我们每天都在摄入食品中的化学物质，但对其作用知之甚少。
当科学家在2003年破解人类基因组（测定完整的人类基因序列）时，许多人认为这将揭开疾病奥秘。但基因仅能解释约10%的疾病风险，其余90%来自环境因素，其中饮食占据重要地位。
全球范围内，约五分之一25岁以上成人的死亡与不良饮食相关。在欧洲，近半数心血管疾病死亡归咎于饮食问题。尽管数十年来持续强调减少脂肪、盐分和糖分摄入，肥胖及饮食相关疾病仍在持续上升。这表明我们对食物的认知存在重大缺失。
多年来营养学常被简化为：食物是燃料，营养是构建身体的原料。蛋白质、碳水化合物、脂肪和维生素等约150种已知化学物质主导了认知框架。但现在科学家估算，我们的饮食实际包含超过26000种化合物，其中大多数仍未被研究。
这类似于天文学中的暗物质概念。天文学家知道暗物质约占宇宙27%，它不发射也不反射光线，无法直接观测，但通过引力效应可知其存在。营养科学面临类似情况：食品中绝大多数化学物质在研究中"隐形"，我们每天摄入却对其作用知之甚少。
某些专家将这些未知分子称为"营养暗物质"。这提醒我们，正如宇宙充满隐藏力量，我们的饮食同样包含大量未解化学。研究人员分析疾病时，会研究大量食品，但关联性往往无法对应到已知分子——这就是营养学中的"暗物质"，那些我们日常摄入却未被测绘或研究的化合物。某些可能促进健康，另一些可能增加疾病风险。挑战在于如何区分其作用。
食品组学
"食品组学"正是致力于此的领域。它整合基因组学（基因作用）、蛋白质组学（蛋白质）、代谢组学（细胞活动）和营养基因组学（基因与饮食的相互作用）。
这些研究方法开始揭示饮食与身体的相互作用远超热量和维生素范畴。以已知可降低心脏病风险的地中海饮食为例（包含水果、蔬菜、全谷物、豆类、坚果、橄榄油和鱼类，红肉和甜品摄入有限）。为何有效？一个线索来自TMAO分子（三甲胺氧化物）。当肠道细菌代谢红肉和鸡蛋中的化合物时会产生TMAO，高水平会增加心脏病风险。但例如大蒜含有的物质能阻断其生成，这展示了饮食如何在健康与损害间取得平衡。
肠道菌群也起着关键作用。当化合物到达结肠，微生物将其转化为影响炎症、免疫和新陈代谢的新化学物质。
例如，存在于各类水果和坚果中的鞣花酸，会被肠道菌群转化为尿石素。这类天然化合物有助于维持线粒体（人体能量工厂）健康。这表明食品是复杂的互动化学网络：一个化合物可影响多个生物机制，而这些机制又会进一步相互作用。饮食甚至可通过表观遗传学开关基因——改变基因活性而不改变DNA本身。
历史提供了鲜明例证：二战期间荷兰母亲经历饥荒所生子女，晚年更易患心脏病、2型糖尿病和精神分裂症。数十年后科学家发现，母亲孕期饮食（或缺乏）改变了这些子女的基因活性。
绘制食品宇宙图谱
"食品组计划"等科研项目正在尝试编录这个隐藏的化学宇宙。目前已列出超过130000种分子，将食品化合物与人体蛋白质、肠道微生物和疾病进程关联。目标是构建饮食与身体相互作用的图谱，精确定位哪些分子对健康至关重要。
期待通过理解营养暗物质，解答长期困扰营养科学的问题：为何特定饮食对某些人有效而另一些人无效？为何某些食物时而预防时而诱发疾病？哪些食品分子可用于开发新药或新食品？
我们仍处探索初期，但信息明确：盘中食物不仅是卡路里和营养，更是等待测绘的化学大陆。正如绘制宇宙暗物质改变了宇宙认知，揭开营养暗物质或将改变我们的饮食方式、疾病治疗和健康认知。
大卫·本顿是斯旺西大学医学健康与生命科学学院名誉教授（人类与健康科学）
本文原载于《对话》杂志，根据知识共享许可协议转载
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