假定外部容器密闭均匀且永不发生形变,在容器内一物体快速膨胀到原本体积的正无穷倍,那么会发生什么是密闭容器样的

本章解释“信息”的含义

信息系统的根本概念是信息,而信息与熵是密不可分的热力学与信息论有一定的联系,必须从物理上回顾若干基本概念才能理解信息系统對热力学和平衡态统计物理学熟悉的读者可跳过本节。

在热机效率的研究中提出了热力学第二定律,它指出了宏观过程的不可逆性第②定律对于物理学、信息理论和生物学都有巨大的意义,对第二定律的思考推动了非平衡态统计物理学、信息的本质问题、生命的本质问題的研究第二定律有多种表达方式,最常用的是:

①克劳修斯表述:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响也就是说,不可能有这样的及其它完成一个循环后唯一的效果,是从一个物体吸热并释放给高温物体

②开尔文表述:不可能从单一热源取热,使之完全变为有用的功而不产生其他影响

可以证明,这两种表述在逻辑上是等价的

第二定律的克氏表述实质上说热传递过程是 不可逆嘚,开氏表述实质上说功转变为热的过程是不可逆的两种表述的等效性实质上反映了各种不可逆过程的内在联系。正是这种内在联系使苐二定律有多种表述形式只要挑选出一种和热现象有关的宏观过程,指出其不可逆性就可以作为第二定律的一种表述。也正是这种内茬联系使第二定律的应用远远超出了热功转化的范围。

根据卡诺定律对孤立系统,任意循环过程都有 克劳修斯不等式 dQ 为系统从温度為T 的热源所吸收的热量,等号对应可逆过程不等号对应不可逆过程。

若系统从初态A 经过可逆过程“1”变到末态B 又经过任意另一可逆过程“2 ”回到A,构成一个可逆循环则有 ,于是 的值与状态A B之间经历的过程无关,完全由初态A和终态B 决定被积函数应当是一个状态函数嘚全微分(格林公式)。这一状态函数称为 (Entropy)以S 表示。则

熵的单位为J/K (焦耳/开尔文)

对于不可逆过程,根据熵的定义和克劳修斯鈈等式有

对于不可逆微变化过程有

上式是热力学第二定律的直接结果和概括,是热力学第二定律的数学表达式

对于绝热过程,dQ=0 因而dS≥0 。即系统经过绝热过程由一态到达另一态时系统的熵永不减少。此即 熵增加原理也可说为:“ 一个孤立系统的熵永远不会减少。”(如果系统是孤立的其内部的一切变化与外界无关,必然是绝热过程 )非平衡态的熵可以定义为处在局部平衡的各部分的熵之和。

根據熵增加原理孤立系统越接近平衡态,其熵值越大当系统的熵达到最大时,系统达到平衡态过程不再进行,只要没有外界作用系統将始终保持平衡态。因此可由孤立系统熵的变化来判断系统终过程进行的方向。只有dS ≥0的过程才是允许的可以证明熵增加原理与热仂学第二定律的开氏、克氏表述等效。

热力学第二定律指出:对一孤立系统一些不可逆过程都会使熵增大,一切不平衡态都最终趋向平衡态平衡态的特点是熵最大。在平衡态下体系混乱度最大,无序性最高组织程度最差,而且一旦进入平衡态便维持这个平衡态,鈈能飞跃为另一种新的有质的不同的状态

第二定律指出了时间的不可逆性。生命的出生、生长、衰老、死亡都充分显示了时间的不可逆性但大多数物理定律都是可逆的,它们当中包含有时间但与时间前面的符号无关,当t 变为-t时这些定律保持不变只有当考察与热力学苐二定律有关的现象时,如摩擦、扩散、能量转移等才出现时间的不可逆性。生命和热力学第二定律都表现了时间的不可逆这个问题引起了人们极大的兴趣和思考。

L .波尔兹曼首先建立了熵与系统微观性质的联系从而使熵这个抽象的物理意义得到深入的解释。k 代表波爾兹曼常数1. -23J·K -1W 代表某一宏观态所对应的微观态的数目(或称热力学概率),则熵的统计表达式为

其中S 0为熵常数当S 0为0 时,得到 波尔兹曼關系式

因此可以把熵看成是与系统状态无序度相联系的量系统无序程度越高,即系统越“混乱”其对应的微观状态数目越多,熵就越夶;反之系统越有序熵就越小。

如前所述根据热力学第二定律,一个系统在封闭情况下总是自发地由有序到无序,熵总是增加的洳在一个封闭的系统终装有一个容器,内有两种气体一种气体停留在容器的一端,而另一种气体停留在容器的另一端这时,两种气体內的分子分别处于有序状态系统的熵最小,但这种状态不会保持- 很久不一会儿,它们就混合起来随着两种气体分子逐渐在整个容器內扩散,分子之间的排列越来越无序熵就越来越大,在两种气体完全混合时分子混乱程度达到最高点,这时熵达到最大值,所以熵昰系统的无序状态的量度

从熵的微观解释可以进一步理解“不可逆过程”的实质。不可逆过程实质上是一个几率较小的状态到几率较大嘚状态的转变过程所以此相反的过程的几率是非常小的。这相反的过程并非原则上不可能但因几率非常小,实际上是观察不到的在孤立系统内,一些实际过程都向着状态的几率增大的方向进行熵不增是一条统计规律。例如如果一间屋子里的气体分子在漫长时间的觀察下,可能全部运动到屋子的左半部而使右半部处于真空中。这种事并非原则上不能发生而是由于气体分子数量极为巨大(阿佛加德罗常数为10 26量级),发生的平均时间远远超出太阳系的年龄实际上是观察不到的。对生命中的不可逆现象也可以有类似的理解。

克劳修斯在1865 年引入熵的概念后波尔兹曼给出了统计解释。对于分子分布函数 (其中 )波尔兹曼在1872 年定义如下的H量,即

并且证明了它是一个鈈随时间上升的量即

这就是波尔兹曼的H定理。除了平衡分布外其他情况下,H(t )都随时间下降因此,-H具有热力学熵的基本性质

姩,美国物理学家J ·W·吉布斯在其《统计力学的基本原理》这本名著中,建立了平衡态统计物理的体系,进一步刻画了熵的本质

根据经典仂学,具有N个自由度的力学系统可用广义坐标q 1、q 2、…、q N和广义动量p 1、p 2、…、p N描述把这些q i和p i取作直角坐标,它们构成一个2N维的空间称为 楿宇或相空间。相宇中的每一个点代表系统的一种可能的运动状态可以想像大量性质相同的力学系统,它们的差别之在于初始条件因洏处于各种不同的运动状态。于是相宇中的每一点代表一个力学系统这些系统的集合称为 系综或统计系统。力学系统随时间演化其代表点在相宇中连续地改变位置。统计平均对于微观运动的尺度而言是一种长时间的平均,也就是对对应于同一个宏观状态的一切可能的微观状态求平均或者说对系综求平均。(即 各态历经假设实际上,这个假设是不正确的微正则系综才是统计物理的基本假设。)引叺相宇中代表点的分布密度函数 ρ(q 1、…、q N p 1、…、p N , t), 于是任何力学量A的平均值就是:

式中dΓ是dq 1dq 2…dq Ndp 1dp 2…dp N的缩写。如果定义 ρ时引入适当比例瑺数保证概率归一条件

这样,熵可以看成对概率状态空间分布性质的一种刻画有序与无序,是对状态空间大小的描述“序”,与“態”联系起来了统计物理学规律可以过渡到量子力学规律。

4. 熵是无序度的量度

1927 年J ·冯·诺埃曼用密度算符给出了熵的量子力学表述,称 冯·诺埃曼公式

假定体系在确定的密度算符ρ所描述的状态下,具有W 个不同的纯态,各纯态都以相等的概率出现即ρ 1= ρ 2= … = ,则有:

在統计物理中可以这样理解: 具有负熵的性质,则熵与H 只相差一个系数定义

统计物理学中有一条基本假设:如果对于系统的各种可能状態没有更多的知识,就假定一切状态的概率均等则 ρ i = 。

量子系统混合态中包含的纯状态越多熵越大;反之,熵越小所以,熵又是体系无序度的量度

5. 热寂 与进化论的矛盾

克劳修斯说:“宇宙的熵趋向极大。宇宙越是接近于这个熵是极大的极限状态进一步变化的能力僦越小;如果最后完全达到了这个状态,那就任何进一步的变化都不会发生了这时宇宙就会进入一个死寂的永恒状态。”这就是“热寂說

根据热寂说,宇宙将最终达到平衡态——一个宏观静止分子排列最混乱的状态。“一切现存的机械运动都变为热而且这种热将放射到宇宙空间去,尽管‘力不灭’一切运动还是会停下来”(《自然辩证法·导言》)

但事实上,自然界的演化并不总是熵增的过程19世纪,热力学第二定律与达尔文生物进化论分别论述了物理世界与生物世界各自截然不同的两种演化趋势热力学系统有从有序走向无序、从非平衡走向热平衡的退化趋势。与此相反生物进化论认为,生物物种的演化总是从简单到复杂从低级到高级,从有序程度低的苼命组织走向有序程度高的生命组织生物界存在着明显的进化趋势。

例如从无机小分子到有机大分子,再到细胞是一个有序度增加嘚过程。刘易斯·托马斯说:

“若从物质方面来看我们存在在统计学上的几率更是小得惊人。整个宇宙之间物质的可预测性乃是随机性,是某种大致的平衡各种原子及其粒子乱纷纷四散着。与此形成鲜明对比的是我们则是完全组织好的物质结构,每一条共价键都有信息在蠕动着我们活着,靠的是在电子被太阳光子激发的一霎那就捉住它们偷来它们每一次跃迁时释放的能量,把这些能量存入我们洎己错综复杂的回路里我们的本性是违反概率的。能够有条不紊地这样做又是这么千态万状,从病毒到巨鲸一起都这样做这是及其鈈可思议的。而在我们生存的数十亿年中成功地继续了这一努力没有漂回到那随机状态,这简直就是数学上的不可能”

薛定谔认为,基因是一种非常小的、不足以显示统计学规律的原子团可它却支配着有机体有秩序、有规律的行为。基因有三种基本特性:一是基因的原子数量很少一个基因包含的原子不会超过一百万各或几百万个;二是基因的不变性,由此表现为遗传模式的持久性;三是基因的突变也就是说生物种的突变是基因的突变,因此这种突变才可以遗传从统计物理学的观点来看,基因结构似乎只包含了很少量的原子可昰它却以奇迹般的不变性表示了最有规律的活动,我们如何使这两方面的事实协调起来呢

这种矛盾来自将第二定律超出它的应用范围。茬推导和表述中第二定律一个前提是“孤立系统”,它不适用于开放系统宇宙是不是孤立系统?目前还不能做出明确的回答“热寂說”将宇宙看作孤立系统,并没有确切的根据自然界中绝对的封闭系统和孤立系统是很少的,生命、社会、自动机都不是封闭的并不唍全受热力学第二定律的控制。

如何从无序到有序麦克斯韦1871 年在《热的理论》中用一个与热力学第二定律不相容的悖论的形式非常清楚嘚提出来了。

麦克斯韦说想象有某个生物,一个“妖精”神通广大,能跟踪充满容器的每个气体分子的运动把这个容器用一道隔板汾为A ,B两部分并在隔板上安装一个阀门,当阀门打开时单个气体分子可以从容器的一部分经过阀门进入另一部分去

假设这个容器开始時完全充满了一定温度的气体,按照热的动力论一定的温度对应于分子的一定的平均温度,因为气体分子的运动具有随机性质有的分孓的速度将大于平均值,有的则将小于平均值妖精在适当的时候打开阀门,让快的分子从B 进入A慢的分子从A进入B ,结果不须消耗能量B 蔀分的温度就下降,A部分的温度就上升热量可以自发地从低温物体流向高温物体。

为什么是密闭容器麦克斯韦的妖精能破坏热力学第二萣律一般的解释是:妖精必须得到一些“知识”,才能把“快”分子和“慢”分子区分开来为了获得这些信息,要不要消耗能量如果需要,则容器、气体、隔板、妖精作为封闭系统为得到所要信息所需的能量,将不大于因利用这一信息而吸收的能量并没有违反热仂学第二定律。

如果系统不是封闭系统则系统通过与外界的能量交换,有可能吸收“负熵”生命系统,社会系统自动机系统,作为開放系统都有可能向有序化方向发展。酶就是生命中的麦克斯韦的妖精;而人类全体作为麦克斯韦的妖精,增加着社会的有序度毕竟,“妖精”用我们的话说,是个生物也是个信息系统。

本节主要通过信息论的香农理论解释通讯条件下的信息信息熵的定义与熵嘚定义相似,有一定的内在联系但香农对信息的理解是包含了认识主体的状态在内的,实际上是“信息差”并不是对事物自身状态的描述。

1. 通讯系统模型与信息

在日常生活中信息是指“消息”,“情况”等看电视、看报纸、看书、打电话、听广播、上网浏览,乃至聊天、开会人们都获得了“消息”。消息通过“消息传递系统”传递各种系统可以抽象为通讯系统模型。这一模型并不只限于通信系統对于生物神经系统,遗传系统市场的经济信号感知反馈系统,管理系统都可以运用这个模型。

在消息传递系统中其传输的是消息;但消息传递过程中,最普通却容易被忽视的一点是:收信人在收到消息以前是不知道消息的具体内容的。消息的传递过程对收信囚来说,是一个从不知到知的过程或者说是一个从不确定到确定的过程。

从通信过程来看收信者的所谓“不知”就是不知道发送端将發送描述何种运动状态的消息。例如看天气预报前,不清楚天气的将出现何种状态;看天气预报后这种不确定性就大大缩小了。所以通信过程是一种从不确定到确定的过程不确定性消除了,收信者就获得了信息所以香农认为, 信息是不定性的减少或消除

I代表信息,Q 代表对某件事的疑问S 代表不定性,X为收到消息前关于Q的知识X' 为收到消息后关于Q 的知识。

用数学的语言来讲不确定性就是随机性,可以用概率论与随机过程来测定不确定性大小1948 年,香农发表了《通信的数学理论》使用概率方法,奠定了现代信息论的基础

离散凊况下,信源的数学模型就是一个概率空间

为信源可能取的消息(符号) 为选择信源符号 作为消息的先验概率。如果知道事件 已发生則该事件所含有的 自信息定义为:

代表两种含义:当事件 发生以前,表示 发生的不确定性;当事件 发生以后表示事件 所含有的信息量 。即通讯前不确定性在状态空间[X ,P]中;通讯后不确定性被缩小至状态 。信息量单位被定义为 比特(bit) :

3. 离散信源的信息熵

定义自信息的数学期望为信源的平均信息量即

此即信源的 信息熵 ,它代表了信源输出后每个消息所提供的平均信息量或信源输出前的平均不确定度。试將此式与 H量和熵比较:

显然信息熵与熵只相差一个系数,两者可能有内在的联系如何理解信息熵和熵的关系?单从概率的表达式看兩者的定义是相似的

信息熵并不是负熵,它描述的是信源 不确定性而不是 不确定性的减少信息熵大表示信源的不确定程度较大,同样是┅种无序性香农的信息概念是人们对事物了解的不确定性的减少或消除,这一定义关注的是通信中的信息问题所以香农信息是一种与信道相关的“信息”。信源、信道是信宿成了认识过程的不可分割的部分主客体是不可分的;香农的概率,是主体对客体(信宿对信源)的一种先验主观认识这本身就加入了主体的因素。因此作为“通信中的数学理论”,信源与信宿在信道联系下的“互信息”才是馫农的“信息”。

信道的任务是以信号方传输和存贮信息

离散信道的数学模型是:

r)和Y= (b 1,…, b s), 其中r不一定等于s 。条件概率P(Y|X) 描述了输入信號和输出信号之间统计依赖关系反映了信道的特性,包括噪声、信道的记忆性等

它表示在输出端收到全部输出符号Y 集后,对于输入端嘚符号集X尚存在的不确定性对X集尚存在的不确定性是由于噪声引起的,无噪信道的信道疑义度H(X|Y )=0 可以证明,H(X|Y )<H (X)这说明收到苻号集Y后,关于符号X的平均不确定性减少了即能消除一些关于输入端X的不确定性,从而获得了一些信息

于是定义 平均互信息

它表示收到消息y后获得的关于x的信息量(互信息)的数学期望。

可以证明对串联信道 :

表示通过信息处理后一般只会增加信息的损失,不可能增加原来获得的信息这意味着,在任何信息传输系统中最后获得的信息至多是信源所提供的信息;信息一旦丢失,如不触及信源就不能再恢复。这就是 信息不增原理又称 数据处理定理。它与热力学第二定律是否有关系还需要认真的思考。

熵只是平均不确定性的描述而不确定性的消除才是接受端获得的信息量,信息量不应该与不确定性混为一谈

从信源概率空间的角度来看,通信就是信源对信宿的概率状态空间减小的过程通信前对信源的不确定度大,其熵为H (X);通信后对信源的不确定度缩小为信道疑义度H(X|Y ),这是由噪声带來的又称损失熵;两者之差就是获得的香农信息I (X;Y )。信源状态空间缩小一半则获得1 比特信息。

信息论并不是香农一个人建立的實际上它是由好几位科学家差不多在同一时候提出来的。香农从通信编码方面维纳从滤波理论方面,统计学家费希尔(Fisher )从古典统计理論方面研究了信息的理论问题。但维纳与香农在信息概念的理解上有些不同

香农理论中的信息熵定义为 与热力学中的熵公式是一致的,维纳在1948 年《控制论》中也给出一个信息量的公式: 刚好与香农公式差一个负号。因此维纳认为:“ 信息量是一个可以看作几率的量嘚对数的负数,它实质上就是负熵”与热力学中熵表示系统紊乱程度相反,负熵是系统组织程度或有序性的量度于是信息被定义为“ 系统组织程度或有序性的标志”。1950 年在《人有人的用处》中维纳说:“消息集合所具有的信息是该集合的组织性的量度。”

为什么是密閉容器香农与维纳的公式刚好差一个负号因为香农把信源发送何种消息的不确定性看作 信源本身的特性,而维纳则认为这个不确定性是 信宿对信源状态估计的特征从这个意义上,不确定性就是信宿对信源认识的熵简而言之,是信宿的熵当信宿收到一个确定的消息,信宿的熵就被消除了这样消除信宿熵的信息便有理由被认为是负熵。

总之信息量(互信息),被当作信息熵(不确定性)的减少但馫农信息关心的是“不确定性的减少”,即熵的变化量;而维纳信息关心的是“确定程度”本身

注:维纳还提出过别的定义。在《控制論》初版导言中维纳说:“消息是分布在事件上可量事件的离散或连续的序列——确切地说就是统计学家所谓的事件序列。”这时候維纳把信息看成是 物质和能量在空间、时间上的不均匀分布的表现。在《人有人的用处》维纳又提到:“信息这个名词的内容就是我们對外界进行调节并使我们的调节为外界所了解时而与外界交换来的东西。”此处维纳将信息作为 控制系统进行调节活动时,与外界相互莋用、相互交换的内容

以上对信息的讨论大都是针对离散信源的,实际上信源还包括连续信源我们分别从香农理论和量子力学的角度來理解连续信源的“信息熵”。

香农理论中连续信源的数学模型为连续型的概率空间:

一般用平稳遍历的随机过程来描述连续信源的输絀。(平稳过程如果满足“各态历经假设”称为遍历过程。)

根据奈奎斯特(Nyquist)取样定理如果某一时间连续函数f(t)的频带受限(≤F), 函數f(t) 完全可以由每隔Δ≤1/2F的一系列瞬时取样值确定。频率限于F时间限于T 的任何时间连续函数,完全可以由2FT 个取样值来描述这些取样值通瑺称为2FT 个自由度,这样就把时间连续的函数变换成时间离散的取值序列把随机过程变成时间离散的随机序列来处理。

实际上时域、频域同时受限的时间函数是不存在的,时域受限的函数从理论上说其频谱必然是无限的频率限制在F 内,则在时间上必然伸展至无穷远信息论的这种分析方法必然带来部分失真。

与 定义刚好差一负号原因是香农信息熵就是对信源不确定性(无序程度)的描述,而H 量有负熵嘚含义

香农理论认为:所定义的连续信源的熵并不是实际信源输出的绝对熵,而连续信源的绝对熵应该还要加上一项无限大常数项因為连续信源的可能取值是无限多个,若设取值是等概率分布则信源的不确定性为无限大,当确知输出为某值后所获得的信息也将为无限大。连续信源的熵h(X) 具有相对性又称 相对熵。 信息论关心的是熵差(获得的信息)而不是熵本身的大小。

两种特殊连续信源(限频F限时T )的熵为:

  • 均匀分布信源 (峰值功率受限下具有最大熵的信源) ,X ∈[a,b]
  • 高斯信源(平均功率受限下具有最大熵的信源)(正态分布σ i為方差)

以后可以看到,由于各态历经假设这两种信源具有特殊的重要性:如果没有关于信源更多的知识,通常假定信源是熵取最大值嘚信源

对连续信源和连续信道,同样有平均互信息:

在离散变量中所得的有关结论均可推广到连续变量中来

前面指出,在时间、频率仩同时受限的时间信号是不存在的通过采样来分析连续信源只能是一种工程的方法。实际上采样必然带来“信息”损失,也就是说通过采样离散化信源状态,只能是在宏观条件下的一种近似例如对矩形信号:


忽略频域第一个零点之外的能量,才可认为信号在时、频域上都是带限的

傅立叶(Fourier)变换分析能较好地刻画信号的频率特性,但几乎不提供信号在时域上的任何信息这样,我们在信号分析中媔临如下一对基本矛盾:时域与频域的局部化矛盾即我们若想在时域上得到信号足够精确的信息,就得不到信号在频域上的信息反之亦然。为了知道F 在ω处的信息,必须知道所有时间t ∈(—∞∞)上的信号信息。

在电子和通讯中还有一些矛盾,如:编码可靠性和有效性的矛盾信道容量和传输率的矛盾,放大器增益和带宽的矛盾它们实质上与时频域矛盾是等价的。

能不能在傅立叶分析之外找到其他的分析手段,使我们可以同时精确获得信号的时域信息和频域信息呢1964 年,Gabor引入了窗口傅立叶变换;1984年Morlet引入了小波(Wavelet)变换。这些變换的思想是:将时—频域平面分割为一组“小窗口”这些“窗口”不重叠地铺满全平面,对应于一组正交滤波器从而同时获得信号嘚时频域信息。窗口面积越小则在时域和频域上的局部化程度越高。小波变换由于对信号细节的描述能力被喻为“数学显微镜”。

但昰小波变换窗的时域宽度和频域宽度是有一定约束的,两者无法同时都任意小设g(t) 为窗口函数,其傅立叶变换为 则必有:

这说明,我們不可能同时精确地获得信源的时间信息和频率信息在傅立叶变换F( ω)中 而 ,在时域表达f(t) 中 而 这就是我们熟知的“冲激—白噪变换对”。为什么是密闭容器呢粗略地,可以这样来理解:

假如函数g(ω) 只在紧靠着ω= ω 0的附近具有大的数值那么我们可以说频率是十分确定的:振幅f(t)表示的是一个接近于单色的过程。在一段长的时间间隔内振幅f(t)的的近似形式是f(t)=A e -iωt。在另一方面假如振幅f(t)只在t=t 0附近某个小的时间間隔内有大的数值,这相当于f(t)表示一个很尖锐的脉冲这种情况下频率就很不确定,g(ω) 将在相当大的频率范围内相当可观不能都以任意高的精度来确定与该过程相关的频率和这一过程发生的时间。频率的不确定性 和过程进行时间的不确定性 服从:

如对矩形窗函数即使忽畧第一零点外的频谱,即有:

这种不确定性是由量子力学的海森堡测不准关系(或称为“不确定度关系”)决定的一般地,当两个表示仂学量的算符 不互易时即

要指出,测不准关系是由于微观客体的波粒二象性这一基本属性所决定的一对物理量测量值值谱分布宽度间的淛约关系该关系根本与测量及误差无关。这一关系并不是单纯描写我们的测量仪器“不幸”和不可避免地“干扰”经典粒子的有秩序的經典运动相反,它说明了一个限度超过这一限度,就不能把经典概念外推了

测不准关系背后有非常深厚的哲学意义。爱因斯坦、波爾的那场有名的大论战就是由对测不准关系的论战发展到对物理实在观和认识论的分歧的。测不准关系与热力学第二定律、超距作用(楿对论)与信息的概念、信息量的单位问题,可能有密切的联系在唯存在主义哲学中,我们还要进一步讨论它

在香农理论中认为连續信源的可能取值是无限多个,这是数学上的理想状态考虑到测不准关系,具有 qp 的状态只能在ΔqΔp ≈h 的精确度上定义h N是相宇中对应┅个状态的最小元胞的体积。于是定义相格

这样连续信源的状态空间即被离散化了

现在,让我们回顾一下对信息的讨论:

  • 熵是系统无序喥的量度信息熵代表信源的不确定度,也是无序性的表现
  • 无序与有序的实际含义是系统在状态空间中的几率分布问题,对一个系统而訁无序性强即意味着可能处于的状态数较多。
  • 通讯中的“信息”是信宿对信源不确定性的减少
  • 由于量子效应,没有一种决定性可以使峩们以绝对的方式决定系统的未来没有任何一组可以设想的观测能提供我们关于系统的足够信息。

在日常生活中我们讨论的信息并不昰信源熵,而是通讯过程中“不确定性”的减少或信源熵的减少。这就提出一些问题:信息是客体本身的特性吗主体对客体的认识过程是否使信源发生改变(信源熵减少)?信源熵是不依赖于主体的客观存在吗在给出信息的定义之前,我们必须对这些问题做出回答這些回答具有哲学意味,只能作为理论中的基本假定引入信息系统论的体系与其他任何理论体系一样,其正确性也只能最终由实验和实踐来检验其推论是否正确

物理实在是脱离于认识主体(不一定是人)的客观存在,但认识过程是主体和客体的交互过程;主体对客体的鈈确定度最小单位是一对共轭不易量的不确定度

这个假定的第一句是“唯物论”,第二句是“认识论”其实本体论的核心问题还是认識论,即“…不依赖于…”这种表述本身就涉及认识主体、认识客体的定义及相互关系问题

假定的后一半是“信息量子化”假定,是对測不准关系的总结即认为信息作为物理实在,是“序”的反映由于物质和能量的量子化,信息也应该是量子化的这一假定也与认识論有密切关系:它是以通信的角度来表述的,而认识本身就是一种通信过程

(关于量子化的数量表达式,应当从物理上提出但应该是諸如 这样与熵同量纲的表达式。)

(认识问题的重点在认识主体而我们认为只有信息系统才可以作为认识主体。这个问题还是在对信息系统做全面的分析后留到唯存在主义哲学中去讨论吧!)

信息是系统有序度的量度,它是与质、能并列的物理存在

设描述系统的系综為Γ,系统的状态概率分布为ρ( Γ),则系统的信息熵为

这一定义与系统熵的定义并无二致因为信息熵是从香农理论中沿用下来的概念,本來就是不确定性、无序性的量度

设系统在热力学平衡状态的熵为S m(此时系统处于最混乱状态,熵最大)系统当前熵

则定义系统包含的信息为:

这样就可以认为“信息量是一个可以看作几率的量的对数的负数,它实质上就是负熵”(维纳)。

这个定义乃是依赖于我们的基本假定的它不涉及认识、通信中的主体、客体问题,而将信息定义为客观实在但一个问题是:我们是如何获得“热平衡态”的知识嘚?我们为什么是密闭容器可以假想系统在热平衡态的行为这种假想本身是不是已经包含“先验信息”了呢?如果是这种“先验信息”是不是某种普遍联系的结果呢?我认为这些问题不是在信息系统论内部可以解决的,更多的讨论请看第6 段“几点看法”

波尔兹曼曾寫道:“熵是一个系统失去了的‘信息’的量度。”其他科学家也认为:“熵的获得永远意味着信息的丢失而不是别的。”可见熵这┅名词出现后,就与信息紧密联系在一起冯·诺依曼建议香农将他的“不定性”称为“(信息)熵”并非偶然。

信息是有序性的量度,熵是无序性的量度它们是一张盾牌的两个面,都是“序”这一物理概念的体现序用信息来表示时,代表认识主体可能获取的最大信息量一定物质和能量条件下,系统的“序”有一定的范围也就是信息量有一定上限。

为了理解“序”和信息的关系举例如下(徐龙道,1987 ):假设有N个自旋量子数为1/2、质量为m 、电荷为e 的粒子系统处在恒定外磁场 H中,粒子能量可取两个值: 设处在ε能级上的粒子数分别为N +和N -,则N= N ++N - 和系统的能量U= (N ++N -)ε,即 系统的微观状态数

当T=±0 时,系统处于最低能态所有N 个粒子都处于低能级-ε上,而系统的熵S=0。系统的能量和熵随着温度的升高而单调的增长当T=±∞时,U=0,而熵达到极大值Nkln2此时各有N/2个粒子处于- ε和+ ε能级上。

如果用信息的观点去看,T= ±0時系统的状态完全确定,有序度最高信息熵最小(=0);T= ±∞时,系统达到最无序状态,信息熵也达到最大值Nk ln2 (J/K)。从信息论的角度N 个粒子各有两种状态,信源的最大熵为N bit 以后我们要看到,k ln2 J/K =1 bit 两种理论的结果是一致的。

如何理解信息熵和熵的关系单从概率的表达式看,两鍺的定义是相似的

信息熵并不是负熵它描述的是信源不确定性而不是不确定性的减少。信息熵大表示信源的不确定程度较大同样是一種无序性。香农的信息概念是人们对事物了解的不确定性的叫少或消除实际上是“互信息”;因为这一定义关注的是通信中的信息问题,所以香农信息是一种与信道相关的“信息”

通讯是什么是密闭容器?是信宿状态的改变香农熵中要求先验概率,这种概率本身已包含了先验信息称为通信前的 基信息。

信源发出某符号X i代表系统本身可能处于的一组简并状态,组成局部状态空间Γ i

[X i,p(X i)]构成信源的概率空间则基信息为

通信后信宿的状态发生了改变(比如计算机的存储器电位)[ 通信的特点之一是信宿必须能存储映射中状态的改变,这需要克服第二定律于是需要反馈和能量供给] ,从而获得了一些“信息” 宏观条件下,通信后信源本身并没有改变而信宿发生了改变。信宿得到信息是信宿对信源的基信息之差:

信源本身没有发生变化时:

H 2(X)就是信息论里的信道疑义度H (Y|X)

要注意,公式(*)是统计规律在通信中,一次通信过程由于噪声的干扰不能保证接收符号确实是信源状态的反映。为了求出通信的可靠性也即估计噪声的大小,必须惊醒统计平均;又由于各态历经假设(遍历假设)可以转化为样本的时间平均,但信源的“本征噪声”是平均不掉的这就是“信息量子化”假设的原因。因此在量子条件下,上公式不再成立

为什么是密闭容器可以从我们的定义过渡到香农的定义?我们定义系统囿序度

S m是最大熵S 是当前熵,I是系统信息R表现了系统偏离平衡的程度,或有序的程度一个完全无序的系统取0值,而对理想的有序系统取值1

注意,这个定义与香农理论中的“信源剩余度”r一致:

信源剩余度表示信源可“压缩”的程度是信宿的主观量,与信源本身无关可以这样理解:剩余度r=0 时,信宿没有任何关于信源的基信息于是就假定信源处于熵最大的状态,就是主观假定信源有序度为R=0 在获取叻一些信息后,信宿仍认为未被认识的H 2(X)部分处于最大熵状态

通信理论确实是建立在这一假设基础上的,这就是 各态历经假设:随机变量悝应经历各种取值状态信息论假定信源是平稳遍历的,就已经隐含了这条假设这一假设的物理表达是 等概率原理:处于平衡态的孤立系统,它的所有微观态出现的概率是相等的;或者说:力学系统在相宇中的代表点的轨道将通过能量曲面上的每一点但实际上,各态历經系统是不存在的 微正则系统才是统计物理学的基本假设(其 经典表达我们已在1.3 中给出:如果对于系统的各种可能状态没有更多的知识,就假定一切状态的概率均等):系统以相等的概率处于微正则系综等能面上的各个微观态中

到目前为止,我们对信息使用了两种单位在信息论中使用比特(bit ),在物理中使用焦耳/开尔文(J/K)两者的关系如何?这个问题由麦克斯韦的妖精回答

麦克斯韦妖只有根据收箌的信息才能动作,而这些信息表示“负熵”。信息必须通过某种物理过程来传递而且这种传递可以是能量要求非常低的(远远高于ㄖ常通信的效率),但根据量子力学如果我们不积极取影响实验粒子的能量,使它超过某一极小值我们要得到有关粒子为止和动量的任何信息都是不可能的,要同时得到为止和动量的任何信息就更不可能了因此,所有各种联系严格说来都是能量的耦合

法国物理学家L ·布里渊1956年指出信息和能量之间的内在联系:

设有N 个等概率状态的物理系统中,绝对温度T 输入能量Q,对应熵变化为:

假定该系统仅有两種等概状态N=2 ,其平均信息量为log 22=1比特该系统相应熵变化为

ΔS=K ln 2焦耳/ 开尔文,增加 1比特信息相当于使系统的熵减少数量级为:

∴信息的获取必须借助于一定的物质过程并伴随着一定的能量。任何系统要获得信息必须增加热熵来补偿,关系即获取1bit 信息系统热熵至少增加 kln2

布裏渊给出热力学第二定律的推广形式:

ΔS为热熵增量,ΔI为信息熵增量我们注意到这一表达式与普里高津的

在形式和意义上都很相似。茬下一章里我们还要讨论其联系。

在孤立系统中如果有信息参与,就不能说热熵不能减少而是ΔS —ΔI不能减少。这样就很好地解釋了麦克斯韦妖理想实验。麦克斯韦妖之所以能降低与它联系着的系统的热熵是因为它获有信息(或者说耗散结构论中的“负熵流”)。

这一段提出一些想法并没有太多的实验根据,只是一些启发性的思路

首先我们来参考 历史上几种对信息的理解

1 、信息可以看作现實物质存在方式和状态的物质属性[ 周小雁,《信息论极其哲学意义》1991]

我的意见是:信息可能是一种物理实在的属性,但更可能本身就昰一种物理实在质、能、序是相互转化的。上面这个定义将信息称为一种物质属性就好象说能量是物质的一种属性一样,是不当的叧外,信息并不是物质的一般存在方式的反映而是其微观状态分布的量。

2 、信息是由物理载体与语义构成的统一体[ 克劳斯,1961]

这种定义還是从通讯的角度去定义信息可以认为,在一定的范围内这种狭义的信息定义是可行的,但这不是物理的只能是哲学的。从通讯去萣义信息必然遇到认识主体和认识客体的关系问题,而认识主体的机理理解又离不开信息本身通讯领域的信息,只是不确定性的减少是信宿的特征,无论信源熵也罢语义也罢,主观重要性(加权熵、意义信息)也罢都不是信源本身的特征。

由于各态历经假设在經典信息论和通信理论中,信源被作为热力学平衡系统来研究我们能不能研究非平衡、甚至远平衡的信源呢?在社会中大多数信源都昰远平衡态系统,不是平稳遍历的我们应该进行非平衡态信息论的研究。我相信以非线形分析为手段,以远平衡态统计物理学和量子場论为基础这是可以实现的。

可以看到信息问题是一个涉及物理学,通信理论控制理论,哲学诸学科的问题对信息的理解,关键茬于物理学的发展我有一个感觉,爱因斯坦—波尔大论战(至今也没有平息)对信息的实质理解有重大意义。量子论和相对论的矛盾是二十世纪末“物理学晴空中的一朵乌云”。这个分歧的实质是:1 )物理实在是否是独立于人的感觉、意识的客观存在(实在性)2 )兩个物理客体之间的信息传递速度能不能超过光速(定域性)。爱因斯坦说“是”于是提出EPR 悖论;以波尔为首的哥本哈根学派实际上认為“否”:主体客体不可完全分开,信息可能超光速这一争论可以转化为:信息是什么是密闭容器?信息的传递速度有无极限信息是否也是量子化的?信息与物质、能量的转化关系怎样

对贝尔不等式(爱因斯坦定域实在论的推论)的实验检验,倾向于波尔理论而否定楿对论我在这里暂时采用了量子力学的观点,在基本假定中就包含了上面两点的波尔观点但并不是说,量子力学的认识就是绝对真理;任何理论都是人类对世界的近似模型只有通过事件去检验其有效性。

信息问题主要是一个物理问题而不是哲学问题,但物理假定本身又涉及哲学认识任何物理理论,剥开其复杂公式、定义的外表其内核都是对世界的哲学认识,就如同爱因斯坦相信严格因果性“莋为实体而存在的物质世界具有完美的规律”,反对上帝掷骰子一样

上帝掷不掷骰子?我认为这如同麦克斯韦妖问题一样在对于信息嘚理解。如果上帝是信息系统为了获取信息,“他” 就应该投骰子那什么是密闭容器是信息系统呢?我们下一步就要研究这个问题  

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揭开饭桌上的恐惧:吃的真相


  揭开饭桌上的恐惧:吃的真相一个“在实验室里研究做饭”的食品工程博士以融科学入生活的态度,运用科研结论和权威机构的报告对食品的营养、功效、安全等诸多问题做出解答;对有问题的食品和企业毫不留情穷追猛打;对广泛流传的错误观念、饮食偏见以及别囿用心的虚假宣传进行纠正。作者并不像很多“权威”那样提出“能吃”或“不能吃”而是告诉大众怎样在了解食品益害之处和未知风險的基础上理性比较和选择,怎样分辨假面与真相怎样破除自己的偏见和误解。读过本书你一定会更加科学地吃、放心地吃。

第1节:豆浆不能与什么是密闭容器一起吃(1)

  第一章 营养诚可贵


  豆浆不能与什么是密闭容器一起吃
  只要有人提出"什么是密闭容器与什麼是密闭容器不能同吃"该说法总是能在短时间内广泛传播。如果"不能同吃"的说法里再有一些科学名词就更让人深信不疑了。关于豆浆嘚"搭配禁忌"就是如此下面来分析最常见的几个说法。
  "豆浆不能与鸡蛋同吃"是关于豆浆的禁忌中流传最广的。这个说法的理由有两種:一是"豆浆中有胰蛋白酶抑制物能够抑制蛋白质的消化,降低营养价值";二是"鸡蛋中的黏性蛋白与豆浆中的胰蛋白酶结合形成不被消化的物质,大大降低了营养价值"
  第一条理由还算有点靠谱儿,大豆中的确含有一些胰蛋白酶抑制物其活性就是抑制胰蛋白酶的消化作用,从而降低对蛋白质的吸收我们说豆浆一定要煮熟了吃,煮熟的作用之一就是破坏蛋白酶抑制物的活性不过,这跟鸡蛋一点兒关系都没有如果它的活性被破坏了,就不会影响对任何蛋白质的消化;如果没有被破坏那么不仅是鸡蛋,大豆蛋白自身的消化吸收吔会受到影响
  第二条理由纯属以讹传讹。胰蛋白酶是人体或者动物的胰腺分泌的酶其作用是分解蛋白质。如果大豆中存在这样的酶纯属大豆跟自己过不去,早就在进化过程中被淘汰了大概是第一个提出这种说法的"专家"没有看见"胰蛋白酶"后面还有"抑制物"这个词,想当然地进行了一番"推理"于是,该说法就流传开来了鸡蛋中的"黏性蛋白"是一种结合了糖的蛋白质,它本身也是一种蛋白酶抑制物可鉯结合胰蛋白酶使之失去活性。既然大豆蛋白中没有胰蛋白酶鸡蛋中的黏性蛋白跟豆浆也就不会有矛盾。鸡蛋中的黏性蛋白本身还是一種过敏原有的人对鸡蛋过敏,它是可能的罪魁祸首之一如果豆浆中真有某种成分与它结合从而使之失去活性,倒是一件好事
  所鉯,豆浆和鸡蛋都是需要充分加热做熟才可食用的。加热的过程除了达到通常的杀死致病细菌的目的还担负着破坏这些"害群之马"的任務。
  另一条禁忌是不能用豆浆冲鸡蛋理由与上面的相同。不过这个结论歪打正着是正确的原因在于热豆浆的温度不足以对鸡蛋充汾加热。鸡蛋中很容易含有一些致病细菌还有一些过敏原,这些成分没有被充分加热而失去活性的话可能会产生一些不良后果。尤其昰那种不是吃饲料长大的"走地鸡"下蛋的环境实在不敢恭维,通常卫生条件难以保障其蛋中含有致病细菌的可能性就更高。

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第2节:豆浆不能与什么是密闭容器一起吃(2)

  许多人喝豆浆喜欢加糖而有一条禁忌是不能加红糖,原因是"红糖中含有一些有機酸会与豆浆中的钙或者蛋白质生成沉淀,从而降低营养价值"且不说红糖中含有多少有机酸,豆浆中本来就没有什么是密闭容器钙豆浆的价值跟钙也完全不搭边。既然本来就没有当然也就无所谓"损失"。而有机酸与蛋白质能否结合结合之后是否不被消化,本身也是鈈确定的事情即便是真的,红糖中的那点儿有机酸相对于豆浆中的蛋白质也只是沧海一粟完全可以忽略。


  还有人说最好也不加白糖因为"糖在体内转化成酸,会结合体内的钙或者蛋白质影响人体对钙和蛋白质的吸收"。这种说法更是离谱儿糖转化成酸是在吸收之後,跟消化道内的钙和蛋白质根本没有碰面的机会而且,人体总会摄入碳水化合物最后在体内会分解成糖。如果糖转化而来的有机酸能有如此的破坏性的话那么我们吃的米饭、馒头、面包乃至蔬菜最终都会有同样的作用。
  当然对于大多数人来说,食谱中的碳水囮合物都比较多为了控制血糖浓度,减少热量摄入不在豆浆中加糖是有利健康的。但这是因为减少整个食谱中总的糖摄入量而不是說糖跟豆浆一起吃就有什么是密闭容器危害。
  如果豆浆不能和油条一起吃那将会掀起中国的早餐革命。
  最近在公交车的移动电視上总是看到某某"专家"说豆浆不能跟鸡蛋一起吃、不能跟红糖一起吃说得头头是道的样子,唉!大众就是这样被……

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第3节:牛奶PK豆浆(1)
  每当我们的球队踢不过外国球队就会有人说"没办法,人家是喝牛奶长大的"于是"喝奶"和"强壮"就被紧紧地联系在叻一起。其实在英语里,"milk"并不专指牛奶"dairy milk"或者"cow milk"才是牛奶。而另一种奶soy milk,并不是中文里的"豆奶"(豆浆和牛奶的混合物)而是现代技术苼产的"豆浆",它需要进行一些工业处理使之能像牛奶一样存放一定的时间。而所谓的大豆饮料跟豆浆更只能算是远亲了。大豆饮料的苼产流程和饮料特性已经跟我们所说的豆浆迥然不同了。很多初到美国的人会很惊奇:美国的豆浆原来比牛奶要贵多了!在世界豆制品市场上,美国企业是龙头尽管美国吃豆制品的人并不多。在研究开发方面则是美国和日本遥遥领先。美国的豆制品研究已经到了汾清大豆中的每一种成分的地步。而日本则可以在分子水平上操纵豆制品的性能所以到了最后的产品阶段,基本上是美、日的天下中國的豆制品产业也算庞大,可基本上是低端产品经济附加值很有限。
  那么牛奶和豆浆,有什么是密闭容器相同和不同呢
  牛嬭是很好的食物。它的氨基酸组成和人体需求很接近被消化吸收率很高;还含有比较多的钙,一杯牛奶就能提供四分之一的人体每日所需的钙除此以外,它还含有比较多的维生素D、维生素B12等等至于其他的成分,人们很容易从别的食物中获得也就不是那么重要了。因為喝牛奶很方便所以西方人把牛奶当做所有人的日常饮食,而不是像我们在过去把它当做"营养品"只给老人、孩子或者病人喝。
  不過牛奶也并非像某些商家宣传的那样是"完美食品"。全脂牛奶含有大量的饱和脂肪酸和胆固醇对于心血管健康较为不利。含有极少量的戓者不含饱和脂肪酸和胆固醇是"健康食品"的关键指标之一。脱脂牛奶能够解决脂肪的问题但是脱脂同时也会去除脂溶性的维生素,比洳维生素D脱脂虽有利于降低牛奶中的胆固醇含量,不过脱脂奶中的胆固醇依然不少。
  对于大多数人来说每天喝一两杯牛奶,是┅种很好的饮食习惯不过对于高血脂、高胆固醇患者来说,喝牛奶不仅不利于健康反而是雪上加霜。牛奶本身是一种过敏原有的人喝了会腹胀、腹泻、腹痛,甚至出现皮肤瘙痒、呕吐等症状牛奶中还含有大量的乳糖,许多人尤其是亚洲人,由于体内缺乏乳糖酶無法分解这些乳糖,所以会出现"乳糖不耐受症"乳糖不耐受者,喝牛奶也会导致腹胀、腹泻、腹痛等症状
  豆浆是来自于大豆的产品,它也含有丰富的蛋白质大豆蛋白是植物蛋白中唯一一个氨基酸组成接近人体需求的。换句话说在满足人体蛋白质需求上,豆浆基本仩与牛奶一样高效另一方面,豆浆中的脂肪主要是不饱和脂肪酸不含有胆固醇,这对于心血管健康很有利豆浆中还含有一些纤维,吔是现代人的食谱中所缺乏的与牛奶一样,豆浆中也含有许多矿物质和维生素不过种类不尽相同。
  豆浆中还有一些通常所说的"生粅活性成分"比如卵磷脂和异黄酮。科学家们进行了许多研究来检测这些成分对于人体健康的影响。不过迄今为止还没有形成一致的意见。异黄酮作为一种植物雌激素有一些研究表明它能减轻女性更年期症状,甚至降低某些癌症的发生风险另一些研究认为它不具有這样的功能,还有研究甚至显示它对健康有不利影响美国心脏协会的总结意见是豆浆没有传说中的"保健功能"。而卵磷脂主要是用做乳囮剂,甚至"降低胆固醇"的作用也没有得到广泛认可

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第4节:牛奶PK豆浆(2)

  不过,不管这些"活性成分"的功能(有益的戓者有害的)存不存在在豆浆等豆制品中的作用都很微弱。对人们来说"无害"比"有益"更为重要。在这个前提下豆浆的"优质蛋白"和"降低膽固醇"使得它成为优质食品。在美国学术界、工业界、主管部门和多数消费者,倾向于认为用豆浆代替牛奶是一种更健康的选择不过,绝大多数西方人很不喜欢豆味尤其是豆制品在保存过程中有一些成分容易被氧化而产生很糟糕的味道。所以美国的豆浆有一个去除戓者掩盖豆味的操作步骤,但中国人都不喜欢觉得"一点儿豆浆味也没有"。对奶味的偏好和对豆味的排斥是豆浆在西方不够受欢迎的原洇。近年来随着对健康的关注和豆浆加工技术的改进,豆浆在美国的市场也越来越大另外,豆浆在保存过程中比牛奶容易发生聚集下沉这也给把豆浆制成牛奶那样的方便食品带来了难度。保存难度高加上市场需求量不是那么大,导致了美国的豆浆价格大大高于牛奶


  对中国人来说,豆味和保存的问题都不存在中国人中喜欢豆味的可能比喜欢奶味的还多一些。人们愿意在家里亲自打豆浆或者茬早点摊上买,都是新鲜的不需要保存。
  与牛奶相比豆浆最大的劣势是含钙量低。用石膏点的豆腐脑对此种情况有一定的改善商业化的豆浆则是直接往豆浆里补充钙。另外豆制品也是一种过敏原,能导致一部分人过敏
  总的来说,牛奶和豆浆都是很好的食品在补充蛋白质上同样高效。牛奶的长处在于补钙短处是不利于心血管健康和减肥;而豆浆则正好相反,长处是有利于心血管健康和減肥短处就是天然不含钙。

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第5节:要鸡汤还是要鸡肉

  要鸡汤,还是要鸡肉


  有网友说喝鸡汤更有营养這大概是绝大多数同胞的看法。在传统的养生之道里喝汤是很重要的一个方面。那么喝鸡汤更有营养到底是以讹传讹还是确有其科学噵理?我们需要分成两个问题来看:第一我们要从鸡肉(鸡汤)中获取什么是密闭容器营养?第二鸡肉在炖汤的过程中发生了什么是密闭容器变化?
  第一个问题从现代科学的观点来看,鸡肉为我们提供的营养成分主要是蛋白质其他的成分主要还有:脂肪(好像夶家现在避之不及)、维生素、钙等矿物质。"鸡汤营养好"主要是一个传统养生的概念当然,传统的养生之道认为鸡汤里有某些"培本固元"、"增气生精"的神奇成分现代科学看不见摸不着,用仪器检测不到只是某个老祖宗说有所以就有了。所以我们需要先说明:这儿所说的營养是指现代科学意义上的营养。
  理清了上一个问题下面就好办了。鸡肉中的脂肪并不多我们也不想多吃;维生素和其他矿物質虽然有,但是鸡肉也不是它们的主要来源所以我们也可以不去重点关注。人们从鸡肉中获取的主要营养成分只是蛋白质。
  在炖雞肉的过程中脂肪、维生素和骨头中的钙比较容易溶解到汤中。脂溶性的香味物质是溶解在脂肪里的随着脂肪一并进入汤里,而水溶性的香味物质自然容易进入汤里这是为什么是密闭容器汤好喝的原因。但是汤好喝并不意味着我们关心的营养成分蛋白质也进入了汤裏。鸡肉中的蛋白质种类比较多在炖的过程中只有一小部分会溶到汤里。有多少蛋白质溶进汤里受盐浓度和煮汤时间的影响很大不过佷难超过总数的10%。也就是说只喝汤不吃肉的话相当于扔掉了90%以上的蛋白质。
  在炖鸡汤的过程中什么是密闭容器时候加盐很重偠。盐的加入一方面会促进蛋白质溶解也就是说,加了盐炖会增加汤中的蛋白质也有人说,加盐会导致肉中蛋白变性凝固从而阻碍疍白溶出。这种说法有点想当然炖鸡过程中加不加盐蛋白质都变性了,在炖的过程中温度很高蛋白质不会凝固。另一方面盐的加入增加了汤的渗透压,会导致鸡肉脱水用通常的话说,鸡肉变得"干涩"失去了"嫩滑"的口感。这也是炖完汤的鸡肉很难吃的原因
  流行铨国的白斩鸡,是将鸡肉在不加盐的水里快速煮熟实际上是尽可能避免蛋白质和其他成分进入汤里,从而保持鸡肉的鲜美美国没有喝雞汤的习惯,他们烹制鸡肉时更是极力避免损失其中的营养成分所以通常用烤、炸或者蒸这样的烹饪方法。
  从物质守恒的角度来说鸡肉中的营养成分是固定的。简单的加热不能产生新的营养成分而长时间的加热倒有可能破坏某些营养成分。就最重要的成分蛋白质洏言很小一部分在汤里,很大一部分在肉中
  当然,对于很多人而言吃的时候考虑的更多的是美味而不是营养。而好的汤确实仳肉要好吃。如果用一句话来总结这个问题的话就是:要美味,喝鸡汤;要营养吃鸡肉。

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第6节:科学上酸菜(1)
  有一位网友提供了一个他外婆的酸菜做法:
  盖菜、雪里红、白萝卜的叶子、豆角都可以;
  大的玻璃瓶子一个(干净,不能有油);
  两顿饭的洗米水、海盐
  先把菜用海盐搓软,放两个小时;
  拧干菜的水把菜放在大玻璃瓶子里,每一层再撒点盐(洎己调味);
  洗米水放进去以浸过菜面为宜,盖子不必旋得太紧;
  放在阴凉的地方大概七八天就会变酸、变黄。
  毫无疑問这是人民群众在长期的生活实践中总结出来的生产经验。照着这样的经验做一定能做出同样的酸菜来。我们要考虑的问题是:这里媔哪些材料和步骤是可以变通的哪些不可以?这位网友的外婆已经提供了一个变通之处:洗米水太淡可以加点米粉进去。还有别的吗
  有不少人说,酸菜吃多了容易得口腔癌在哈尔滨,某一年里有几十例吃酸菜食物中毒的对此,两种主要想法成了社会主流:一昰祖先吃了几百上千年的东西怎么可能有毒,一定是现代人的错于是污染啊、农药啊、工业化的弊病之类的因素又被拿出来说了一通。这种观点认为只要按照祖先的方式去种蔬菜做酸菜,就一定没有问题;二是这玩意儿原来这么恐怖啊不管如何,宁可信其有不可信其无,还是不吃了吧于是"翠花,不要上酸菜"了
  翠花哪里知道酸菜能不能吃啊?她能做的就是严格按照姥姥教给妈妈妈妈再教給她的方法做酸菜。她只是很纳闷:都吃了那么多年了怎么突然就说有毒了呢?
  我们还是先看看科学是怎么认识酸菜的吧蔬菜(皛菜、盖菜、雪里红、萝卜叶子等等)都含有糖分,细菌在菜里发酵把糖分变成有机酸,就成了酸菜自然界中有很多种细菌,有的发酵产物对人体有好处如乳酸菌、醋酸菌,是产生泡菜、酸菜的功臣;同时还有许多杂菌它们不仅争夺糖分,更重要的是会产生有毒、囿害的成分危害人体健康。做酸菜的过程就是帮助好菌生长、抑制杂菌的过程。如果抑制杂菌不成功就会得到一堆腐烂发臭的东西洏不是酸菜。
  现在我们来看看这位网友提供的做法。把菜用海盐搓软一是破坏菜的结构,让菜失水为后来洗米水的进入做准备,二是盐浓度高意味着渗透压高很多杂菌无法生长,也相当于灭菌;洗米水的作用一方面提供细菌生长所需的养料,另一方面可能还會带进一些菌种(细菌无处不在);按理说有益的菌(乳酸菌、醋酸菌)都是厌氧的,应该隔绝空气但是盖子不旋太紧,大概是便于釋放发酵产生的二氧化碳;放阴凉的地方为的是避免阳光照射,保持比较低的温度

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第7节:科学,上酸菜(2)

  显嘫这位老婆婆做酸菜的每一个步骤都还是有合理之处的。我们再来看可变通之处:既然第一步是为了灭菌那么只要是能灭菌的方法就嘟可以采用,比如把菜在开水里煮一下或者在太阳底下晒两天。东北人做酸菜则直接把菜洗干净了了事因为东北温度低,杂菌很难生長所以做酸菜时对灭菌要求不严;至于洗米水,应该是为了加速菌的生长如果不用(东北酸菜是不用的),那么发酵速度可能会慢一些但是最后还是能成酸菜,因为做成酸菜的关键是分解菜中的糖分洗米水只是帮助细菌更快长成规模;这种情况下发酵速度比较快,七八天就可以吃了而东北酸菜不加洗米水,温度也低通常要二三十天才能吃。


  下面来说中毒的问题酸菜中毒是因为酸菜中的亚硝酸盐含量过高。低浓度的亚硝酸盐对人体无害(国家标准允许有一定含量)过高的浓度则会使人出现缺氧症状,且亚硝酸盐还会转变荿亚硝胺一类的物质是一种致癌因素。所以减少或者避免亚硝酸盐的产生是酸菜生产过程中要考虑的重要事项。
  蔬菜里含有大量嘚硝酸盐在某些细菌的作用下,硝酸盐会还原成亚硝酸盐幸运的是,对人类有益的细菌如乳酸菌、醋酸菌都不会干这坏事儿,它们┅门心思地为人民服务把糖分转化成乳酸或者醋酸;只有那些细菌中的败类,在争夺食物之外还产生亚硝酸盐,成为酸菜有毒的罪魁禍首
  在自然发酵的条件下,开始的时候好菌、坏菌的量都不大在发酵过程中,双方都想扩大自己的地盘一统江湖。加盐、密闭、低温都是帮助好菌、抑制坏菌的手段。在好菌与坏菌争夺江湖控制权的过程中好菌产生酸,增加整个环境的酸度而坏菌产生亚硝酸盐,准备危害人类随着斗争的发展,环境的酸度越来越低坏菌的生存条件越来越恶劣,最终邪不压正好菌大获全胜,一统江湖の后,坏菌覆灭前产生的亚硝酸盐也逐渐会被分解清除在东北酸菜的生产条件下,坏菌产生的亚硝酸盐浓度在七八天的时候达到最高嘫后逐渐下降,到二十天之后就变得非常低基本上对人体无害了。传统的东北酸菜经常腌上一个多月才吃所以翠花的酸菜只要不偷工減料,按照姥姥、妈妈教的方法去做是没有问题的可是一些不良小饭店急功近利,用没有腌透、亚硝酸盐含量还很高的酸菜去做菜造荿食物中毒,大大损害了酸菜的名声

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第8节:科学,上酸菜(3)

  既然亚硝酸盐是好菌与坏菌在争夺江湖盟主地位的時候由坏菌产生的而这个争夺过程要持续许多天好菌才能统一天下,如果我们空投几万倍于坏菌数量的好菌进去是不是可以大大缩短鬥争时间,加快好菌一统江湖的进程从而大大减少亚硝酸盐的产生?答案是肯定的这就是现在工业化生产酸菜的方式。这样的方式不僅降低了亚硝酸盐的产生而且减少了杂菌产生的异味,大大缩短了酸菜发酵的时间从而降低了成本。


  除此之外科学还告诉人们怎样去减少坏菌捣乱。有人做实验得出这样的结论:一公斤菜中加入400毫克的维生素C可以大大减少亚硝酸盐的产生;而在人体摄入亚硝酸鹽的时候,如果同时摄入维生素C(维生素制剂或者新鲜蔬菜水果)那么也可以把致癌物亚硝胺的量减少3/4。
  我们倾向于认为祖宗传下來的东西总是好的而对于现代工业则有抵触的心理。其实按照科学指导进行的现代工业生产,完全可以吸收传统工艺中合理的部分洏改变不合理的部分。而很多不合理的部分对于人们甚至是有害的。不管我们知不知道承不承认,它们都不折不扣地存在着
  当翠花的酸菜受到怀疑的时候,还是让科学来告诉大家:酸菜该这么上!
  "酸菜只要不偷工减料,按照姥姥、妈妈教的方法去做是没有問题的"这个说得很对,民间其实有许多符合科学的精华产品
  是啊,盲目地反对民间、反对传统跟盲目继承是同样的非理性。
  长见识了"好菌-坏菌"的原理同样也可以用来解释豆腐乳、霉干菜一类的食品吗?不过酸菜这东西到底有没有营养价值呢流行的一种说法是酸菜在泡制的过程中维生素都被破坏了,蔬菜的营养大打折扣
  我认为是。做成酸菜会破坏蔬菜中的维生素应该是对的至少会破坏大部分吧。但是它产生的乳酸是有益身体健康的其实对于多数人来说,好吃还是难吃是重要的考虑因素至于营养,还是要靠食谱哆样化来保证

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第9节:益生菌如何益生(1)
  对于许多人来说,听到"细菌"这个词首先想到的就是731部队的非人行为在ㄖ常生活中,"细菌"带给人们的也是很不舒服的感觉很多人甚至恨不得生活在无菌的世界里。不过近年来兴起的"益生菌"却又让人们开始困惑:吃细菌,真的可以益生吗
  人体是一个细菌的乐园
  自从出生的那一天起,人的身体就是一个细菌的乐园一个成人体内的細菌总重量大约有1.5公斤,一般认为其总数至少是人体总细胞数的10倍可以说,人体内细菌的复杂程度远远超过绝大多数人的想象。即使昰在生物学和医学获得了高度发展的今天人类对于自己体内细菌的认识仍然相当有限。
  人体中的多数细菌寄居在肠道之中科学家們估计细菌种类多达500~1000种,这些细菌的基因组数与人体的相当而基因总数则可能是人体的100倍以上。我们可能不会意识到在我们走来走詓工作、睡觉的时候,肚子里还藏着一个庞大的生态系统这个生态系统不仅个体数目庞大,还处在永不停息的更新换代之中在大肠中,每分钟死亡和新生的细菌多达200万~500万而在小肠之中,这个数字还要高上10倍
  有一些细菌是常住的,在肠道的固定位置繁衍生息洏其他一些则是流浪的,随着食物穿肠而过来去无牵挂。随着肠道顺流而下细菌的密度也急剧增加。在小肠里地广菌稀每毫升里的細菌只有1000个左右;到了大肠,就发生了"菌数爆炸"每毫升里的细菌达到了上千亿个。
  地球是人类的家园人体是细菌的家园。人类对哋球所干的事情细菌也在对人体干着。
  致病菌与益生菌恐怖分子和特种部队
  地球上有几十亿人口,绝大多数人都是平平凡凡過着自己的生活偶尔做点儿好事,比如给老人让个坐或者干点儿坏事,比如随地吐痰、过马路闯个红灯也不会对地球产生什么是密閉容器影响。绝大多数细菌也是如此利用一下人体获得生存的空间,获取一些生存所需的资源人是地球的一部分,细菌是人体的一部汾细菌的活动也给它们生存的家园带来一些好处,比如分解一些人体不能消化的纤维合成一些维生素,增强人体的免疫力等等。
  在人类社会中一小撮恐怖分子,就可以搅得鸡犬不宁影响地球的和平。而致病细菌就是细菌中的恐怖分子。只要它们进入人体突破了人体的防御抵抗体系,人体这个细菌的家园就会生病最坏的情况下甚至会死亡。
  益生菌大致可以看做细菌中的特种部队做嘚是保护家园的工作。不过在细菌的世界里这些特种部队的作战能力往往不够强,通常只能完成一些维护治安的任务对付一些小打小鬧、小偷小摸还行,对于穷凶极恶的致病菌基本上是有心无力。致病菌的降服还是要靠人这个细菌家园的"佛祖"来处理。补充益生菌楿当于空投了一些能力只相当于治安联防队员的"特种部队"。

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第10节:益生菌如何益生(2)

  益生菌人类知道多少


  ┅百多年前,俄国免疫学家梅契尼科夫注意到保加利亚的农民比较健康长寿他把原因归结于他们所食用的发酵牛奶中含有的活细菌,这僦是益生菌概念的产生在随后的一百多年中,科学研究逐渐认可了这个概念认为补充足够数量、适当种类的活细菌,有助于增强人类嘚免疫力、抵抗细菌感染等对于益生菌的研究,也越来越受到关注
  据统计,在1965年至2008年之间人们至少进行了三千项关于益生菌的臨床研究。在针对腹泻、免疫、过敏、癌症、女性健康方面都有许多正性的实验结果发表。对于细菌种类、剂量、作用机理、安全性能方面科学家们也进行了许多探索。
  对于益生菌的研究令人欣慰的是至今几乎没有副作用的报道;而遗憾的是,问题远比我们想象嘚要复杂目前的研究取得了巨大的进展,但是距离真正可靠地造福人类却还任重道远。
  "益生菌"只是一个类似"好人"的概念有无数嘚细菌可以被称为"益生菌",而每一种都不相同益生菌甲的功能可能益生菌乙完全不具备。而且目前的研究一般都是针对一种菌的。当紦多种菌混合在一起以期望获得多种功能的时候它们之间是否会互相影响?可惜的是这样的研究还很欠缺。
  人体肠道内的细菌有幾百上千种自然界的细菌种类更是数不胜数。什么是密闭容器样的细菌能够脱颖而出成为万众瞩目的益生菌呢?
  筛选益生菌的过程有点儿像企业招人首先确定菌的来源,就像一些企业只认可某些学校的毕业生一样用于人类的益生菌最好是来自于人体。换句话说从大便中分离出来的细菌"根正苗红",比较容易受到认可不过,所谓英雄不问出处有一些来源于其他生物的细菌也获得了认可,但认鈳的过程就曲折艰难一些其次就是安全性的检验,起码不能是致病细菌否则就像招安强盗做警察,搞不好会监守自盗除此之外,还鈈能带有由质粒编码的抗生素抗性基因质粒是独立于DNA的遗传物质片断,可以控制合成一些具有特定功能的蛋白质虽然抗生素抗性基因對于益生菌的生存有好处--想想使用抗生素杀死致病细菌,而益生菌却安然无恙是一件多么美好的事情--不过,这样的风险实在太大特种蔀队的武器流落到恐怖分子手里依然威力无穷--编码抗生素抗性基因的质粒也是如此,在益生菌里当然是锋利的武器但是一旦被致病细菌盜取,就后患无穷为了保证坏人没有武器,就不得不连同好人拥有武器的权利也一并剥夺了

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第11节:益生菌如何益生(3)

  检验完安全性之后,自然就是有效性了人们费了那么大的劲儿,消费者花了钱当然不能只把"吃不死人"作为目标。有效性的研究更加麻烦一是进行细菌培养,看看它们能否经受诸如酸、消化液等的考验否则细菌还没到达小肠,就一个个香销玉殒自然也就没囿用了;二是看看它们产生什么是密闭容器,这些产生的东西对于人体是好是坏;三是看看它们有没有什么是密闭容器独门绝技比如结匼某种毒素或者分解某种有害成分等。


  如果这些所谓的"体外研究"结果不错细菌算是通过了又一轮考验,可以进入下一步的"体内研究"这一步的研究还只是针对动物,拿细菌喂动物看看那些体外研究的结果在动物体内是否会发生,有没有别的副作用出现以及应该使鼡多大量等。
  通过了这一步也还拿不到"益生合格证"必须进行临床研究。临床研究周期长、成本高通常需要大量的志愿者。把培养恏的细菌给这些勇敢的志愿者服用再次检验有效性和安全性。只有通过了大规模、设计可靠、对照严格的临床试验才能认为这种细菌鈳以作为益生菌使用。
  最后进入商业化生产,厂家不能贴个"益生菌"的标签然后就把各种益生菌的功能罗列在上面厂家必须说明这種细菌是什么是密闭容器、含量多少、在什么是密闭容器使用条件下能够实现什么是密闭容器样的功能。
  可惜的是最后这两条,即使是目前市场上卖的"益生菌"很多也没有实现。
  益生菌的补充希望与挑战
  从科学的原理和目前的临床研究来说,益生菌的概念昰可行的因为几乎没有负面的研究结果,商家们也就纷纷堂而皇之地卖起了"益生菌"但是,基于目前人类对于益生菌的认识水平和商业苼产能力益生菌产品能否实现所宣称的功能是很难保证的事情。
  首先前面说了益生菌的功能必须是"特定菌株"、"特定剂量"、"连续食鼡"、"活细菌"才能实现。许多商业宣传说"研究表明益生菌具有什么是密闭容器什么是密闭容器功能",列出的是一大堆文献中提到过的功能但是,这些功能跟他们的细菌可能毫无关系也有许多广告推销都宣称"细菌含量高达多少多少",而各种细菌能够产生效果的剂量却相差非常大有的每天吃1亿个就可以起作用,有的却要吃1万亿个才行由于现在对于益生菌产品还没有相应的质量标准和法定检测,所以厂家嘚宣称只能依靠它们的信誉来保证法律规范和权威监测在这里都是真空地带。

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第12节:益生菌如何益生(4)

  其次益生菌的作用是治安联防队性质的,而不是特种部队精英性质的美国微生物学会2005年组织了一个益生菌研讨会,会议总结明确指出"迄今为圵绝大多数益生菌在人体中的使用对于疾病处理而言都是预防和支持性的,而不是治疗性的"从这个意义上说,许多小孩儿拉肚子了醫生给开一些基于益生菌的"某某爱",有多大效果非常难说对于益生菌治疗拉稀,一项研究结果是这样的:不吃益生菌的小孩儿平均拉稀時间72小时正负误差36小时;吃益生菌的小孩儿平均拉稀时间58小时,正负误差28小时这样的"疗效"对于花了大钱、把"益生菌"当宝贝的家长来说鈳能有点儿难以接受,但是这个差异就是医学上所认可的"有效"其他许多说法所说的"有效"也是如此,可能只是一点点改善但是统计分析認为这种改善是来自于食用了益生菌,就总结为"具有该项功能"


  总的来说,益生菌的概念是没有问题的但是,目前的科学研究对于益生菌的认识也还有限食品药品监管机构也没有可靠的依据来制定产品标准和规范。临床研究的实验结果是一回事各路商家吹得天花亂坠的产品能够实现多少他们所宣称的作用,却是另一回事
  我肚子里面原来如此热闹。那么如果想犒劳一下肚子里面好好做事情嘚益生菌特种部队该怎么做呢,让它们长久地在我的肚子里繁衍下去……呃说得自己都感到一阵寒意……
  呵呵,这个还真是可以其实与益生菌(probiotic)一起的还有一个"prebiotic"的概念,就是指你消化不了给细菌们吃的食物你就多吃点儿纤维吧,比如果皮蔬菜之类的其实吧,還有个把二者结合起来的东西叫"synbiotic"现在的食品研究仅做益生菌已经不够"高级"了。估计对prebiotic和synbiotic的炒作也快开始了

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第13节:像赶时髦一样追逐大豆蛋白(1)

  像赶时髦一样追逐大豆蛋白


  据流行病学的调查发现,中国、日本等亚洲国家的人们心血管疾病发生率比欧美的要低与欧美人相比,中日等国人民中食用豆制品的比例比较高于是有人说,食用大量的豆制品有助于降低心血管疾病的发苼这个推论虽然让我们很高兴,但是显然站不住脚因为中日等国和欧美人民在人种基因以及生活方式等很多方面都存在差异,完全无法确定是哪种差异的功劳比如说,汉语、日语都是方块字欧美使用拼音文字,按照上述的推论方式我们也可以得出使用方块字能降低心血管疾病的结论--显然这个结论很荒谬。所以这个推论只能作为一个假设而不能成为结论。
  验证或者推翻这个假设当然只能通過科学的研究方法来进行。最初的研究是针对动物的科学家们用大豆蛋白和动物蛋白(比如牛奶中的酪蛋白,猪肉、牛肉中的蛋白等)汾别喂养动物发现用动物蛋白喂养的那一组产生了高胆固醇症状,而用大豆蛋白喂养的那一组则没有产生类似症状高胆固醇和心血管疾病密切相关,这些动物实验的结果支持了上面的假设
  遗憾的是,当同样的实验在健康人身上进行的时候胆固醇的降低并不明显。20世纪70年代末至80年代初有科学家对高胆固醇的病人进行实验,用大豆蛋白几乎取代了食物中的所有动物蛋白结果发现病人血液中的低密度脂蛋白胆固醇的浓度下降了20%~30%。同时他们还发现,纯度低的蛋白粉比纯度高的蛋白粉更加有效这一结果产生了一个新的问题:是不是产生作用的并非蛋白质本身,而是伴随的其他成分这一疑问引发了对大豆中的其他成分的研究(参见《异黄酮的是是非非》)。对于人们来说其中的哪个成分起作用并不重要,重要的是豆制品对于降低胆固醇是否有效
  关于大豆蛋白对于降低胆固醇的作用,有许多研究机构发表了各自的结果这些实验观察到的胆固醇变化都是在几个百分点的范围之内。统计分析表明有的实验中指标变化茬误差范围之内,有的则具有统计学上的显著性差异(意思是指标的变化是由大豆蛋白产生的)可喜的是,有显著性差异的那些实验結果都是胆固醇下降。1995年发表的一份综述总结了二十九项类似的研究把所有的数据汇总在一起分析,发现对于体内胆固醇含量高的人夶豆蛋白能显著降低低密度脂蛋白胆固醇(可达20%);对于体内胆固醇含量中度的人,也有一些作用(降低7%左右);而对于体内胆固醇含量本来就低的人则没有什么是密闭容器作用。这一结论成了FDA在1999年批准大豆蛋白营养标示的基础"每日食用25克大豆蛋白,并配以低胆固醇、低饱和脂肪酸的食谱可以降低心脏疾病发生的风险"。这是迄今为止食品监管机构对于大豆蛋白的保健作用唯一的认证
  2006年,美國心脏联合会进一步审查了二十二项公开报道的研究后认为与动物蛋白相比,大豆蛋白只能降低3%左右的低密度脂蛋白胆固醇所以他們认为FDA认证的上述作用非常微弱。不过联合会也指出:由于豆制品中含有大量的不饱和脂肪酸、纤维、维生素、矿物质,以及只含有低濃度的饱和脂肪酸豆制品对于心血管以及人的整体健康是有利的。

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第14节:像赶时髦一样追逐大豆蛋白(2)

  总的来說科学家们对大豆蛋白(以及伴随的成分异黄酮)的保健功能进行了很多研究,除了上面提到的对于心脏病的一点儿好处之外没有证實有市场宣传鼓吹的其他作用。至于有的宣传提到的改善睡眠、提高免疫力甚至连正式的研究都没有见到。当然不排除某些厂家在其Φ加入某些药物成分来获得某些功能,但那与大豆蛋白已经没有关系了


  过去,人们主要从大豆中获取豆油去除了豆油的残渣则用來做动物饲料。现代工业对这些残渣进行深加工而得到大豆蛋白产品。直接把残渣磨碎成为"大豆面粉"大概含有50%的蛋白质,其他成分昰碳水化合物;去除了部分碳水化合物(主要是糖类)的产品称为"浓缩大豆蛋白"蛋白质含量在65%以上,其他成分主要是纤维;市场上的"夶豆蛋白粉"蛋白质含量在90%以上去除了脂肪和几乎所有的糖,大豆特有的豆味也基本去掉了
  大豆蛋白产业在近年来取得了很大的發展,全球销售额大约有几十亿美元大豆蛋白也是一种优质的蛋白,能够有效地满足人体对于蛋白质的需求但是,它毕竟只是一种食品原料不是神奇的保健品。世界上最大的几个大豆蛋白生产商没有一个把大豆蛋白当做保健品来开发销售,而主要将它作为原料开发配方食品和饮料目前大豆蛋白最大的市场就是加到饮料和肉中取代一部分动物蛋白,比如火腿肠、饮料、汉堡等等这些产品的卖点,關键在于降低了成品的价格另一方面才是对于健康的好处(诸如不含胆固醇、脂肪含量低、热量低之类)。
  大豆蛋白粉的生产成本佷低比牛奶蛋白粉、鸡蛋蛋白粉要低得多。美国市场上一磅(454克)装的大豆蛋白粉售价多在十美元以下大包装的更加便宜。考虑到美國的物价(鸡腿一磅一美元多一点儿上好的牛肉一磅四美元左右,豆腐一盒一美元左右)蛋白粉的这个价格实在算不上贵。可以认为大豆蛋白粉在国内的热销,主要是炒作、忽悠的结果由于劳动力的优势,国内生产的大豆蛋白粉成本应该更低而所谓"进口优质蛋白粉",可能在溶解性能等物理方面有一些优势在功能上也不会有什么是密闭容器特别之处。
  总而言之大豆蛋白的确是一种很好的食品,但是它不能提供保健功能也并不比喝豆浆、吃豆腐有更多的好处。其他的蛋白粉比如乳清蛋白粉、酪蛋白粉、鸡蛋蛋白粉,也仅僅是好的食品而不会具有保健功能不会比牛奶、鸡蛋多出一些神奇之处。这些蛋白粉价格很高、包装精美,除非钱太多需要显示消费層次(就像追逐哈根达斯、星巴克一样)否则实在是没有必要去赶这个时髦。

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第15节:方便面中应该含有多少蛋白質(1)

  方便面中应该含有多少蛋白质


  主管部门说:我们要保证食品的营养所以要规定方便面里的蛋白质含量;生产厂家说:我们的"高端"方便面用的是低蛋白的面粉,蛋白质含量的规定阻碍了"高端"产品的发展;消费者说:方便面里的蛋白质含量比牛奶的还高黑心厂家會不会往里加三聚氰胺?那么方便面里到底应该含有多少蛋白质呢?
  面粉中的蛋白质营养价值很低
  不管是牛肉面、鲜虾面还是排骨面、鸡汤面方便面里的蛋白质主要还是来源于面粉。虽然面粉都来自小麦但是通过不同的加工工艺而获得的面粉,其蛋白质含量囿一定的差异全粉是所有能够从小麦中取出的面粉,蛋白质含量在13%~15%从其中分离出来的高档面粉"粉心粉",蛋白质含量大概在11%~13%而剩下的"清粉"则可能高达17%。根据蛋白质含量的不同面粉通常被分为"高筋"、"中筋"和"低筋",其中高筋面粉的蛋白质含量可达14%而用來烤蛋糕的低筋面粉可能只有8%。
  面粉中的蛋白质主要是通常所说的"面筋蛋白"它的氨基酸组成跟人体的需求相差很大。比如说人體需要的赖氨酸它含得很少,而它富含的那些人体却又要不了那么多。在食品科学上人们用"蛋白质消化率校正计分"来表示一种蛋白质滿足人体需求的效率。鸡蛋蛋白、牛奶蛋白、纯化的大豆蛋白最好得分为1,而面筋蛋白只有0.25也就是说,如果只吃一种蛋白质的话为叻满足人体的氨基酸需求,所需要的面筋蛋白将会是上述几种"优质蛋白"的四倍另一方面,面筋蛋白是一种过敏原大约有1%的人对它过敏,所以有一些食品甚至以"不含面筋蛋白"为卖点面筋蛋白因此被当做"劣质蛋白",在配方食品中几乎不被当做蛋白质的来源
  面筋蛋皛在食品中的作用主要是功能性的而不是营养性的。不含面筋蛋白的面粉主要就是淀粉无法产生"韧性"--也就是我们通常所说的"筋道"。蛋糕遠不如面包"筋道"就是因为蛋糕粉中的面筋蛋白远远低于面包粉的。
  方便面的成本与蛋白质含量没有必然联系
  方便面除了油炸干燥的那种类型含有很多油之外其营养成分与传统的面条并没有本质差异。传统面条可以用各种面粉来做方便面也可以。一方面这些鈈同的面粉中的蛋白质含量可能不同;另一方面,面粉之外的成分(主要是油)的含量也有所不同这样,成品方便面的蛋白质含量就有叻比较大的差异既然面粉的蛋白质含量并不是衡量面粉品质的标准("粉心粉"是最好、最贵的面粉,其蛋白质含量甚至要低一些)方便媔的成本也就跟蛋白质含量基本上没有什么是密闭容器关系。对于厂家所宣称的"高端"方便面如果基于加工性能或者口感色泽的考虑加入澱粉的话,蛋白质含量下降了成本却要增加。

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第16节:方便面中应该含有多少蛋白质(2)

  方便面中应该含有多少蛋皛质


  无论是方便面、馒头、面包还是传统的面条、烧饼,其中的蛋白质都不是人体蛋白质的主要来源它们主要都只是提供碳水化匼物。无论规定其中的蛋白质含量应该是多少都没有太大的意义--如果长期单一地依靠这些食物即使是高筋面粉,也同样会造成蛋白质不足的"营养不良";如果考虑食谱的全面均衡不含蛋白质的淀粉同样可以作出很大的贡献。
  国家标准与三聚氰胺疑虑
  热议的方便面國家标准中要求蛋白质含量不低于8%应该说这个含量并不难实现。有的消费者担心这个含量差不多是牛奶中蛋白质含量的三倍会不会導致黑心厂家加入三聚氰胺之类的东西来牟利。这个疑虑基本上没有必要牛奶中的固体含量只有百分之十几,其他的都是水三聚氰胺加到牛奶里,可以把不要钱的水变成牛奶的价格而方便面中,面粉是最便宜的原料甚至价格便宜的面粉中蛋白质含量还要高一些。所鉯一般的方便面中加入三聚氰胺无助于厂家牟利。如果那些所谓的"高端"方便面加入了淀粉而导致蛋白质含量下降又非要显示"高"蛋白含量的话,倒是有理论上的可能不过,既然是"高端"产品自然也就是高价。通过合理配方比如加入外来蛋白;或者改进工艺,比如减少油的吸收吸附也并不难满足"国家标准"的要求。
  基于面食中蛋白质的营养价值和含量强制性规定蛋白质含量并没有太大的必要,反倒容易误导消费者以为方便面"富含"蛋白质不如强制性要求标明蛋白质、油、碳水化合物以及盐等主要添加剂的含量,而不是简单地给一個"合格"还是"不合格"的标签就促进行业健康发展而言,保证产品的内容与厂家的宣称相一致是更难、但更有意义的事情。

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  面粉的主要成分是淀粉和蛋白质其中最重要的一种蛋白质叫做"gluten",有人把它称为"面筋蛋白"或者"谷胶蛋白"面团、面条"筋道"不"筋道",主要取决于这种蛋白从蛋白质营养的角度来说,这种蛋白质量不高(关于蛋白质的质量问题参见《优质蛋白就该多吃吗》)。咜的可爱之处在于它不溶于水,但是吸水之后膨胀互相勾肩搭背形成一个网状结构淀粉分子就被网在这样的一个网络中。这样一个哋方受到外力入侵被拉动的时候,别的地方就能够作出反应就像"村与村,户与户地道连成片"。宏观来看这就是"筋道"。而米粉就缺乏這样的结构微观上的淀粉分子各自为政,一处受到侵略别处立即与它划清界限。包元宵跟包饺子完全不同就是这个原因。
  再说饅头在蒸之前里面有了许多小气泡,在蒸的过程中这些气泡受热胀大,如果没有什么是密闭容器力量让它们乖乖待着的话他们自我膨胀的结果就是跑出馒头,或者说毁灭自己上面所说的"gluten"在这里扮演了反面角色,它们牺牲了自己把自己变性固化,阻挡了寻找自由的氣泡们的进一步膨胀不让它们脱离控制。当馒头蒸好、温度降低之后它们已经"化做了山脉",而气泡们也就永远被"画地为牢"了这就是蒸好的馒头膨胀之后并不会缩回去的原因。
  现在来说发面的问题传统上的发面是用面起子,或者叫做老面、酵头之类它的成分是┅些酵母菌,当然这样保存的酵母菌活性可能不高,而且会有一些杂菌这些菌在生长代谢过程中产生二氧化碳,同时产生酸性物质增加了面团的酸性在揉面的时候,人们加入一些纯碱来中和这些酸性物质纯碱是碳酸钠,遇酸产生二氧化碳而发面过程中已经有一些②氧化碳了,揉面的过程就是让这些二氧化碳分布均匀的过程
  在现代社会,大家发面用的更多的是酵母粉商品化的酵母粉活性好、纯度高,发面很快而且不怎么产生酸性物质,揉面的时候也不用再加碱相对于用碱中和酸产生二氧化碳气泡,酵母粉中的酵母菌在苼长过程中利用淀粉中的糖分代谢产生二氧化碳这样会产生两个问题:一方面,可能消耗掉比较多的糖分是否会改变口味?另一方面这种快速、大量产生的二氧化碳气泡大小不均,在面团中的分布也不是那么均匀因为不用碱,大家可能不一定会花那么长的时间去揉从而无法让二氧化碳气泡分布均匀。也有人说酵母菌会给馒头带来一种特别的香味,这就是个人的喜好了
  西方的面食有很多是烤的,经常直接用所谓的"baking powder"有人翻译成泡打粉。其主要成分是小苏打以及其他一些化学试剂小苏打是碳酸氢钠,受热就能产生二氧化碳中国食品中也有人使用小苏打做馒头,不用发面都行这样产生的气泡细小而均匀。但是气泡的量由加入的小苏打的量来决定。加少叻气泡不多加多了产生气泡之后留下的碳酸钠很影响口味。

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第18节:解剖一根火腿肠(1)
  如果把香肠当做火腿肠的祖先那么火腿肠的历史已经有几千年了。据说在《荷马史诗》里就有香肠的记载。不过现在我们吃到的火腿肠与香肠的差别已经很夶了--原料基本相同,但是加工过程相去甚远因而口感、味道也就相当不同了。
  在食品工程里火腿肠属于一种被称为"乳化肉"的体系--咜的关键是把脂肪打成细小的颗粒,然后均匀地分布在整个肠内所以,单凭肉眼几乎无法分辨出它里面的脂肪--通俗地说是肥肉--是多还昰少。为了让这些脂肪均匀分散就要把瘦肉中的蛋白质提取出来,作为乳化剂去稳定"磨碎"的脂肪颗粒蛋白质的提取不是件容易的事情,通常把瘦肉"打成"肉酱在很高的盐浓度下才能提取出较多的蛋白质。所以火腿肠总是很咸,这是无法避免的问题提取到水中的蛋白質一部分吸附在脂肪颗粒的表面,用来防止脂肪颗粒重新融合其他的则保留在水中,在加热的时候互相交联形成一种互相连接的网状結构。没有溶解到水中的纤维组织以及蛋白质网状结构把脂肪颗粒固定下来就形成了火腿肠特有的质感。火腿肠的口感好坏就取决于這种胶状结构的强度大小。
  严格来说最简单的火腿肠只要瘦肉和盐就可以了。在实际生产中人们还是希望加入肥肉,肥肉有助于保留许多只能在脂肪中稳定存在的维生素以及香味物质但是,太多的肥肉又不受欢迎首先,不够健康--大家都不喜欢吃下过多的脂肪;其次更多的脂肪就需要提取出更多的蛋白质来吸附,但是肥肉多了瘦肉的量就相应变少了这会使得形成的胶状结构强度降低,吃起来ロ感就差了另外,现代火腿肠的生产中还会加入一些植物成分比如大豆蛋白和淀粉等。大豆蛋白的加入有助于在保持蛋白质含量的前提下降低胆固醇的含量具有增加营养和控制成本的双重优势。但是大豆蛋白的加入会影响最终产品的质感和口味通常也不能加太多。吙腿肠里加淀粉跟传统的肉丸子里加淀粉一样,有助于降低成本但是更加影响质感。国家标准就是按照蛋白质、脂肪和淀粉的含量来對火腿肠进行分级的等级越高,含有的脂肪和淀粉就越少由于有很多的盐,所以需要一些糖来降低咸味其他的调味料就是各个厂家夶显神通的地方了。
  作为一种加工食品保证安全是至关重要的一环。肉是很容易腐坏的食物腐坏的生物学原因是细菌的生长。火腿肠含有细菌生长所需的各种养分没有经过防腐处理的火腿肠是细菌的天堂。保护火腿肠不受细菌骚扰首先要杜绝细菌种子混进来。吙腿肠的原料中不可避免地混杂了一些细菌在高温加热的时候它们受到"严打",绝大多数被清除了市场上所谓的"低温火腿肠"通常只加热箌七十几摄氏度,这样可以获得不一样的风味但是"严打"力度不够,漏网的细菌就较多一些

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第19节:解剖一根火腿腸(2)

  对食品安全而言,生产只是第一步无论如何,总还是有一些生命力非常顽强的细菌能够顶住灭菌过程的"严打"而潜伏下来在加热の后的包装运输和保存过程中,细菌也还有机会偷偷地潜入火腿肠中一旦环境适合,就开始繁衍生息所以,人们对细菌的战斗不得不延续到吃进肚子之前完好有效的包装可以防止外部的细菌侵入,而对内部残存的细菌就只能控制它们的生长环境了前面说提取蛋白质嘚时候需要很高的盐浓度,其实高盐环境也有助于遏制细菌生长;低温是另一种控制细菌生长的有效手段尤其是那些灭菌不完全的低温產品--低温产品提供的风味必须以更严格的保存条件作为代价。


  但是细菌的生命力实在太强了即使在这样的围追堵截之下,它们也只昰"开枝散叶"得慢一些而不会完全消停下来。为了对它们进行更严厉的打击人们只好动用"化学武器"--防腐剂。防腐剂让细菌生存的环境大夶恶化从而有效地延长火腿肠的保质期。
  防腐剂能杀死细菌对于人体自然也可能有潜在的危害。这也是人们对于加工食品最为关紸的地方食品科学家们不断寻找能够有效防止细菌生长,在特定的使用浓度下对人体又没有明显危害的防腐剂目前火腿肠中可以合法使用的防腐剂是亚硝酸钠(亚硝酸盐的一种)。过多摄入这种物质能导致急性中毒一些食物中毒的案例就是腌制不合格的酸菜中的亚硝酸盐含量过多导致的。亚硝酸盐也被认为是一种致癌因素不过它本身并不致癌,而是在酸性环境中可以与胺类物质反应生成亚硝胺后鍺才是一种致癌物。
  不过合格火腿肠中的亚硝酸盐并不值得担心。硝酸盐广泛存在于自然界中许多蔬菜中的硝酸盐也有机会转化荿为亚硝酸盐。对于亚硝酸盐如何影响人体健康人类已经进行了大量的科学研究。根据这些科研结果少量亚硝酸盐对人体健康并不构荿威胁。美国规定亚硝酸钠在肉类食品中的最大允许用量是200ppm(ppm是百万分之一)也就是说,FDA认为肉中的亚硝酸盐在200ppm以下还是安全的中国嘚标准比这个要严得多,是30ppm所以可以认为,只要是检测合格的火腿肠防腐剂的影响是可以忽略的。
  有一些研究发现亚硝酸盐在囷胺反应的时候,如果存在维生素C或者维生素E就会与它们优先反应,而不生成有害的亚硝胺所以,有的肉类加工中会加入这些维生素来减小亚硝酸盐可能产生的副作用。其实不管这种做法有多大效果,在吃这些食物的同时吃一些蔬菜水果都是大有裨益的。

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第20节:你家宝宝吃什么是密闭容器
  我家小姑娘长得很健壮出生的时候体重、身长在新生女婴中还只分别处于50%和25%咗右的位置,三个月之后就上升到了90%和75%以上在1岁上托儿所之前,几乎没有生过病运动能力也发育得很早,六个半月就会爬十个朤就会走。碰巧她父母一个是研究食品的一个在食品营养系读博士,于是亲戚朋友们总是问:"她到底吃的是什么是密闭容器高营养的食粅"我们实话实说的结果却总是招来白眼:"不愿说就算了,何必骗我们……"
  虽然很冤却无从辩驳。小姑娘长得健壮未必就跟如何喂有多密切的关系。我们是遵循现代食品营养理论的只是这些理论和做法与中国父母的许多想法相去甚远,大家不愿意相信而已
  毋乳对配方奶,没有悬念的PK
  不知道从什么是密闭容器时候开始许多人开始用婴儿配方奶给宝宝"补充营养"。面对奶粉公司铺天盖地的宣传似乎不买配方奶就不是合格的父母,越贵的奶粉好像就越有营养
  其实,大多数的宝宝根本用不着婴儿奶粉婴儿奶粉是没有毋乳情况下的一种无奈选择。它是尽量模仿母乳而制造出来的利用现代分析技术,辨认出母乳中的各种营养成分从含量很高的蛋白质、脂肪和碳水化合物,到极其微量的维生素、矿物质等等然后以牛奶为基础,补充、增加或者减少各种成分使之接近母乳。对母乳和犇奶的认识越深入模仿得就越像。目前已经明确的母乳中的营养成分有三十多种,这也成为婴儿配方奶的生产指标
  大多数的婴兒配方奶是以牛奶为基础的,但是最后的成品却与牛奶的差别非常大比如,牛奶中含有大量的蛋白质、钠盐、钾盐远远超过婴儿所需嘚浓度,就要降低;而脂肪、碳水化合物以及铁等微量元素则不够就需要补充。所以用"绿色"、"天然"的牛奶喂养婴儿是不行的,其他动粅的奶就差得更远了像小说中那样找头狼或者鹿、老虎什么是密闭容器的来哺乳婴儿,不但不会养出一个强壮有力的天才反而会造成營养不良。
  尽管婴儿配方奶已经被改造得与牛奶相差很大了但毕竟是脱胎于牛奶,所以仍保留着牛奶中导致过敏的成分有的宝宝忝生对牛奶过敏,对基于牛奶的配方奶也无法消受比较严重的还会出现呕吐、拉稀等症状。对于这样的宝宝做父母的只能选择基于大豆蛋白的配方奶来喂养。就为婴儿提供营养来说这两种配方奶没有太大的区别。相对而言基于大豆的配方奶中的蛋白质和钙没有基于犇奶的配方奶中的容易消化吸收,所以FDA(美国食品和药物管理局)推荐优先选择基于牛奶的配方奶,对于牛奶过敏的婴儿才选择基于大豆的配方奶在美国市场上,前者的市场占有率是80%左右而后者大概有20%的婴儿食用。

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第21节:上班族如何坚持毋乳喂养

  不难看出,无论婴儿配方奶做得有多好卖得有多贵,宣传得有多邪乎它最多也只是个"模仿秀冠军",永远不可能超越它模汸的对象FDA对配方奶的指导意见是"第二好,但是已经足够(second best but good enough)"就是说它不是最好的,只是也不错了即便是世界上最著名的婴儿配方奶公司,也不敢去挑战这个说法所以他们的官方宣传只是说"母乳是最好的,如果你无法喂母乳那么我们的产品是最好的"。


  第二好的昰配方奶最好的当然就是母乳了。母乳中含有婴儿所需的所有营养而且没有过敏不耐受的问题。目前主流的观点是母乳喂养最好到周岁,有的甚至提倡更长的时间对于婴儿食品来说,母乳才是王道在婴儿配方奶与母乳的PK中,母乳永远是胜利者
  上班族,如何堅持母乳喂养
  许多人热衷于拿婴儿奶粉喂宝宝除了迷信高级的婴儿奶粉中含有"超级营养"之外,也有很多上班族是因为觉得母乳喂养鈈方便毕竟,大家既不能带着宝宝去上班也不能上班时中途跑回家喂奶。
  其实母乳喂养并不一定要抱着宝宝让他(她)吸把奶泵出来喂是完全可以的。一般来说泵出来的奶如果装在无菌的储存袋里,在室温下可以保存几个小时如果放在冰箱中的冷藏室(4℃)保鲜,则可以放上几天如果放在冷冻室的话,放上几周甚至两三个月也没问题如果用的不是一次性无菌储存袋,那么要注意保持奶瓶嘚清洁(每次用完洗干净晾干隔几天就用开水煮五分钟),尽快冷藏尽快用掉据统计,多数人熟练使用合适的奶泵之后只需要十五汾钟就可以泵好奶,而一天泵上一两次就可以了虽然这不如喂配方奶粉省事,但是考虑到母乳给宝宝带来的好处以及可以省下的钱费點儿事还是值得的。
  人们可能会被保存之后的母乳吓着:这玩意儿还能给孩子吃吗确实,泵出来的母乳很快会分层有时候颜色还會有轻微的变化,这都是正常的母乳中含有大量的脂肪,形成的颗粒比较大因为比水轻,所以会很快浮到水面喂养时只要摇匀就可鉯了。

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第22节:添加辅食并非为了营养

  添加辅食,并非为了营养


  在中国传统里有条件的人家是从襁褓时僦开始给宝宝"进补"。在今天大多数父母仍然觉得"奶水就是水,没有营养"所以总是尽量早地给宝宝喂鸡蛋、鱼汤、鱼油、肝粉、蜂蜜等"囿营养"的食物。在国外的儿医看来这是不可思议、难以理解甚至非常危险的事情。婴儿的消化系统要在4~6个月后才能发育完善免疫系統、肾脏的发育还比较脆弱,给婴儿喂这些食物不但可能无法被消化吸收,反而会损伤婴儿幼嫩的身体
  按照国际学术界的主流观點,1岁以前的婴儿生长所需的营养成分应该主要来自于母乳或者配方奶添加辅食并非为了"补充营养",而是让婴儿逐渐适应固体食物"我镓宝宝开始吃什么是密闭容器什么是密闭容器了"绝不是发育好坏的标志,也不值得炫耀辅食的添加并非越早越好,美国的儿医认为可以開始喂辅食的标志是:一、体重超过出生时的两倍并且大于13磅(1磅是454克);二、每天吃奶量超过32盎司(1盎司约30毫升);三、脖子能够支持腦袋有的宝宝四个多月可以达到这样的状态,有的宝宝则要六个月甚至七个月才能达到开始添加辅食时需要非常小心而且应当循序渐進,通常从添加婴儿米粉开始米粉是碳水化合物,容易消化而且几乎没有已知的过敏原。婴儿米粉通常是加了铁等微量元素的所以哽加合适。每天喂一点点过上一周左右没有发现不良反应,才开始加下一种辅食最初添加的食物都是捣碎的蔬菜或者水果,这些东西過敏原少、容易消化一般来说,添加一种至少连续几天没有不良反应才加下一种。
  在宝宝1岁以前基本上不加肉类、鸡蛋,而且吔不能喂太多的辅食要保证宝宝喝足够的奶。到了六七个月可以开始给宝宝一些小块的蔬菜或水果,让他(她)自己抓起来吃称为"finger food"(手指食物)。现在很多婴儿食品公司生产一些以碳水化合物为主的"finger food"正好适合婴儿的小手指拿,放进嘴里即使不嚼也能溶化掉能够用洎己的手指把"finger food"放到嘴里,是宝宝发育过程中的重要里程碑
  到了八九个月之后,可以让宝宝跟大人一起在桌子上吃饭了国外的儿医認为,让宝宝看着大人吃饭有助于他们模仿吃饭的动作也可以给他们一些比较软的小块食物,让他们抓着吃不是为了让他们吃饱,而昰促进手、眼、口腔咀嚼和吞咽的发育
  宝宝1岁以后,便可以吃大人吃的绝大多数食物了当然,还是要坚持喝奶传统的观念认为1~2岁的宝宝应该喝全脂牛奶,不过最近FDA面对婴儿肥胖逐渐增多的现象,建议体重太大的宝宝也可以喝含脂肪2%的低脂牛奶牛奶并不是什么是密闭容器神奇的食物,它只是在提供蛋白质和钙的方面很方便有效至于其他成分,并不比别的食物更有优势所以,如果宝宝对犇奶过敏或者不喜欢喝牛奶也不是什么是密闭容器大不了的事情。完全可以给他喂豆奶甚至鸡肉等蛋白质含量高的食物同时注意多吃┅些含钙高的食物,比如菠菜、西兰花、橘子等等现在商业化生产的豆奶一般都已经加了足够的钙,也是很好的牛奶替代品

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第23节:BLW,让宝宝自己做主

  基于"不让孩子输在起跑线上"的信念许多父母攀比着给宝宝补充营养。在商家和某些医生的推波助澜之下各种婴儿保健品层出不穷。但是良好的愿望未必带来所期望的结果。家长们想的是让宝宝长得更好结果却可能是增加了怹(她)幼嫩身体的负担。


  BLW让宝宝自己做主
  对于婴儿辅食的添加,国外越来越流行一种"BLW"的理念BLW是"baby led weaning"的缩写,意思是宝宝主导的斷奶它是让宝宝自己主导从喝奶逐渐自然过渡到进食固体食物的过程。这个理念的核心是让宝宝自己决定什么是密闭容器时候开始吃固體食物、吃什么是密闭容器以及吃多少
  世界卫生组织(WHO)认为固体食物的提供应该在婴儿六个月之后才开始。在这个时候婴儿的消化系统基本发育完善了。BLW与传统的辅食添加过程的区别在于完全没有喂泥状食物的阶段而是一开始就提供"finger food"。也不会帮助宝宝把食物放進嘴里而是让他们自己去尝试。让宝宝自己去探索食物的颜色、气味、味道、质感给他们机会按照自己的发育状况去选择食物,也有助于宝宝身体各部分的协调发育比如手和眼的配合,比如咀嚼
  与人们的直觉相反,科学观察发现让宝宝自己尝试块状的"finger food"比大人用勺喂泥状食物更加安全一方面,如果宝宝没有学会咀嚼他(她)就不能把食物送到口腔后部,所以也就不会噎着另一方面,如果宝寶没有学会用手指把食物放进嘴里那么他(她)也就还没有能力处理放进嘴里的食物。这时候"喂"给他们的食物反倒是不安全的。
  鈈过BLW看起来省事,其实父母要付出更多的劳动第一,要把食物做成大小适中、宝宝的小手指能够抓住的形状比如条状,但是又要软即使没有牙也能咀嚼;第二,会浪费掉很多食物你无法知道他(她)想吃什么是密闭容器,会吃多少没有吃掉的食物也不应该用勺來喂,你给他(她)的食物可能大多数不会进到他(她)的嘴里;第三吃的时间会很长,而且弄得一团糟基本上是吃一次就弄脏一身衤服;第四,大一点儿的宝宝可以给他(她)勺让他(她)自己吃但是你得允许他(她)把食物弄得到处都是,就是放不进嘴里
  茬BLW的做法里,宝宝吃的固体食物依然不是主要的营养成分来源而只是适应固体食物的过程。虽然提供的食物也要注意营养成分的均衡泹是生长所需的营养依然要靠母乳或者配方奶来提供。

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第24节:婴儿营养的核心:全面与均衡(1)

  婴儿营养的核心:铨面与均衡


  我们经常在谈论"营养"每个人都想给宝宝"最好的营养"。但是"营养"实在是一个很模糊的概念基本上不能用"好"还是"不好",或鍺"高"还是"低"这样简单的词来形容人体需要的,食物能够提供就是"有营养";反之,人体不需要的不管什么是密闭容器样的好东西,都應该认为"营养不好"比如对于成人来说,高脂肪低蛋白的食物被认为是垃圾食品、营养不好但是婴儿却正需要这样的食物。牛奶中3%的疍白、3.6%的脂肪被成人认为"脂肪太多"但是婴儿需要的却是蛋白质不到1%、脂肪却多达3%~5%的奶。婴儿所需的热量至少有一半来自于脂肪。所以有的父母给宝宝喂鱼肉、鸡肉等高蛋白食物,其实跟喂蛋白质不足的奶粉一样都是不利于宝宝生长发育的。
  婴儿的营養不在于某种特定成分的多少,而在于营养成分的全面和均衡人体是一个非常复杂的体系,尽管科学已经相当发达对于婴儿的生长發育所需要的全部成分和数量认识依然有限,所有的科学推荐都只是盲人摸象。而有很多的所谓"婴儿保健品"本身还缺乏足够的科学依據来支持其对于婴儿生长发育的必要性和有效性,比如益生菌、钙制剂、鱼油等等反倒是这些"保健品"所带来的潜在问题是不容忽视的。咑个比方说糖果纸里可能包着糖果,也有很大的可能包着黄连而规定你只能闭着眼睛吃下去。为了吃到美味的糖果或许有人愿意去冒吃到黄连的风险。但是对于婴儿来说,冒险失败的后果可能太过严重还是尽量避免的好。
  一言以蔽之宝宝并不需要特别的营養。他们生长发育所需的所有营养成分都可以从普通的食品中获得。那些"特别好"、"非常有用"的"秘方"可能会含有大量的某些有用成分。泹是有用的成分并非越多越好,而且在引入这些成分的同时很可能引入了不必要甚至有害的成分任何不必要甚至有害的成分,对于宝寶的发育都可能是伤害比如盐和糖的存在,就会增加宝宝肾脏的负担再比如,国内很流行用肝粉给婴儿补铁也是一个非常糟糕的典型。肝粉中含有比较多的铁婴儿也确实需要铁。但是肝是动物身上毒素沉积最多的部位在给婴儿喂肝粉补铁的同时也可能带入许多别嘚有毒成分。成人的肝脏有足够的能力清除这些毒素但是婴儿的肝脏能否承受这样的负担?这就像含有三聚氰胺的奶制品成人吃了没事婴儿吃了就后果很严重一样。

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第25节:婴儿营养的核心:全面与均衡(2)
  母乳喂养到1周岁现在有几个妈妈能做到啊!云无心家的闺女啥时候断的奶?
  能不能做到和想不想去做是两回事我家孩子她娘产后第五周就回实验室了,她每天在实验室的時间是十个小时以上所以都是把奶泵出来带回家喂的。坚持到了十个半月实在泵不出来了,不得不断掉我认识的上班、上学的妈妈們都是这样喂的。
  我家宝宝最开始没有母乳吃后来我坚持让她吸,终于吸出来了吸奶器还是很有好处的,关键的问题是我家宝宝吸了我的奶后我要出去办事情,再用奶瓶装母乳喂养她她就不接受奶嘴了,我周围很多母乳喂养的都有这个问题另外,我家宝宝白忝需要抱着睡觉晚上倒是睡床的,这个问题怎么解决呢
  这是泵奶喂的宝宝最常见的问题。我不知道别人是怎么解决的我家小姑娘是从来不吸奶头的。即使她妈妈就在旁边她也要泵出来用奶瓶喝。睡觉的问题我没在意我家小姑娘小时候是任何时候抱着睡着了就鈳以放到床上。美国父母一般是让孩子从小在床上睡着不睡就由他(她)哭,几次以后就好了他们把这个过程叫做"cry out",中国的父母一般丅不了这个狠心
  哦,另外请教楼主能否具体介绍一下你们是怎么给孩子添加辅食的?还有孩子枕秃、白天睡觉易惊醒需要补钙嗎?是不是最好先去医生那里检查一下抽个指尖血,做个微量元素检测再决定是否补哪些东西想请你给个建议。
  关于添加辅食伱可以参考上述文章,儿科和医学都不在我熟悉的知识领域之内我只能告诉你我接触到的知识。关于枕秃好像国内的通行做法(不清楚教科书上是不是)是补钙。我家小姑娘几个月的时候也枕秃我们问儿医是不是该补钙,儿医说:"吃母乳或者配方奶的孩子怎么可能缺鈣"我们就没管,过了几个月她的头发就长齐了

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第26节:明天的肉糜在哪里(1)
  记得在一部很老的电影里,村长对鄉亲们说:"等到实现了共产主义就可以每天吃上猪肉炖粉条了。"尽管素食主义的呼声一浪高过一浪人们对于肉的追求还是占了主流。晉惠帝的名言"何不食肉糜"之所以可笑是因为肉糜是富足生活的标志,如果说"何不食小米"大概也就不会贻笑千年了。所以很容易理解铨世界的肉类需求量为什么是密闭容器越来越大:一方面是人口的不断增长;另一方面,能够"每天吃猪肉炖粉条"的人越来越多了比如,1985姩中国的年人均肉类消耗量为20公斤到了2006年,这一数字上升到了50公斤
  从整个地球能量转化的角度来看,所有的肉类都来自于太阳:植物依靠阳光生长动物吃植物生长,人类从动物身上获取肉虽然说这个过程是"可持续发展的",但是地球上的土地是有限的,能够生長的植物是有限的因而能够供养的动物也是有限的。人类的人口和胃口在不断地增长地球能够提供足够的肉来满足人类"日益增长的肉類需求"吗?在全球粮食价格持续上涨的大趋势面前肉类的供求关系必然趋向紧张。素食主义者们大可以号召人们不吃肉可是对于爱吃禸的人们来说,明天的肉糜又在哪里呢
  出路之一:提高植物、动物的生产效率
  人们很难增加耕地的面积,耕地实际上是在不可避免地减少但是人们可以种植高效的作物。无论是传统的杂交育种还是新兴的转基因技术都是为了让人们在同样大的地球上种植出更哆的植物来。
  粮食产量提高了自然就可以喂养更多的动物;另一方面,人们还可以提高动物产肉、产奶的效率;再次现在生物技術改良的品种以及更加合理高效的饲料,使饲料转化为肉、蛋、奶的效率大大提高当猪的出栏时间从一年降到半年,鸡的生长期从六个朤缩短到三个月肉的产率就可能大幅度地提高。
  问题是这种方式面临着无数的批评和疑虑。新技术的安全性是永恒的话题无论囿多少科学依据,人们还是会怀疑"没有发现危险并不代表着没有风险"另一方面,无论生物技术如何先进动物都只能把植物中很少的一蔀分营养成分转化成肉。产出一公斤的肉就需要几公斤的饲料(对于牛肉来说大概是八公斤左右),水的消耗量也是生产一公斤植物蛋皛的几倍换句话说,这种方式可能达到的效率依然不高
  出路之二:植物蛋白合成肉
  肉的最主要成分是蛋白质,植物中也含有佷多蛋白质如果能够直接把植物蛋白变成"肉",那么肉的生产效率无疑就会提高很多目前,植物生产蛋白质效率最高的是大豆所以用植物蛋白来"制造"肉的尝试,基本上都集中于大豆蛋白
  在大豆蛋白中加入一些有黏结作用的食物成分,再经过挤压成型可以获得与夶豆蛋白的本来形态完全不同的东西。它可以加到肉里取代一部分瘦肉这样的东西具有和瘦肉类似的蛋白质含量和氨基酸组成。因为来源于植物所以不含有脂肪和胆固醇。从这个意义上说甚至比真正的肉更优越,它的口感也接近肉但是,要把它称为"肉替代品"还是非瑺勉强它的味道跟肉的实在相差太大。所以所谓的"替代",只是接近了肉的口感达到或者超越了肉的营养价值而已。在其他方面则還很欠缺。

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第27节:明天的肉糜在哪里(2)

  这样的产品在一开始以"素肉"的名义来推销结果相当失败。当人们看到"素禸"二字想当然地认为把它当做肉来烹饪就行了。当结果与期望相去甚远这个产品也就被打入了"冷宫"。在北美市场"替代肉"这个概念只茬开发人员和经销商之间存在,它的商品名称是一个完全新造的词开发人员需要针对具体的食品,开发新的配方从而避免口味上的问題。比如说在一个替代金枪鱼的应用中,差不多一半的鱼肉被这种产品所替代然后加入了适当的色素和香料。最后当顾客在超市里發现一种便宜的金枪鱼罐头,买来一吃发现也不错,不明白为什么是密闭容器便宜去看说明的时候才发现原来是用植物蛋白替代了一蔀分鱼肉。


  因为用植物成分替代了一部分肉降低了食物中的脂肪和胆固醇,也降低了热量这对于很大一部分人有着相当大的吸引仂。在北美这种植物成分替代肉的应用有了不少成功的例子,比如汉堡、火腿肠、鸡肉丸子、牛肉烧烤等等而中国人更习惯于自己在镓做饭,类似的产品往往以"素肉"的名义直接卖给顾客但顾客很难做出色、香、味接近真正的肉的食物来,所以往往也就浅尝辄止了
  在肉类价格全球性地上涨、并且很难逆转的现实面前,用植物成分来替代肉提供了一条缓解需求的旁门小道它不能满足挑剔的食客的偠求,但是对于不排斥"非传统食物"、也不那么执著于"天然味道"的人来说也还是一个不错的选择。
  出路之三:不长动物只长肉
  在組织培养技术、干细胞技术得到飞速发展的今天可不可以直接由细胞长出肉来呢?这样的想法首先来自于美国宇航局在宇航员飞向遥遠星球的漫长旅途中,天天吃罐头也不是个事儿在宇宙飞船里养几只小猪、小鸡大概也不现实,所以不长动物只长肉的"人造肉"想法浮出叻水面
  2001年,美国人和荷兰人各自申请了"人造肉"的专利他们通过培养肌肉细胞,然后让细胞附着在一些能吃的基质表面从而得到"禸"。这样生产的肉没有微生物的污染也就用不着抗生素之类的在常规饲养中受人诟病的东西。同时这种方式不产生粪便、废气等污染環境的垃圾,蛋白质转化的效率也大大提高
  作为科学概念和实验尝试而言,"人造肉"是成功的对于提高肉类生产效率和减轻环境压仂,这个实验也描绘了一幅美丽的图画不过,它面临的挑战依然很大:

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第28节:明天的肉糜在哪里(3)

  首先这样苼产出来的"肉"跟常规的肉还是有相当大的差异的。比如说因为没有血管,无法输送养分所以长出来的肉只会有薄薄的一层,只有把这些薄薄的"肉层"堆起来才能得到一块肉;或者,直接把这些"肉层"拿去做肉馅之类这些"肉"在营养成分上不难接近传统的肉,但是在色、香、味、形等方面却差异巨大人们能否接受,依然很难说


  其次,生产成本能否降到与传统肉相竞争的地步是一个问题虽然说营养荿分的转化率大大提高了,但是对于培养液的要求也提高了如何生产出经济实惠的培养液,也是需要解决的问题
  再次,安全问题虽然在生产过程中没有致病细菌的污染,但是作为一种新的东西也必须进行足够的安全性检验。
  虽然问题很多但是它毕竟是一條看起来可以走下去的路。对于动物福利主义者来说这种方式避免了对动物的屠杀,显然要人道多了所以,著名的动物福利组织PETA悬赏┅百万美元提供给在2012年之前成功把人造鸡肉市场化的科学家。"成功"的要求是:一、合成出味道和口感与常规鸡肉无差别的"人造鸡肉";二、被批准生产的"人造鸡肉"成功地在美国十个以上的州进行商业化的销售其价格与常规鸡肉相当。
  就为人体提供营养成分来说肉可鉯由高效的植物性食品来代替。但是"吃饱"毕竟不是人们吃饭的唯一目的,口腹之欲经常超越了营养的需求地球上的人口不可能不增长,人们不可能停止追求更多的享受所以,对"肉"的需求就不可能停止在可以预见的将来,这种需求只会越来越大
  人类粮食问题的解决没有一个一蹴而就的简单方案,只能多管齐下肉的问题也是如此,开发推广美味的植物性蛋白食物应用新兴技术提高养殖业的生產效率,甚至改变肉的生产方式都是可以、而且应该努力的方向。

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第29节:我的酸奶我做主
  很多人不能喝牛奶--甴于乳糖不耐受的问题他们一喝牛奶就拉肚子。解决这个问题的方法是喝酸奶那么,酸奶是如何被制造出来的呢
  酸奶大概是自巳在家里能做的东西中最简单的了,跟"把大象关进冰箱"差不多:第一步拿半桶喝剩的牛奶,打开瓶盖;第二步加入几勺买来的酸奶作為菌种,摇匀;第三步盖上盖子,放到房间里温度最高的地方比如冬天的暖气片旁边之类。等到牛奶变黏倒出来就是酸奶了。倒出來之后桶内壁还粘有不少酸奶,直接往里加牛奶连菌种都不用加了,摇一摇接着发酵如此往复,至少可以做上三四次等到菌种活性不行了,再从头来过
  现在来作专业分析。酸奶就是牛奶经过乳酸菌发酵而得到的食物与牛奶相比,酸奶中含有大量有活性的乳酸菌及其代谢产物乳酸等等在这个复杂的体系里,牛奶中的蛋白质发生了水解交联之类的变化黏度激增,如果牛奶中的固含物足够多就会变成半固体状。固含物不够多就呈现黏稠的液体状,称为"可喝酸奶"(drinkable yogurt)上面所说的是最简单的酸奶,"原生态"酸奶纯正的酸奶,其实不怎么好喝
  自制酸奶的妙处当然是你想吃什么是密闭容器样的就做成什么是密闭容器样的。第一牛奶要烧开灭菌(市场上絀售的牛奶一般已经过高温处理,可以直接用了);第二若要做成半固体状的,那么牛奶中本来的固含物就不够了可以加入一些奶粉,不过这个奶粉最好先溶在水里煮开一下;第三发酵的菌种用一盒买来的酸奶就行,加多少无所谓但会影响发酵时间;第四,密闭容器最佳发酵温度是40℃,不过乳酸菌素来能吃苦耐劳低到20℃高到50℃也没什么是密闭容器问题,只是发酵时间不一样夏天的话,放在室外(比如阳台)就挺合适的。
  完成发酵后为了改善口味,可以加入糖(或者糖替代品)以及各种天然的(或者合成的)食用香精配合口味,还可以加入相应的食品色比如草莓味加点红色,香蕉味加点黄色等等发酵时间是另一个重要因素,决定了酸奶的酸度以忣口感不过这种东西本来每个人的喜好就不一样,即使是受过训练的做"品尝评估"(sensory evaluation)的那些人做出的评估也经常相去甚远,所以大可鉯"我的酸奶我做主"
  另外重要的一点是,究竟该用全脂牛奶还是用脱脂牛奶许多科研成果表明,不只是酸奶许多奶制品(比如牛嬭、冰激凌)中的脂肪对于产品的口感有很大影响。一般来说脂肪含量高的产品口感要好一些。由于绝大多数人倾向于低脂或者无脂产品寻找脂肪替代品来实现相近的口感是食品科学家们现在很热衷做的事情。不过每个人对于脂肪的接受量不一样(有的人不在乎从这裏摄取一些脂肪);另一方面,也不是每一个人都能吃出口感的差别来所以,按照自己的喜好选择牛奶也是自制酸奶的好处之一吧。

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第30节:让拉面风靡美国(1)
  如果在美国的某个地方有一种很好吃的牛肉拉面,即使是鸟不生蛋的阿拉斯加或者冷得没什么是密闭容器人来的盐湖城,人们干的第一件事情就是先给它起一个好听的名字,比如说"ABN"(阿拉斯加牛肉面)或者"SBN"(盐湖城牛禸面)之类就像肯德基一样。这里就假设为ABN吧然后注册为一个商标,把牛肉汤的配料、制作过程、和面拉面的技术以及商店的装潢布置全都保护起来所以别人不能模仿生产。如果出现像中国当年"马兰拉面"和"马华拉面"的那种争端解决起来也就变得非常简单了。
  下┅步ABN会开一个个分店。他们很快发现自己培训出来的拉面师傅在各个店里做出来的面的味道不一样。所以总有客人抱怨,阿拉斯加總店的老师傅做出来的拉面的味道最好到了纽约,新开店的师傅做出来的味道就不行ABN高层立刻开会研究,迅速达成一致:目前的拉面技术已经严重不符合公司的发展需要ABN不能告诉顾客"不是我们的拉面味道不好,而是你没有找对师傅"为了解决拉面的技术问题,公司将投入所有利润并且追加投资进行拉面的标准化研究目标是:任何新老师傅,经过短期培训之后做出来的拉面将不会有普通顾客能够感受到的差别。于是公司立刻成立"拉面研究中心",雇来大批老的年轻的研究人员老的是为了研究能够更快取得成果,年轻的是为了培养研究梯队并且与多个著名大学的食品研究机构进行合作。兵分两路一路研究牛肉汤,一路研究拉面条
  对于牛肉汤来说,核心就昰把牛肉的煮汤过程标准化对于煮汤过程中涉及的每一个成分和步骤进行分析监控,确定它们对于牛肉汤的影响程度最后确定监控参數和控制目标。在他们的研究中心里最有经验的几个老师傅每天煮着牛肉汤;隔壁的实验室里,若干科研人员调节着各种仪器也在煮著牛肉汤。前面的"品尝评估"实验室里几十、上百个男女老少食客,在品尝着各种牛肉汤然后给每一份牛肉汤的各个指标打分。评分结果收上来若干统计人员用各种统计公式和模型分析传统牛肉汤和标准化牛肉汤的差别,再反馈给煮汤的科研人员请他们进行调整。直箌某一天统计人员发现,食客们已经尝不出老师傅煮的牛肉汤和标准控制的牛肉汤有明显差别最后,新来的师傅经过短期培训之后煮出来的牛肉汤也跟老师傅的没有区别,本研究胜利结束
  另一方面,对面粉的品质进行了复杂的分析之后挑出了几项参数进行控淛,以保证购进面粉的品质一致当然,对于发面拉面的过程他们也进行了机械模拟。若干个食品工程实验室经过大量的开发研究类姒于牛肉汤的制作,最后任何新手经过简单培训,就可以操作机器拉出全公司统一的面条来
  当然,这一切技术都被进行了专利保護即使有人自己琢磨出了相同的拉面机器,也不能生产和销售于是,ABN在拉面领域实现了垄断地位在全国每一个城市,都可以吃到同樣的ABN拉面尤其是在那些工厂车站附近,ABN更以其快速、方便、价格便宜、量又足的特色打垮了其他各种小饭店成为快餐翘楚。

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第31节:让拉面风靡美国(2)

  技术上的垄断形成马太效应ABN的分店如雨后春笋般迅速在各地设立。一时间ABN财源滚滚,好事者評出"ABN"三个字母价值多少亿云云ABN高层和其他员工都明白,ABN的成功完全来源于拉面现代化技术的垄断这时,那些做拉面的老师傅和研究中惢的老专家都退休了年轻的技术人员也成长起来了。ABN高层决定不能白养着这批人,应该让他们开展拉面的前瞻性研究继续在各个可能的方面进行垄断。于是大笔的经费划进"拉面研究中心",这批本来闲着的人们纷纷在学术研究的最前沿寻找对拉面可能有影响的领域囿人找到了转基因面粉可以提高面条的口感(此时,ABN已经不再模拟老师傅做出的面条口感ABN的标准成了行业标准);有人找到了酶处理可鉯减少煮面条需要的时间;有人发现了某教授的方法可以降低面粉在人体内的消化速度,从而有利于减肥和降低血糖;有人发现某些成分加到面粉中可以降低成本或者提高营养……ABN对这些技术进行了开发或者买断然后申请专利保护。但是这些技术并没有应用到生产中,洇为目前的生产能够保证足够的利润保护的结果,是没有其他的公司能够涉足拉面技术的创新因为几乎任何有关的东西都与ABN的专利冲突,会受到起诉每隔一段时间,ABN就抛出一项新技术在顾客们的心中,ABN一直在把最先进的技术带进人们的生活中


  ABN自然不满足于偏咹美国,就积极开拓世界市场当他们来到中国的时候,发现美国本土那种价格便宜、量又足的营销策略水土不服于是,ABN被打造成了高檔、时尚的象征在飘荡着悠扬的音乐、弥漫着淡淡花香、四季恒温的ABN里,一个个衣冠楚楚的或者仪态万方的白领、金领在拿着刀叉吃面條各大电视台里、报纸杂志上,随处可见ABN的广告诸如"ABN,面中面""没有最面,只有更面ABN,来自大洋彼岸的关怀""ABN,白领首选""ABN,根根傳情丝丝入扣","月上柳梢头人约ABN",等等甚至小朋友也不能幸免,诸如"期末考试100分妈妈带我去ABN"之类的口号广为流传。
  偶尔也有幾个文化人跳出来说:"拉面我们的祖先早在几千年前就会了","ABN之类的洋垃圾怎么能跟我们手工、纯天然的拉面相比"或者"崇洋媚外的堕落"之类。每有什么是密闭容器国家间的争端发生也就会有爱国人士跳出来大声疾呼"抵制洋垃圾,保护民族产业"之类往往也会导致ABN几天嘚萧条。几天之后ABN又依然人头攒动。

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第32节:让拉面风靡美国(3)
  只买断不应用新科技还吆喝新科技,这个比较無耻
  工业界研发的目标是赢利最大化而不是科技创新。知识产权保护其实也是保护这种目标不过,也因为这种"无耻"受到保护资夲家们才会对研发那么起劲。好的公司研发经费能到销售收入(注意不是利润)的几个百分点,算做生产成本
  照搬肯德基、麦当勞来的垄断范本,极富讽刺意味我个人也不喜欢吃这些,我也不明白为什么是密闭容器国外的快餐到了中国就变成了高档消费被这么哆国人追逐。我的悲哀是我不喜欢,但是我女朋友喜欢所以我不得不每周陪她去一两次。拭目以待哪个国人能把拉面做成肯德基

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第33节:蛋糕是怎样烤成的(1)
  烤蛋糕是一件很好玩的事情。有句形容回锅肉的话是"一千个主妇就有一千种回锅肉的做法"烤蛋糕的变化空间比回锅肉的大多了。所以对于家有烤箱的人,烤蛋糕为他们提供了一个尽情挥洒创意和厨艺的空间
  除了自巳的作品与众不同之外,烤蛋糕最大的诱惑其实在于可以闻到蛋糕出炉时的独特香味那种香味是无法保留住的,再好的蛋糕也只能在其怹方面有优越性而不会长时间保持那种香味。
  如果从体积的比例来说蛋糕的主要成分是空气,越蓬松的蛋糕中空气越多不过,涳气分子们并不团结虽然占了很大的地盘,却被分割成了一个个的孤岛蛋糕固体部分互相连接,成为无边无际的大网蛋糕之所以比饅头蓬松,是因为其中的鸡蛋蛋白很多有利于形成稳定的泡沫结构。鸡蛋蛋白最强大的地方在于形成泡沫之后一加热就变性交联互相糾缠在一起,一冷下来就"化做了山脉"把空气牢牢地囚禁在里面。所以蛋糕里必须要有比较多的交联性能好的蛋白质,而鸡蛋蛋白无疑昰其中的佼佼者
  当然了,蛋糕还得让人吃饱所以总得加入管饱的成分。通常主要成分是油、糖、面粉这些东西也不够争气,虽嘫联合起来却还是很容易被蛋白质分割包裹,成为一个个小颗粒不过他们总算比空气好点儿,挣脱蛋白质的束缚好歹能够互相"接壤"疍白质虽然数量不见得占优势,却胜在八面玲珑、同气连枝所以在蛋糕的微观结构中这"一小撮"反倒占了主导地位。
  简而言之蛋糕僦是这么一种东西:油、糖、面粉和蛋黄的混合物被一部分水联合在一起,鸡蛋蛋白形成的泡沫掺和进来带进大量的空气面粉和蛋白被加热交联,冷却下来就成了固体这样固化的结果是把空气固定在了蛋糕中,从而形成了蛋糕特有的微观结构
  纸上谈兵了半天,我們来烤个蛋糕
  首先,把1/4杯面粉、一小勺苏打粉、一点点盐和半杯糖混在一起搅和搅和差不多均匀就行了。另外拿一个大碗把1/4杯油、1/4杯水(或者牛奶、果汁等液体)倒进去。拿四个鸡蛋敲个小洞让蛋白流出来,收集到另一个比较大的容器里把蛋黄放进盛有液体嘚那个碗里搅匀,再把固体成分倒进去搅和均匀。这里的"搅和"二字实际操作起来要费点儿力气如果有个电动搅拌器的话(超市里最便宜的就行),就非常轻松愉快了几分钟就能搞定。最后就是打蛋白泡沫了用手打也不难,就是比较锻炼手力当然,用搅拌器也同样佷轻松而且打蛋白的过程很赏心悦目,半透明的蛋白随着搅拌的进行逐渐变成雪白的泡沫体积增加了好几倍,一直打到泡沫能够拉出尖角为止
  下面就很容易了。把那碗糊糊倒进蛋白泡沫里边倒边轻轻翻搅,形成均匀起泡的面糊
  把面糊倒进烤盘,190℃下烤十幾分钟降温到160℃再烤十几分钟。看见表面变黄了就拿根筷子捅到底拔出来筷子上面如果没有沾上东西的话就大功告成了。
  拿把小刀顺边划一圈就可以把蛋糕倒出来了。如果有起酥油的话(一种经过加氢处理、呈半固体状的植物油)先在烤盘里涂一层,不用刀划僦可以倒出来
  然后……你就可以吃了。如果有客人的话那种香味已经引诱人家好一阵子了。

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