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《深夜食堂》

如果从化学的角度重新观察我们的生活,会有什么奇妙的新发现?

我们常常惊叹于宇宙的浩瀚、自然的壮美,却容易忽略,在自己的身体里,同样蕴藏着一个精妙而神奇的微观世界。

就拿最平常不过的吃饭来说。当食物进入我们的身体,一场复杂而精密的化学之旅便悄然开启。从消化、分解到吸收、转化,无数化学反应在身体内部有条不紊地进行着。那些看似普通的食物,经过一系列奇妙的变化,最终成为维持生命的能量与养分,支撑着我们的呼吸、心跳、思考和行动。

如果再往深处想,化学又何尝不是人生的一种隐喻?

人与人的相遇,如同不同物质之间的碰撞,可能激发出意想不到的反应;一个人的成长,如同一场缓慢发生的化学变化,需要时间的积累与沉淀;而生活中的得失、情绪的起伏,也仿佛是一场不断调整、重新寻找平衡的过程。

当我们试着从化学的角度重新审视人生,那些习以为常的生活,似乎也会呈现出另一番奇妙的景象。

在《人生就是一场化学》一书中,剑桥大学教授伊乔玛·乌切格布以巧妙而富有趣味的方式,将化学知识与日常生活、人生感悟串联起来,让原本看似抽象、遥远的科学,变得生动、亲切而富有哲理。

透过化学的视角,我们不仅能够重新认识身体与生命的奥妙,也能以一种不同以往的方式,理解人与人之间的关系、生活中的变化,以及成长的意义。

因为,人生本身就是一场奇妙的化学实验。我们既是这场实验的参与者,也是无数变化的亲历者。因为从生命诞生的那一刻起,我们每个人,就已经置身于一场持续一生的化学反应之中。

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下文摘自《人生就是一场化学》

伊乔玛·乌切格布 著 丁家琦 译

01

“我太想当化学家了”

想象一下你最喜欢吃的饭菜:你用叉子卷起一团意面,上面的番茄肉酱还在往下滴。这样子怎么样?你“啊呜”一口把它放进嘴里。味道如何?在嘴里有什么触感?这团面与酱汁的混合物中的所有化学物质都在跟你的味蕾对话,激活着它们。这种感觉太棒了。

你闻到了酱汁中的洋葱焦糖化的香味,它让你回想起了以前的美妙一餐,好像是和朋友或爱人一起吃的。慢炖的新鲜番茄现出的红色改变了与你视网膜中感光蛋白相作用的光。

看到这红色,你就知道,你吃到的是用钱能买到的最好的番茄。这些刺激共同给你脑内的奖赏中心发送化学信号,多巴胺一股脑释放出来,告诉你进食有多么愉悦。还没反应过来,你的叉子上又卷起了一团面。

我们感受到的食物的风味,是鼻子闻到的气味和嘴巴尝到的味道结合而成的——依我看,还要再加上眼睛看到的景象。品尝食物时,其中一些分子以气体形式逃逸出来,飘入鼻腔,与嗅觉神经末梢产生交互。

这些飘浮的气体分子与鼻腔神经元之间的化学反应,是构成我们通常说的“口味”的重要部分,也让食物如此令人愉悦。但享受不仅限于风味,食物的口感同样关键——比如那一声脆响。

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《法式火锅》

人真正吃到食物时,食物中的分子要先溶解在唾液中,才能被味蕾识别。食物与唾液中的水形成分子混合液,例如食盐溶于水后电离为钠离子和氯离子。这些离子与舌头上感受咸味的味蕾对话,在脑内触发被人感知为“咸味”的感觉。

同理,当谷氨酸这类存在于肉类中的氨基酸接触能感知鲜味的味蕾时,我们便体验到“鲜味”的感官冲击。尽管已知舌头上分布着感受酸、甜、苦、咸、鲜的味蕾,最新研究还发现口腔中可能存在能尝到脂肪味道的特殊受体。

30岁时,我终于离开了食物短缺的尼日利亚。我离开这片灿烂阳光不是因为渴望食物,而是因为我对科研事业有如饥似渴的向往,而我的学位拼图里还差一个博士。要做科学家,我必须获得这个学位,并接受相应的科研训练。

我不打算在20世纪80年代的尼日利亚读博,因为我目睹这个国家正迅速滑向残酷的经济崩溃深渊。我当时在大学实验室工作,教一些药学生,也试图做一些研究,但没能如愿,实验室的化学试剂和科研人员也迅速流失,这里成了毫无机遇的荒芜之地。

此前,我结了婚,但短短40个月后就离婚了。我有三个小孩要照顾,他们最大的也才上小学,最小的还在襁褓之中。离开拉各斯的穆尔塔拉·穆罕默德国际机场时,我们四个都不知道自己的命运将迎来怎样的永久改变。

刚回到英国,我就被食物的充裕所震惊。超市里摆满了五颜六色的食物——这里是成堆的高热量“燃料”,而我在拉各斯时,当地市场只有寒酸的蔬菜摊。在尼日利亚,我虽然是专业人员,过着中产生活,但也还是经常要做饿肚子的成年人。

作为青年学者,我当时有着令人羡慕的工作和表面光鲜的社会地位,但还是为钱大大发愁,常要为了让孩子们吃饱而自己挨饿。在当时的照片里,我双颊凹陷,眼珠硕大,不过仍涂着舞台妆级别的绯红色口红和青蓝色眼影。

一到英国,我们瞬间就成了富裕世界里的穷人。我们住在安置无家可归者的廉价旅馆里,过着勉强糊口的日子。讽刺的是,这家旅馆坐落在绿树成荫的贝斯沃特区,那是伦敦西部的一片富人云集的高端街区,权贵们躲在优雅的联排别墅里,生怕别人知道他们的钱花也花不完。

30年前,我父母曾走过相似又截然不同的旅程。他们把自己在尼日利亚的中产生活积累直接转化成了伦敦的房产和全日制教育,自抵达的第一天起就在打磨自己的前途。

而我虽然把他们为期两周的航程缩短成五小时的飞行,但除了身上的衣服、三个嗷嗷待哺的孩子以及用毕生积蓄换来的十张崭新50镑纸钞外,别无长物。这笔钱连租房都不一定够,更不用说买房了。

1990年12月末的那个晚上,我们跌跌撞撞地走下飞机,周围又冷又暗。我们穿得很少,急需加一件外套,或者不止一件。孩子们茫然地站在我旁边。当时的我还不知道自己将面临什么,但我唯一清楚的是:我太想当化学家了。

之前在尼日利亚,我就很喜欢从事药物化学方面的工作,但由于基础设施匮乏,工作很难推进。我想合成出前所未有的新分子。把原子组装成新物质,是多么了不起、多么具有根本性的事啊!而且我也觉得这是我力所能及的事。

虽然坠入社会经济底层,成了饥饿的移民群体中的一员,但我在回到英国的第一年里体重却增长了20%。大量摄入廉价的淀粉类食物成了我逃避负面思绪的方式,也缓解了清醒时的焦虑。

在这个新环境里,我开始放纵饮食,弥补缺失的热量,在任何地方都不放过品尝任何食物的机会。我迅速从体重过轻变成了超重,这个过程快得惊人。虽然当时我们一家吃的都是便于成菜的深加工食品,但我真的认为这是我给自己和孩子们最好的安排。

有件事我要坦白:我深爱土豆(其实我只是热爱食物)。有一天出门购物时,我发现,原来土豆也不总是土豆。我在本地超市拿了几个打折的土豆放进购物篮,但刚放进去,旁边就有位好心的顾客提醒我:“别给孩子买这些发绿的土豆。”

原来土豆发绿(绿色来自叶绿素)表明它们可能含有有毒的茄碱。茄碱可不好吃,会造成严重疾患。放在日光下太长时间的土豆就会产生茄碱,土豆生产它们是为了防止被动物吃掉,好保全块茎,有机会萌发新株。

从那时候起,我就一直离含有茄碱的土豆远远的,那位顾客给我上了一堂宝贵的食品安全课。自从开始注意自己吃的东西,我的体重又急剧下降。这个糟糕的世界啊,廉价碳水化合物让穷人发胖,而没有碳水(或其他食物),穷人又会挨饿。幸好我打赢了这场饮食战役。

众所周知,人人都需要营养,但营养在整个生命周期中会以多种不同的形式出现,从婴儿喝的母乳,到没牙的老人吃的软烂糊糊。食物跟其他东西一样,也是各种化合物的集合,我想你早知道了这个。食物中所含的主要化学物质有碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素,还有其他微量营养素,如锌、铜、铁、钠等。

碳水化合物是我的最爱,在全球都有大量消耗,尽管它对我们的情绪可能有负面影响,且与高碳水饮食相比,高蛋白饮食与认知表现的提升更为相关。事关饮食时,我们并不总能做出正确的选择,但正因如此,人类的境况才具有难以置信的复杂性。

02

看不见的“化学魔力”

全球各国政府都肩负着喂饱其公民的重任。除非面临食品供应危机,比如遥远国度的饥荒或是近处某地的供应链断裂,食物的生产方式很少登上头条。

2020年,在新冠流行期间,食物供应链问题一度引发关注:英国超市货架上的面粉突然消失了,而且问题不在于面粉短缺,短缺的是将其分装成小包零售的包材。而在世界其他地区,因为工人居家隔离,国际运输也大幅受限,这段时间里出现过严重的食物短缺。

食物供应链一般处于隐形状态。所有默默支撑我们生存的背景要素都是这样,往往要到其消失后,我们才意识到它们的重要性。化学也是如此。它如同一块背景幕布,存在于我们自身与我们的一切行为之后,只有出了大问题时,我们才会察觉它的存在,而且即便到了那个地步,还得有人向我们指出:原来是化学层面起了变化。

从非洲到欧洲的跨洲迁居,瞬间改变了我们全家的饮食结构。过去17年的淀粉类食物来源——大薯、大蕉、木薯和米饭,被新家园的支柱食材——土豆所取代。土豆配几片“母亲甄选”牌白面包,是我们新的日常主食。

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《法式火锅》

我离开尼日利亚前夕,淀粉类食物已很难获取,蛋白质与脂肪更是难上加难。寻找廉价食物成了一份全职工作,侵占了我的科研时间:在公路上驱车往返20多英里,只因传闻“12英里市场”有廉价大薯出售。

那个市场一如其名,距离正常文明社会整整12英里。除了无休止的讲价、搬运、烹饪与分配,我还要承受情绪上的重压,担心后面情况“真正”恶化时可能发生的变故。

大薯是难得的珍馐,木薯才是我们小家庭的主要淀粉来源,米饭则专属于星期天—礼拜的日子嘛,祈祷的也许是能有个衣食丰足的未来吧。油炸大蕉成了遥不可及的奢侈品,几乎全留给孩子——这种食物含14%糖分与53%淀粉,22裹着油炸后晶亮的油脂,在那个糖都属于奢侈品的国度,堪称满足小孩胃口的完美组合。

在分析碳水化合物的化学结构之前,我们先来理清一下相关用词。如前所述,以薯条或蛋糕等形式吃下去的碳水化合物主要呈现为两类分子,即淀粉与糖。

在淀粉类碳水化合物中,大量葡萄糖分子连接形成长链,每条链约含2万~4万个原子。而糖类碳水化合物则以较小的分子单元存在,每个分子仅含20~60个原子。化学家把这些原子数较少的糖类碳水化合物就叫作“糖类”,用这种笼统的措辞来指代一类特定的化学物质可能是有些令人困惑。

我们日常所说的糖(如烘焙蛋糕或调配咖啡所用的糖)实则是名为“蔗糖”的分子。另一个细节是:糖类分子的原子通过化学键形成闭环结构。你可以看一下早餐麦片包装上的标签,从中能看到碳水化合物的含量,在有些地区还会看到单独标注的糖分含量。

那淀粉和糖类的分界在哪里呢?在前一章中我们知道,淀粉由葡萄糖分子组成。现在我要点明一个显而易见的事实,葡萄糖是一种碳水化合物——一种糖类碳水化合物。

我们的食物中还有另一类分子:油脂(油和脂肪)。这类分子比蔗糖分子更小,其关键特征是与水无法通过氢键结合,而只能通过范德华力结合。把一杯水倒进一杯油里,无论怎么摇晃、搅拌甚至加热,两者都不会融合,因为组成油的分子无法与水形成氢键,反而会受水分子的排斥。

水分子和油分子可谓相看两厌。不过,油脂本身并不好吃,为了让摄入的油脂更添风味,我们通常需要将其与水混合。蛋黄酱就是这类能把油脂加入饮食的载体,它可以给食物增添风味,经常被用来点亮一碗单调的沙拉。我非常努力地想让自己喜欢上沙拉,但总是以惨败告终。它们湿乎乎的,又没什么滋味,根本吃不饱,还贵得离谱。

在尝试混合水油并失败后,现在可以尝试加入一颗蛋黄,再给点儿能量——就是用电动搅拌器搅拌——你最终就能得到一种柔滑的黄色膏体,调味后与鸡肉三明治是绝配。

搅拌器把油打成了直径远小于头发丝的小油滴,每个小油滴都裹着蛋黄中的一些分子组成的贴身外衣,因而能在水中四处漂浮,而不会挣脱蛋黄外衣,重新聚集成与水分离的油层。

这个过程真是令人着迷。蛋黄分子靠范德华力维系在一起,这种力虽然微弱,却是某种烹饪之乐的关键要素。在蛋黄酱中,油脂、水与蛋黄成分间微弱的相互作用,将混沌的油水混合物转化为柔滑的黄色流质,有些人喜欢将其淋在三次烹炸的薯条上享用。

若将蛋黄酱在适宜条件下静置足够长时间,我们会发现油脂因为比水轻而缓慢分离,浮至最上方形成独立油层,因为维系着蛋黄分子的微弱的范德华力会随着时间推移而断裂。

03

煎蛋,一场小型的奇迹

摄入蛋白质至关重要,因为食物中的蛋白质会分解为氨基酸,进而合成在人体细胞中承担繁重任务的功能性蛋白质。我们也需要这些氨基酸来补充多巴胺等化合物,确保人生中充满愉悦;还需要用它们来补充黑色素等物质,以保证阳光不会对健康产生负面影响。

与受热会解体的碳水化合物不同,蛋白质被加热后,有时会从液态变成更适口的固态,就类似于蛋清变白。生蛋清中的蛋白质分子原本卷曲着,而将蛋清加热至约74摄氏度时,这种卷曲状态会彻底改变。

每当在煎锅或煮蛋锅里加热鸡蛋时,我们都在打破清蛋白分子间的氢键,并建立新的范德华力连接和二硫键。通常,在烹饪蛋白质时,我们会破坏较弱的键,将蛋白质展开并转化。

破坏肉类中的弱键能改变蛋白质的质地,使其更易咀嚼,更易被食管的蠕动波往下输送,也更易被胃部的胃蛋白酶与小肠中的其他蛋白质消化酶分解。

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《蒲公英》

胃蛋白酶与其他蛋白质分解酶通过破坏使氨基酸彼此相连的键来分解蛋白质。经过胃肠道中酶系统的激烈作用,蛋白质被分解为单个氨基酸或较小蛋白质片段,并被吸收。其中有些氨基酸至关重要,因为人体无法自行合成,必须从食物中获取,才能制造细胞所需的新的蛋白质“劳力”。

现在来看看油脂的烹饪。组成油脂的分子很小,且有一个鲜明特征:不溶于水。如果在那命运般的一天我成功煮了那只狡诈的鸡(我始终难以释怀),鸡肉中的脂肪会变软,固态脂肪会变为液态。脂肪分子遇热后流动性会增强,所以你有时会看到液态油脂从烤鸡中渗出,流到烤盘底部。

倘若我当初尝试油炸那只早已失去的鸡,升至170~200摄氏度的油温会将油脂中的化合物从多不饱和脂肪转化为饱和脂肪。这意味着我改变了脂肪中碳原子间的键合方式,使其变成更不健康、更易引发疾病(如最终导致动脉堵塞)的脂肪形态。

油炸过程还会让煎炸用油与鸡肉中的脂肪发生其他新的化学变化。例如,氧化反应会使空气中的氧原子更多地与脂肪结合,从而产生名为“脂质氧化产物”的化合物。这些脂质氧化产物也被怀疑对健康有害。

然而,油炸与烘烤引发的化学变化会使无数脂肪分子转变为更具风味的物质,从而让鸡更加美味。同时,油炸与烘烤会去除食物中的水分,这正是烤牛肉在烤箱中缩水的原因——过度烘烤会使多汁的肉块变成干瘪的失望之作。此外,油炸会增加食物的油脂含量,令人摄入更多油脂,可能引发体重增加。

这些警示固然是为我们好,但必须强调的是,油脂是人类的好朋友。饮食中要有油脂,是因为人体细胞中的酶要用这些油脂制造细胞所需的各种特殊脂质分子,例如包覆所有细胞的“卫兵”。一切食物都有益,关键在于平衡。童话里的金发姑娘深谙此道:凡事都要刚刚好。

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