קלקול מזון
קלקול מיקרוביאליאלי

קלקול מיקרוביאלי הוא תהליך הנגרם על ידי התרבות של מיקרואורגניזמים השייכים לעל-ממלכות החיידקים, השמרים והעובשים. קלקול מיקרוביאלי של מזון מושפע בעיקר מתנאי התברואה בתהליך ייצור חומרי הגלם השונים ושל המוצר הסופי, ומתנאי האחסון. חומרי גלם מזוהמים ברמה גבוהה עלולה להוביל להיוותרות של מיקרואורגניזמים מקלקלים במוצרים הסופיים. שימוש בחומרי גלם ממוצא שונה, כגון, ערבוב מוצרים מהחי עם מוצרים מהצומח יוצר סביבת גידול חדשה המעודדת צמיחה של המיקרוארגניזמים המקלקלים.
בתהליך הקלקול, המיקרואורגניזמים מפרקים את המזון על ידי הפרשת אנזימים הידרוליטיים: עמילאזות, פרוטאוזות, ליפאזות, פקטינאזות, צלולאזות, ונוקלאזות המשנים את המרקם. החומרים המתקבלים כתוצאה מפירוק המקרומולקולות הבונות את המיקרואורגניזמים - רבי-סוכר, חלבונים, שומנים וחומצות הגרעין - ממשיכים להתפרק על ידי המיקרואורגניזמים המקלקלים תוך יצירת מכלול של חומרים בעלי טעם וריח דוחים, כגון חומצות אורגניות המורידות את ה-pH, כוהלים, קטונים, אלדהידים ואמינים נדיפים TVBN (תוצרי הלוואי של פירוק חלבונים, חומצות אמינו ונוקלאוטידים על ידי אנזימים פרוטאוליטיים). קלקול מתרחש גם כתוצאה מהפרשת פיגמנטים ומוקופיליסכרידים (רבי-סוכר ריריים המופרשים על ידי חיידקים לבניית הקפסולה).
מקורם של המיקרואורגניזמים הגורמים לקילקול מקרוביאלי של מזון הוא אדמה, מים, אוויר, בעלי חיים (המיקרופלורה של מערכת העיכול, דרכי הנשימה והעור גורמת לזיהום חומרי הגלם). הזיהום המיקרוביאלי מתרחש על ידי וקטורים שונים: ידיים של עובדים, בעלי חיים שנמצאים במרחב הייצור (מכרסמים, כלבים וחתולים, בעלי כנף, חרקים). רמת הקלקול תלויה בגורמים פנימיים של המזון, כמו pH, רמת המים הפעילים(water activity), ההרכב הכימי, פוטנציאל החיזור חמצון (oxidation-reduction potential), תרכובות אנטי-מיקרוביאליות טבעיות או מוספות לשימור המזון, ריכוזי חמצן, ובגורמים חיצוניים, למשל רמות טמפרטורות בתהליך עיבוד המזון, תנאי האחסון והשינוע, לחות יחסית במזון בלתי ארוז, לחץ, שינויים הנעשים באווירה האופפת את המזון באריזה בשיטת (Modified atmosphere) MAP‏.
החיידקים הנפוצים ביותר הגורמים לקלקולי מזון שייכים למספר קבוצות. הקבוצה הראשונה היא חיידקים גראם-חיוביים שאינם מיצרים נבגים, השייכים לקבוצת חיידקי חומצת החלב: Weissella, Carnobacterium spp. ,Lactobacillus spp. Lactococcus spp., Pediococcus spp Leuconostoc spp. בנוסף, קיימים מתגים גראם-שליליים שגורמים לקלקול: Proteus, Aeromonas, Escherichia. סוגים נוספים הם מתגים גרם חיוביים נושאי נבגים כמו Bacillus, Clostridium ומתגים גרם חיוביים שאינם מיצרים נבגים השייכים למשפחת הליסטריה Brochothrix thermosphacta ו-Kurthia zopfii.
מוצרים עטירי חלבון, חומצות אמינו וחומצות גרעין המכילות את הבסיס אדנין המכיל חנקן כגון, דגים, פירות-ים ובשר, עלולים להתקלקל על ידי זיהומים שמוצאם מהמיקרוביוטה של דרכי העיכול של בעלי חיים. הזיהום מתרחש בתהליך הפרדת דרכי העיכול מגופו בעיקר על ידי כלי חיתוך וידיים של עובדים. הזיהומים נמשכים בתהליכי הפריסה. תנאי האחסון לאחר הניקוי והפריסה ועלולים להשפיע על רמת הזיהום של חומר הגלם. חומר גלם המגיע למפעל ברמת זיהום גבוהה עלול להוות מקור לזיהום מתמשך ולקלקול המוצר הסופי. קלקול מיקרוביאלי במשקאות אלכוהוליים נגרם על ידי חיידקי חומצת החומץ (Acetobacteriaceae). חיידקים אלה בעלי סבילות גבוהה לריכוזי כוהל אתילי ולחומציות גבוהה וגורמים לקלקולים של יין, בירה, סיידר ומשקאות אלכוהוליים נוספים.
תהליכי התסיסה בתעשיית המזון והמשקאות הוא תהליך ממושך המאפשר התפתחות קלקולים מיקרוביאליים לאורך זמן. קלקולים של יין על ידי חיידקים נמנעת באופן תדיר על ידי הוספה של החומר המשמר דו-תחמוצת-הגופרית לאחר התסיסה הכוהלית של התירוש. החומר המשמר מדכא התפתחות של חיידקים מקלקלים ומשמש גם כגורם מונע-חימצון. מניעת קלקולים בתעשיית היין באמצעים טכנולוגיים אינה אפשרית על ידי טיפול טרמי של התירוש, אלא על ידי אמצעים חדשניים, כגון, קרינה אולטרה-סגולה, הפעלת לחץ ההורסת את דפנות החיידקים, הפעלת גלים אולטרה-סוניים,  ועל ידי הפעלת שדות חשמליים.
קלקולי המשקאות האלכוהוליים נגרמים על ידי שמרים מהסוג Saccharomyces, הנותרים בתום תהליך התסיסה כתוצאה משחרור אנזימים מפרקים שונים: ליפאזות המפרקות שומנים, פרוטאזות המפרקות חלבונים, צלולאזות המפרקות תאית, ופקטינאזות המפרקות פקטין. שמרים אלה מעורבים גם ביצירת קרומים, משקעים, עכירויות, שינויי טעם וריח, הבהרה ואיבוד צבע ויצירה מוגברת של גזים. תופעות של קלקול על ידי שמרים נפוצות בעיקר בתעשיית היין, הבירה, וגם במוצרי חלב שונים וכבישת בשר. בתעשיית השימורים קלקול על ידי שמרים גורם לנפיחות ואף להתפוצצות מכלי אריזה עקב יצירה מוגברת של גזים.