是敵是友：微生物的世界你不懂

李鑫

人類生活在一個(gè)充斥著微生物的世界里。對(duì)于普通民眾而言，微生物是生物學(xué)家才會(huì)考慮的問題，對(duì)它們的概念也只存在于學(xué)生時(shí)代的課本里。然而，隨著近年來食源性疾病的層出不窮，使微生物這個(gè)從未被人們關(guān)注卻無時(shí)無刻影響著生存的群體成為人們談之色變的話題。許多諸如沙門氏菌、李斯特菌、彎曲桿菌等對(duì)于普通受眾來說聞所未聞的新名詞突然出現(xiàn)在報(bào)端頭條，微生物仿佛一夜之間如噩夢(mèng)般進(jìn)入了人們的生活。然而微生物的本性真就只是疾病的代名詞么？

事實(shí)上，微生物概念是近代科學(xué)發(fā)展后才出現(xiàn)的，直到1674年，荷蘭顯微鏡學(xué)家安東尼·列文虎克利用自制顯微鏡看到了一個(gè)嶄新的世界，微生物才首次出現(xiàn)在人類視野。事實(shí)上，微生物與人類的關(guān)系源遠(yuǎn)流長：早在公元前16～前11世紀(jì)，中國就利用微生物釀酒。而人們身邊熟知的很多食物也都通過微生物作用形成，如饅頭、面包、酸奶、果汁、酒品、醬油、醋、腐乳、泡菜等等。人們不禁會(huì)對(duì)微生物到底是敵是友產(chǎn)生疑問，來自ZJX食品安全咨詢公司董事長、食品化學(xué)專家Oscar Acosta Ramos為我們介紹了這個(gè)神秘的微生物世界。

古老的微生物

地球上的生命起源于微生物。世界上最早的微生物發(fā)現(xiàn)于澳大利亞地區(qū)，距今已有34億年的歷史，而那時(shí)地球表面還沒有氧氣。微生物影響著地球的物理、化學(xué)構(gòu)成，以及這個(gè)星球上所有的生命形式。從生命起源開始，微生物就日復(fù)一日的重復(fù)著這樣的工作。它們和人類共存共生，甚至直到人類消亡、它們?nèi)詫⒗^續(xù)存在下去，沒有任何其它生物可以做到這一點(diǎn)。生命的發(fā)展軌跡可以忽略其它任何的物種，唯獨(dú)不能缺少微生物的參與。如果排除微生物的存在，生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)將毫無存在價(jià)值。微生物是生物界的主人、整個(gè)星球的主宰。

龐大的微生物

生命不僅起源于微生物，其延續(xù)發(fā)展依然有賴于不起眼的微生物。據(jù)保守估計(jì)，地球上微生物總量超過5x1031，這是一個(gè)很驚人的數(shù)字。食品微生物學(xué)家們一直通過培養(yǎng)皿中的微生物來對(duì)這個(gè)奇特的世界進(jìn)行研究（這些微生物依靠瓊脂培養(yǎng)基生存）。據(jù)專家推測(cè)，這些可以通過顯微鏡直接觀測(cè)及通過科學(xué)方法偵測(cè)到的微生物僅占生物圈中全部微生物種類的1%。僅在人體內(nèi)部、各種各樣的微生物就數(shù)以兆億計(jì)；以細(xì)菌類計(jì)算，人體中存在的數(shù)量就達(dá)到100兆之巨，甚至僅僅在腸道內(nèi)存在的細(xì)菌數(shù)量就達(dá)10兆之多。這些幾乎和銀河系星體數(shù)量等同的微生物與人類共生、參與人體代謝，對(duì)它們來說，人體本身就是一個(gè)無比廣闊的世界。微生物的體系繁雜、形態(tài)各異、結(jié)構(gòu)不同、分布廣泛，主要包括有細(xì)菌、真菌、病毒等。大到日常食用的蘑菇、小到聞之色變的SARS病毒都是微生物的一員。

可怕的微生物

每年因食源性病菌導(dǎo)致的死亡案例數(shù)以百萬計(jì)，多數(shù)發(fā)生在貧困國家和地區(qū)，其受害者以兒童為主。因?yàn)榇蠖嗖“Y都難以確診，所以人類很難準(zhǔn)確估計(jì)感染食源性病菌的真正人數(shù)。有時(shí)，感染后病癥表現(xiàn)比較溫和的常見病（蠟樣芽胞桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌等），往往只有大規(guī)模爆發(fā)疫情后才能被確診。有意思的是，至少在工業(yè)文明社會(huì)中，肉毒桿菌的感染案例卻是可以基本確定的。

微生物是如何致病的？病原微生物以及病毒具有個(gè)體生態(tài)策略，可以自主決定攻擊目標(biāo)以及對(duì)宿主造成何種影響。致病的根源在于微生物在人體中定植的區(qū)域是自身免疫系統(tǒng)所無權(quán)觸及的存在。在入侵及維持這些占領(lǐng)地的過程中，微生物和病毒會(huì)對(duì)人體組織造成損害，導(dǎo)致人體出現(xiàn)病癥或疾病體征。同樣，在人體免疫組織感知到微生物細(xì)胞或病毒入侵時(shí)也會(huì)產(chǎn)生致病過程。免疫系統(tǒng)對(duì)外來組織入侵進(jìn)行回?fù)舻耐瑫r(shí)也會(huì)傷及人體自身。而微生物或病毒對(duì)人體組織的損傷以及人體免疫系統(tǒng)的回?fù)舳紩?huì)為病原體向新的宿主傳播提供便利。

食品污染在從生產(chǎn)到消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)都有可能發(fā)生，雖然人們能夠通過制造微生物不喜歡的食物、控制食物中微生物的生長、以及使用各種物理方式殺死或排除他們，但微生物從來沒有也不會(huì)被征服。在食物的生產(chǎn)和準(zhǔn)備階段，微生物無孔不入，因此食品在制備和銷售過程中的清潔是避免食源性致病菌污染的關(guān)鍵。同時(shí)，食品安全問題對(duì)于食品設(shè)備的擁有者和使用者而言也極為重要，不良的衛(wèi)生條件不僅會(huì)減少客源、造成經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)?duì)消費(fèi)者的健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。食源性感染疾病最普遍的癥狀就是胃腸不適，包括腹瀉、腹部絞痛、惡心嘔吐等。其他可能出現(xiàn)的癥狀包括神經(jīng)系統(tǒng)、婦科及免疫學(xué)等病變，孵育期（自暴露于病原體到癥狀發(fā)作的時(shí)間）從數(shù)小時(shí)到一周不等。

沙門氏菌、彎曲桿菌以及腸出血性大腸桿菌是最常見的食源性致病菌，每年感染數(shù)以百萬人，一些感染會(huì)造成嚴(yán)重的病癥甚至致命。其癥狀包括發(fā)熱、頭痛、惡心、嘔吐、腹痛及腹瀉。其中，沙門氏菌的感染媒介包括雞蛋、家禽以及其他動(dòng)物類食品；彎曲桿菌通過生奶、生的或未煮熟的家禽或飲用水傳播；腸出血性大腸桿菌則存在于未經(jīng)高溫消毒的牛奶、未煮熟的肉類及新鮮水果蔬菜中。

李斯特菌感染可導(dǎo)致孕婦意外流產(chǎn)或新生兒死亡。雖然其發(fā)生率很低，可一旦感染后病情十分嚴(yán)重甚至致命，因此李斯特菌感染被認(rèn)為是最嚴(yán)重的食源性細(xì)菌感染。這種細(xì)菌可存活于未經(jīng)高溫消毒的乳制品、熟食甚至冰箱中。

霍亂弧菌借助水源和食品感染人類，其癥狀包括腹痛、嘔吐及嚴(yán)重腹瀉（米粥樣腹瀉）等，若治療不及時(shí)可能導(dǎo)致嚴(yán)重脫水、甚至死亡。大米、蔬菜、小米及多種海產(chǎn)品皆可成為傳播媒介。

病毒通常寄生在貝類和牡蠣中，其感染人類的癥狀包括惡心、嘔吐、腹痛及腹瀉等。肝炎病毒可以導(dǎo)致肝臟的長期疾病，其傳播往往通過生的或者未煮熟的海鮮或受污染的原料，而多數(shù)食品污染是由受感染的食品加工人員導(dǎo)致的。

一些寄生蟲（例如魚生吸蟲）僅通過食物傳播。其他寄生蟲，譬如細(xì)粒棘球絳蟲則可通過食物或與動(dòng)物直接接觸傳播。像蛔蟲、隱孢子蟲、痢疾內(nèi)變形蟲、賈第蟲等寄生蟲則可通過水源或土壤直接污染新鮮農(nóng)作物，侵入食物鏈。

朊病毒是一種由蛋白質(zhì)組成的傳染性病原體，與多種神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生密切相關(guān)。牛海綿狀組織腦炎（即通常所說的“瘋牛病”，或簡稱BSE）就是由朊病毒感染牛引起的疾病，其病毒作用于人類則被稱為克雅氏病（簡稱CJD）。該病毒最有可能通過食用含牛腦組織的食品感染人類。

以上所述僅為食源性病原菌的冰山一角，還有其它對(duì)人類影響顯著的微生物群體。這些微生物包括志賀菌、金黃色葡萄球菌、副溶血性弧菌、創(chuàng)傷弧菌、小腸結(jié)腸炎耶爾森菌、肉毒梭菌、突破芽孢梭菌、難辨梭狀芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌等細(xì)菌，以及單細(xì)胞寄生蟲弓形蟲和霉菌等真菌。

可愛的微生物

人類的食物結(jié)構(gòu)主要以動(dòng)植物為原材料，盡管微生物有時(shí)會(huì)以感染動(dòng)植物的方式侵入人們的食物鏈，甚至損害人類健康，但了解微生物在動(dòng)植物生物鏈中所扮演的角色及對(duì)動(dòng)植物自然習(xí)性的影響至關(guān)重要。事實(shí)上，從很多方面來說，微生物是人類的朋友。光合作用細(xì)菌可以將二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣；根瘤菌可以將空氣中的元素氮轉(zhuǎn)化為生命過程中必須的氨；降解酶可以幫助反芻動(dòng)物消化纖維素。微生物將已經(jīng)死亡的有機(jī)體轉(zhuǎn)化為其基本組成部分，并且循環(huán)往復(fù)。微生物在我們的腸道中幫助消化、制造維生素并且阻止病原菌入侵。

發(fā)酵食品是人類利用有益微生物加工制造的食品，是人類食品結(jié)構(gòu)中不可或缺的組成部分。經(jīng)常食用的發(fā)酵食品主要有谷物發(fā)酵制品、豆類發(fā)酵制品和乳類發(fā)酵制品，對(duì)人類身體起到了不同的積極作用。

谷物發(fā)酵制品包括甜面醬、米醋、米酒、葡萄酒等，這些食品中富含蘇氨酸等成分，可有效防止記憶力減退。另外，醋的主要成分是多種氨基酸及礦物質(zhì)，有降低血壓、血糖及膽固醇的效果。此外，還有饅頭、面包、包子、發(fā)面餅等。

豆類發(fā)酵制品包括豆瓣醬、醬油、豆豉、腐乳等。發(fā)酵的大豆含有豐富的抗血栓成分，有預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化、降低血壓的功效。豆類發(fā)酵之后，還能參與維生素K合成，防止骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生。

乳類發(fā)酵制品如酸奶、奶酪等含有乳酸菌等成分，能抑制腸道腐敗菌的生長，又能刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)，調(diào)動(dòng)機(jī)體的積極因素，有效預(yù)防癌癥。

發(fā)酵制品對(duì)人體的益處源于微生物的參與，以饅頭、面包等主食類發(fā)酵食品為例，發(fā)酵后的酵母菌可以保護(hù)肝臟、具有一定的解毒效果，其中的硒、鉻等礦物質(zhì)對(duì)提高人體免疫力、抗衰老、腫瘤和預(yù)防動(dòng)脈硬化有著積極的作用。同時(shí)，酵母中的酶可以促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的分解，有利于消化吸收，適宜兒童、老年等消化功能較弱的人食用。

生命從起源至今已有幾十億年的歷史，其興衰更迭為人類留下了許多經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。細(xì)菌和單細(xì)胞生物擁有哺乳動(dòng)物遠(yuǎn)不能及的一些能力：通過無性抑或有性繁殖的方式構(gòu)建巨大的聚居網(wǎng)絡(luò)、侵入其他物種基因進(jìn)行融合等。正如這些生物驚人的能力一樣，其壯舉同樣無法言表：微生物以其獨(dú)特的方式改變了地球的外貌，創(chuàng)造了今天的空氣、土壤和自然環(huán)境。因此，只要人類能夠?qū)W會(huì)同他們和諧相處、依存共生，就能與微生物成為朋友。