互动科普

天气炎热时，如果不把肉或者牛奶等食物放入冰箱的话，往往过几个小时或者几天就腐败（变馊）了。

食物腐败，是由于以食物为营养的各种细菌大量繁殖造成的。每1克腐败的食物中，约含有1000万～1亿个细菌。引起腐败的细菌，不仅会在食物表面增殖，也会在食物内部增殖。值得指出的是，发霉往往是在食物的局部发生的，由于发霉的方式不同，大多数发霉与细菌引起的腐败是不同的。

细菌只需几十分钟就可分裂倍增

即使食物没有腐败，它也不是无菌的。每克食物上至少存在着100～10000个左右的细菌，如果它们增殖的话就会引起食物腐败。

细菌是通过分裂进行增殖的，其速度随着细菌种类及温度等条件的不同，会有很大的变化。在适宜的环境中，一个细菌经过几十分钟时间就会分裂成两个。例如，在鱼类、贝类身上可能带着一种“副溶血性弧菌”，条件适宜时，每10分钟就会发生1次分裂。我们可以简单地计算一下，按照这个速度，1个细菌在4.5小时内会发生27次分裂，将产生2²⁷个（约1.3422亿个）细菌。

食物之所以会在短短几个小时内就腐败了，就是由于细菌的增殖速度十分惊人的缘故。

腐败并不是食物中毒的直接原因

渐渐腐败的食物，其原先的口感、气味也会发生变化。但在大多数情况下，即使吃了腐败的东西，也不会出现拉肚子或者呕吐等食物中毒的症状。

细菌能产生一种叫做“酶”的蛋白质，它可以促进化学反应的进行，帮助分解食物中的蛋白质和糖类，让细菌获得生存及增殖所必需的能量。

在这个过程中，蛋白质一旦被分解，就会产生“氨”(NH₃）或者“硫化氢”(H₂S）等有着“腐败气味”的气体，都对人体有害。不过，假如只是吃了少量腐败食物的话，由于其中有害物质的量很少，一般不会产生什么问题。据说，腐败食物中所包含的大多数细菌，即使吃到肚子里，也不会对人体健康带来多大影响。

相反，即使吃的是没有腐败的食物，如果含有会引起食物中毒症状（呕吐或者拉肚子等）的特定种类的细菌的话，就会引起细菌性食物中毒，比如“大肠杆菌O157”等。人如果摄入100个左右这种细菌的话，就会导致很严重的食物中毒。

也就是说，“有没有腐败”与“会不会导致食物中毒”并不能完全划等号。但是，少量摄入能导致食物中毒的细菌的话，一般没有问题，而大量摄取的话就会引发食物中毒。因此，我们最好不要吃放了很久、已经腐败的食物。

酶在酸性环境下被破坏，导致细菌死亡

即使不会导致食物中毒，但腐败确实能够导致食物的口感和气味发生变化。那么我们应该如何防止食物腐败呢？

方法之一，就是将食物放在一个让细菌体内的酶无法发挥功能的环境中，以抑制细菌的增殖。通常情况下，对于细菌的酶来说，温度降低，活性也随之降低。所以，将食物放入冰箱内抑制细菌增殖的方法是有效的。此外，在强酸环境下，这些酶会被破坏，细菌会死亡。所以用醋腌制小菜，或者用乳酸腌制泡菜等，都是提高酸度的保存方法。但是由于有些细菌中所含的酶即使在低温或酸性环境下仍然会产生作用，所以，有时即使在这些环境下保存食物，也依然会腐败。

将水变成细菌不能利用的状态

咸菜、蜜饯和晒干的食物等为什么可以防止腐败呢？实际上，这些保存方法的共同点都是“通过减少细菌可以利用的水分”，以此抑制细菌的增殖。

食物中所含有的水分，分为不与其他任何分子结合的“自由水”，和与其他分子结合后就不能再自由运动的“结合水”两种。而细菌可以利用的，只有其中的自由水。

加入盐或者糖后，食物中的含水量虽然不会发生变化，但细菌可以利用的“自由水”的量却减少了。这是因为，部分自由水与盐或糖相互作用变为结合水。这样，自由水的量减少，得到了与干燥相同的效果。要想让自由水减少，加入相同量的盐要比糖的效果好得多，其防腐效果也更好。

腐败与发酵其实是一样的

然而，酸奶、纳豆这样的发酵食品，从利用乳酸菌或纳豆菌使食物发生腐败这一点来说，与腐败是一样的。换言之，腐败与发酵其实是同一现象。比如说，牛奶放久了会变得黏黏糊糊的，大多数人都会觉得它已经腐败了，也就直接倒了。但其实，牛奶中自然增殖的乳酸菌，也有可能将牛奶最终变成酸奶。

细菌于1674年被人类发现。在此之前，人们虽然不了解食物腐败的真正原因，但在实践中也摸索出了很多预防措施，包括将食品发酵等。

（本文发表于《科学世界》2013年第10期）