微生物的害處
各位同學好！我們經常聽到乳酪裡有「益生菌」，但那些「壞菌」又是什麼呢？微生物無處不在，雖然很多是無害甚至有益的，但有些卻是真正的麻煩製造者。在本章中，我們將探索微生物的「黑暗面」——它們如何引起疾病、令我們的食物變壞，以及我們可以採取什麼措施來阻止它們。了解這些對保持健康和確保食物安全非常重要。讓我們一起探索吧！
1. 微生物如何令我們生病（原理）
什麼是病原體？
並非所有微生物都會致病。能引起疾病的微生物有特別的名稱：病原體。病原體是任何能引起疾病的微生物（例如某些細菌、病毒或真菌）。你可以將它們想像成微生物世界的「壞分子」。
病原體如何致病？
一旦病原體進入我們的身體，它不會安靜地待著。它希望存活和繁殖，並可以透過兩種主要方式令我們生病：
1. 直接損害宿主細胞：有些病原體就像闖入房屋的入侵者。它們進入我們身體的細胞，迅速繁殖，最終導致細胞爆裂和死亡。這種對組織的直接損害引致疾病的症狀。
例子：流感病毒感染呼吸道細胞，導致細胞死亡，從而引起喉嚨痛和咳嗽。
2. 產生毒素：另一些病原體就像生產毒藥的小型工廠。它們釋放出有害的化學物質，稱為毒素。這些毒素可以經血液循環，擾亂身體的正常運作，從而引起疾病的症狀。有些毒素在細菌存活時釋出，而另一些則只在細菌死亡和分解時才釋出。
例子：霍亂弧菌在小腸中產生強效毒素，引致嚴重腹瀉，這是霍亂的主要症狀。
一個容易記住的類比
想像病原體入侵就像一支軍隊攻擊一個城市（你的身體）：
- 直接損害：士兵（病原體）實質地破壞建築物（你的細胞）。
- 毒素產生：軍隊釋出化學武器（毒素），毒害城市的食水供應，令所有人不適。
重點總結
病原體是致病的微生物。它們透過直接損害細胞或產生稱為毒素的有毒化學物質，使我們生病。
2. 腸胃不適：食物傳播疾病
我們都試過吃了一些「變質」的食物後出現肚痛。這通常是由食物中的病原體引起的。但食物傳播感染和食物中毒之間存在一個重要分別。即使起初覺得有點複雜也不用擔心，兩者的區別在於時間和成因！
食物傳播感染：活的入侵者
這發生在你進食含有活的病原體的食物時。
- 成因：你吞下的活微生物在腸道內「紮營」並繁殖，然後開始引起問題（透過損害細胞或在你體內產生毒素）。
- 發病時間：通常較慢（由數小時至數天），因為病原體需要時間繁殖至足夠數量才能令你生病。
- 實際例子：因進食未經煮熟的雞肉或雞蛋中的沙門氏菌而生病。活細菌在你的腸道中繁殖並導致疾病。
食物中毒（毒素引起）：預製毒藥
這發生在你進食含有微生物產生的毒素的食物時。微生物已在食物中生長，並留下它們的有毒代謝物。
- 成因：你吞下預先形成的毒素。產生這些毒素的細菌可能已被烹煮殺死，但這些毒素（可能耐熱）仍留在食物中，令你生病。
- 發病時間：通常非常快（由30分鐘至數小時），因為毒素已存在並可即時發揮作用。
- 實際例子：因金黃葡萄球菌產生的毒素而生病。這可能發生在奶油餡糕點或薯仔沙律等食物，若這些食物在室溫下放置過久。
快速比較
特徵
成因：
發病時間：
類比：
食物傳播感染
攝入活的病原體
較慢（數小時至數天）
吞下在體內建立軍隊的微小入侵者。
食物中毒
攝入預先形成的毒素
較快（數分鐘至數小時）
吞下已留在食物中的微小毒素炸彈。
重點總結
記住主要區別：食物傳播感染是由在你體內繁殖的活病原體引起。食物中毒則是由食物中預先形成的毒素引起。主要線索是發病速度，以及成因是微生物本身還是其有毒的副產物。
3. 除了疾病之外：微生物導致的變質
什麼是微生物導致的變質？
並非所有微生物造成的損害都涉及疾病。微生物導致的變質是指微生物對各種物料（如食物、木材、紙張和紡織品）的分解或破壞。在自然界中，這是一個稱為分解的關鍵過程，能循環養分。但當它發生在我們的食物或物品上時，就成為一個大問題了！
想像一下，它們就像微小、隱形的「拆卸隊」（細菌和真菌），釋放酶來消化它們生長其上的任何東西。
在日常生活中哪裡能看到它？
微生物導致的變質無處不在：
- 食物變壞：這是最常見的例子。微生物分解食物中的營養物質，改變其味道、氣味、質地和外觀，使其變得不能食用甚至危險。
- 例子：麵包上的青藍色霉菌、牛奶變酸結塊、水果變得軟爛腐爛。
- 對其他物料的損害：微生物不只「吃」我們的食物！它們還可以損害許多其他東西。
- 例子：浴室磁磚或浴簾上生霉、真菌導致木材腐爛、存放在潮濕地方的舊書或皮褸出現霉斑。
你知道嗎？
「舊書味」實際上是由真菌和細菌在緩慢分解書中的紙張和膠水時釋放的揮發性有機化合物引起的！
重點總結
微生物導致的變質是指微生物令食物及其他物料變壞和分解。這是我們的食物會變質，以及物品在潮濕環境下會發霉或腐爛的原因。
4. 反擊：控制微生物生長
那麼，我們怎樣才能阻止這些微小的「麻煩製造者」使我們生病和破壞我們的物品呢？關鍵是創造它們無法生長或存活的條件。我們每天都運用這些原理，尤其是在廚房裡！
控制或消滅微生物的方法
1. 利用溫度
溫度是我們最好的武器之一。我們可以提高溫度殺死它們，或降低溫度減慢它們的生長。
- 高溫（殺死微生物）： - 烹煮：將食物徹底煮熟至足夠高溫能殺死大部分病原體。 - 巴士德消毒法（或稱巴氏消毒法）：一種溫和加熱的過程（例如將牛奶加熱至$72°C$ 15秒），能殺死有害病原體，而不會顯著改變味道。它並不能殺死所有微生物，所以經過巴士德消毒的牛奶仍需要冷藏。 - 滅菌：利用非常高溫殺死所有微生物及其頑強、休眠的孢子。超高溫（UHT）牛奶就是一個例子——它在開封前可於室溫下存放數月。
- 低溫（減慢生長）： - 冷藏（例如$4°C$）：這不會殺死微生物，但能顯著減慢它們的生長和繁殖。就像讓它們進入慢動作一樣。這就是我們把新鮮食物放在雪櫃裡的原因。 - 冷凍（例如$-18°C$）：這透過將水變成冰，使微生物無法利用，從而幾乎完全停止微生物生長。請注意——許多微生物在冷凍後仍然存活，一旦食物解凍，它們將會再次生長！
2. 移除水分（脫水）
所有生物，包括微生物，都需要水才能存活和生長。透過移除水分，我們可以將食物保存很長時間。
- 乾燥：這是最古老的食物保存方法之一。
例子：乾果、牛肉乾、奶粉、即食麵。
3. 使用化學防腐劑
我們可以在食物中添加能使微生物生長環境變得惡劣的物質。
- 添加鹽或糖：高濃度的鹽或糖會形成一個水勢很低的溶液。透過滲透作用，微生物細胞內的水分會被吸出，從而殺死它們或阻止其生長。
例子：果醬（高糖）、鹹魚（高鹽）、醬油。
- 添加酸：大部分微生物不能在高酸性（低pH值）條件下生長。
例子：用醋（醋酸）醃製蔬菜、使用檸檬汁作為防腐劑。
重點總結
我們可以透過創造微生物不喜歡的環境來控制它們。主要方法包括利用高溫殺死它們、利用低溫減慢其生長、移除水分，或添加防腐劑如鹽、糖和酸。