Cell趣味特刊：当美食遇上科学

顶级科学期刊《细胞》（Cell）推出了一期名为“食品生物学”（ Biology of Food）的特刊，让科学走进我们的厨房。特刊中一系列的综述和评论文章涵盖了诸如分子美食基础生物学，我们对食物的感知，农作物的未来，如何解决肥胖，以及饮食和生物钟之间相互影响等主题的最新研究。

　　

生物通报道  顶级科学期刊《细胞》（Cell）推出了一期名为“食品生物学”（ Biology of Food）的特刊，让科学走进我们的厨房。近期Cell Press与真人秀“顶级大厨”展开了合作，特刊中一系列的综述和评论文章涵盖了诸如分子美食基础生物学，我们对食物的感知，农作物的未来，如何解决肥胖，以及饮食和生物钟之间相互影响等主题的最新研究。

Cell科技主编João Monteiro说：“这期‘食品生物学’特刊探讨了食物、营养和代谢背后的科学。像所有好菜单一样，它提供了大量的选项，我们希望将挑逗并满足每个人的胃口。”

分子美食的学问

牛津大学物理学家Nicolas Kurti在1969年评论说：“在我们可以并且真的在测量金星的大气温度之时，我们却不知道我们的蛋奶酥中发生了什么，这是对我们文明的悲哀反映。”Kurti提出了一个叫做“分子美食”（ molecular gastronomy）的术语，第一次认识到了食物与科学之间的交汇点，以及厨师是如何将一些细胞和蛋白质转变为其他的美味的形式的。

由哈佛大学应用数学和应用物理学教授、流行课程“科学与烹饪”的骨干教师Michael Brenner与教师Pia Sörensen在撰写的一篇评论提出，甚至连煮鸡蛋也是惊人复杂的一个过程。在60-70摄氏度之间，按小于一度的温度变化来煮鸡蛋也会产生完全不同的结构，造成不同的口感。Brennar在附随特刊的一个播客中说：“即便鸡蛋是一个相当常见的食物，这对于人们来说却是一个全新的体验。”

除了烹饪操控食物的质地，Brenner和Sörensen还探讨了风味物质产生的理论。他们描述了厨师是如何捕获及集中香气分子的，例如使用离心机从胡萝卜汁中分离出胡萝卜素脂类，或利用蒸发器来捕获桉树叶和柑橘皮的香料。他们还阐明了如何可能创造出新的口味。像David Chang一类的厨师在开拓一些新的发酵反应，借助不同的微生物来用腰果做味噌汤。

作者们写道：“优化新材料以及加入厨房的器材，在这一过程中厨师以与科学家相似的方式进行试验。一个想法失败会导致新的想法产生，最终促成的产物甚至有可能与最初的想法无关。”

M.P. Brenner and P.M. Sörensen: "Biophysics of Molecular Gastronomy" http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2015.03.002

我们所有的感官是如何帮助我们享受一份食物的

当发出响亮的吱嘎声时薯片是否更加令人感到满足？将一杯酒放在红色或绿色的环境光中是否尝起来更美味？改变颜色能否让食物味道变得更甜？牛津大学的Charles Spence递呈了由心理学家和认知神经学家完成的最新研究：我们是如何利用所有的感官来体验味道的，并描述了厨师和食品行业是如何将这些知识纳入到食品设计的。

“在过去十年左右的时间里看到了一些新研究如雨后春笋般冒出，证实了视觉、听觉以及口-躯体感觉信号调节了我们对于食品和饮料的体验。在行为和神经水平上生成了一些有趣的初步证据，表明在味道期望与味道体验之间可能有一些重要的差异。

C. Spence: "Multisensory Flavor Perception" http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2015.03.007

解密饮食限制对人类的好处

科学家们在80年前就证实了，吃得少一些的大鼠更长寿、更健康。从那时起，饮食限制实验一直在果蝇、鱼、线虫、鸡、狗、猴子和其他动物中显示出相似的利益。华盛顿大学和马克斯普朗克老化生物学研究所的长寿研究人员Luigi Fontana和Linda Partridge说，现在是时候在人类中认真探索这方面的研究了。

“饮食干预避免了以脱离现实的自我节食及药物干预方式来获得饮食限制的健康效应，是在衰老过程中改善人类健康的重要目标（延伸阅读：Cell发现替代节食的健康长寿之法 ），”他们在一篇综述中写道。他们提出还需要付出更多的努力来开展人体实验，包括开发可以鉴别出吃得好和挨饿的个体之间差异，以及可用作临床试验指标的生物标记物（例如，血液测试蛋白质水平）。

L. Fontana and L. Partridge: "Promoting Health and Longevity through Diet: From Model Organisms to Humans" http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2015.02.020

为了满足全球的粮食需求，促进作物光合作用

随着人口的继续增长，除了让人们获得食物这一早已存在的难题，很快还将再加上食物生产不足的困境。当前的估测结果预计到2050年地球上将会有95亿人口，并且这一问题现在已经显现，今天的我们能规划好如何养活所有人吗？伊利诺伊大学植物生物学和作物科学教授Stephen Long提出了一种解决方案：就是通过对作物进行遗传工程改造使它们更擅长光合作用来提高主要作物的能量。

他认为，这已经有可能做到，因为光合作用是人们最充分了解的植物过程，高性能计算机的出现使得可以模拟预测最好的遗传改变，遗传工程已成为了广泛作物的常规性操作。“鉴于在实验层次上示范创新解决方案和向农民提供种子有20-30年的时间间隔，缩小分子工程和实践作物育种之间的差距来获得更高的产量已刻不容缓，”Long写道。

S.P. Long, A. Marshall-Colon, and X.-G. Zhu: "Meeting the Global Food Demand of the Future by Engineering Crop Photosynthesis and Yield Potential" http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2015.03.019

（生物通：何嫱）