三、食品中的营养学

维他命理论开创了营养研究方面的新局面，在解释对自然界的观察时，通过提供新的智力框架，对疾病病因学的阐明不再拘泥于细菌理论。因此，丰克最伟大的贡献不在于他在实验室取得的数据，而在于在当时的医学文献条件下，他对已有信息的有意义的回顾。

但直到1912年，人们还不清楚附加因子即维生素。到1915年，还对大鼠的生长因子是单一的还是多因素的一直存在争议（现在已经清楚不仅是一种维生素）。一些研究人员证明其存在于酵母中而不是黄油中，另一些人得出的结果正相反。一些人认为其与抗脚气病因子相同，而另一些人却认为不同。

1913—1915年在威斯康星州立大学，美国研究人员埃尔默·麦科勒姆（Elmer McCollum）和他的志愿助手玛格丽特·戴维斯（Marguerite Davis）通过划时代的研究结束了这场争论。应用基于乳糖和酪蛋白的食物，他们指出至少有两种不同的额外的生长因子才能支持大鼠的正常生长。一种因子可用乙醚从鸡蛋或黄油（而不是从橄榄油或棉籽油）中分离出，且是不可皂化的，清楚表明其与由德国生理学家威廉·施特普（William Stepp）早期发现的物质，以及同年由托马斯·奥斯本（Thomas Osborne）和拉斐特·门德尔（Lafayette Mendel）在耶鲁大学发现的物质是同一种物质，对大鼠的持续生长是有效的。第二种因子可用水提取并预防了小鸡和鸽子的多发性神经炎。麦科勒姆称这些因子为脚气病因子，分别称为脂溶性维生素A和水溶性维生素B。

麦科勒姆的团队后续的研究表明，通过喂养鱼肝油或掺入脂溶性维生素A的食物，可阻止大鼠、狗和小鸡饲养无脂肪食物所致的视觉紊乱性疾病（如干眼病），维生素A后来成为众所周知的抗干眼病因子。很快发现，所谓的水溶性维生素B并不仅仅是大鼠生长所需要，而且也可以预防小鸡的多发性神经炎。显然，水溶性维生素B与丰克所称的抗脚气病维生素相同，或至少包括后者，这就是众所周知的维生素B。由于这些发现，很清楚的是具有生物活性的附加因子和维生素应归于同一类化合物。因此，维生素的观念开始包括了非氮化合物，抗多发性神经炎的维生素成为了维生素B。通过多个机构的研究、确定成分食物的应用，以及合适的动物模型的有效应用，营养研究成为了一门新的科学学科。(www.daowen.com)

但直到20世纪以前，营养学作为一个学科名词，还很少出现在文献中。19世纪初，英国医生普劳特（William Prout，1785—1850）首先指出食物可以分成三类物质，后来分别被称为糖类、脂肪和蛋白质。19世纪德国的李比希（Justus Liebig，1803—1873）发现蛋白质是最基本的食物，只要有蛋白质供应，机体便能存活。法国生理学家马然济（F.Magendie，1783—1855）证明，仅用明胶作为蛋白质的唯一来源，狗便丧失体重并死去，说明明胶不能提供生命所需的“基砖”。明胶是一种非常简单的蛋白质，其中缺乏机体必需的色氨酸和其他几种氨基酸，因此，它不能构成机体的蛋白质，这样，明胶中的氨基酸就不能被机体所利用。1906年，英国的生化学家霍普金斯（F.G.Hopkins）和威尔科克（E.G.Willcock）只取白玉米的一种蛋白质“玉米蛋白”来喂小鼠，由于玉米蛋白几乎没有色氨酸，小鼠14天便死亡了。20世纪30年代，美国营养学家罗斯（W.C.Rose）等集中研究了氨基酸的营养作用。罗斯不用蛋白质而用几种氨基酸组成的混合物喂大鼠，发现大鼠都活不长；当改用牛奶蛋白质“酪素”喂大鼠时，则活得很好。罗斯分解酪素，1935年终于发现了最后一种氨基酸——苏氨酸（在此以前已经鉴定出18种氨基酸）。罗斯进而从膳食中逐一除去氨基酸，最后确定10种氨基酸是大鼠不可缺少的，即：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。40年代，罗斯研究人类对氨基酸的需要。到1949年，罗斯宣告成年男性饮食中需要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。如果给人供应以上8种足够量的氨基酸，它不仅可以制出所需的其他各种氨基酸，而且可以制造出所有糖类和脂肪。

要维持机体的正常生命，不仅需要蛋白质、糖类和脂肪以及维生素，还需要一些必要的元素。早在18世纪中叶，瑞典化学家格兰（J.G.Grahn）已指明骨骼由大量磷酸钙所组成。意大利科学家门基尼（V.Menghini）则确定血液含有铁。1847年李比希在组织中发现钾和镁。到19世纪中叶，人们已经知道构成人体的无机元素有钙、磷、钠、钾、氯、镁和铁。1882年，英国医生林格（S.Ringer）发现蛙心在含有钠、钾和钙的溶液中（大体按青蛙血液中的比例配成，今称林格氏溶液）能正常搏动。过量的钙则使心脏处于持续收缩状态；过量的钾则使心脏处于扩张状态；钙是血液凝固不可缺少的元素。1939年有学者证明锌是碳酸酐酶的一个组成部分，而碳酸酐酶为身体处理二氧化碳所必需。锌也是生命必需的元素，大鼠的食物缺锌，则停止生长、脱毛、皮肤多鳞，并因此死亡。此外，相继发现铜、锰、钴和钼等元素也是动物所必需的。人体缺乏维生素B12则造成恶性贫血，而维生素B12是钴的化合物。碘最早被人发现为人体必需的微量元素。1905年马林（D.Marine）经过10年的研究，确认含碘化合物能治疗甲状腺肿患者，但是直到30年代，人们才将碘化物加入到食盐和饮用水中，以防治甲状腺肿。本世纪初，口腔医师们发现饮水中氟化物含量过高，可导致牙珐琅质出现斑点，但这些地区的龋齿发病率都很低。因此，目前人们在饮用水中加百万分之一的氟化物来预防龋齿。

由于营养学知识的进步，人类认识了各种营养缺乏病的病因，从而可能采取“强化食物”等措施来加以防治，也使“完全胃肠外营养法”成为可能。1968年杜德里克（S.J.Dudrick）等首先报告这一治疗方法，有效地挽救了大量由于消化道功能障碍等原因导致的严重营养不良患者的生命。