食物标签让热量计算看似简单。查看包装上的数值，你就知道能获得多少能量。
然而，一旦进入体内，热量的吸收过程就变得更为复杂。
肠道中有数万亿微生物参与食物消化，这可能影响实际吸收的热量数量。
因此，食物标签上的热量数值并不能完全反映实际摄入的能量。
研究人员成功开发了一个数学模型，该模型在考虑微生物贡献的情况下，估算进食后的能量动态。
深入了解消化过程
亚利桑那州立大学的研究人员创建了一个名为DAMM（消化、吸收和微生物代谢）的数学模型。
这个算法基于追踪食物在消化系统中的进程，以确定哪些营养物质被身体直接吸收，哪些进入大肠，以及肠道微生物群在此之后如何作用。
该团队与佛罗里达州奥兰多市AdventHealth转化研究所(TRI)的专家合作。
根据研究人员的说法，这个新模型将使科学家更好地理解肥胖、糖尿病和代谢疾病的本质。
"消化不仅仅是一个人类过程——它是我们的身体与肠道中数万亿微生物之间的合作，"亚利桑那州立大学的罗莎·克雷马尔尼克-布朗教授说。
"DAMM为我们提供了一种强大的新方法来量化这些微生物伙伴如何促进人类健康和能量平衡，同时也指出了正确喂养肠道微生物的重要性。"
传统热量计算的局限性
一个多世纪以来，测量食物热量价值的方法一直是一种称为阿特沃特法的技术。
这种技术根据食物中蛋白质、碳水化合物和脂肪的含量来测量热量含量。
阿特沃特法在计算热量含量方面是有效的。然而，这种技术忽略了肠道细菌将难以消化的物质（如纤维）分解为可吸收的短链脂肪酸的过程。
这种细菌过程可能导致相似饮食对不同个体产生不同的影响。
研究结果
新模型是使用来自一项针对健康成年人的控制饮食研究的数据构建的。参与者遵循两种饮食模式之一。
一种饮食富含纤维和抗性淀粉，含有较少的加工食品和较大的食物颗粒。
另一种则反映了更为典型的西方饮食，纤维含量较低，加工食品较多。
食用西方饮食的人每天比食用高纤维饮食的人多吸收约116大卡热量。即便如此，高纤维组并未报告感觉更饿。
这些发现增加了越来越多的证据，表明纤维的影响远不止消化。它还改变了微生物的行为以及身体从食物中提取能量的方式。
你从未看到的热量
DAMM按阶段追踪食物。它首先估计在上消化道吸收了多少能量。
然后，模型跟踪剩余物进入结肠，在那里微生物继续分解早期消化中逃脱的物质。
在此过程中，微生物产生短链脂肪酸。这些化合物可以进入血液并提供额外能量。
根据模型，短链脂肪酸平均每天贡献约140大卡热量，约占总可用能量的7.4%。
约85%的可用能量来自上胃肠道，而约15%来自下胃肠道，微生物活动在下胃肠道中起着核心作用。
该模型还包括由称为产甲烷菌的特殊微生物产生的甲烷，为研究人员提供了人体内能量流动的更完整图景。
更符合现实世界的结果
当研究人员将DAMM与传统的阿特沃特方法进行比较时，较新的模型更接近匹配人们在饮食研究中实际吸收的热量量。
该模型还反映了两种饮食之间的差异。高纤维饮食向结肠输送了更多物质，微生物在那里产生了更高水平的短链脂肪酸。
这种模式与临床试验期间收集的血液和粪便样本的观察结果相匹配。
布鲁斯·里特曼教授指导生物设计斯威特环境生物技术中心，并担任亚利桑那州立大学环境工程的董事会教授。
"DAMM模型真正独特之处在于，它以一种与临床研究结果相匹配的方式，将人类代谢与结肠中微生物的代谢进行定量联系，并提供了对微生物群落如何与人类宿主合作的基本见解，"里特曼说。
下一步是什么
科学家们仍在努力更好地理解消化中涉及的复杂过程。
随着新发现的出现，研究人员计划扩展模型以捕捉更多的这些联系。
"DAMM模型不仅仅是一个用于描述饮食的工具，"该研究的主要作者、亚利桑那州立大学研究生研究助理泰勒·戴维斯说。
"它是一个旨在发展的框架。随着我们发现更多关于饮食、代谢和微生物如何相互作用的信息，新的见解可以被纳入模型中，使其随着我们的学习而成长。"
完整研究已发表在《PLOS One》期刊上。
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