At one particularly strange moment

At one particularly strange moment in my career, I found myself picking through giant conical piles of dung produced by emus—those goofy Australian kin to the ostrich. I was trying to figure out how often seeds pass all the way through the emu digestive system intact enough to germinate. My colleagues and I planted thousands of collected seeds and waited. Eventually, little jungles grew.

Clearly, the plants that emus eat have evolved seeds that can survive digestion relatively unscathed. Whereas the birds want to get as many calories from fruits as possible—including from the seeds—the plants are invested in protecting their progeny. Although it did not occur to me at the time, I later realized that humans, too, engage in a kind of tug-of-war with the food we eat, a battle in which we are measuring the spoils—calories—all wrong.

Food is energy for the body. Digestive enzymes in the mouth, stomach and intestines break up complex food molecules into simpler structures, such as sugars and amino acids that travel through the bloodstream to all our tissues. Our cells use the energy stored in the chemical bonds of these simpler molecules to carry on business as usual. We calculate the available energy in all foods with a unit known as the food calorie, or kilocalorie—the amount of energy required to heat one kilogram of water by one degree Celsius. Fats provide approximately nine calories per gram, whereas carbohydrates and proteins deliver just four. Fiber offers a piddling two calories because enzymes in the human digestive tract have great difficulty chopping it up into smaller molecules.

Every calorie count on every food label you have ever seen is based on these estimates or on modest derivations thereof. Yet these approximations assume that the 19th-century laboratory experiments on which they are based accurately reflect how much energy different people with different bodies derive from many different kinds of food. New research has revealed that this assumption is, at best, far too simplistic. To accurately calculate the total calories that someone gets out of a given food, you would have to take into account a dizzying array of factors, including whether that food has evolved to survive digestion; how boiling, baking, microwaving or flambéing a food changes its structure and chemistry; how much energy the body expends to break down different kinds of food; and the extent to which the billions of bacteria in the gut aid human digestion and, conversely, steal some calories for themselves.

SEE ALSO:
Mind: Animals Have More Social Smarts Than You May Think | Sustainability: How Modern Agriculture Can Save the Gorillas of Virunga | Tech: Are We on the Cusp of War—in Space? | The Sciences: The Mystery of the Cat's Inner Eyelid
Nutrition scientists are beginning to learn enough to hypothetically improve calorie labels, but digestion turns out to be such a fantastically complex and messy affair that we will probably never derive a formula for an infallible calorie count.

A Hard Nut to Crack
The flaws in modern calorie counts originated in the 19th century, when American chemist Wilbur Olin Atwater developed a system, still used today, for calculating the average number of calories in one gram of fat, protein and carbohydrate. Atwater was doing his best, but no food is average. Every food is digested in its own way.

Consider how vegetables vary in their digestibility. We eat the stems, leaves and roots of hundreds of different plants. The walls of plant cells in the stems and leaves of some species are much tougher than those in other species. Even within a single plant, the durability of cell walls can differ. Older leaves tend to have sturdier cell walls than young ones. Generally speaking, the weaker or more degraded the cell walls in the plant material we eat, the more calories we get from it. Cooking easily ruptures cells in, say, spinach and zucchini, but cassava (Manihot esculenta) or Chinese water chestnut (Eleocharis dulcis) is much more resistant. When cell walls hold strong, foods hoard their precious calories and pass through our body intact (think corn).

Kết quả (Việt) 2:

Tại một thời điểm đặc biệt kỳ lạ trong sự nghiệp của tôi, tôi thấy mình chọn qua đống hình nón khổng lồ của phân được sản xuất bởi chim emu-những người thân ngốc nghếch của Úc cho đà điểu. Tôi đã cố gắng để tìm ra cách thường hạt vượt qua tất cả các cách thức thông qua các emu hệ tiêu hóa đủ nguyên vẹn để nảy mầm. Đồng nghiệp của tôi và tôi đã trồng hàng ngàn hạt giống thu thập và chờ đợi. Cuối cùng, rừng nhiệt đới lớn nhỏ. Hạt Rõ ràng, các nhà máy mà chim emu ăn đã tiến hóa có thể tồn tại tiêu hóa tương đối nguyên vẹn. Trong khi những con chim muốn để có được càng nhiều calo từ các loại trái cây càng tốt, kể cả từ các hạt giống cây trồng được đầu tư vào bảo vệ thế hệ con cháu của họ. Mặc dù nó đã không xảy ra với tôi vào thời điểm đó, sau đó tôi nhận ra rằng con người, quá, tham gia vào một loại tug-of-war với các thực phẩm chúng ta ăn, một trận chiến mà chúng ta đang đo lợi phẩm--calo tất cả các sai. Thực phẩm là năng lượng cho cơ thể. Enzyme tiêu hóa trong miệng, dạ dày và ruột phá vỡ các phân tử thức ăn phức tạp thành những cấu trúc đơn giản, chẳng hạn như đường và axit amin mà đi du lịch thông qua các mạch máu đến tất cả các mô của chúng tôi. Các tế bào của chúng tôi sử dụng các năng lượng được lưu trữ trong các liên kết hóa học của các phân tử đơn giản để thực hiện kinh doanh như bình thường. Chúng tôi tính toán năng lượng có sẵn trong tất cả các loại thực phẩm với một đơn vị gọi là calorie thực phẩm, hoặc kilocalorie-lượng năng lượng cần thiết để làm nóng một kg nước một độ Celsius. Chất béo cung cấp khoảng chín calo mỗi gram, trong khi carbohydrate và protein cung cấp bốn. Sợi cung cấp một không giá trị hai calo vì các enzym trong đường tiêu hóa của con người có khó khăn rất lớn cắt nó ra thành các phân tử nhỏ hơn. Mỗi lượng calo trên mỗi nhãn thực phẩm bạn đã bao giờ nhìn thấy được dựa trên những ước tính hoặc trên Mục từ khiêm tốn của chúng. Tuy nhiên, những xấp xỉ giả định rằng các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm của thế kỷ 19 mà họ đang dựa chính xác phản ánh bao nhiêu năng lượng người khác nhau với các cơ quan khác nhau lấy từ nhiều loại thực phẩm khác nhau. Một nghiên cứu mới đã tiết lộ rằng giả định này là lúc tốt nhất, quá đơn giản. Để tính toán chính xác tổng số calo mà có ai đó nhận ra một thực phẩm nào đó, bạn sẽ phải đưa vào tài khoản một mảng chóng mặt của các yếu tố, bao gồm cả việc thực phẩm đã tiến hóa để tồn tại tiêu hóa; cách luộc, nướng, lò vi sóng hoặc flambéing một thực phẩm thay đổi cấu trúc và hóa học của nó; bao nhiêu năng lượng cơ thể expends để phá vỡ các loại thực phẩm khác nhau; và mức độ mà các tỷ vi khuẩn trong quá trình tiêu hóa đường ruột viện trợ nhân lực, và ngược lại, ăn cắp một số lượng calo cho bản thân. Xem thêm: Mind: Động vật có khác Smarts xã hội hơn bạn có thể nghĩ | Tính bền vững: Làm thế nào Nông nghiệp hiện đại có thể cứu Gorillas của Virunga | Tech: Are We trên Cusp of War-in Space? | Các Khoa học: Bí ẩn của Cát Inner mí mắt các nhà khoa học dinh dưỡng đang bắt đầu tìm hiểu, đủ để theo giả thiết, cải thiện nhãn calorie, nhưng tiêu hóa hóa ra là một chuyện rất tuyệt vời phức tạp và lộn xộn như vậy mà chúng ta có thể sẽ không bao giờ lấy được một công thức cho một lượng calo không thể sai lầm . A Nut cứng để Crack Những lỗ hổng trong tính calorie hiện đại có nguồn gốc từ thế kỷ 19, khi nhà hóa học người Mỹ Wilbur Olin Atwater đã phát triển một hệ thống, vẫn được sử dụng ngày hôm nay, để tính số trung bình của lượng calo trong một gam chất béo, protein và carbohydrate. Atwater đã làm hết sức mình, nhưng không có thức ăn là trung bình. Mỗi món ăn được tiêu hóa trong cách riêng của mình. Hãy xem xét cách các loại rau khác nhau về khả năng tiêu hóa của họ. Chúng tôi ăn thân, lá và rễ của hàng trăm loài cây khác nhau. Các bức tường của tế bào thực vật trong thân và lá của một số loài là khó khăn hơn nhiều so với các loài khác. Thậm chí trong một nhà máy duy nhất, độ bền của thành tế bào có thể khác nhau. Các lá già có xu hướng để có vách tế bào chắn hơn so với những người trẻ tuổi. Nói chung, các yếu hoặc nhiều phân hủy các thành tế bào trong nguyên liệu thực vật chúng ta ăn, lượng calo nhiều hơn, chúng tôi nhận được từ nó. Nấu ăn dễ dàng vỡ các tế bào trong, nói, rau bina và zucchini, nhưng sắn (Manihot esculenta) hoặc hạt dẻ nước Trung Quốc (Eleocharis dulcis) là nhiều kháng hơn. Khi bức tường tế bào giữ vững mạnh, thực phẩm tích trữ calo quý báu của mình và đi qua cơ thể của chúng ta còn nguyên vẹn (nghĩ ngô).