问题

腐败变质的食物是如何让人吃完后生病的?

回答
食物变质,听起来只是口感不好,颜色不对,但背后却是一系列复杂而危险的化学和生物变化,这些变化一旦闯入我们的身体,就能引发各种不适,甚至危及生命。说起来,这可不是小事,咱们细致唠唠。

首先,微生物的“狂欢”:

食物腐败变质,最主要的“罪魁祸首”就是各种各样的微生物,比如细菌、霉菌和酵母菌。它们就像一群不请自来的客人,一旦遇到合适的条件——比如温度适宜(尤其是常温、温暖的环境)、湿度够高、有营养(食物本身就是它们的养料)——它们就开始肆无忌惮地繁殖、生长。

细菌的滋生: 许多致病性细菌,比如沙门氏菌、大肠杆菌(特别是某些致病性菌株)、金黄色葡萄球菌等等,在变质的食物里会大量繁殖。它们繁殖速度非常快,每隔20分钟左右就能分裂一次。吃下被这些细菌污染的食物,它们就会在我们肠道里继续“开派对”,大量繁殖,然后就开始释放毒素。
霉菌和酵母菌的“副产品”: 霉菌和酵母菌在生长过程中,除了改变食物的颜色、气味和质地,还会产生一些代谢产物,其中有些物质对人体有害。比如,某些霉菌会产生霉菌毒素(Mycotoxins),像黄曲霉毒素(Aflatoxins)就是其中一种非常可怕的,它具有强烈的致癌性,即使经过高温烹饪也难以完全分解。而酵母菌虽然很多时候是无害的,但在变质环境下,也可能产生一些不良物质。

然后,毒素的“悄悄袭击”:

微生物在生长繁殖的过程中,会分泌出各种毒素,这些毒素是导致食物中毒最直接的原因。

细菌毒素: 很多细菌本身并不直接致病,而是它们产生的毒素。比如金黄色葡萄球菌产生的肠毒素,即便你把细菌本身杀死(比如煮熟),但毒素依然存在,依然能让你出现恶心、呕吐、腹泻等症状。这类毒素的特点是作用迅速,一旦摄入,很快就会发作。
代谢毒素: 如上文提到的霉菌毒素,它们是由霉菌代谢产生的。这些毒素非常稳定,很多情况下是耐高温的,所以即使你把看起来发霉的食物稍微加热一下再吃,毒素依然可能在你体内“大显身手”。
生物胺: 一些蛋白质含量高的食物,比如鱼类,在腐败过程中,细菌会分解蛋白质产生生物胺,比如组胺。如果摄入过量的组胺,就会引起过敏样反应,出现头痛、皮疹、腹泻、呼吸困难等症状,这也被称为“组织胺中毒”。

再然后,食物本身的“化学变化”:

除了微生物和毒素,食物本身的化学成分在变质过程中也会发生一些变化,产生对人体不利的物质。

脂肪的氧化: 富含脂肪的食物,比如油炸食品、坚果、肉类等,在储存不当的情况下,脂肪会发生氧化。氧化后的脂肪会产生一些不饱和的过氧化物和醛类物质。这些物质不仅会破坏食物的风味,使食物产生哈喇味,而且对人体也有一定的毒性,长期食用可能对肝脏造成损害。
维生素的破坏: 食物变质过程中,一些对人体有益的维生素会被破坏,导致营养价值降低。虽然这不直接导致生病,但长期食用营养不良的食物会影响身体健康。
其他化学物质的变化: 某些食物在特定的变质条件下,还会产生一些意想不到的化学物质。比如,发芽的土豆中含有一种叫做龙葵素(Solanine)的生物碱,如果食用发芽过多或变绿的土豆,就会引起中毒。

最后,对人体的具体影响:

当这些被污染的食物进入人体后,它们会通过不同的途径对我们的身体造成伤害:

1. 胃肠道紊乱: 这是最常见的反应。进入胃肠道的细菌、毒素会刺激胃黏膜和肠道黏膜,导致炎症。这会引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状,身体试图通过呕吐和腹泻将有害物质排出体外。
2. 感染性中毒: 如果吞食的食物中含有大量活的致病性细菌,它们会在肠道内繁殖并引起感染。这可能导致更严重的症状,如发烧、腹部绞痛剧烈,甚至出现脱水、电解质紊乱。
3. 毒素中毒: 食物中的毒素,即使细菌已经被杀死,依然会对人体造成影响。这些毒素可以进入血液循环,影响肝脏、肾脏等器官的功能。有些毒素甚至会作用于神经系统,引起头晕、麻痹等症状。
4. 过敏反应: 如前所述,某些变质食物中产生的生物胺等物质,可能会引起类似于过敏的症状。
5. 长期健康风险: 长期食用含有霉菌毒素等致癌物质的食物,会增加患癌症的风险。

所以说,食物变质绝不是小打小闹,它是微生物和化学变化联手对我们身体发起的“攻击”。为了避免这些,我们一定要注意食物的储存、加工和食用安全,看到、闻到或者尝起来不对劲的食物,宁可丢掉,也不要冒着让身体“买单”的风险去吃。毕竟,健康才是最重要的本钱。

网友意见

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首先呢,我们这里在说的是那种真·腐败变质的食物。臭豆腐、臭奶酪这类属于受控条件下“变质”的食物,它们是能吃的。并且还挺好吃。

然后,在开始大长篇之前,照例来一段太长不看版总结。

  1. 腐败变质的食物被人吃了之后会生病,真的会生病。至于具体生什么病以及会不会死,就要取决于①你的食物腐败变质的原因②腐败程度③你吃了多少,再加上一点点④你的人品,和⑤你的小身板儿的皮实程度,这些因素来共同决定咯。比较快见效的症状,主要有拉肚子啦不省人事啦什么的;稍微等等得话,可以出现有一个或多个器官衰竭;再远一点的,就是致癌、致畸、致突变啥的。
  2. 就算把这些腐败变质的食物再煮烫一遍,也并不能改变“最好别吃它们”这个评价。
  3. 至于吃下去的利弊嘛,利就是你肚子能够获得一点暂时的饱腹感(ps 只要饱腹感的话,吃土也可以),弊得话参见第一条,最严重就是挂了。

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不得不说生活在现代真的是一件很幸福的事。智人的历史以十万年为单位计[1],构成这段历史的前99.9%的人类都在担心下一顿饭在哪里;而最近的我们只用了数百年时间,就把吃不完的食物腐败变质变成了困扰过每一个家庭的现实生活问题。

在我们眼中,食物变质就是食物渐渐变得不能吃了。由于在同一个人的生活条件下同一种食物的变质过程几乎是相同的,这甚至让一些天真可爱的宝宝以为变质就像天要下雨一样,是食物不可避免的自然发展过程。事实上,食物变质是食物中的微生物和食物本身在相应的温度、湿度等环境条件下相互作用的一个复杂过程[2]。如果这个过程中的要素被削弱甚至去除,就可以大大减缓甚至长时间内避免食物腐败变质。


一、为什么食物会腐败变质?

1. 微生物也喜欢你的食物

不管细菌、真菌们愿不愿意,绝大多数食物变质的元凶这口黑锅,必须往它们头上扣。

食物主要由碳水化合物、脂肪、蛋白质构成,而污染这些食物的绝大多数细菌、真菌都有分解这些供能营养素中至少一类中的一种化合物的能力[3]。换句话说,食物对我们是美味和能量来源,而对细菌、真菌们来说,也是如此。而且,在适宜条件下,细菌、真菌们具有对人类来说快到恐怖的新陈代谢速度和繁殖速度——20分钟时间,卵子可能还没有遇到它命中注定的精子,而大肠杆菌已经一分为二。

2. 食物本身的组分

是的,你们没有看错,食物本身的一些特殊组分也是影响食物保存的重要因素。

对于本身来自动物或植物的活组织的食物来说,这些组织中本身含有大量的酶,而这些酶就像细胞这座工厂里的机器,正常工作时在该它发挥作用的物质身上发挥它的作用。不幸的是,我们采收食材时,通常把细胞里的秩序打得乱七八糟。此时,这些酶就从它们该待的地方跑出来了。正如碎肉机跑到马路上就能变成杀人凶器,酶离开约束它们的地方之后也开始大肆分解这些食材的组分。

对于肉类来说,这个过程一开始并不可恶,因为酶能够使交联的胶原蛋白和弹性蛋白分解一部分,并生成更多的风味物质,从而使肉类的口感更嫩、气味更香,这个过程被称为“后熟”。而如何使“后熟”在美味和食品安全中取得最完美的平衡,曾经也是畜牧业研究的热点[4]。至于为什么“后熟”是美味和食品安全的完美平衡,是因为“后熟”的过程中细菌也会生长,从而威胁肉的食用安全。

对于植物来说,这个过程则更多体现在它们的呼吸作用上。植物组织存放过程中,呼吸作用会消耗碳水化合物并排出水分和产热,而这些热量和水分会反过来加快细菌和真菌的生长。举个例子,放久了的苹果有酒味,正是因为苹果内部的细胞无氧呼吸产生了酒精。

此外,存放食物的理化条件、盛放食物的容器、食物的包装等等因素,都会加速或者直接导致食物的腐败变质[2]。


二、为什么腐败变质的食物吃了会生病?

1. 营养素被分解,食物营养价值下降,有害微生物生长

这一条很好理解吧。食物里本来该你吃的糖、蛋白质和脂肪都拿去喂了狗,哦不,喂了细菌和真菌,那么你还吃啥呢?吃细菌、真菌和它们拉的屎吗?

也许会有勇士说,我不care细菌的屎。但是要知道,这些细菌在食物还新鲜的时候打不过你是因为数量少;而现在,经过一段时间的培养,它们的势力已经不同于以往,它们的数量远远多于食物刚刚被做出来的时候。把它们吃下去,轻则引起肠道菌群失调导致轻微腹泻,重则引起严重腹泻和菌血症。如果里面夹杂了沙门氏菌、O157:H7大肠杆菌、霍乱弧菌等致病菌,即使是极少的菌量,也可能导致严重的消化道疾病,引起致命的出血性腹泻和各类中毒症状[5]。这也是我国在很多针对食物的卫生标准中严格限制细菌的菌落总数和致病菌的数量的原因所在。

2. 细菌和真菌产生毒素

我前面提到,细菌和真菌也会吃掉这些食物。但是,不同于人类吃下去只是把食物变成屎,这些细菌和真菌在吃吃喝喝之后,会产生一些有害人体健康的代谢产物。这其中最为臭名昭著的,莫过于黄曲霉素。

黄曲霉素由黄曲霉产生。虽然和青霉素一样都叫“霉素”,但是黄曲霉素不仅不能治病,还具有很强的急性毒性,同时也有明显的慢性毒性[6],而且具有强烈的致癌性,被IARC划为1类致癌物[7],还是目前公认的最强致癌物质[8]。在1974年的印度,就曾经发生过因食用霉变玉米导致的黄曲霉素中毒性肝炎暴发,波及的200个村庄一共有接近400人发病,严重者因此而死亡,而导致这场灾难的粮食中,黄曲霉素B1的含量不过6.25~15.6mg/kg。此外,在我国国内也有流行病学研究表明,黄曲霉素是中国人群发生肝癌的重要原因[9-10]。

此外,还有伏马菌素、T-2毒素、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素等毒素,个个都是致病甚至致死的好手,这里就不再一一详述了。


三、为什么把腐败变质食物重新加热甚至煮沸杀菌后还是不能吃?

这是因为,煮沸这个条件,对于去除所有的毒物来说,还是太温和了。

先科普一个小知识,很多细菌在遇到恶劣环境时会把自己变成不吃不喝但更加皮实耐操的芽孢形态。而一旦等到环境恢复到适合生长的时候,芽孢又能自己回到正常吃吃喝喝的状态。食物中常见的,主要是蜡样芽胞杆菌[11]。

实验室环境下,如果要把细菌和芽孢一起满门抄斩灭九族全部杀光,我们通常采取120℃、两个大气压的蒸汽下保持2小时这样的条件。而且,必须让所有细菌直接接触这些过热而高压的蒸汽,才能保证它们绝大部分都会死——也就是说,如果是一坨食物这样的东西,它的表面可能被灭菌了,里面的实质由于有表层食物的保护,没有接触到蒸汽,可能还有大量芽孢存活。

与高压蒸汽灭菌锅相比,家里小铁锅敞开盖儿(盖上盖儿也没啥区别)100℃(高于海平面的地区水沸腾还达不到这温度呢)用水煮,这样的选手参赛是在卖萌吗?

如果你坚持即使炖烂了也要吃这份腐败变质的食物,你搬来了实验室用的高压蒸汽灭菌锅,假设你一直加热到细菌和真菌全都死翘翘了,也先别高兴。这是因为,微生物虽然死了,还有它们产生的毒素呢。

还是以黄曲霉素为例。黄曲霉素在280℃下才开始裂解,而家庭烹饪条件下即使油炸也很少超过200℃。如果要去除它,必须使用碱性条件和紫外线照射,而这样折腾过的食物基本也就是一堆垃圾了,营养价值可能连未消化完全的粪便都不如。而且更坏的消息是,不同的毒素分解的条件不一样。等我们把消除各类毒素的手段用尽,食物估计已经变成无法食用的灰烬了。

总结

跟细菌们比生存,我们人类根本就是渣渣。100℃开水中待2小时,只需要撒点胡椒面和辣椒就可以吃水煮人肉了,却不能杀死细菌芽孢;等水冷下来,细菌芽孢苏醒后又是一条好汉。此外,面对一团乱糟糟的食物,细菌总是能够找到它们需要的养分,而人类脆弱的消化系统只要有一点毒物就能拉肚子拉到虚脱。

因此,我们应该做好作为人才能做的事情。美好总是那么短暂而易逝,所以,如果你在食物刚刚被做出来的时候,在它正热腾腾、香喷喷的时候,有幸遇见了它,那么请你在它一生中最美好的时间里吃掉它,感谢它给你带来的色、香、味的美好享受,感激它及时给你提供了能量;不要等到它腐败变质、香消玉殒了,才想起来上知乎求挽救。



参考文献:

[1]Smith T M, Tafforeau P, Reid D J, et al. Earliest evidence of modern human life history in North African early Homo sapiens[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2007, 104(15): 6128-6133.

[2]孙长颢. 营养与食品卫生学[M]. 人民卫生出版社, 北京, 2014.

[3]Salyers A A, Reeves A, D'Elia J. Solving the problem of how to eat something as big as yourself: diverse bacterial strategies for degrading polysaccharides[J]. Journal of industrial microbiology, 1996, 17(5-6): 470-476.

[4]李祥睿, 陈洪华. 烹调前肉类致嫩工艺研究[J]. 中国食物与营养, 2008 (9): 21-23.

[5]Mead P S, Slutsker L, Dietz V, et al. Food-related illness and death in the United States[J]. Emerging infectious diseases, 1999, 5(5): 607.

[6]Newberne P M, Butler W H. Acute and chronic effects of aflatoxin on the liver of domestic and laboratory animals: a review[J]. Cancer Research, 1969, 29(1): 236-250.

[7]

monographs.iarc.fr/ENG/

[8]Trebak F, Alaoui A, Alexandre D, et al. Impact of aflatoxin B1 on hypothalamic neuropeptides regulating feeding behavior[J]. NeuroToxicology, 2015, 49: 165-173.

[9]陆培新, 旷双远. 肝癌发生中乙肝病毒感染与黄曲霉毒素暴露的作用[J]. 中华医学杂志, 1998, 78(5): 340-342.

[10]Qian G S, Ross R K, Yu M C, et al. A follow-up study of urinary markers of aflatoxin exposure and liver cancer risk in Shanghai, People's Republic of China[J]. Cancer Epidemiology Biomarkers & Prevention, 1994, 3(1): 3-10.

[11]周帼萍, 袁志明. 蜡状芽孢杆菌 (Bacillus cereus) 污染及其对食品安全的影响[J]. 食品科学, 2007, 28(3): 357-361.

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