微生物的害处
同学们好！我们经常听到乳酪里有“益生菌”，但那些“坏菌”又是什么呢？微生物无处不在，虽然很多是无害甚至有益的，但有些却是真正的麻烦制造者。在本章中，我们将探索微生物的“黑暗面”——它们如何引起疾病、令我们的食物变坏，以及我们可以采取什么措施来阻止它们。了解这些对保持健康和确保食物安全非常重要。让我们一起探索吧！
1. 微生物如何令我们生病（原理）
什么是病原体？
并非所有微生物都会致病。能引起疾病的微生物有特别的名称：病原体。病原体是任何能引起疾病的微生物（例如某些细菌、病毒或真菌）。你可以将它们想象成微生物世界的“坏分子”。
病原体如何致病？
一旦病原体进入我们的身体，它不会安静地待着。它希望存活和繁殖，并可以透过两种主要方式令我们生病：
1. 直接损害宿主细胞：有些病原体就像闯入房屋的入侵者。它们进入我们身体的细胞，迅速繁殖，最终导致细胞爆裂和死亡。这种对组织的直接损害引致疾病的症状。
例子：流感病毒感染呼吸道细胞，导致细胞死亡，从而引起喉咙痛和咳嗽。
2. 产生毒素：另一些病原体就像生产毒药的小型工厂。它们释放出有害的化学物质，称为毒素。这些毒素可以通过血液循环，扰乱身体的正常运作，从而引起疾病的症状。有些毒素在细菌存活时释放，而另一些则只在细菌死亡和分解时才释放。
例子：霍乱弧菌在小肠中产生强效毒素，引致严重腹泻，这是霍乱的主要症状。
一个容易记住的类比
想象病原体入侵就像一支军队攻击一个城市（你的身体）：
- 直接损害：士兵（病原体）实质地破坏建筑物（你的细胞）。
- 毒素产生：军队释放化学武器（毒素），毒害城市的食水供应，令所有人不适。
重点总结
病原体是致病的微生物。它们透过直接损害细胞或产生称为毒素的有毒化学物质，使我们生病。
2. 肠胃不适：食物传播疾病
我们都试过吃了一些“变质”的食物后出现肚痛。这通常是由食物中的病原体引起的。但食物传播感染和食物中毒之间存在一个重要分别。即使起初觉得有点复杂也不用担心，两者的区别在于时间和成因！
食物传播感染：活的入侵者
这发生在你进食含有活的病原体的食物时。
- 成因：你吞下的活微生物在肠道内“扎营”并繁殖，然后开始引起问题（透过损害细胞或在你体内产生毒素）。
- 发病时间：通常较慢（由数小时至数天），因为病原体需要时间繁殖至足够数量才能令你生病。
- 实际例子：因进食未煮熟的鸡肉或鸡蛋中的沙门氏菌而生病。活细菌在你的肠道中繁殖并导致疾病。
食物中毒（毒素引起）：预制毒药
这发生在你进食含有微生物产生的毒素的食物时。微生物已在食物中生长，并留下它们的有毒代谢物。
- 成因：你吞下预先形成的毒素。产生这些毒素的细菌可能已被烹煮杀死，但这些毒素（可能耐热）仍留在食物中，令你生病。
- 发病时间：通常非常快（由30分钟至数小时），因为毒素已存在并可即时发挥作用。
- 实际例子：因金黄色葡萄球菌产生的毒素而生病。这可能发生在奶油馅糕点或马铃薯沙拉等食物，若这些食物在室温下放置过久。
快速比较
特征
成因：
发病时间：
类比：
食物传播感染
摄入活的病原体
较慢（数小时至数天）
吞下在体内建立军队的微小入侵者。
食物中毒
摄入预先形成的毒素
较快（数分钟至数小时）
吞下已留在食物中的微小毒素炸弹。
重点总结
记住主要区别：食物传播感染是由在你体内繁殖的活病原体引起。食物中毒则是由食物中预先形成的毒素引起。主要线索是发病速度，以及成因是微生物本身还是其有毒的副产物。
3. 除了疾病之外：微生物导致的变质
什么是微生物导致的变质？
并非所有微生物造成的损害都涉及疾病。微生物导致的变质是指微生物对各种物料（如食物、木材、纸张和纺织品）的分解或破坏。在自然界中，这是一个称为分解的关键过程，能循环养分。但当它发生在我们食物或物品上时，就成为一个大问题了！
想象一下，它们就像微小、隐形的“拆卸队”（细菌和真菌），释放酶来消化它们生长其上的任何东西。
在日常生活中哪里能看到它？
微生物导致的变质无处不在：
- 食物变坏：这是最常见的例子。微生物分解食物中的营养物质，改变其味道、气味、质地和外观，使其变得不能食用甚至危险。
- 例子：面包上的青蓝色霉菌、牛奶变酸结块、水果变得软烂腐烂。
- 对其他物料的损害：微生物不只“吃”我们的食物！它们还可以损害许多其他东西。
- 例子：浴室瓷砖或浴帘上生霉、真菌导致木材腐烂、存放在潮湿地方的旧书或皮夹克出现霉斑。
你知道吗？
“旧书味”实际上是由真菌和细菌在缓慢分解书中的纸张和胶水时释放的挥发性有机化合物引起的！
重点总结
微生物导致的变质是指微生物令食物及其他物料变坏和分解。这是我们的食物会变质，以及物品在潮湿环境下会发霉或腐烂的原因。
4. 反击：控制微生物生长
那么，我们怎样才能阻止这些微小的“麻烦制造者”使我们生病和破坏我们的物品呢？关键是创造它们无法生长或存活的条件。我们每天都运用这些原理，尤其是在厨房里！
控制或消灭微生物的方法
1. 利用温度
温度是我们最好的武器之一。我们可以提高温度杀死它们，或降低温度减慢它们的生长。
- 高温（杀死微生物）： - 烹煮：将食物彻底煮熟至足够高温能杀死大部分病原体。 - 巴氏消毒法（Pasteurization）：一种温和加热的过程（例如将牛奶加热至$72°C$ 15秒），能杀死有害病原体，而不会显著改变味道。它并不能杀死所有微生物，所以经过巴氏消毒的牛奶仍需要冷藏。 - 灭菌：利用非常高温杀死所有微生物及其顽强、休眠的孢子。超高温（UHT）牛奶就是一个例子——它在开封前可于室温下存放数月。
- 低温（减慢生长）： - 冷藏（例如$4°C$）：这不会杀死微生物，但能显著减慢它们的生长和繁殖。就像让它们进入慢动作一样。这就是我们把新鲜食物放在冰箱里的原因。 - 冷冻（例如$-18°C$）：这透过将水变成冰，使微生物无法利用，从而几乎完全停止微生物生长。请注意——许多微生物在冷冻后仍然存活，一旦食物解冻，它们将再次生长！
2. 移除水分（脱水）
所有生物，包括微生物，都需要水才能存活和生长。透过移除水分，我们可以将食物保存很长时间。
- 干燥：这是最古老的食物保存方法之一。
例子：果干、牛肉干、奶粉、方便面。
3. 使用化学防腐剂
我们可以在食物中添加能使微生物生长环境变得恶劣的物质。
- 添加盐或糖：高浓度的盐或糖会形成一个水势很低的溶液。透过渗透作用，微生物细胞内的水分会被吸出，从而杀死它们或阻止其生长。
例子：果酱（高糖）、咸鱼（高盐）、酱油。
- 添加酸：大部分微生物不能在高酸性（低pH值）条件下生长。
例子：用醋（醋酸）腌制蔬菜、使用柠檬汁作为防腐剂。
重点总结
我们可以透过创造微生物不喜欢的环境来控制它们。主要方法包括利用高温杀死它们、利用低温减慢其生长、移除水分，或添加防腐剂如盐、糖和酸。