原標(biāo)題：吃下多少卡路里 食品標(biāo)簽永遠(yuǎn)不會(huì)給你正確答案

消化是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，幾乎很難用簡(jiǎn)單的數(shù)字來(lái)準(zhǔn)確描述,。多種因素導(dǎo)致人體真正攝入的能量與食品標(biāo)簽上的數(shù)值相去甚遠(yuǎn),。

撰文 | 羅伯·鄧恩（Rob Dunn）

翻譯|程永強(qiáng)

在我學(xué)術(shù)生涯的某個(gè)特殊時(shí)期,，我致力于從成堆的鴯鹋糞便中挑選出完整的種子,。這樣做的目的是想得知,，這些被鴯鹋攝入的種子,，通過(guò)鴯鹋的消化系統(tǒng)后,，出現(xiàn)一粒完好無(wú)損、可以生根發(fā)芽的種子的幾率有多高,。通過(guò)這種方式,，我和同事收集到了數(shù)千顆種子,，然后種植,、等待。最終,，這些種子長(zhǎng)成了一片小樹(shù)林,。

顯然，鴯鹋攝食的植物種子在逐漸進(jìn)化,，以保證種子可以不受消化作用的破壞,、得以完整存活下來(lái)。鳥(niǎo)類總是希望盡可能多地從果實(shí)（包括種子）中得到能量,，而植物也為繁衍后代,、延續(xù)物種下足了工夫,。我后來(lái)逐漸地意識(shí)到，人類也不可避免地在和我們的食物進(jìn)行博弈,，在這場(chǎng)“戰(zhàn)爭(zhēng)”中,，我們完全錯(cuò)誤地計(jì)算了我們的“戰(zhàn)利品”——卡路里。

在鴯鹋攝入的果實(shí)中，很多植物種子被原封不動(dòng)地排泄出來(lái),。

食物是身體能量的來(lái)源,。口腔,、胃和腸道中的消化酶將復(fù)雜的食物分子降解為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),，比如寡糖和氨基酸，然后通過(guò)血管進(jìn)入身體各個(gè)組織,。機(jī)體細(xì)胞利用蘊(yùn)含在這些小分子化學(xué)鍵中的能量,，來(lái)維持人體的新陳代謝。計(jì)算各種食物中的能量常用的單位是卡路里（cal,，簡(jiǎn)稱卡）或者千卡（kcal）,，1卡是指將1克水升高1℃所需要的能量。每克脂肪大約能提供9卡能量,，而每克碳水化合物或蛋白質(zhì)僅能提供4卡,。每克膳食纖維僅能提供2卡能量，因?yàn)槿梭w消化道中的酶很難將其分解成小分子,。

你所見(jiàn)過(guò)的所有食品標(biāo)簽上的能量數(shù)值,，都是基于以上估算或相關(guān)推論而計(jì)算出來(lái)的。但是,，用這些近似值計(jì)算能量是基于這樣一個(gè)假設(shè)——得到以上數(shù)據(jù)的,、那些在19世紀(jì)實(shí)驗(yàn)室中完成的實(shí)驗(yàn)，能夠準(zhǔn)確地反映不同人從不同食物中獲得的能量,。而新的研究卻表明,，該假設(shè)過(guò)于簡(jiǎn)化了真實(shí)情況。想要準(zhǔn)確計(jì)算出一個(gè)人從某種食物中獲得的總能量,，必須將一系列復(fù)雜因素考慮其中,，比如食物是否可以抵抗胃腸道的消化作用；煮制,、烘焙,、微波以及酒燒等烹飪方法會(huì)怎樣改變食物的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)；身體降解不同食物所需要的能量有多少,；消化道中數(shù)以億計(jì)的細(xì)菌能在多大程度上促進(jìn)消化,，它們又會(huì)從人體中獲取多少能量等,。

營(yíng)養(yǎng)學(xué)家正在嘗試了解更多關(guān)于食品能量的內(nèi)容，并設(shè)想逐步提高能量標(biāo)簽的準(zhǔn)確性,，但事實(shí)可能會(huì)證明,，消化是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，以至于人類可能永遠(yuǎn)都無(wú)法找到絕對(duì)可靠的公式,，來(lái)計(jì)算我們能從食物中獲取多少能量,。

難以敲開(kāi)的堅(jiān)果

現(xiàn)用的能量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)存在許多缺陷，這些缺陷源自標(biāo)準(zhǔn)制訂之初——19世紀(jì),，當(dāng)時(shí)的美國(guó)化學(xué)家威爾伯 ·奧林·阿特沃特（Wilbur Olin Atwater）創(chuàng)建了一套計(jì)算食物能量的標(biāo)準(zhǔn),，用以計(jì)算每克脂肪、蛋白質(zhì)或碳水化合物中所含能量的平均值,，該標(biāo)準(zhǔn)沿用至今,。在當(dāng)時(shí)的條件下，阿特沃特盡了他最大的努力,，然而實(shí)際情況卻是,，沒(méi)有哪一種食物可以使用平均值來(lái)計(jì)算能量，因?yàn)槊糠N食物都有獨(dú)特的消化方式,。

威爾伯·奧林·阿特沃特創(chuàng)建了一套計(jì)算食物能量的標(biāo)準(zhǔn)。

例如,，蔬菜的消化方式就千差萬(wàn)別,。我們一般食用各種植物的根、莖,、葉,，一些植物莖葉細(xì)胞的細(xì)胞壁會(huì)比其他植物的堅(jiān)固很多。即使在同一種植物中,，細(xì)胞壁的堅(jiān)固程度也會(huì)有所不同,，比如老葉的細(xì)胞壁通常比嫩葉的堅(jiān)固。一般而言,，在植物性食材中,，細(xì)胞壁越脆弱、越容易被降解,，能夠從中獲取的能量就越多,。烹飪很容易將菠菜和西葫蘆的細(xì)胞壁破壞，但對(duì)木薯或荸薺就沒(méi)那么容易了,。如果細(xì)胞壁不受破壞，植物就能夠貯藏細(xì)胞中寶貴的能量,，并完整地通過(guò)人體而不被消化掉（比如玉米粒）,。

植物的某些組織通過(guò)不斷進(jìn)化來(lái)適應(yīng)環(huán)境,，它們不僅需要通過(guò)進(jìn)化，讓果實(shí)更加美味,，從而吸引更多動(dòng)物來(lái)食用,，也要讓種子更加難以消化。植物第一次進(jìn)化出果實(shí)和堅(jiān)果的時(shí)間是在白堊紀(jì)（1.45億年前-6500萬(wàn)年前）,，這之前剛剛開(kāi)始出現(xiàn)除恐龍外的哺乳動(dòng)物,。果實(shí)的進(jìn)化是植物最青睞的一種自然進(jìn)化，美味而容易消化的果實(shí)能夠吸引動(dòng)物,，幫助它們散播種子,，從而獲得更大的進(jìn)化優(yōu)勢(shì)。植物也傾向于讓種子朝著堅(jiān)果和難以消化的方向進(jìn)化,，畢竟,，種子和堅(jiān)果需要從鳥(niǎo)類、蝙蝠,、嚙齒類動(dòng)物和猴子的腸道中留存下來(lái),，才能傳播植物的基因。

研究表明,，與蛋白質(zhì),、碳水化合物和脂肪含量相當(dāng)?shù)钠渌澄锵啾龋ㄉ?、開(kāi)心果,、杏仁很難被完全消化，這意味著它們提供的能量要比其他類似食物少,。美國(guó)農(nóng)業(yè)部的珍妮特·諾沃特尼（Janet Novotny）和同事新發(fā)表的一份研究結(jié)果表明,，進(jìn)食一份杏仁僅能獲得129卡的熱量，而不是標(biāo)簽上標(biāo)出的170卡,。研究人員的測(cè)試方法是,，讓受試者攝入完全一樣的食物，僅杏仁的量有所不同,，然后檢測(cè)糞便和尿液中未被人體利用的能量,，從而計(jì)算得出被人體吸收的能量。

一些食物雖然沒(méi)有進(jìn)化到可以抵抗消化的程度,，但不同食物的消化方式也存在巨大差異,。消化蛋白質(zhì)所需要的能量比消化脂肪的能量多5倍，因?yàn)榈鞍酌副仨殞⒌鞍踪|(zhì)內(nèi)氨基酸間牢固的化學(xué)鍵打開(kāi),。但食品標(biāo)簽并沒(méi)有考慮這一能量消耗,。與之相對(duì)，有些食物,，例如蜂蜜,，幾乎不需要消化系統(tǒng)的作用就可被人體吸收,，它們?cè)谖钢芯捅环纸猓缓罂焖偻ㄟ^(guò)小腸壁,，進(jìn)入血液——消化過(guò)程到此為止,。

最后還需考慮，一些食物會(huì)激發(fā)人體的免疫系統(tǒng),，來(lái)識(shí)別并處理食物中攜帶的病原體,。沒(méi)有人認(rèn)真地計(jì)算過(guò)這一過(guò)程中消耗的能量，但可能并不少,。很多具有潛在風(fēng)險(xiǎn)的食源性病原體會(huì)在沒(méi)熟透的肉上繁殖,。即使我們的免疫系統(tǒng)不會(huì)對(duì)這些病原體發(fā)起任何攻擊，但仍需要在第一時(shí)間分辨“敵友”,，這一過(guò)程會(huì)消耗大量能量,。更不必說(shuō)如果生肉中的病原體導(dǎo)致腹瀉會(huì)有大量的能量損失了。

烹飪意味著什么,？

日?；顒?dòng)能在很大程度上改變我們從食物中獲得的能量：例如燉、炸,、煎或其他烹飪方式對(duì)食物能量都有影響,。也許，現(xiàn)今的食品標(biāo)簽中存在的最大問(wèn)題是,，它們沒(méi)考慮到這一點(diǎn)?，F(xiàn)任職于哈佛大學(xué)的生物學(xué)家理查德·蘭厄姆（Richard Wrangham）在研究野生大猩猩的攝食行為時(shí)，親自上陣,，嘗試與大猩猩吃同樣的食物,。但這些食物總是使他處于饑餓之中，他最終不得不回歸到人類的飲食,。由此,，他開(kāi)始相信，學(xué)會(huì)烹飪食物——用火加熱食物并用石頭敲碎食物,，是人類進(jìn)化的一個(gè)里程碑,。

采用大猩猩的飲食方式,，會(huì)讓我們陷入饑餓之中。

鴯鹋并不會(huì)烹飪食物,，其他猿類也不掌握任何烹飪食物的方法,。然而，世界上所有的人類文明都擁有烹飪食物的技術(shù)，從而改造食物,。我們可以磨碎,，可以加熱,，可以發(fā)酵,。當(dāng)人類學(xué)會(huì)烹飪食物，尤其是烹飪?nèi)忸惡?，從熟食中獲得的能量顯著地提高了,。蘭厄姆認(rèn)為，人類能夠從熟食中獲取更多的能量,，正是由于這一原因,，才能進(jìn)化并滋養(yǎng)出與身體尺寸相比體積過(guò)分龐大的大腦。但是直到現(xiàn)在,，仍沒(méi)有人能夠通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn),，對(duì)加工過(guò)程如何改變食品能量進(jìn)行精確的研究。

雷切爾·卡莫迪（Rachel Carmody）是當(dāng)時(shí)蘭厄姆實(shí)驗(yàn)室的研究生,，她和合作者給成年雄性小鼠喂食甘薯或瘦牛肉,。她所采用的食物包括生且完整的、生且搗碎的,、煮熟且完整的以及煮熟且搗碎的四個(gè)組別,，并且讓小鼠無(wú)節(jié)制地進(jìn)食四天。無(wú)論食用搗碎還是完整生甘薯的小鼠,，體重大約減少了4克,，而食用熟甘薯的小鼠，體重卻增加了,。相似地,，吃熟肉的小鼠比吃生肉的重了1克。這樣的結(jié)果是具有生物學(xué)意義的,。加熱可以加速蛋白質(zhì)降解,，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)的消化吸收，同時(shí)也可以殺死細(xì)菌,，并有可能降低免疫系統(tǒng)進(jìn)攻病原體所消耗的能量,。

卡莫迪的實(shí)驗(yàn)結(jié)論同樣適用于工業(yè)生產(chǎn)。在2010年的一份研究中,，受試者進(jìn)食一份600卡或者800卡的含有葵花籽,、谷物和車打芝士的全麥面包，相對(duì)于那些吃同等量的白面包和加工奶酪制品的受試者而言,，會(huì)多消耗一倍的能量用于消化,。因此，人們選用全麥面包會(huì)少獲得10%的能量。

即使兩個(gè)人所吃食物完全相同,，例如重量,、烹飪方式完全相同的甘薯或熟牛肉，他們?nèi)匀粫?huì)獲得不同的能量,?？虾屯吕没蚋叨认嗨频慕H交配小鼠做實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn),，即使給予同樣的食物,，小鼠的生長(zhǎng)情況仍然有差異。人在各種特性上都存在個(gè)體差異,，包括一些不顯著的特征,，例如腸道的長(zhǎng)短等。測(cè)量人的結(jié)腸在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)并不流行,，卻于20世紀(jì)初在歐洲科學(xué)家中受到了追捧,。研究發(fā)現(xiàn)，一些俄羅斯人的大腸會(huì)比波蘭人的長(zhǎng)大約57厘米,。由于吸收營(yíng)養(yǎng)的最后階段是在大腸,，吃相同量的食物，俄羅斯人會(huì)比波蘭人多得到一些能量,。人體內(nèi)產(chǎn)生的特定種類的酶也有所不同,。從某些指標(biāo)來(lái)看，大多數(shù)成年人體內(nèi)不能制造乳糖酶,，這種酶對(duì)牛奶中乳糖的降解是必需的,。因此，拿鐵咖啡對(duì)于有些人來(lái)說(shuō)是高熱量飲料,，而對(duì)于另一些人卻只是低熱量的流體,。

科學(xué)家逐步將腸道菌群視為人體的一種特殊器官，人體的腸道菌群之間也存在很大差異,。在人體中,，兩種類型的細(xì)菌在腸道中占有優(yōu)勢(shì)地位——擬桿菌（Bacteroidetes）和厚壁菌（Firmicutes）。研究人員發(fā)現(xiàn),，肥胖人群的腸道中擁有更多的厚壁菌,，并由此推出，過(guò)多的厚壁菌會(huì)造成肥胖,。這是因?yàn)樵谝欢ǔ潭壬?，過(guò)多的厚壁菌可以更有效地代謝食物，未被小腸消化的食物到了大腸并沒(méi)有直接排出體外,，而是分解成更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入人體循環(huán),，如果這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)沒(méi)有被直接利用,，就會(huì)以脂肪的形式儲(chǔ)存起來(lái)。另外,，有一些細(xì)菌僅在特定人群腸道內(nèi)存在,。例如，某些日本人的大腸中存在一種能夠有效分解海藻的獨(dú)特細(xì)菌,。事實(shí)證明,，未經(jīng)加工的海藻色拉中存在一種能消化海藻的海洋細(xì)菌，腸道內(nèi)的細(xì)菌,，就是從這里“偷”到了消化海藻的特殊基因,。

現(xiàn)代飲食中含有眾多容易消化的加工食品,，這導(dǎo)致腸道中能夠消化纖維類物質(zhì)的細(xì)菌數(shù)量有所減少,，而人體自身的酶卻難以消化這類物質(zhì)。如果我們的腸道繼續(xù)保持這樣不利于細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境,，我們從類似芹菜這樣富含纖維素的食物中所獲得的能量可能會(huì)越來(lái)越少,。

盡管現(xiàn)在我們對(duì)人體消化有了新的認(rèn)識(shí)，但幾乎沒(méi)有人嘗試去改進(jìn)食品標(biāo)簽中能量的計(jì)算方法,。我們可以對(duì)阿特沃特建立的體系作出調(diào)整,，來(lái)解決堅(jiān)果消化過(guò)程中的能量計(jì)算問(wèn)題。我們甚至可以對(duì)堅(jiān)果逐個(gè)計(jì)算能量,，并推廣到對(duì)不同食物的能量計(jì)算,。這些轉(zhuǎn)變需要科學(xué)家借鑒諾沃特尼及其同事研究杏仁的方法——每研究一種食物都需要采集糞便和尿液。根據(jù)美國(guó)食品及藥品管理局的法規(guī),，該機(jī)構(gòu)不會(huì)阻止食品經(jīng)銷商根據(jù)這一新的研究結(jié)果來(lái)改變能量數(shù)值,。更大的挑戰(zhàn)在于，需要根據(jù)不同的烹飪方式來(lái)修訂食品標(biāo)簽,，到目前為止,，還沒(méi)有任何人想努力將這樣的修正付諸實(shí)踐。

即使我們徹底地改進(jìn)了能量的計(jì)算方法,，也不可能精確地計(jì)算出我們從食物中獲得的能量到底有多少,，因?yàn)檫@一數(shù)值會(huì)因?yàn)槭澄锱c人體，以及體內(nèi)微生物間復(fù)雜的相互作用而有所不同,。食品標(biāo)簽的最終目的是,，幫助我們?cè)诔懈鞣N食品中做出最明智的選擇。但是僅僅根據(jù)標(biāo)簽上的能量數(shù)值來(lái)衡量食品的好壞,，是一個(gè)過(guò)于簡(jiǎn)單的方法,，即使我們可以減輕體重，但并不見(jiàn)得會(huì)變得健康,。

我們需要從生物學(xué)的角度,，對(duì)我們從食物中所獲得的能量進(jìn)行更細(xì)致的思考,。加工食品太容易被胃和腸道消化，以至于人們幾乎不費(fèi)什么工夫就能獲得大量能量,。反之,，蔬菜、堅(jiān)果或全谷物需要很多的分解消化過(guò)程,，才能使人體獲得能量,，同時(shí)比加工食品提供更多的維生素，有利于維持正常的腸道菌群,。因此,，對(duì)于那些想要吃得更健康并降低能量攝入的人來(lái)說(shuō)，減少加工食品而增加未加工的食品是更合理的選擇,。這種飲食方式或許可以被稱為“鴯鹋式膳食”,。

本文作者：羅伯·鄧恩是北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的生物學(xué)家，也是一位科普作家,。

本文譯者：程永強(qiáng)是中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院教授,，博士生導(dǎo)師。