1卡路里等于多少千焦(1卡路里等于多少克脂肪)

不同食物中的热量可能不相等，但热量仍然没有失去对体重控制的参考价值。

写作|原则

一个

一些营养专家说，并不是所有的热量都相等，因为人体从不同的食物中提取能量的方式不同。在这个领域有一种担忧，即基于热力学第一定律的饮食建议是不合适的。

这种说法遭到了很多人的反对。一些研究新陈代谢的人说，他们已经通过实验证明，食品包装上的卡路里含量(卡路里)可以正确解释食物之间的差异。

两大阵营都认为热力学在饮食科学中名声不好，主要是因为一些所谓的减肥神话；但他们不认同的是这个名声是否“名副其实”。

2

今年年初，一个关于食品制造的物理学研讨会在英国举行。在研讨会上，营养治疗师安德鲁·普里斯(Andrew Preece)发表了题为“熵、热力学第二定律以及为什么‘一卡路里可能不是一卡路里’”的演讲。他的意思是不同食物的卡路里可能不相等。

前物理学家Preece解释说，两个西兰花和一个巧克力的热量几乎相同，但对体重的影响不同。他指出，那些基于热量计算和能量守恒的营养建议忽略了不同热量之间的这种不平等。

反对的声音说:“一卡当然是一卡。”凯文·霍尔也是一名物理学家，他通过数学建模和设计实验来研究新陈代谢和体重调节。

霍尔承认，不同的宏量营养素(如脂肪和碳水化合物)确实对身体有不同的影响，但他强烈反对普里斯的说法。他认为，对于两种热量含量相同的食物，如果只考虑身体燃烧的热量而不考虑储存为脂肪的热量，那么无论脂肪或碳水化合物的含量如何，它们的热量都是相同的。

在一些实验中，霍尔给受试者吃热量相同但碳水化合物和脂肪含量不同的食物，结果发现人体燃烧的能量几乎相同。这些实验结果也符合他的模型的预测。这些数学模型结合热力学可以解释人体内与食物消耗有关的各种代谢反应。

他们还基于该模型在实验室设计了一个复制实验，以便用放射性示踪剂监测不同的反应途径，从而使研究人员能够准确地确定代谢途径和能量消耗将如何随着膳食成分的变化而变化。

三

面对这两种声音，我们可能需要探讨的一个问题是:热力学定律是否适用于人体？

乍一看，热力学定律似乎不适用于模拟人体内部的能量流动，因为人体不是一个封闭孤立的系统。一些生物学家认为生物体处于不平衡状态。按照这个思路，“一卡不是一卡”的观点似乎是可行的。

例如，生物化学家理查德·费曼(Richard Feinman)认为，即使不同的宏量营养素需要使用相同的总能量来完成氧化途径，它们仍然会产生不同的功和热，因此它们的卡路里含量是不等价的。

但反对者认为，确定食物卡路里含量的人类喂食实验会考虑人体如何处理不同宏量营养素的变化。从事新陈代谢和营养研究的戴尔·肖勒(Dale Schoeller)表示，虽然食品包装上标注的热量数字可能会因为新陈代谢的不同而有轻微的个体差异(大约几个百分点)，但这些数据基本上是准确的。

在霍尔的实验中，通过测量所有的能量输入输出、产热和做功，可以有效地将人体视为一个封闭系统。虽然这些途径非常复杂，但如果我们能够正确地测量它们，并用模型解释它们，那么我们可以说热力学定律适用于人体的这个特殊系统。

东京工业大学物理学家Marko Jusup认为，热力学定律完全适用于生物体。他创造了许多模型来描述生物和生态问题，从疟疾的传播到金枪鱼的生长，这些都是他的研究对象。比如他的金枪鱼生命模型，利用热力学中的热平衡理论，成功预测了金枪鱼从胚胎到成鱼的生长繁殖速度。

四

虽然Jusup认为热力学定律当然适用于人类，但他也承认，在利用这些定律进行预测时，需要非常谨慎。他认为，以这种方式提出饮食建议就像用我们每天的时钟测量毫秒一样。换句话说，当我们把热力学定律应用到减肥这个问题上时，可能会引发质疑。

“3500卡路里法则”就是一个典型的例子。这是减肥网站上经常出现的概念。它说，如果你在饮食中减少3500卡路里，你可以减少大约1磅(450克)的身体脂肪。但这一数据与实际情况并不相符，导致很多人质疑任何基于能量守恒的营养模型或减肥模型。

事实上，“3500卡路里”是一个相当草率的说法。1958年，美国医生马克斯·威什诺夫斯基(Max Wishnofsky)计算出一磅脂肪组织中储存的能量约为3500卡路里，然后他说，如果人们想减掉一磅脂肪，那么这3500卡路里就应该被削减。

但这种说法有两个问题。首先，这个计算假设只有你减肥了脂肪才会消失，这是错误的；其次，它假设身体的能量消耗可以保持不变，但研究表明，当你的身体变轻时，你的身体会通过燃烧更少的热量来适应新的身体状态。换句话说，你必须不断减少越来越多的热量才能减掉一磅以上。

这个“减肥法”之所以在世界范围内如此流行，大概是因为它听起来简单，容易记忆。而且在几周的时间尺度上，其减肥效果大体符合预期。如果我们想利用热力学的概念来制定一个营养或减肥计划，我们需要一个更全面的卡路里测试工具来帮助人们预测在达到目标体重之前需要削减多少卡路里。

参考链接

https://physics.aps.org/articles/v12/47

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