Продукты питания для человека и корма для животных легко подвержены порче; они подвергаются нападению различных микроорганизмов, особенно метаболически активных бактерий и грибов, которые делают их не только непригодными в пищу, но иногда и ядовитыми за счет бактериальных токсинов (токсин ботулизма) или микотоксинов (афлатоксин и др.).
С самого начала развития научной микробиологии вопросы гигиены продуктов питания были связаны с этими микроорганизмами и особенно с патогенами, которые при приеме пищи попадают в организм (шигеллы, сальмонеллы и т. д.). Главная цель исследований постоянно заключалась в уничтожении микроорганизмов путем стерилизации или в подавлении их размножения путем применения «консервантов». Лишь очень нескоро возникла мысль о возможности использования полезных микроорганизмов, хотя с их помощью человек с давних пор осуществляет ферментацию самых разнообразных пищевых продуктов, чтобы предупредить их повреждение вредными микробами. Известными примерами являются спиртовое брожение виноградного сока и соков других плодов для получения вина и прежде всего сбраживание молока при производстве молочнокислых продуктов и сыров. Брожение зерновых продуктов лежит в основе получения хлеба и пива, и, наконец, можно указать на использование молочнокислого брожения в засолке овощей (капусты, бобов, огурцов); приготовление солонины, окороков, твердокопченой колбасы, соленой рыбы также представляет собой процессы молочнокислого брожения. Для получения кислого молока или сыра используют прежде всего культуры молочнокислых бактерий и некоторые грибы (преимущественно виды Penicillium). Спиртовое брожение основано на деятельности дрожжей.
Микробиология процессов брожения (пивоварение и виноделие), так же как и микробиология переработки молока, высокоразвита уже давно, но соответствующие работы с так называемыми заквасками для переработки овощей, мяса и рыбы начали впервые проводить лишь в 20-х годах нашего столетия. Сегодня для этой цели наряду с некоторыми грибами (особенно дрожжами) используют в основном бактерии, такие, как педиококки, стрептококки, стафилококки, микрококки, стрептомицеты и даже определенные виды Achromobacter, Vibrio и Pseudomonas.
При ферментации продуктов питания остающиеся в конечном продукте живые микроорганизмы с их ферментами и метаболитами потребляются в пищу, причем молочнокислые бактерии и грибы образуют не только бродильные кислоты, но и биологически активные вещества, тормозящие развитие нежелательных или вредных микроорганизмов.
При загрязнении молока или мяса антибиотиками, которые применяют для лечения инфекционных болезней скота или добавляют в корма для улучшения их усвояемости, процесс переработки продуктов питания нарушается. Такие антибиотики тормозят при известных условиях развитие заквасочных культур или благоприятствуют развитию нежелательных микроорганизмов; процесс брожения нарушается, и конечный продукт становится непригодным для употребления. Другой опасностью при переработке продуктов питания является появление бактериофагов. Например, подавление бактериофагами молочнокислых бактерий, необходимых для получения простокваши, кефира, творога или сыра, приводит к нарушению технологического процесса н срыву производства. Риск заражения фагами можно ослабить ежедневным чередованием штаммов или использованием многоштаммовых культур в производственных условиях.
В этой связи следует также упомянуть силосование кормов. Для этого фермер закладывает недосушенную мелкоизмельченную зеленую массу трав в силосную яму или башню, где оно подвергается естественному брожению под действием молочнокислых бактерий.
При неблагоприятных условиях может начаться маслянокислое брожение, которое значительно ухудшает качество корма. Заражение маслянокислыми бактериями представляет большую опасность и для сыроварения.