จุลชีววิทยาอาหารคือการศึกษาจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ สร้าง หรือปนเปื้อนในอาหารซึ่งรวมถึงการศึกษาจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดการเน่าเสียของอาหารเชื้อก่อโรคที่อาจก่อให้เกิดโรค (โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากอาหารปรุงสุกหรือเก็บรักษาไม่ถูกต้อง) จุลินทรีย์ที่ใช้ในการผลิตอาหารหมักดองเช่นชีส โยเกิร์ตขนมปังเบียร์และไวน์ และ จุลินทรีย์ที่มีบทบาทที่เป็นประโยชน์อื่นๆ เช่น การผลิตโปรไบโอติก^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

ในการศึกษาแบคทีเรียในอาหาร กลุ่มสำคัญๆ ได้ถูกแบ่งย่อยตามลักษณะบางประการ การจัดกลุ่มเหล่านี้ไม่มีความสำคัญทางอนุกรมวิธาน: ^{[ 5 ]}

• แบคทีเรียกรดแลคติกเป็นแบคทีเรียที่ใช้คาร์โบไฮเดรตในการผลิตกรดแลคติก สกุลหลักๆ ได้แก่Lactococcus , Leuconostoc , Pediococcus , LactobacillusและStreptococcus thermophilus
• แบคทีเรียกรดอะซิติก เช่นAcetobacter acetiผลิตกรดอะซิติกได้
• แบคทีเรีย เช่นPropionibacterium freudenreichiiที่ผลิตกรดโพรพิโอนิกถูกนำมาใช้ในการหมักผลิตภัณฑ์นม
• แบคทีเรีย สกุลClostridiumบางชนิด เช่น Clostridium butyricumสามารถผลิตกรดบิวทิริกได้
• แบคทีเรียที่ย่อยสลายโปรตีนจะย่อยสลายโปรตีนโดยการสร้างเอนไซม์โปรตีเอสภายนอกเซลล์กลุ่มนี้รวมถึงแบคทีเรียสายพันธุ์ต่างๆ จากสกุลMicrococcus , Staphylococcus , Bacillus , Clostridium , Pseudomonas , Alteromonas , FlavobacteriumและAlcaligenesและสายพันธุ์ที่จำกัดกว่าจากEnterobacteriaceaeและBrevibacterium
• แบคทีเรียที่ย่อยสลายไขมันจะย่อยสลายไตรกลีเซอไรด์ โดยการสร้าง เอนไซม์ไลเปสภายนอกเซลล์ กลุ่มนี้รวมถึงแบคทีเรียสายพันธุ์ต่างๆ จากสกุลMicrococcus , Staphylococcus , Pseudomonas , AlteromonasและFlavobacterium
• แบคทีเรียที่ย่อยสลายคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนเรียกว่าแบคทีเรียกลุ่มแซคคาโรไลติก แบคทีเรียกลุ่มนี้ได้แก่ แบคทีเรียในสกุลBacillus , Clostridium , Aeromonas , PseudomonasและEnterobacter
• แบคทีเรียเทอร์โมฟิลิกสามารถเจริญเติบโตได้ในอุณหภูมิสูงกว่า 50 องศาเซลเซียส ได้แก่ สกุลBacillus , Clostridium , Pediococcus , StreptococcusและLactobacillus แบคทีเรียเทอร์โมดูริกรวมถึงสปอร์ สามารถอยู่รอด ได้แม้ผ่านกระบวนการพาสเจอร์ไรส์ แบคทีเรียที่เจริญเติบโต ได้ ในอุณหภูมิต่ำต่ำกว่า 5 องศาเซลเซียส เรียกว่า ไซโคโทรปิ กซึ่งรวมถึงแบคทีเรียหลายสกุล เช่นAlcaligenes , Serratia , Leuconostoc , Carnobacterium , Brochothrix , ListeriaและYersinia
• แบคทีเรียที่ทนต่อความเค็มสามารถอยู่รอดได้ในความเข้มข้นของเกลือสูงกว่า 10% ซึ่งรวมถึงบางสายพันธุ์จากสกุล VibrioและCorynebacteriumส่วนแบคทีเรียที่ทนต่อกรดสามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่มีค่า pH ต่ำ
• แบคทีเรียที่ชอบความเข้มข้นของสารละลายสูง (Osmophilic bacteria) แม้จะชอบความเข้มข้นของสารละลายต่ำกว่ายีสต์และรา แต่ก็สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่มีความเข้มข้นของสารละลายค่อนข้างสูงได้แบคทีเรียที่ต้องการออกซิเจน (Aerobes)ต้องการออกซิเจน ในขณะที่แบคทีเรียที่ไม่ต้องการออกซิเจน (Anaerobes) จะถูกยับยั้งโดยออกซิเจน ส่วนแบคทีเรียที่สามารถเจริญเติบโตได้ทั้งในสภาวะที่มีและไม่มีออกซิเจน (Facultative anaerobes)
• แบคทีเรียบางชนิดสามารถผลิตก๊าซได้ในระหว่างกระบวนการเผาผลาญสารอาหาร ในขณะที่บางชนิดผลิตเมือกโดยการสังเคราะห์พอลิแซ็กคาไรด์
• แบคทีเรียที่สร้างสปอร์ยังถูกแบ่งย่อยออกเป็นกลุ่มแอโรบิก แอนแอโรบิก แฟลตซาวร์ เทอร์โมฟิลิก และซัลไฟด์โปรเจกต์
• แบคทีเรียกลุ่มโคลิฟอร์ม รวมถึงโคลิฟอร์มในอุจจาระ (เช่น อีโคไล) ถูกใช้เป็นตัวชี้วัดด้านสุขอนามัย เชื้อก่อโรคในระบบทางเดินอาหารสามารถทำให้เกิดการติดเชื้อในระบบทางเดินอาหารได้ และอาจถูกรวมอยู่ในกลุ่มนี้ด้วย

ความปลอดภัยของอาหารเป็นประเด็นสำคัญในจุลชีววิทยาอาหาร เชื้อโรคและจุลินทรีย์ก่อโรค จำนวนมาก สามารถแพร่กระจายผ่านอาหารได้ง่าย ซึ่งรวมถึงแบคทีเรียและไวรัสสารพิษจากจุลินทรีย์ก็อาจเป็นสารปนเปื้อนในอาหารได้เช่นกัน อย่างไรก็ตามจุลินทรีย์และผลิตภัณฑ์ของพวกมันยังสามารถนำมาใช้ต่อสู้กับจุลินทรีย์ก่อโรคเหล่านี้ได้ แบคทีเรีย โปรไบโอติกรวมถึงแบคทีเรียที่ผลิตแบคทีริโอซินสามารถฆ่าและยับยั้งจุลินทรีย์ก่อโรคได้ หรืออีกทางเลือกหนึ่ง แบค ทีริโอซินบริสุทธิ์เช่นนิซินสามารถเติมลงในผลิตภัณฑ์อาหารได้โดยตรง สุดท้ายนี้แบคทีริโอเฟจ ซึ่งเป็นไวรัสที่ติดเชื้อแบคทีเรียเท่านั้น สามารถนำมาใช้ฆ่าเชื้อแบคทีเรียก่อโรคได้ [ ^{6 ] การ}เตรียมอาหารอย่างละเอียด รวมถึงการปรุงอาหาร อย่างเหมาะสม จะช่วยกำจัดแบคทีเรียและไวรัสส่วนใหญ่ได้ อย่างไรก็ตามสารพิษที่ผลิตโดยสารปนเปื้อนอาจไม่สามารถเปลี่ยนเป็นรูปแบบที่ไม่เป็นพิษได้ด้วยการให้ความร้อนหรือปรุงอาหารที่ปนเปื้อน เนื่องจากเงื่อนไขด้านความปลอดภัยอื่นๆ

การหมักเป็นหนึ่งในวิธีการถนอมอาหารและปรับเปลี่ยนคุณภาพของอาหาร ยีสต์โดยเฉพาะอย่างยิ่งSaccharomyces cerevisiaeถูกนำมาใช้ในการทำให้ขนมปัง ขึ้น ฟู หมักเบียร์และทำไวน์แบคทีเรียบางชนิดรวมถึงแบคทีเรียกรดแลคติกถูกนำมาใช้ในการทำโยเกิร์ตชีสซอสพริกผักดองไส้กรอกหมัก และอาหารต่างๆ เช่นกิมจิผลทั่วไปของการหมักเหล่านี้คือ ผลิตภัณฑ์อาหารจะไม่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ อื่นๆ รวมถึงเชื้อโรคและ จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิด การเน่าเสีย จึงช่วยยืด อายุการเก็บรักษาอาหารได้ ชีสบางชนิดยังต้องการรา เพื่อบ่มและพัฒนาให้มี รสชาติที่เป็นเอกลักษณ์อีก ด้วย

ไบโอโพลีเมอร์^ที่ผลิตโดยจุลินทรีย์หลายชนิดถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร [ ^{7 ]}

อัลจิเนตสามารถใช้เป็นสารเพิ่มความข้นได้ [ ^{8 ] แม้ว่า} จะอยู่ในหมวดหมู่ ' พอลิแซ็กคาไรด์ จุลินทรีย์ ' ก็ตาม ปัจจุบันอัลจิเนตเชิงพาณิชย์ผลิตได้จากการสกัดจากสาหร่ายสีน้ำตาลเช่นLaminaria hyperboreaหรือL. japonicaเท่านั้น

กรดโพลี-γ-กลูตามิก (γ-PGA) ที่ผลิตโดย แบคทีเรีย Bacillusสายพันธุ์ต่างๆมีศักยภาพในการนำไปใช้เป็นสารเพิ่มความข้นในอุตสาหกรรมอาหาร^{[ 9 ]}

เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์อาหารจำเป็นต้องมีการทดสอบทางจุลชีววิทยา เช่น การทดสอบหาเชื้อก่อโรค และจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดการเน่าเสีย วิธีนี้จะช่วยตรวจสอบความเสี่ยงของการปนเปื้อนภายใต้สภาวะการใช้งานปกติและ ป้องกันการระบาดของอาหารเป็น พิษได้ การทดสอบผลิตภัณฑ์อาหารและส่วนผสมมีความสำคัญตลอด ห่วงโซ่อุปทานเนื่องจากข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้นกับผลิตภัณฑ์สามารถเกิดขึ้นได้ในทุกขั้นตอนการผลิต^{[ 10 ]}นอกจากการตรวจจับการเน่าเสียแล้ว การทดสอบทางจุลชีววิทยายังสามารถตรวจสอบปริมาณเชื้อจุลินทรีย์ ระบุยีสต์และรา และเชื้อซัลโมเนลลา ได้อีกด้วย สำหรับเชื้อซัลโมเนลลานักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาเทคโนโลยีที่รวดเร็วและพกพาได้ซึ่งสามารถระบุสายพันธุ์เฉพาะของเชื้อซัลโมเนลลาได้^{[ 11 ]}

ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส (PCR) เป็นวิธีการที่รวดเร็วและราคาไม่แพงในการสร้างสำเนาจำนวนมากของชิ้นส่วน DNA ที่แถบเฉพาะ ("PCR (Polymerase Chain Reaction)" 2008) ด้วยเหตุนี้ นักวิทยาศาสตร์จึงใช้ PCR ในการตรวจจับไวรัสหรือแบคทีเรียชนิดต่างๆ เช่น HIV และแอนแทรกซ์ โดยอาศัยรูปแบบ DNA ที่เป็นเอกลักษณ์ ชุดอุปกรณ์ต่างๆ มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์เพื่อช่วยในการสกัดกรดนิวคลีอิกของเชื้อก่อโรคในอาหาร^{[ 12 ]}การตรวจจับ PCR และการจำแนก^{[ 13 ]}การตรวจจับสายพันธุ์แบคทีเรียในผลิตภัณฑ์อาหารมีความสำคัญมากสำหรับทุกคนทั่วโลก เพราะช่วยป้องกันการเกิดโรคที่เกิดจากอาหาร ดังนั้น PCR จึงได้รับการยอมรับว่าเป็นเครื่องตรวจจับ DNA เพื่อขยายและติดตามการมีอยู่ของสายพันธุ์ก่อโรคในอาหารแปรรูปต่างๆ

• ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค (CDC), ความปลอดภัยด้านอาหาร
• สถาบันนักเทคโนโลยีอาหาร แผนกจุลชีววิทยาอาหาร
• คำอธิบายเกี่ยวกับเชื้อโรคที่พบได้ทั่วไปในอาหาร