八戸市保健所が公表した調査結果によると、吉田屋の弁当食中毒における主な原因菌として特定されたのは、黄色ブドウ球菌およびセレウス菌（嘔吐型）でした。被害者の便や未開封の弁当残品からこれらの菌および毒素が検出され、激しい嘔吐や下痢、発熱を引き起こした直接の要因であることが立証されています。
黄色ブドウ球菌はヒトの皮膚や鼻腔などに常在する菌ですが、食品中で増殖する過程で「エンテロトキシン」と呼ばれる熱に極めて強い毒素を産生します。この毒素は一般的な加熱調理（100度で30分程度）では分解されません。一方のセレウス菌も土壌や穀類に広く分布し、高温に耐える芽胞を形成するため、一度菌が増殖して毒素が作られると後から加熱しても防ぎようがないという特徴を持ちます。
問題は、「なぜ本来混入や増殖を防ぐべきこれらの細菌が、弁当内で爆発的に増殖してしまったのか」という点です。調査によって明らかになったのは、調理工程における致命的な温度管理の不備でした。菌が増殖しやすい20度〜40度の「危険温度帯」に食品が長時間放置されたことで、短時間で毒素が生成される最悪の環境が揃ってしまったのです。
