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目前已知最爲常見的食物中毒是由空腸彎曲菌、沙門氏菌、大腸埃希氏菌O157：H7、副溶血性弧菌和杯狀病毒(也稱諾瓦克和諾瓦克樣病毒)等病原體引起的。
空腸彎曲菌(Campylobacter)是一種可以引起發熱、腹瀉和腹痛等症狀的病原菌。是世界上檢出率最高的腹瀉病因之一。病原菌寄生在健康鳥禽類的腸道內，大多數禽肉均含有空腸彎曲菌。食用未煮熟的雞肉或受到生鮮雞肉血水污染的其他食品常常是引起感染的主要來源。
沙門氏菌(Salmonella)也是廣泛存在於鳥類、爬行類動物和哺乳類動物腸道內的一種細菌。沙門氏菌可以通過各種動物性食物傳播給人。典型的沙門氏菌病的症狀包括髮熱、腹瀉和腹痛。對健康狀況較差或免疫水平低下的人來講，病原菌可以侵入血液，引起嚴重的感染。
大腸埃希氏菌O157：H7(E. Coli O157:H7)是一種以牛和其他類似動物爲保蟲儲主的病原菌。食用受牛糞便中含有的病原菌污染的食物或飲水後即可引起發病。所致疾病通常較爲嚴重，常出現血樣腹瀉，腹痛，發熱並不常見。在出現最初的症狀後的數週，3-5%的病人可以出現一種稱爲溶血性尿毒綜合症(HUS)的併發症。這種併發症的症狀主要是貧血、廣泛出血和腎功能衰竭。
杯狀病毒或諾瓦克樣病毒(Calicivirus, Norwalk-like virus)是一種極爲常見的食源性疾病的病因，但由於檢驗方法尚不普及，臨牀上確診的較爲少見。病毒可以引起急性胃腸道疾病，症狀主要爲嘔吐，腹瀉相對少一些，病情一般在二天內即可緩解。與許多食源性疾病具有動物儲主的情況不一樣，認爲諾瓦克樣病毒傳播的方式主要通過感染者再傳給其他人。廚師如果手上帶有這種病毒，可以在其食品加工製作過程中污染所加工的食品(如色拉或三明治)。漁民如受感染可以在其捕撈作業時污染所捕撈的貝類(如牡蠣)。
一些常見疾病有時也可以通過食物傳播，儘管這些疾病主要以其他方式傳播。這類疾病包括由志賀氏菌(Shigella)、甲肝病毒(Hepatitis A)和蘭氏賈第鞭毛蟲(Giardia lamblia)、隱孢子蟲(Cryptosporidia)等寄生蟲引起的感染。膿毒性咽喉炎偶爾也可以通過食物傳播。
除了通過直接感染的方式導致疾病的發生外，有些食物中毒是由食品中存在的某種毒素引起的，毒素是由食品中的某種微生物產生的。例如，金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)可以在某些食品中生長繁殖，併產生一種致吐性毒素。肉毒中毒是一種較爲罕見的致死性疾病，食品中如有梭狀肉毒桿菌生長繁殖併產生麻痹性強毒素即可引起發病。只要食品中存在這些毒素，即使不再有產生這些毒素的病原菌，也可以引起發病。
其他許多毒物和有毒化學物質也可以引起疾病。如果某種農藥不小心加入某種食物，或利用某種含有天然毒性物質的物品製作食物，食用這些食物的人也可以引起疾病。每年因誤食有毒蘑菇或有毒魚類而中毒的人不在少數。
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