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如果你观察小鸟吃果实的话,也许会发现“消化”这个过程是很有趣的:鸟从果实里得到了能量,而果实里的种子又溜出了小鸟的身体,随着粪便到处散播。人类也是这样:我们不可能完全吸收食物中的能量。
借助着口腔、胃和肠道中的消化酶,无论山珍海味还是粗茶淡饭,都被分解为葡萄糖、氨基酸等小分子进入血管,到达人体各个细胞后进一步降解,为之提供动力。
如果你吸收了1卡路里的热量,那么你就能让1克水在1大气压下升温1摄氏度。理论上说,每克脂肪所含的能量大约为9卡,每克碳水化合物或蛋白质为4卡。然而,仅仅基于营养成分的算法存在许多缺陷。
这套计算食物热量的标准要追朔到19世纪,由美国化学家阿特沃特(Wilbur Olin Atwater)创建,是他计算出了各种营养成分所含能量的平均值,并沿用至今。
现在看来,这个体系过于简单化了,需要进行一系列的修正:食物能否抵抗人体的消化作用;蒸煮煎烤等烹饪方法会怎样改变食物的结构和化学性质;身体降解不同食物所需要的能量有多少;消化道菌群能在多大程度上促进消化,它们又会从人体中获取多少能量……真相是,没有哪一种食物可以使用平均值来计算能量。
就拿蔬菜为例,一般来说,植物的细胞壁越脆弱、越容易被降解,人体能够从中获取的能量就越多。然而,某些植物茎叶细胞的细胞壁比其他植物的坚固很多,即使是同一种植物,老叶的细胞壁通常也比嫩叶的坚固。
另外,烹饪能轻松破坏菠菜和西葫芦的细胞壁,但对木薯或荸荠就没那么容易了。如果细胞壁不受破坏,植物就能够完整地通过人体而不被消化(还记得金针菇吗),自然,里面所含的热量也不可能被吸收了。
植物在进化过程中,会让果实变得更美味,吸引动物食用。与此同时,种子则更加坚不可摧,难以消化吸收。比方说,与营养成分相当的其他食物相比,花生、开心果和杏仁就很难被完全消化。
美国农业部的诺沃特尼(Janet Novotny)做过这样的研究:让两组实验对象遵循几乎完全相同的食谱,只是吃下去的杏仁量有差别。随后,研究者对两组人的粪便和尿液进行了代谢残留物检测,计算出被人体吸收的能量。结果表明:食用一份杏仁只能获得129卡的能量,而不是标签上标出的170卡。
尽管许多食物的包装盒上都有热量标签,但它们也许忽略了一个很大的问题:烹饪的影响。
哈佛大学的生物学家兰厄姆(Richard Wrangham)曾经尝试过野生大猩猩的食谱,但他始终吃不饱。因为,人类跟草食动物的一大区别在于,人体消化道中几乎不含能够分解膳食纤维的酶,因此纤维素对人来说是低卡食物。兰厄姆认为,食物尤其是肉类的加工是人类进化的一个里程碑。当今世界各地的饮食文化中都有食物加工的痕迹:研磨、加热、发酵、腌渍……自从烹饪成为常态,同样的食材提供给人的热量就大大增加了,这为大脑的进化创造了充分的条件。
他的学生卡莫迪(Rachel N. Carmody)对加工过程如何改变食品能量进行了精确的研究。她在四天内,给成年小鼠分别喂或生或熟、或整块或捣碎的食物,让它们爱吃多少就吃多少。结果发现,吃生红薯的小鼠,体重大约减少了4克,而食用熟红薯的小鼠,体重却增加了;同样,吃熟肉的小鼠比吃生肉的重了1克。
被能量标签引导的另一个误区是:消化食物也会消耗能量。消化蛋白质消耗的能量比消化脂肪多5倍,因为蛋白酶必须瓦解氨基酸之间牢固的化学键。而一些食物的消化几乎不消耗热量,比如蜂蜜,其中的葡萄糖和果糖几乎能直接穿过小肠壁进入血液,释放能量或是囤积在你的臀部。
2010年的一份研究则发现,吃掉一份含有葵花籽、谷物和车打芝士的全麦面包,相比吃掉等量白面包和加工奶酪制品,消化所需的能量要多出一倍。如果选用全麦面包,净能量摄入是比白面包低10%的。
另外,如果你吃了不太新鲜的半熟牛排,或者隔夜的变质便当,其中夹带的病原体等就会激发人体的免疫系统。免疫系统需要分辨“敌友”,并且对危险的病原体发起攻击,其中消耗的能量可能不是小数目,却没人计算过。如果食物带来呕吐腹泻,损失的能量就更大了。不难想象,在茹毛饮血的时代,原始人对食物的能量利用率相当之低。
不过,即使食用完全相同的食物,不同人能够获得的能量也不尽相同。早在20世纪早期,科学家们就发现,比起波兰人,特定的俄罗斯种族大肠的平均长度要多出57 cm,这使他们有更多机会充分吸收食物中的能量。另一个例子是乳糖不耐人群,营养丰富的牛奶对他们来说只有减重的功效。
肠道菌群的角色已经得到了越来越多的重视,科学家们正逐步将其视为人体的一种特殊器官。每个人体内菌群的差异,会导致他们消化吸收的能力各不相同。比如,肥胖的人也许并不贪吃,只是在肠道中拥有更多的厚壁菌。厚壁菌能更有效地代谢食物,将本该通过大肠排出体外的食物残渣进一步分解成营养物质,进入血液循环。
还有一些细菌仅在特定人群肠道里存在:某些日本人的大肠中存在能有效分解海藻的独特菌群。研究表明,这要归功于他们爱吃的海草色拉,里面就有一种降解海藻的海洋细菌,肠道菌群正是从中窃取了消化海藻的特殊基因。
尽管我们现在对食物消化有了新的认识,但目前为止,还没有人将这些修正付诸实践。食品能量标签可以作为我们选购超市食品的参考,但仅靠它们计算热量是不准确的。再说,如果只是计算食品的卡路里,也许你能够减重,但不一定能变得更健康——别忘了,名义热量丰富的坚果和全麦,消化都要费一番工夫,而且能提供更全面的营养物质,并让你的肠道菌群运转得更开心。