Clostridium botulinum คือ แบคทีเรียในสกุล Clostridium ที่ทำให้เกิดโรค (pathogen) ชนิดหนึ่ง ที่มีอันตรายร้ายแรงมาก ทำให้เกิดโรค
โบทูลิซึม (botulism)

• ลักษณะสำคัญของ Clostridium botulinum
• แหล่งที่พบ Clostridium botulinum
• สารพิษโบทูลินั่ม (botulinum toxin)
• การทนร้อนของ Clostridium botulinum
• ปัจจัยที่มีผลกับการเจริญของ Clostridium botulinum และสร้างสารพิษ
• อาหารที่เกี่ยวข้อง
• การป้องกันและควบคุม Clostridium botulinum ในกระบวนการแปรรูปอาหาร

ลักษณะสำคัญของ Clostridium botulinum

• ย้อมติดสีแกรมบวก (Gram positive bacteria)
• รูปร่างเป็นท่อน (rod shape)
• สร้างสปอร์ (spore forming bacteria)
• ไม่ต้องการอากาศ (anaerobic bacteria)
• สามารถสร้างสารพิษ (toxin) ที่ทำให้เกิดโรค botulism ที่เป็นอันตรายถึงชีวิต
• เจริญได้ในอาหารกระป๋อง (canned food) โดยเฉพาะอาหารประเภทกรดต่ำ (low-acid food ) ที่ฆ่าเชื้อแบบ commercial sterilization ไม่สมบูรณ์คือ ใช้อุณหภูมิหรือเวลาการฆ่าเชื้อไม่เพียงพอ (ดูรายละเอียดที่ Fo value)

แหล่งที่พบ Clostridium botulinum

พบทั่วไปในธรรมชาติ ในดิน ห้วย หนอง คลองบึง ทะเล โคลน เลน จึงมักพบใน ลำไส้ เหงือกของปลาทั้งน้ำจืดและน้ำเค็ม ลำไส้ของสัตว์เลือดอุ่น นก ในพืชผักที่ปลูกในดิน โดยเฉพาะส่วนลำต้นใต้ดิน ยิ่งต้องระวังเป็นพิเศษ และเนื่องจากเชื้อสร้างสปอร์ซึ่งทนความแห้งแล้งได้ดี สปอร์จึงพบได้ทั่วไปในฝุ่น ควัน และปะปนมากับอาหารแห้ง เช่น เครื่องเทศ แป้ง

สารพิษโบทูลินัม (botulinum toxin)

สารพิษที่สร้างโดย C. botulinum เรียกว่า botulinum toxin เป็นสารที่เป็นพิษต่อระบบประสาท (neurotoxin หรือ nerve toxin) ทำให้มีอาการอัมพาต (paralytic illness) ที่รู้จักมีอยู่ 7ชนิด (A, B, C, D, E, F และ G) แบ่งตามที่มาของประเภทสารพิษที่ Clostridium botulinum สร้างขึ้นสารพิษที่ก่อให้เกิดโรคอาหารเป็นพิษและ เป็นอันตรายต่อมนุษย์ มี 4 ชนิด คือ ชนิด A, B, E และ F เป็นสาเหตุของโรคโบทูลิซึม (botulism) ที่พบในคน ชนิด C และ D เป็นสาเหตุของโรคโบทูลิซึมที่พบในสัตว์ สัตว์ที่พบเป็นโรคนี้ มีทั้งสัตว์เลี้ยง เช่น หมา แมว ม้า วัว ควาย สัตว์ปีก รวมทั้งในปลาบางชนิด และสัตว์ป่าก็พบเช่นกัน สำหรับชนิด G เคยแยกได้จากดินของประเทศอาเยนตินา แต่ยังไม่พบเป็นสาเหตุการเกิดโรค

การแบ่งชนิดสารพิษโบทูลินั่ม ตามความสามารถย่อยสลายโปรตีน

1. กลุ่มที่ย่อยโปรตีนได้ (proteolytic group) ได้แก่ type A และ type B และ F บางชนิดทำให้อาหารที่ปนเปื้อนเกิดกลิ่นเหม็น

2. กลุ่มที่ไม่ย่อยสลายโปรตีน (nonproteolytic group) ได้แก่ type E และ type B และ F บางชนิด

Type A เป็นสารพิษที่ออกฤทธิ์รุนแรง เมื่อได้รับสารพิษชนิดนี้ จะมีอาการกลืนน้ำลายลำบาก และมีอัตราการตายสูงถึงร้อยละ 60-70 สายพันธุ์ที่สร้างสารพิษชนิดนี้เป็นสายพันธุ์ที่ย่อยโปรตีนได้ (proteolytic) ทำให้อาหารที่มีการปนเปื้อนเชื้อชนิดนี้จะมีกลิ่นเหม็น

Type B อาการเมื่อได้รับสารพิษชนิดนี้ จะทำให้เป็นอัมพาตมีอัตราการตายร้อยละ 25 สายพันธุ์ที่สร้างสารพิษชนิดนี้สามารถสร้างได้ทั้งสายพันธุ์ที่ย่อยโปรตีนได้ (proteolytic) และสายพันธุ์ที่ย่อยโปรตีนไม่ได้ (nonproteolytic) ซึ่งทนความร้อนสูง และมีชีวิตอยู่ในอาหารได้นาน

Type E พบการระบาดในอาหารทะเล เป็นสายพันธ์ที่ย่อยโปรตีนไม่ได้ (nonproteolytic) อาหารที่มีการปนเปื้อนเชื้อชนิดนี้จะมีกลิ่นผิดปกติเล็กน้อย ส่วนสปอร์ของ Clostridium botulinum Type E สามารถถูกทำลายได้ที่อุณหภูมิ 80 องศาซลเซียส เป็นเวลา 15 นาทีสามารถทำลายได้ง่ายโดยการต้ม

Type F พบในอาหารทะเลมีการระบาดได้ประปราย มีอัตราการตายต่ำ

การทนร้อนของ Clostridium botulinum

สปอร์ของ C. botulinum กลุ่มที่ย่อยโปรตีนได้ (proteolytic group) ทนความร้อนได้มากกว่าสปอร์ ของกลุ่มที่ไม่ย่อยโปรตีน (nonproteolytic group) พบว่าสารที่มีอยู่ในธรรมชาติในอาหารบางชนิด เช่น ไลโซไซม์ (lysozyme) อาจช่วยให้ C. botulinum ในกลุ่ม nonproteolytic ฟื้นตัวได้หลังจากถูกทำลายด้วยความร้อน ทำให้ต้องเพิ่มความระมัดระวังในการฆ่าเชื้อเพื่อให้แน่ใจว่าปลอดภัย

ปัจจัยที่มีผลกับการเจริญของ Clostridium botulinum และสร้างสารพิษ 

1. ออกซิเจน  แบคทีเรียชนิดนี้ไม่ต้องการอากาศ (anarobic bacteria) สามารถเจริญและสร้างสารพิษได้ในภาวะที่ไม่มีออกซิเจน ซึ่งภาวะดังกล่าว ได้แก่ อาหารกระป๋อง (canned food) ซึ่งภายในกระป๋องเป็นภาวะไม่มีอากาศ อาหารที่บรรจุในถุงสุญญากาศ (vacuum packaging) เป็นต้น

2. มีค่า pH ต่ำกว่า 4.6 สามารถยับยั้งการงอกของสปอร์เชื้อนี้ได้

3. วอเตอร์แอคทิวิตี้ (water activity, a_w )

4. อุณหภูมิ

C. botulinum สร้างสารพิษในภาวะที่มีอุณหภูมิสูงได้รวดเร็วกว่าที่อุณหภูมิต่ำ การเก็บรักษาอาหารในห้องเย็นที่ยับยั้งการเจริญและสร้างสารพิษของ C. botulinum ในกลุ่ม nonproteolytic คือ ต่ำกว่า 3 องศาเซลเซียส และสำหรับกลุ่ม proteolytic คือต่ำกว่า 10 องศาเซลเซียส

อาหารที่เกี่ยวข้อง

อาหารกระป๋องประเภทกรดต่ำ (low acid canned food) คือ อาหารที่มีค่า pH มากกว่า 4.6 เช่น อาหารทะเล เนื้อสัตว์ (meat) สัตว์น้ำ ผัก
ผลไม้ เช่น หน่อไม้ ถั่วเมล็ดแห้ง ผัก เห็ด ข้าวโพด แครอท ลำไย มะละกอ ขนุน ละมุด เป็นต้น

การป้องกันและควบคุม Clostridium botulinum ในกระบวนการแปรรูปอาหาร

1.  การทำให้ปลอดเชื้อเพื่อการค้า (commercial sterilization) ใช้สำหรับ อาหารกระป๋องที่เป็นกรดต่ำ (low acid canned food) ที่มีค่า pH มากกว่า 4.6 การฆ่าเชื้ออาหารกลุ่มนี้จะต้องฆ่าเชื้อด้วยหม้อฆ่าเชื้อ (retort) ที่อุณหภูมิสูงกว่า 100 องศาเซลเซียส หรือ ระบบยูเอชที (Ultra High Temperature, UHT) ซึ่งต้องใช้อุณหภูมิและตามระยะเวลาที่กำหนด และเพียงพอที่จะทำลายสปอร์ของเชื้อนี้ให้อยู่ในระดับที่มั่นใจได้ว่าปลอดภัย

2. การปรับให้เป็นกรด คือการปรับค่า pH ของอาหารให้ลดลงต่ำกว่า 4.6 เรียกว่า อาหารปรับกรด (acidified food) โดยการเติมกรดอินทรีย์ (organic acid) เช่น น้ำส้มสายชู (acetic acid) กรดซิตริก (citric acid) เพื่อยับยั้งการงอกของสปอร์ C. botulinum แต่ต้องระมัดระวังมากเช่นกัน เพราะต้องทำให้ค่า pH ของอาหารหลังปรับกรดแล้วเข้าสู่ภาวะสมดุลให้เร็ว และต้องแน่ใจว่าอาหารทุกส่วนมีค่า pH ตามที่ต้องการอย่างสม่ำเสมอและทั่วถึง

3 การควบคุมวอเตอร์แอคทิวิตี้ (water activity) ด้วยการทำแห้ง (dehydration) หรือการใช้เกลือหรือน้ำตาลที่ความเข้มข้นสูง เช่น หมักเกลือ (salt curing)

4. การแช่แย็นและแช่เยือกแข็ง (chiling and freezing) การเก็บรักษาอาหาร ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 3.3 องศาเซลเซียส (38 องศ่ฟาเรนไฮต์) สามารถยับยั้งการเจริญและการสร้างสารพิษของ C.botulinum ทั้งกลุ่ม proteolytic และกลุ่ม non proteolytic โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผลิตภัณฑ์อาหารที่มีค่า pH มากกว่า 4.6 ที่บรรจุในถุงสุญญากาศ (vacuum packaging) ต้องควบคุมอุณหภูมิของอาหารให้ต่ำกว่า 3 องศาเซลเซียส อ
ยู่ตลอดเวลาหลังจากที่บรรจุอาหารในถุงสุญญากาศ เพราะเป็นแบคทีเรียที่เจริญได้ในที่ไม่มีอากาศ

5. สารไนไทรต์ (nitrite) และไนเทรต (nitrate) ที่ในผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์ เช่น ไส้กรอก (sausage) แฮม (ham) สามารถยับยั้งการเจริญและการสร้างสารพิษได้

6.  การควบคุมความสะอาดของวัตถุดิบและกระบวนการผลิต มีสำคัญไม่น้อยกว่าการฆ่าเชื้อ วัตถุดิบที่สะอาด จากแหล่งผลิตที่ดี ผ่านกระบวนการคัดคุณภาพ ล้างทำความสะอาดอย่างพิถีพิถัน โดยเฉพาะวัตถุดิบที่มีความเสี่ยงที่จะมีเชื้อมาก เช่น พืชหัวต้องล้างดินออกให้สะอาด จะช่วยควบคุมปริมาณจุลินทรีย์เริ่มต้นให้มีปริมาณน้อย ทำให้ลดความเสี่ยงที่เชื้อจะหลงเหลือภายหลังการฆ่าเชื้อ นอกจากนี้ต้องระมัดระวังการควบคุมอุณภูมิ และเวลา ระหว่างการเก็บรักษาวัตถุดิบ การแปรรูป และการกระจายสินค้า

ในแง่ของผู้บริโภค แม้ว่าสารพิษของเชื้อนี้เป็นอันตรายร้ายแรงถึงตายได้ แต่สารพิษนี้ไม่ทนร้อน (heat labile) สามารถทำลายได้ด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส นานเกิน 10 นาที จึงแนะนำว่าการรับประทานอาหารกระป๋องประเภทที่เป็นกรดต่ำต้องต้มให้เดือดก่อนนำไปบริโภค

Reference

ไพรินทร์ บุตรกระจ่าง ศูนย์วิทยาศาสตร์การแพทย์เชียงใหม่. สาเหตุการป่วยและการตายหลังบริโภคหน่อไม้อัดปิ๊บในอำเภอสบปราบ จังหวัดลำปาง ปี พ.ศ 2546

Centers for disease control and prevention : Botulism general information