热量计算真的有用吗？

大卫·贝尔看着丰盛的早餐：煎蛋和吐司，然后把它们放进了一个搅拌机里。他并不想吃这奇怪的思慕雪，这只是为了测量其中卡路里含量。混合之后，他立刻将混合物燃烧。之后，他们还混合、燃烧了以这些作为早餐的志愿者的排泄物。

这是贝尔和他的研究团队一天的工作。这个研究小组在马里兰州的贝尔茨维尔人类营养研究中心里工作，是国家农业研究服务的一部分。他们研究食物以及食物与健康的关系。这个实验的一个关注点是卡路里。这个计量单位揭示了食物给人体提供了多少能量。

为了得到食物中的能量，人体需要分解并且代谢它们。是的，人体像一个内燃机。燃油——食物可以维持人体体温并且提供人体运动、生长、思考以及其他完成任务的所需的能量。卡路里是在此期间食物所提供的热量的单位。在食物说明上的“卡路里”这个概念，通常是千卡的缩写，它的概念是将1kg的水升高1摄氏度所需的热量。

卡路里数值常出现在餐馆菜单和食物热量表上，一些减肥者也一度依赖他们。他们寄希望于，摄入的卡路里比消耗的卡路里少，以此减重。但人类所需的营养成分十分复杂，食物说明上的热量表并不是一切。

这里的两位营养学家和一位食品科学家正用一个新的方式看待热量，也在寻求更好的方式去帮助人们保持健康。贝尔了解到，一些食物为身体所提供的能量比我们预估的要少。另一位营养学家想要训练大脑偏好低卡食物。而食品科学家则利用化学的方式发明了一些新的产品和做饭的方式，以此来减少食物的热量。

从羚羊到杏仁

羚羊，鬣蜥和人有什么共同点吗？贝尔作为动物学家，最开始的研究方向为野生动物饮食。后来他将注意力转向了人类。但是他指出，他一直对“我们如何吃食物，消化食物，以及在身体里将其转化成为肌肉或者热量的过程”很感兴趣。

近期他的团队沉迷于此。他们已经开始通过开心果，杏仁和核桃来研究热量。人们普遍认为，不论吃什么，也不论原材料是什么，每摄入1克的脂肪就为人体提供9千卡的能量。这是绝大多数食品公司制作热量表的规则。贝尔的团队想利用坚果测试那些数据。

贝尔的团队使用每种坚果做了相同的实验。实验召集了18个健康的成年志愿者。他们在贝尔茨维尔研究中心吃饭，每三周为一个周期，该实验持续两个周期（这两个周期不一定要连续）。在第一周，志愿者吃典型的美式食物。例如，早餐可能是鸡蛋和吐司。在第二周，研究人员减少了原来每餐的热量，然后用杏仁或其他坚果来弥补前后热量差。

每个研究周期的前九天，志愿者的身体在适应新的饮食。在接下来的九天，就开始进行坚果混合餐。研究人员将志愿者每天所吃的食物以原比例混合搅拌，然后将混合物冷冻干燥，粉碎成细粉末。最后将每天的粉末完全混合。研究团队取其1克粉末放入量热计中。科学家用这个仪器测量化学反应中的热量的释放——用这种方式来测量粉末食物燃烧时的热量。

贝尔和同事用纯氧填充此装置，并密封放在一箱水中。当研究人员打开装置时，就会产生火花，火花与氧气接触引发燃烧。这个能量会使水温上升，水温的变化揭示了粉末产生的热量。现在，贝尔和他的团队确切地知道志愿者们在这九天得到了多少能量——多少卡。

挑战

人们并不像量热计那样利用热量。人们会进行排泄，所以贝尔和他的团队还需要收集这些排泄物。警告：这是令人讨厌的部分。每一天，志愿者们都要带上特殊的袋子放在他们的厕所里来收集他们的排泄物。第二天，在去实验室吃早饭的时，要把这个袋子交给实验室。为了确保团队获得正确的排泄物，志愿者每餐都会吃染色胶囊，以改变了排泄物的颜色。

这些排泄物经过冷冻干燥，磨成粉末，然后在量热计里燃烧。“这是一件不寻常的事”，贝尔承认。但他已经习惯了。他的团队有专门的设备来保持过程中的清洁和安全。

贝尔把冻干、磨碎的食物放在量热计内。该装置可以测量样品中的总能量。

研究人员用食物总热量减去这个数据，我们便可以了解食物到底为志愿者提供了多少热量。贝尔的团队发现，用这种方式算出坚果提供的热量数值与热量表的数据并不相同。这说明人们没有完全消化坚果。杏仁比预期提供的能量少25%，而核桃少21%，开心果少5%。

这是为什么呢？“坚果是植物”，贝尔解释道。每个植物细胞都有无法被人类消化的厚厚细胞壁。咀嚼或研磨破坏这些细胞壁才能分解利用其能量。每一个细胞壁不会都被破坏，因此一些坚果最后未被完全消化，作为排泄物离开身体。

“坚果是健康饮食的一部分，”贝尔说，“他们提供重要的维生素和矿物质。”他担心热量表上的高卡数值让人们不想吃坚果，类似的研究可以帮助更新这个数值。“我希望消费者得到正确的信息。”

停止迷恋垃圾食品

不是每个人都靠食品包装袋上的数字决定吃什么。“我从不算卡路里数，那很无聊也让人很不舒服。”蘇珊·罗伯茨说。她是波士顿塔夫茨大学的营养学家，研究方向为减肥策略。对于她来说，这是很私人的。“我曾经是一个超重的人。”她学习了如何管理体重，现在也希望帮助别人。

不再关注食物热量，罗伯茨希望节食者爱上健康的食物。她将她的厨艺同科学结合，做了一个节食节目叫做“本能节食”或者iDiet。它提供了许多食谱，让那些含有健康材料的食物尝起来像人们喜欢的味道。比如说将本来含有可可和香草精的巧克力布丁用脱脂乳清干酪代替。

苏珊的食谱所含有的蛋白质和纤维通常比普通的美式食品要多，同时含有较少的糖。糖虽然可以改善口感，但身体消耗能量很快。来自蛋白质的能量饱腹感持续时间更长。这有助于节食者不再刚吃过饭一两个小时又觉得饿。

研究显示，随着人们吃健康食品的习惯逐渐养成，他们的大脑也开始改变。随着时间的推移，对垃圾食品的渴望似乎开始降低，而对健康食品的渴望则会增长。在2014的一项研究中，苏珊和她的同事们（来自波士顿州的哈佛医学院的脑研究人员们）合作，他们一起观察了13名超重或肥胖的志愿者六个月。作为对照组，五名志愿者没有使用iDiet。有8位志愿者收到食谱，参加了课程，并且帮助小组研究。

在研究开始和结束时，每个志愿者用磁共振功能成像（fMRI）测量血液流向大脑的不同区域。测量过程中，志愿者们被引导看一些食物图片。有些是低热量的食物，如烤鸡胸肉。其他是高热量的，如炸鸡。在看到一些被认为是“奖励”的图片时，磁共振功能成像仪可以记录大脑变化。在人们看到对其有吸引力的食物图片后，大脑这个区域活动变得更加活跃。

在研究开始时，高热量食物对大多数志愿者来说更有吸引力。但在六个月的本能节食后，“人们的本能反应是完全不同的，”苏珊说。iDiet的志愿者在看到烤鸡和其他低热量食品时，反应较为强烈。同时，他们对高卡路里食物的反应减少。

这是一个非常小的研究。但苏珊希望在更大范围内进行试验。在此期间，她一直在几内亚比绍，那儿的许多人得不到足够的热量。她的团队正在为当地的孩子们开发一个营养丰富的能量棒，它可以提供充足的维生素、矿物质、蛋白质和热量，以帮助他们成长。

用化学原理做饭

罗伯茨利用她的营养学知识，设计出更好的，人们在家就可以制作的食谱。同样，食品公司的科学家正努力研发出新的可以出现在货架上的商品。

Pushparajah Thavarajah作为食品科学家在美国斯泰茨维尔的B.O.V.Solution工作。在那里，他用化学的方式创造更为健康的食物。他目前正致力于制作无麸质薄饼。麸质是小麦和其他几种谷物的组成成分，是许多焙烤食品中的重要配料。“它是有黏性的”，Pushparajah说。它让薄饼粘在一起，但有些人不能吃面筋。

Pushparajah用食品化学的知识来寻找可以代替麸质的东西。这些代替品可能来源于玉米，大米或者土豆。即使找到这个可以帮助薄饼黏合的代替品，他的工作也还没有完成。他解释说：“你必须保证它的味道过关。”为此，他的团队与味道测试小组一起工作，所有新的食物在上架之前都必须经他们品尝。

Pushparajah还与几个不同大学的学生一起，试图用化学方式来改变身体处理碳水化合物的方式。碳水化合物有三种基本类型：糖、淀粉和纤维素。我们平时食用的糖是通常为蔗糖或果糖。简单的葡萄糖链接成为淀粉，存在于大米、谷物和玉米中。纤维素是一个更长的葡萄糖链，这种牢固的分子形态构成了植物結构的一部分。

消化系统很容易将糖和淀粉转化为能量，但不能分解纤维。这对身体来说是一件好事，饮食中的膳食纤维可以帮助消化系统运作。Pushparajah和他的学生找到了普通淀粉的代替品：抗性淀粉。这种碳水化合物像纤维一样，它不能被消化，但它拥有普通淀粉的口感和质地。Pushparajah指出，由于抗性淀粉为人体提供的相对较少的可用热量，它在食品生产中是很有价值的。

他的一个学生苏第尔·詹姆斯发明了大米的新烹饪方式，这项技术增加了大米中天然的抗性淀粉含量。詹姆斯从现有技术入手，在制作淀粉类食物后将其冷却12小时以上，使部分普通淀粉转化成抗性淀粉。即使再加热这些食物，反应也不可逆转。由于抗性淀粉不会被消化，一些含有能量的分子就不会被消化而是直接被排出。最终的结果就是，一道菜为身体提供的卡路里降低了。这个过程在所有的淀粉类食物中都是可以发生的，包括大米，意大利面以及土豆。“剩下的土豆比新鲜的卡路里低，这是真的！”

然而，詹姆斯发现，在米饭烹调过程中加入少量椰子油可以使更多的淀粉转化为抗性淀粉。椰子油中的脂肪与部分淀粉分子结合形成抗性淀粉。这个方法可以将大米中10%～15%的普通淀粉转化为抗性淀粉。

人们需要的热量来维持身体活动，但那不是身体所需的全部，Pushparajah说。身体还需要几十种维生素、矿物质等营养物质才能成长。现在，一般的美国人并没有摄取到足够的以上物质。

问题是热量随处可见。作为食品科学家，Pushparajah可以用仅仅几美元就做出高热量的食物。他指出：“添加其他50种营养物质则变得非常昂贵。”因此，他正在寻找那些营养丰富而又不昂贵的食物，如羽衣甘蓝和扁豆。

热量，只是弄清如何吃好的起点。越多的人了解营养学，大家才能在吃的时候做出正确的选择。