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灾难|科学好故事｜如何让食物撑过灾难末日？

来源：新浪科技
来源：BBC Future
撰文：威廉·帕克（William Park）
翻译：叶倾城
【 灾难|科学好故事｜如何让食物撑过灾难末日？】2020已经过半，这半年内致使全民生活发生巨大改变的莫过于新冠大流行。疫情期间，人们最关心的问题之一就是食物保障。也因此，其间还发生过几次囤积食物的现象。得益于丰富的粮食储备和良好的调配，我们平稳度过了数次可能导致食物紧缺的关口。
那么试想一下，如果某天突然发生灾难末日，有哪些食物能够长久保存支撑人类生存。如果人类突然消失呢？那么未来的考古学家能够发现我们曾吃过的食物吗？更重要的是，这些食物还能吃吗？
灾难|科学好故事｜如何让食物撑过灾难末日？
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二战时期的列宁格勒的种子库
1941年9月8日，德国纳粹军队从西部和南部包围了前苏联列宁格勒，并穿过芬兰到达列宁格勒北部，猛烈的炮火攻击使当地居民无法撤离。这是列宁格勒保卫战的开始，也是人类历史上伤亡人数最多的战役之一。
随着战争进入白热化，俄罗斯居民出现了食物匮乏的现象，谋杀、抢夺配给卡和吃尸体的事件屡屡发生，虽然食人事件非常少，但造成了居民们的极端恐惧。多数情况下，这些食尸案凶手通常是单身、失业的母亲，是社会中最绝望的人群，他们会被关入监狱，而不是立即枪毙。而为了维持秩序，部分警察甚至以“关入‘食人恶魔’的牢房”来威胁违法公民。
尽管当时的人们处于极度的绝望和恐惧之中，但仍有一种食物来源，当被发现时，其保存的完好程度会令外人啧啧称奇。列宁格勒植物工业研究所的基因库是当时世界上最大的种子库，历经二战也能够完好地保存下来，里面拥有遗传信息最全面的植物库。就算任何存档的植物物种在外部世界灭绝，这些种子、谷物和块茎都能引入，重新恢复种植生产。
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研究所植物学家即使在身体极度虚弱的情况下，仍用自己的生命保护着种子库。他们担心饥饿、绝望的居民会冲入种子库，吃掉他们毕生的心血，或者闯进来摧毁这座建筑。
1943年1月18日，苏联红军最终瓦解了德国火力包围，在列宁格勒保卫战期间，这座苏联种子库仍然完好无损。
食物保质期长短与接触微生物有关
无论是核灾难，还是世界大战，当人类面对重大危机，哪些食物对幸存者而言是安全的？这些食物又能维持多久？要回答这些问题，得从导致食物变质的原因入手。
大多数食物（并不是所有的）变质都是因为微生物生长。生活中人们会通过干燥、腌制、冷藏或者密封容器保存食物。这些都是限制微生物生长的方法，并以不同的形式成功地使用了数千年。
干燥是最有效的方法，其次是腌制，而单独储存在密封容器中的作用并不足以抑制微生物生长。实际上，在不破坏食物的情况下，完全消除食物中的病原体几乎是不可能的。因此，保存技术的重点是限制微生物生长。干燥方法就非常有效，因为微生物需要水将自己所需食物送至细胞中，并将毒素排出体外。如果在低水环境中微生物没有这种细胞运输能力，那它们的生长会受到抑制，并且无法繁殖后代。同时，低浓度的水也可以抑制氧化，氧化是食物变质的另一种方式。
而储存食物在密封容器中的保存效率低是因为：在食物被放入密封容器之前，上面可能已经有很多微生物了。并且其中一些微生物在低氧环境下生长状况很好，例如一些厌氧的微生物会破坏肉类，它们不需要氧气就能呼吸，密封容器反而可能适得其反。所以通过干燥方式保存食物比真空处理效果更好。
另外，腌制是有效的，因为同样能够去除水分，创造一个微生物无法生存的环境。高盐环境会阻止细菌细胞在“渗透休克（osmotic shock）”过程中的正常工作。盐将液体和其他物质从微生物细胞中吸出，能够破坏离子穿过细胞膜的路径。
同理，糖衣作用也会形成渗透休克。一般而言，含糖量较高的食物可以维持很长时间，在干燥的状态下，精制糖不会支持任何微生物生长。太妃糖、高温熬制的糖果（通常80%成分是蔗糖和葡萄糖）和其他硬糖果几乎不存在微生物，因此通常能够保存几年时间。
然而一旦人们在糖果中添加其他成分，乳制品、淀粉、明胶或者鸡蛋等，它们的保存时间就会大幅减少。比如将焦糖和巧克力混合在一起，很容易产生酵母和霉菌，并且在制造生产过程中引入的微生物也会在该食品中逐渐繁殖。
防腐剂汉堡成为“教科书”
保存时间最长的食品实例或许是冰岛最后一块麦当劳巨无霸汉堡。2009年，冰岛当地唯一一家麦当劳在倒闭之前卖出了最后一块巨无霸汉堡。目前这块汉堡仍在展示，虽然该汉堡已干瘪，但霉菌并未进入其中。这块汉堡的主人并未听取食品化学专家苏禄的食物保存建议，最终该汉堡被保存在一个玻璃盒子中，隔绝外界空气。但保证它不发霉变质的根本原因，则是该汉堡的制作原材料之一——防腐剂。
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2019年澳大利亚一位男子展示一块1995年购买的巨无霸汉堡。
在超市或者厨房里，防腐剂用于延长食品的保质期。零售商希望他们的食品无论在货架上放置一周或者四周后被购买，都能给顾客带来愉悦的就餐体验，因此，“最佳食用时间”并非产品食用不安全的时间，而是指产品变质、变味、变色或者外观低于制造商可认可水平的时间。


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