม่มีอากาศ (facultative anaerobic bacteria หรือ facultative anaerobe) แบคทีเรียที่เจริญได้ดีในที่มีอากาศเล็กน้อย (microaerophile) อุณหภูมิ แบคทีเรียที่ชอบอุณหภูมิสูง (thermophilic bacteria) แบคทีเรียที่ชอบอุณหภูมิปานกลาง (mesophilic bacteria) แบคทีเรียที่ชอบอุณหภูมิต่ำ (psychrophilic bacteria) ปริมาณน้ำ (moisture content) และวอเตอร์แอคทิวิตี้ (water activity) บทบาทของแบคทีเรียต่ออุตสาหกรรมอาหาร 1 เป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้อาหารเน่าเสีย (microbial spoilage) กลุ่ม ชนิด สร้างกรดแลคติก (Lactic acid bacteria) Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus,Streptococcus สร้างกรดอะซิติก (Acetic acid bacteria) Acetobacter, Gluconobacter สร้างกรดบิวทิริค (Butyric acid bacteria) Clostridium ย่อยโปรตีน (Proteolytic bacteria) Bacillus, Pseudomonas, Clostridium, Proteus ย่อยลิพิด (Lipolytic bacteria) Pseudomonas, Alcaligenes, Serratia, Micrococcus, Bacillus, Clostridium ย่อยน้ำตาล (Sacccharolytic) Bacillus, Clostridium ย่อยเพคติน (Pectolytic bacteria) Erwinia, Bacillus, Clostridium ชอบอุณหภูมิสูง (Thermophilic bacteria) Bacillus, Clostridium, Lactobacillus thermophilus ชอบอุณหภูมิต่ำPsychrophilic bacteria Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Micrococcus ชอบเกลือ (Halophilic bacteria) HalobacteriumStreptococcus,Staphylococcus,Pediococcus,Micrococcus,Sarcina, , Pseudomonas ทนแรงดันออสโมซีส (Osmophilic bacteria) Leuconostoc สร้างรงควัตถุ (Pigment formers) Flavobacterium, Serratia, Micrococcus สร้างเมือก (Slime or rope formers) Alcaligenes, Enterobactor, Streptococcus, Lactobacillus สร้างแก๊ส (Gas formers) Leuconostoc, Lactobacillus, proteus, Clostridium, Enterobactor โคลิฟอร์ม (Coliform) Eschericia coli (fecal coliform) , Enterobactor, Aerogenes 2 แบคทีเรียทำให้เกิดโรคอาหารเป็นพิษ (food poisoning) ได้แก่ Bacillus cereus Campylobacter jejuni Clostridium botulinum. Clostridium perfringens Escherichia coli Listeria monocytogenes Salmonella Shigella spp. Staphylococcus aureus Vibrio spp. Yersinia enterocolitica 3 ใช้ในการถนอมอาหาร (food preservation) โดยการหมัก (fermentation) 4 ใช้ สกัดสารที่มีประโยชน์ เช่น เอนไซม์ (enzyme) แซนแทนกัม (Xanthan gum) 5 ใช้การบำบัดน้ำเสีย (waste water treatment)