阿西莫夫最新科学指南-下 [美]-第35部分
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者而不是食物所特有的大分子。在某种意义上，动物的生命过程
就是一种不停的强行掠取。
有些动物是食肉动物，它们只吃其他动物。如果所有的动物
都是食肉动物，动物的生命就不会维持长久，因为食物的能量和组
织成分转换给食者的效率非常低。根据实际的经验，要维持食者
1公斤的体重需要消耗
10公斤的食物。
有些动物是食草动物，它们吃草。植物比动物普遍得多，因此
食草动物的总量远远大于食肉动物，能够很好地维持食肉动物的
生存。（有些动物，如人、熊和猪等，是杂食动物，它们既吃植物也
吃动物。）
把植物的能量和组织成分转换给吃植物的动物，效率也是非
常低的，因此，如果植物自我更新的速度赶不上它们被食用的速
度，生命很快就会荡然无存。植物是利用太阳能在光合作用过程
中进行自我更新的（见第十二章）。通过这种途径，植物可以依靠
第十五章 人 体
第十五章 人 体
无机物生存，而且实际上使所有的生命维持下去。在植物存在以
来的整个时期，一直是这样进行的。
的确，光合作用比动物消化食物的过程效率还要低。据估计，
所有到达地球的太阳能被植物截获并转换成组织的不到
1/1 000，
但是这仍然足以使全世界每年生产
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。
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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
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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�
