不少人在年幼無知時，意外吞下西瓜籽就會擔心頭頂會長瓜苗。

但後來我們都知道了，被吞下的各種水果種子都能安然無恙的，在第二天與我們在廁所重遇。

因為大多數種子是不能被消化吸收的。

這其中，其實也蘊含着植物種子的智慧。

為了讓自己能夠得到繁衍的機會，種子已經進化出了難以被胃酸消化的“被子”。

在自然界中消費者與被消費者之間，這種博弈無時無刻都在進行着。

同樣的，我們人類也不可避免地在與我們吃進肚子裡的食物進行搏鬥。

但也因為這種鬥争的存在，科學家也開始察覺，我們沿用120年的“食物熱量表”早已過時了。

而我們每天用來衡量減肥成果的“卡路裡”，更成了一個錯誤的代名詞。

卡路裡（Calorie）這個詞源自于拉丁文中的calor，也就是熱量的意思。

這個深入人心的能量計算單位的定義是，讓一公斤水升溫一攝氏度所需的熱量就是一千卡。

不過，卡路裡這個單位是未被納入過國際單位體系的，被認證的能量單位其實是焦耳。

換算過來就是一個小卡等于4.2焦耳，而一個大卡則是4.2千焦耳。

然而盡管卡路裡并非名門正娶的官方身份，但并不妨礙其在營養學中的地位。

談到營養和減肥，我們幾乎無法離開卡路裡這個概念。

而在傳統觀念也認為，“一卡路裡就是一卡路裡”。

也就是無論你多吃了100卡路裡的奧利奧，還是100卡路裡的西蘭花，你就長胖100卡路裡的體重。

隻要保證每天的卡路裡攝入量小于或等于消耗量，就能讓體重下降或持平。

這是所有人都堅信的“減肥基本法”，所以不少人都恨不得把卡路裡的攝入量精确到小數點後幾位。

每次進餐前，都得仔細地控制卡路裡的攝入量和計劃着待會做多少運動來補償。

但是也有不少人有這樣的疑問，這種方法真的靠譜嗎？

想要知道其中原因，我們還得看卡路裡這個概念及其測量方法是如何誕生的。

曆史上最先嘗試測量化學反應中熱量的人，就是我們熟悉的大化學家拉瓦錫。

早在1780年，他就進行了第一次量化氧氣及其代謝的實驗。

當時，他把一隻小白鼠放入到一個擁有隔熱效果的雙層容器中。

其外層的冰用于保持恒溫，而内層的冰則用于測量小白鼠散發出來的熱量。

這裝置底部的熱量計，就可以通過計算冰融化成多少水來量化熱量。

我可憐的小白鼠

拉瓦錫認為，小白鼠就像一根燃燒的蠟燭一樣，其能量就來自于氧氣轉為二氧化碳的過程。

當時他還做了一系列人體靜息或運動時的耗氧量實驗，他發現人體在運動和消化食物過程都會增加攝氧量。

這也是曆史上第一次有人用實驗來量化人體的基本代謝。

拉瓦錫在測量二氧化碳的排放量，左邊為助手戴着面罩呼吸

那時他就相信，能量既不能被創造，也不會憑空消失，隻能被轉化。

這也是我們常說的能量守恒定律。

不過後來的事情大家都知道，他還沒找到足夠的證據來證明這一點，就已經在法國大革命中被送上了斷頭台。

“共和國不需要科學家！”

然而即使拉瓦錫沒有正式提出這熱力學第一定律，但他之前用于測量小白鼠散熱的實驗裝置，卻影響深遠。

這幅裝置搖身一變，就成了現代用于測量食物熱量值的彈式熱量計。

1889年，一位德國生理學家馬克思·魯伯納（Max Rubner）就建造了一個較為精确的彈式熱量計。

馬克思·魯伯納

他的觀點和拉瓦錫是一樣的，從化學的角度來說焚燒食物與人類分解食物的原理是相似。

雖然兩者有速度快慢之分，但食物最終都會變成熱量和氧化物。

所以彈式熱量計測量的關鍵也在于焚燒食物。

在完全隔熱和密閉的空間内把食物點燃，看食物燃燒的熱量能使周圍水槽裡的水升溫多少度，就是食物的熱量值。

這個熱量值概念，也正是我們現代最常用的卡路裡的概念。

彈式熱量計

而首次提出“一卡路裡就是一卡路裡”思想的科學家也正是魯伯納。

他認為無論是碳水化合物物、蛋白質還是脂肪，都可以根據其産熱價值互相替代，其本質都是卡路裡。

當時魯伯納還特意指出，人體并不能完全從蛋白質中代謝氮，有部分的卡路裡是通過尿液排出的。

經過多次試驗，調整了尿中氮的損失，他得到了如下表。

魯伯納的卡路裡表

然而，魯伯納是計算到尿液中的氮損失了，但他卻忽略了另一個更重要的損失——糞便。

19世紀末，一名叫威爾伯·阿特沃特（Wilbur Atwater）的科學家也認識到了這項測量的局限性，并做出了改進。

威爾伯·阿特沃特

他具體的做法也比較粗暴，原理也是簡單的做了一個減法：

例如準備6個漢堡，其中3個是放到彈式熱量計中，直接計算其燃燒帶來的熱量值。

而另外3個漢堡則讓志願者吃下去，等到第二天、第三天去收集糞便和尿液。

再把這些人體無法吸收的成分，扔到式熱量計中計算剩餘的熱量值。

到最後這兩個熱量值一減，就等于3個漢堡吃下去後，總共被人體吸收的熱量。

雖然原理很簡單，但阿特沃特勝在夠認真和詳細。

他找了一批又一批的志願者，每天給他們喂食不同種類的食物。

到最後共測量了4000多種食物，他才給出了所謂的阿特沃特值。

阿特沃特的卡路裡表

雖然把屎把尿地的測量實驗十分繁瑣，但阿特沃特最後的成果也算是一勞永逸了。

這張表是在1899年公布的，到現在已經有近120年的曆史了，後人都沒有怎麼修改過。

現在的食品标簽中沿用的仍然是4-9-4的阿特沃特系統，即每克蛋白質有4.0千卡、每克脂肪有8.9千卡和每克碳水化合物有4.0千卡熱量。

這個卡路裡表可以說是非常好用了。

如果一份食物中含有30克蛋白質、40克碳水化合物和20克脂肪，使用阿特沃特值計算下來，就可以估算出這份食物中總卡路裡數為460千卡熱量。

這樣，我們就能知道自己一天下來，究竟攝入了多少卡路裡，長胖了多少。

然而，阿特沃特做了那麼多努力，可不是為了讓我們學習如何減肥的。

他的目的隻是想讓當時的人們确立更科學、更高效的飲食方式，也就是“如何讓你花最少的錢，攝入最多的卡路裡”。

各類卡路裡計算計

如果想用熱量計算法來減肥，其纰漏可能會多到讓你懷疑人生。

越來越多的證據也證明了，用食品标簽上的卡路裡來當減肥目标，很可能是個極其糟糕的主意。

其中最主要的問題就出在，複雜的人體并不是一個彈式熱量計。

人類在把食物消化的過程，也絕對不是像用火燃燒食物這麼簡單。

它還存在着各種食物與人體、人體與細菌、細菌與食物間等的明争暗鬥，變量多到十根手指數不盡。

我們常說“吃飽了才有力氣減肥”，但事實上我們在吃東西時，就已經在減肥了。

因為在消化食品的過程，人體也是需要耗費能量的。

例如我們常說到的膳食纖維，其中就以被稱為“See you tomorrow”的金針菇最有代表性。

因為它比較難被人體吸收，經常是原封不動地被排除體外。

See you tomorrow！

但是它在經過人類消化道的時候，也是需要人體本身的熱量來消化它們的，比如腸道的蠕動、消化液的分泌等。

又例如消化蛋白質所需要的能量，就比消化脂肪所需能量多五倍，其原因是蛋白酶必須将蛋白質内氨基酸間牢固的化學鍵打開。

即使同樣是芹菜，如果是比較鮮嫩的，消化道在打破其細胞壁時也比較省力。

而比較老的芹菜細胞壁自然也難被消化道打碎吸收，耗費的能量也就更大。

所以相對來說，我們在吃同樣克數的芹菜時，選擇新鮮的也能獲得更多的熱量。

除此之外，我們日常生活中的煎炒烹炸的不同，也同樣會影響食物的被吸收程度。

例如科學家就曾經用小白鼠做過實驗，一組喂以生花生、一組喂以熟花生。

在4天内，這兩組白鼠都可以無節制地享用。

到最後實驗結束，吃熟花生的小白鼠，竟比吃生花生的重了5克體重。

同樣的實驗換成了生牛肉和熟牛肉，吃熟牛肉的小白鼠也還是比吃生牛肉的要重一克。

其實原因很簡單，因為經過烹饪後，食物就會變得更容易被人體吸收了。

例如高溫可以幫助打開細胞壁和加速蛋白質的降解，從而使人類對這些營養更好的消化。

與此同時，高溫還能殺死細菌，這可以降低免疫系統攻擊病原體時所消耗的能量。

例如我們平時吃了生的東西導緻拉肚子，其實就有大量的能量在這個過程中損失。

所以從人類進化的角度來講，會使用火種确實是必不可少的條件。

生花生與熟花生

除此之外，我們還不能忽略最明顯的一個缺憾，便是由各類營養的比例。

我們都知道，美國的肥胖率是高于中國的，所以許多人也認為這是因為美國人吃得比中國人多。

但是根據柯林·坎貝爾的一項調查中顯示，同樣體重的情況下，美國人熱量攝入可比中國人低得多。

科林·坎貝爾

例如同樣是65kg，美國人每天攝入熱量為1989千卡，而中國人是2641千卡，整整多出了近700千卡。

所以當時才有科學家提出，美國人比中國人胖，很可能是由食物的成分造成的。

例如美國人的脂肪攝入量就是中國人的整整兩倍以上。

但複雜就複雜在這裡了，在這之後的另一項研究又指向西方人有着比東方人更容易發胖的體質。

現在已有研究表明有“胖菌”和“瘦菌”的存在，人類也确實有易胖體質和易瘦體質的區分。

美國伯克利加利福尼亞大學和杜桑亞利桑那大學的科學家就分析了世界各地23種不同人群，共1020人的腸道菌群，并繪制出了一張“肥胖地圖”。

從圖上可以看出，歐洲人的“肥菌”占優勢，而中國人、南美人、南非人的“瘦菌”占優勢，美國人的“肥菌”似乎少于歐洲人，而“瘦菌”又少于中國人、南美人、南非人。

“肥菌”（藍色）和“瘦菌”（紅色）比例的“肥胖地圖”

在此之前，科學家就把四對均為一肥一瘦的雙胞胎姐妹的腸道菌群分别移植給無菌小鼠。

移植了肥丫頭腸菌的小鼠，就變成了一隻“肥鼠”，而移植了瘦丫頭腸菌的小鼠則還是一隻“瘦鼠”。

這其中使小鼠依然苗條的“瘦菌”為拟杆菌，而導緻小鼠長胖的“肥菌”則為厚壁菌。

過多的厚壁菌，能使人體更高效地代謝食物，即使未能被小腸消化的食物到了大腸内，這些菌群還是能将其分解為更多的營養供人體吸收。

為了讓你多長胖一斤，你體内的細菌也是使盡了渾身解數。

所以你說的一卡路裡就是一卡路裡，有沒有問過你肚子裡菌群的意見？

那麼說了這麼多，正确的熱量标簽究竟在哪裡？

抱歉，就算問遍了所有科學家，他們都不能排除所有變量，給你個準确的答案。

想要建立一個全新、全面又準确的食品熱量評估系統，是一個困難重重的巨大工程，能否完成更是個未知之數。

不過這個系統就算誤差這麼大，還是能湊合着用。

畢竟也沒有幾個人真的能控制旺盛的食欲，或許錯誤的食物熱量表還能給各位多一個不減肥的借口。

*參考資料

SCIENTIFIC AMERICAN.Science reveals why calorie counts are all wrong.2013.09.01

Aadam.Yes,It's not as simple as caloriers in calories out but calories still count.2017.06.12

University of California - Berkeley .Geographic variation of human gut microbes tied to obesity.2014.02.14

MOSAIC.Why the calorie is broken.2016.01.26

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