Hệ vi sinh vật của tôm bao gồm hai nguồn gốc: có sẵn trong tôm trước khi đánh bắt và lây nhiễm từ không khí, nước, đất… sau khi đánh bắt, vận chuyển, sơ chế…Nhìn chung hệ vi sinh vật trên tôm cũng như cá gồm chủ yếu các vi sinh vật gây thối rữa. Trong đầu tôm thường chứa nhiều vi khuẩn Pseudononas flourescens,
Clostridium sporogenes, Clostridium putrificus, Proteus vugaris… Hệ vi sinh vật
của tôm phụ thuộc vào điều kiện sống, điều kiện đánh bắt, vận chuyển, bảo quản và sơ chế.
Qua nghiên cứu người ta thấy tôm sau khi đánh bắt từ 4÷8h thường xảy ra sự biến đen và biến đỏ. Khi tôm bị biến đỏ thì bao giờ cũng kèm theo sự thối rữa.
Sự biến đỏ của tôm: khi tôm bị ươn, thối bao giờ cũng kèm theo sự biến đỏ. Biến đỏ cũng xảy ra khi tôm bị gia nhiệt hay bảo quản trong môi trường axit. Cơ chế của sự biến đỏ được giải thích như sau: tôm tươi trong vỏ và thịt chứa chất astaxanthin có màu xanh tím, bình thường astaxanthin kết hợp với protein tạo thành phức bền nhưng dưới tác dụng của nhiệt, axit, sự phân huỷ của thịt tôm làm cho astaxanthin bị tách ra khỏi protein. Astaxnthin sẽ bị oxi hoá tạo thành astaxin có màu đỏ gạch.
Tôm sau khi đánh bắt từ 8÷12h, bảo quản ở nhiệt độ 30÷400C thì sự biến đỏ xảy ra rất nhanh. Kèm theo sự biến đỏ là sự thối rữa protein làm cho chất lượng tôm giảm.
Cơ chế của quá trình thối rửa:
Protein peptone axit amin ammoniac, sunfuahydro, indol, cadaverin, mercaptal…
Sự biến đen của tôm: hiện tượng biến đen của tôm do hai nguyên nhân khác nhau. Thứ nhất là do vi khuẩn phát triển mạnh trên tôm sau khi đánh bắt tạo thành các khuẩn lạc màu đen. Thứ hai là do triozin bị oxi hoá tạo thành melanin, sự tích tụ melanin làm cho tôm có màu đen. Sự biến đen của tôm chỉ làm giảm giá trị cảm quan còn chất lượng dinh dưỡng vẫn đảm bảo.