阿西莫夫最新科学指南-下 [美]-第32章
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1 500亿～2 000亿吨干的有
机物。当然，只要太阳基本上维持目前的状况，这一过程在地球上
就只能以目前的形式持续下去，这将是几十亿年的事情。
有机食物
如果摄取食物只是为了获得能量，我们实际上并不需要很多
食物。对于我这个坐着工作的人来说，
227克黄油就可以提供我
一天所需要的全部能量。但是，食物不单是提供能量，而且还是修
补和重建我的组织所需要的构件的一个来源。这些需要修补和重
建的组织在许多不同的地方都有，单靠黄油不能提供这些方面的
需要。
英国医生蒲劳脱首先提出有机食物可以分成三类，后来被命
名为碳水化合物、脂肪和蛋白质。（就是这个蒲劳脱提出，所有的
元素都是由氢组成的，比他的时代超前了一个世纪。）
19世纪的化学家和生物学家，尤其是德国的李比希，逐渐弄
清了这些食物的营养价值。他们发现，蛋白质是最重要的，生物单
靠蛋白质就能存活。人体不能用碳水化合物和脂肪制造蛋白质，
因为这些物质不含氮，但是它能够利用蛋白质提供的原料制造必
要的碳水化合物和脂肪。但是，如果靠全蛋白食物生活的话，就会
造成浪费，因为环境中的蛋白质是比较稀少的。那样做就好像本
来有劈柴可用却要用家具生火一样。
在整个历史上，甚至今天在世界的许多地区，人们很难得到足
够的食物。不论是灾荒歉收，还是分配不当；也不论是体力上的还
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是经济上的原因，反正总是有人得不到食物或买不起食物。
有时即使看上去有足够的食物可供食用，但蛋白质的含量太
低，因此虽然不是广义上的营养不足，也是营养不良。儿童特别容
易患蛋白质缺乏症，因为他们需要蛋白质不仅是为了替换，而且是
为了建造新的组织，为了生长。在非洲，这种蛋白质缺乏症在儿童
中特别普遍，因为他们只是吃一种单调的玉米面食物。（任何单调
的食物都是危险的，因为含有人们所需要的各种养分的食物是没
有的。吃的食物种类要多，这样才安全。）
总是有少数人饮食不加节制，因此摄取的各种养分超过了身
体的需要。人体将多余的养分变成脂肪储存起来（这是把热量储
存在尽可能小的空间里的最经济的办法）。这种储存有许多用途，
例如储存的热量可以帮助度过缺乏食物的期间。但是，如果没有
这种缺乏食物的期间，脂肪就会保留下来，人体就会超重甚至肥
胖。这种情况是有害的，它会使人感到不适，而且还经常伴随着发
生机能衰退和代谢方面的疾病，如糖尿病、动脉粥样硬化等。（如
果一个人的饮食不平衡，即使体重超重，也不能保证不缺乏所必需
的营养。）避免肥胖的惟一合理的方法，就是减少饮食量或增加活
动量（或者两者同时进行）。两者都不肯做的人只能保持超重，尝
试任何其他方法都不会奏效。
蛋白质
总的来说，高蛋白食物通常比低蛋白食物价格高，而且供应短
缺（这两个特点一般同时存在），并且，动物食物通常比植物食物蛋
白质含量高。
这就给食素主义者提出一个问题。尽管食素主义者有自己的
观点，但实行食素主义的人要确保他们保持适当的蛋白质摄取量
就必须多费点事。这是可以办到的，因为一般成人每天只要摄取
第十五章 人 体
第十五章 人 体
57克蛋白质就够了，儿童、孕妇及喂奶的母亲需要的多一些。
当然，这在很大程度上要看你选取的是什么样的蛋白质。
19
世纪的实验者企图发现，在饥荒时人们是否可以靠白明胶生活。
白明胶是通过加热骨头、腱和用别的方法无法食用的动物的其他
部分而得到的一种蛋白质。但是法国生理学家马让迪证明，当白
明胶是狗的蛋白质的惟一来源时，狗就会减少体重而死亡。这并
不是说用白明胶作食物有什么不好，而只是说当白明胶是食物中
的惟一蛋白质时，它不能提供所有必需的构件。这再一次说明，食
用多种食物才安全。
蛋白质的效用取决于身体对蛋白质所提供的氮的利用效率。
1854年，英国农学家
J。 B。劳斯和吉尔伯特用小扁豆粗粉和大麦
粗粉两种形式的蛋白质喂猪。他们发现，猪体内保留大麦中的氮
比小扁豆中的氮多得多。这些是最早的氮平衡实验。
生长中的动物从它摄取的食物中逐渐积累氮（正氮平衡）。如
果它在挨饿，或患了消耗性疾病，而白明胶又是惟一的蛋白质来
源，那么，从氮平衡的观点来看，身体就会继续饥饿或消耗下去（这
种情形叫做负氮平衡）。不管喂它多少白明胶，它也总是保持失去
的氮多于摄入的氮。
为什么会这样呢？19世纪的化学家们终于发现，白明胶是一
种非常简单的蛋白质。它缺少大部分蛋白质中所含有的色氨酸和
其他一些氨基酸。没有这些构件，身体就不能为其自身组织建造
所需要的蛋白质。因此，除非身体还能从食物中得到其他蛋白质，
否则白明胶里产生的氨基酸就毫无用处，因而不得不被排泄掉。
这就好像盖房子的人发现他们有很多木材却没有钉子一样。他们
不仅盖不成房子，而且这些木材也只好堆在一旁而最终被处理掉。
19世纪
90年代，人们试图往白明胶里加入它所缺少的一些氨基
酸，使它成为一种比较有效的食物，但这些尝试都没有成功。使用
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不像白明胶那样简单的蛋白质则取得比较好的结果。
1906年，英国生物化学家霍普金斯和威尔科克用在玉米中发
现的玉米醇溶蛋白作为小白鼠食物中的惟一蛋白质。他们知道这
种蛋白质含色氨酸极少。大约过了
14天，小白鼠就死了。（缺少
色氨酸是蛋白质缺乏症夸希奥科病的主要原因，这种病在非洲儿
童中非常普遍。）然后，他们在玉米醇溶蛋白中加上色氨酸，再来喂
小白鼠，这一次小白鼠存活的时间延长了一倍。这第一次确凿地
证明，食物中不可缺少的成分是氨基酸，而不是蛋白质。（虽然小
白鼠仍然死得过早，这大概主要是因为缺少当时还不知道的某些
维生素。）
在
19世纪
30年代，美国营养学家
W。 C。罗斯彻底弄清了氨
基酸的问题。当时主要的维生素都已经知道了，所以他可以给动
物提供一些必需的维生素，并把注意力集中在氨基酸上。罗斯不
用蛋白质而用氨基酸的混合物喂大白鼠，结果靠这种食物大白鼠
活不了多久。但是，当他用牛奶蛋白质酪蛋白喂大白鼠时，大白鼠
活得很好。显然，酪蛋白中含有某种东西是他所使用的氨基酸混
合物中所没有的，这种东西很可能是某种未发现的氨基酸。罗斯
将酪蛋白分解，然后试着往他的氨基酸混合物里加入酪蛋白的各
种分子片段。用这种方法他找到了苏氨酸。这是人们发现的最后
一种主要氨基酸。当他把从酪蛋白中得到的苏氨酸加入他的氨基
酸混合物中，再来喂大白鼠时，尽管食物中没有任何完整的蛋白
质，大白鼠仍生长良好。
罗斯进而从大白鼠的食物里每次去掉一种氨基酸。用这种方
法他终于识别出大白鼠食物里
10种不可缺少的氨基酸：赖氨酸、
色氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、
缬氨酸和精氨酸。只要这些氨基酸足量供给，大白鼠就能够制造
出所有它所需要的其他氨基酸，如甘氨酸、脯氨酸、天门冬氨酸、丙
第十五章 人 体
第十五章 人 体
氨酸等。
20世纪
40年代，罗斯把注意力转移到人对氨基酸的需要上。
他说服一些研究生接受经过控制的膳食，在这些膳食中氨基酸的
混合物是氮的惟一来源。到
1949年，他已经能够宣告，成年男子
的膳食中只需要
8种氨基酸：苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨
酸、缬氨酸、赖氨酸、色氨酸和苏氨酸。由于精氨酸和组氨酸对大
白鼠是必不可少的，但在人的膳食中却没有必要，所以看起来在这
一方面人不如大白鼠特化，实际上也不如已经详细实验过的任何
其他哺乳动物特化。
很可能一个人靠膳食中必需的这
8种氨基酸就可以生活；只
要这些氨基酸足量供给，他就不仅能够制造出他所需要的所有其
他氨基酸，而且能够制造出所有的碳水化合物和脂肪。实际上，仅
由氨基酸组成的食物，价格会非常昂贵，更不要说这种食物是多么
平淡无味了。但是，对我们所需要的氨基酸有一个完整的蓝图是
很有帮助的，这样，当有必要最大效率地吸收和利用氮时，我们就
能够加强天然蛋白质的供给。
脂肪
脂肪同样也可以分解成比较简单的构件，其中主要是脂肪酸。
脂肪酸可以分为饱和和不饱和两种。饱和脂肪酸分子含有所有它
们能够携带的氢原子；不饱和脂肪酸分子缺少一对或多对氢原子。
如果缺少一对以上的氢原子，则称作多不饱和脂肪酸。
含不饱和脂肪酸的脂肪通常比含饱和脂肪酸的脂肪熔点低。
在生物体内，脂肪以液态为宜；因此，植物和冷血动物的脂肪往往
比鸟和哺乳动物等温血动物的脂肪含有较多的不饱和脂肪酸。人
体不能利用饱和脂肪制造多不饱和脂肪，因此，多不饱和脂肪酸是
必需脂肪酸。在这一方面，食素主义者是有利的，他们患缺乏症的
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可能性更小。
维 生 素
不幸的是，甚至在近来一些开明的时代，对食物的狂热和迷信
仍在欺骗着许多人，并冒出了许多医治百病的畅销品。实际上，可
能正是因为这些时代开明，才使对食物的狂热时尚成为可能。在
人类历史的大部分时期，人们都是附近地区生产什么就吃什么，而
且通常并不丰富。他们必须有什么就吃什么，否则就得挨饿；谁也
不能挑剔食物，而没有挑剔就不可能有对食物的狂热时尚。
现代运输能够把食物从地球的某一地区运送到任一其他地
区，特别是采用了大规模的冷冻技术以后，更减少了饥荒的威胁。
在现代以前，饥荒总在部分地区发生，邻近地区虽然能够提供食
物，却无法运送到灾区。
人类早就学会用干燥、腌制、糖渍和发酵等方法来保存食物，
从那时起便在家中储藏各种食物。当在真空中储藏烹调好的食物
的方法发明以后，就能够把食物保存得接近原来的状态。（烹调可
以杀死微生物，而真空可以防止其他微生物生长和繁殖。）第一个
应用真空储藏法的是法国厨师阿佩尔。他发明这项技术是为了赢
得拿破仑一世为寻求一种为军队保存食物的方法而设立的奖赏。
阿佩尔使用的是玻璃罐，现今使用的是镀锡的钢罐。自从第二次
世界大战以来，冰冻的新鲜食物越来越受到人们的喜爱。家用冰
箱的数目也不断增加，使新鲜食物更加普遍，种类也更多。
第十五章 人 体
第十五章 人 体
营养缺乏病
所有这些并不是说精心选择食物不一定有用，一些特定的食
物确实能治疗特殊的疾病，的确有一些这样的事例。每种病例都
是营养缺乏病，在食物甚至蛋白质充足时发生的一些病症，这些病
是由于食物中缺少人体的化学机器所必需的一些微量物质造成
的，然而这些微量的物质在食物中是没有的。当一个人得不到正常
而平衡的膳食（含有多种食物）时，几乎必定会得这种缺乏病。
诚然，在
19世纪及以前，平衡而多样化膳食的价值就已经为
许多医生所理解。当时关于食物的化学仍然是一种奥秘。一个著
名的例子就是克里米亚战争中英勇的英国护士南丁格尔，她首先
在良好护理的同时，给伤员以适当的饮食。但是，一直等到
19世
纪末，发现食物中含有生命必不可少的微量物质以后，才有了膳食
学（对膳食的系统研究）。
古代人对坏血病非常熟悉。患这种病的人毛细血管越来越
脆，牙龈出血，牙齿松动，伤口很难愈合，病人逐渐衰弱，终致死亡。
在被围困的城市和长期航海中，这种病特别盛行。（这种病最早出
现在
1497年绕非洲到印度航行的伽马号船上；22年后第一次环
球航行的麦哲伦船队的船员们，患坏血病的人多于患一般营养不
足的人。）远航的船只，由于缺乏冷藏技术，必须携带不会腐败的食
物，也就是硬饼干和咸猪肉。尽管如此，许多世纪以来，医生们没
有把坏血病与膳食联系起来。
1536年，法国探险家卡蒂埃在加拿大过冬期间，他的随员中
有
110人患了坏血病。土著印第安人知道后，提出一种治疗办法：
饮用松针浸泡过的水。卡蒂埃的随员在绝望中采用了这种好像很
幼稚的建议，结果治好了他们的坏血病。
两个世纪以后，
1747年，苏格兰医生
J。林德注意到了一些这
样的病例，并用新鲜的水果和蔬菜试着进行治疗。用他的方法对
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患坏血病的水手进行实验，他发现，橘子和柠檬见效最快。
J。 库
克船长在
1772～1775年横渡太平洋的探险航行中，强迫他的船员
经常吃泡菜，因而使他们没有发生坏血病。可是，直到
1795年，英
国海军的高级将领们才对
J。 林德的实验（以及闹坏血病的舰队没
有什么战斗力会使海战失败的事实）有了充分的印象，因而命令英
国水手每天都要喝定量的酸橙汁。由于喝了酸橙汁，坏血病从英
国海军中消失了。
一个世纪以后，1884年，日本海军将领高木兼宽也采用了类
似的办法。他让他的船队把单调的大米饭改为多样的膳食，结果
结束了日军海军中一种叫做脚气病的灾祸性疾病。
尽管有这种偶尔用饮食治疗成功的事例（当时谁也讲不出道
理），但是
19世纪的生物学家不肯相信饮食能够治病，特别是在巴
斯德关于疾病的细菌学说盛行起来以后。可是，
1896年，一位叫
艾克曼的荷兰医生几乎是违背自己意愿地说服了他们。
艾克曼被派到当时荷属的东印度去研究脚气病，在那些地区
脚气病是一种流行病（即使在今天，尽管医学已经知道了脚气病的
原因和治疗方法，每年仍有
100 000人死于这种病）。高木兼宽用
膳食的方法制止了脚气病，但是西方人显然没有重视，他们可能认
为这只是东方神秘的经验知识。
艾克曼假定脚气病是一种由细菌引起的疾病，他用鸡作为实
验动物来确定这种细菌。一件非常幸运的欺骗行为打破了他的计
划。在没有预兆的情况下，他喂的鸡大部分都得了一种麻痹症，有
一些因而死亡；但是大约
4个月以后，存活下来的鸡又恢复了健
康。艾克曼因为没有找到引起这场病害的细菌而感到迷惑，最后
他调查了鸡的饲料。他发现，原来负责喂鸡的那个人为了节省（无
疑从中得利），用剩余的饭菜当饲料，这些大部分都是军事医院病
房扔掉的白米饭。碰巧，几个月后，一个新厨师到任，接替了喂鸡
第十五章 人 体
第十五章 人 体
的工作；他没有那种小偷行为，而用正常的鸡饲料（带壳�
