隔夜的咖哩為什麼會引發食物中毒?
― 煮不死的細菌,會在慢慢變涼的鍋子裡甦醒
「都煮得咕嚕咕嚕滾了,細菌應該早就死光了吧。」這樣想很自然。不過,燉煮料理裡有些細菌會躲進耐熱的殼裡存活下來。而大鍋子要花好幾個小時,才慢慢經過對這些細菌來說最舒服的溫度。
週末煮了滿滿一大鍋咖哩。晚餐吃掉大約一半,剩下的關火後蓋上鍋蓋,就這樣放在爐子上。
隔天中午,又開火加熱了一次。氣味和外觀都跟平常沒兩樣。
結果到了傍晚,家裡好幾個人肚子痛、開始拉肚子。「明明有好好重新加熱,為什麼?」這個疑問的答案,就在鍋裡的溫度和空氣之中。
原因只有兩個
最常見的元兇是產氣莢膜梭菌(Clostridium perfringens,又稱魏氏梭菌)。這種細菌遇到惡劣環境時,會披上堅硬的外殼,變成休眠的狀態。這種狀態連燉煮的高溫都撐得過去。而且,它偏好空氣少的地方。
量多的燉煮料理要花非常久才會涼。細菌最容易增殖的微溫,會持續好幾個小時。如果一直放在室溫,就永遠離不開那個溫度範圍。
也就是說,「煮過所以安全」和「放一晚也沒事」必須分開來想。我們依序來看。
就算煮過,躲在殼裡的細菌還是活著
產氣莢膜梭菌是土壤、水,以及人和動物腸道裡都很常見的細菌。一般認為,肉類和蔬菜上本來就會沾有少量這種菌。
這種菌的奇妙之處,在於它有兩種樣貌。平常活躍的樣子怕熱,一加熱幾乎都會死亡。可是一旦環境變得不舒服,細菌就會在自己體內形成厚厚的殼,把自己關起來。這種躲在殼裡的樣子叫做「芽孢」。芽孢像是種子,既不增殖也不進食,卻非常耐熱、耐乾燥。據說就算用100℃燉煮,仍有一部分芽孢會存活下來。
此外,這種菌不喜歡氧氣。燉煮的時候,鍋裡會不斷冒泡,溶在水裡的空氣也隨著氣泡被趕出去。咖哩和燉菜很濃稠,所以關火之後,空氣也很難從表面滲進去。請看圖1。鍋底附近,正好是不喜歡氧氣的細菌最舒服的地方。
大鍋子會在微溫中停留好幾個小時
芽孢在溫度降下來之後,會破殼而出,再度變回活躍的樣子。問題就從這裡開始。產氣莢膜梭菌在40℃左右的溫度下增殖特別快。條件齊全時,據說大約每10分鐘數量就會增加一倍。這個速度比許多其他引起食物中毒的細菌快得多。
另一方面,滿滿一鍋燉煮料理冷卻得出乎意料地慢。含大量水分的料理會儲存很多熱量。而且熱量只能從鍋子的表面和側面散出去。就算量增加一倍,散熱的出口也不會增加一倍。所以鍋子越大,越難冷卻。
圖2用示意的方式畫出溫度下降的情形。整個大鍋放在室溫下,會在細菌容易增殖的溫度範圍裡停留好幾個小時。由於室溫本身就落在這個範圍內,到了早上也出不來。如果分裝成小份並快速冷卻,待在這個範圍裡的時間就短得多。
重新加熱後,為什麼還是不能放心?
增殖出來的活躍細菌,大多數只要確實重新加熱就會衰弱。不過,濃稠的鍋子熱不容易傳到裡面,即使表面煮滾了,鍋底和中心仍可能是溫的。而且,躲在殼裡的芽孢,加熱後也還是會留下來。因此,「放一晚讓它增殖,再用加熱一筆勾銷」這種想法靠不住。重要的是一開始就不要讓它增殖。
據說這種菌即使增殖了,氣味、外觀和味道也幾乎不會改變。「我聞過了沒問題」並不能當作判斷的依據。
這種食物中毒,在一次大量製作的供餐、外燴便當、活動的大鍋飯等場合,已知有許多人同時發病的案例。量越多鍋子越難冷卻,正是本文所說的原理。
那麼,該怎麼辦呢?
- 吃剩的,分裝到淺容器裡攤得越薄,涼得越快
- 涼了就馬上放進冰箱不要整鍋放在爐子上過夜
- 吃之前,從鍋底攪拌並確實加熱就算表面煮滾,裡面也可能還是溫的
要快速冷卻時,請分裝到淺容器裡,把整個容器泡在裝了水或冰水的盆子中。放在通風涼爽的地方,偶爾攪拌一下,就能涼得更快。熱氣散得差不多後,再放進冰箱。
產氣莢膜梭菌引起的食物中毒,一般在吃下後約半天會出現腹痛和腹瀉,多半1〜2天就會恢復。不過,小孩和年長者容易脫水,需要特別留意。如果喝不下水、全身無力,或是大便帶血,請不要自行判斷、在家觀察,而要去醫療院所就診。如果意識不清、叫喚反應遲鈍,請撥打119叫救護車。處理嘔吐物或糞便時,離開現場前請先把手洗乾淨。
總結
隔夜咖哩引起的食物中毒,並不是因為煮得不夠久。而是因為撐得過燉煮的躲殼細菌,在空氣被趕走的鍋底,趁著慢慢變涼的期間甦醒並增殖。預防的關鍵,與其說在加熱,不如說在「怎麼冷卻」。
燉煮並不是把細菌全部消滅的作業。
危險的是之後那幾個小時的微溫。
細菌如何改變食物的故事,在發酵和腐敗,到底差在哪裡?中也談過。100℃還不夠的加熱問題,為什麼在富士山上飯煮不好,用壓力鍋卻煮得比較快?有更詳細的說明。相反地,細菌無法增殖的食物例子,請看蜂蜜為什麼不會壞?。至於不是細菌,而是食物本身帶有毒素,加熱也消不掉的例子,則有馬鈴薯的芽和綠色外皮,為什麼不能吃?
- 把相同溫度的熱水,等量倒進深鍋和淺盤。不必太燙,約50℃的熱水就夠了。
- 用料理用溫度計,每10分鐘測量並記錄兩邊的溫度。深鍋要量中間深度的位置。
- 過了1小時,比較兩者的溫度。明明量一樣,淺的那一邊涼得快多了。
※ 請不要拿真正的料理放在室溫下試。只用熱水,就足以確認冷卻快慢的差別。
想知道更多的人 ― 名詞・算式・與課本的連結明確標示內容屬於國中理化到大學專業課程的哪個程度
- 中學國中理化會學到的範圍
- 高校高中「生物基礎・家政基礎」會學到的範圍
- 高校+高中的進階內容,或課本專欄的內容
- 大學高中不會學、大學專業課程(微生物學・食品衛生學)的內容
- 研究連大學也不當作「定論」來教、目前研究者還在探究的內容
中學名詞:這個現象有名字
- 產氣莢膜梭菌:廣泛存在於土壤和腸道等自然界的細菌。在氧氣少的地方增殖。
- 芽孢:一部分細菌在惡劣環境下,於自己體內形成的、躲在殼裡的休眠樣貌。耐熱、耐乾燥,條件變好就會恢復原本的樣子。
- 厭氧性:喜歡沒有氧氣的環境,或是有氧氣就不容易生長的性質。
中學高校用算式確認:微溫的3小時,細菌會變成幾倍?
假設在最容易增殖的溫度下停留3小時。細菌數量變成2倍所需的時間叫做「世代時間」,單位是分鐘。這裡用的是條件齊全時的數值,所以實際的鍋子裡,增殖速度多半比這更慢。
| 用符號寫 | N = N0 × 2^( t ÷ g ) |
| 用文字寫 | 現在的菌數 = 起初的數量 × 把 2 乘上「經過時間 ÷ 世代時間」次 |
| 這個式子從哪來 | 細菌是1個分裂成2個來增殖。每經過一個世代時間,數量就變成2倍,所以倍增幾次就連乘幾個2(指數函數式的增加) |
| 符號 | 意義與單位 |
| N0 | 起初的菌數(每公克,個) |
| N | 經過時間 t 之後的菌數(每公克,個) |
| t ・ g | 經過時間與世代時間(分鐘)。這裡 t = 180 分鐘、g = 10 分鐘,所以倍增的次數是18次 |
| 世代時間(條件齊全時) | 據說約10分鐘 |
| 每1小時倍增的次數 | 6次。2乘6次是64倍 |
| 起初每公克的菌數(假設值) | 10個 |
| 視為食物中毒標準的數量(每公克) | 10萬個以上 |
| 2小時是幾倍 | 64 × 64 = 4096 |
| 3小時是幾倍 | 4096 × 64 = 262144 |
| 3小時後每公克的數量 | 10 × 262144 = 2621440 |
| 達到標準的幾倍 | 2621440 ÷ 100000 ≒ 26 |
起初每公克只有10個,在理想條件下3小時就會變成約260萬個,算出來約是標準的26倍。實際的鍋子溫度不會一直都是最適溫度,所以沒有這麼快。即使如此,像圖2的實線那樣在範圍內待上好幾個小時,一晚就可能達到危險的數量。
高校高校+為什麼大鍋子不容易冷?
高校儲存的熱量,和料理的體積(重量)成正比。另一方面,熱量散失的多寡,和接觸空氣、鍋壁的表面積成正比。形狀不變、大小變成2倍時,體積變成8倍,表面積變成4倍。散熱出口趕不上容器裡的內容物,所以冷卻所需的時間會延長到2倍以上。
高校+再者,濃稠的料理裡液體不容易流動,熱主要只靠傳導來運送。不像清湯那樣,熱的液體往上、冷的液體往下互相對調的流動不容易發生。因此中心部分特別難冷。分裝到淺容器後,從中心到表面的距離本身變短,效果就更大。
大學芽孢的甦醒,與在腸道中產生的毒素
已知芽孢受到加熱的刺激後,反而更容易甦醒,這叫做熱活化。也就是說,燉煮也有給存活芽孢「甦醒信號」的一面。產氣莢膜梭菌的食物中毒,是因為吃下大量增殖的細菌而發生。細菌在腸道裡再度形成芽孢時,會釋放作用於腸道的毒素(腸毒素,enterotoxin),一般認為這就是腹痛和腹瀉的原因。這跟毒素在食物中產生才引發的那類食物中毒,機制不同。
📖 延伸閱讀:產氣莢膜梭菌(維基百科) / 芽孢(維基百科)
研究目前還不太清楚的事
- 芽孢甦醒信號的全貌 已知溫度和胺基酸等會成為信號,但哪些接收器如何運作的細節,各種細菌都還在研究中。
- 致病所需菌數的個人差異 雖然有標準數量,但年齡和腸道狀態會讓它變化多少,並不清楚。
- 帶有製造毒素基因的菌株比例 即使同樣是產氣莢膜梭菌,能製造食物中毒毒素的菌株也只是一部分。在食品和環境中這個比例如何分布,仍在調查。
也就是說,本文的內容也是「就目前已知範圍所做的說明」。不過「分裝並快速冷卻」這項對策,無論機制細節日後如何釐清都不會改變,一般認為是可靠的方法。
與課本的連結(依程度)
| 程度 | 科目・單元 | 本文的哪裡 |
|---|---|---|
| 中學 | 理化「生物與環境(微生物的作用)」 | 細菌存在於土壤和腸道、對氧氣的偏好 |
| 高校 | 家政基礎「食品安全」、物理基礎「熱」 | 冷卻方法、體積與表面積 |
| 高校+ | 熱傳遞的進階內容 | 濃稠料理中心不易變涼的原因 |
| 大學 | 微生物學・食品衛生學 | 芽孢的熱活化、腸道內的毒素 |
| 研究 | 芽孢萌發機制・致病性的研究 | 甦醒信號、致病所需的數量 |
| ― | 與生活的連結 | 預先做好的菜、便當、活動的大鍋飯 |
- 厚生労働省(日本厚生勞動省)「ウェルシュ菌食中毒」一般民眾導讀資料
- 農林水産省(日本農林水產省)「カレーやシチューなどの煮込み料理でのウェルシュ菌による食中毒」消費者導讀
- 東京都保健医療局(東京都保健醫療局)「食品衛生の窓」產氣莢膜梭菌的說明
- 国立感染症研究所(日本國立感染症研究所)「ウェルシュ菌感染症」相關說明
- 日本食品衛生協会(日本食品衛生協會)編『食中毒予防必携』
※本文是為一般讀者寫的科學解說。文中的數值是為了理解原理而給的參考值或概算。處理食品時,請遵照衛生所、地方政府、消防單位等的指示。身體若有異狀,請不要自行判斷,務必向醫療院所諮詢。