1912 年,伴隨著對腳氣病(Beriberi)病因學的研究,維生素B(Beriberi),即現在的維生素 B1,成為第一個被人類發現的維持生命的營養素。這一神奇之物被命名為Vitamin。從此,人類開啟了對維生素的探索之旅。
歷經百年沉浮,在營養學研究的里程碑中,鐫刻著 10 個光彩奪目的諾貝爾科學獎,記載了營養學為人類生命健康所作出的卓越貢獻。
初識維生素?
20 世紀初期,人類已相繼認識到壞血病、腳氣病與佝僂病可以通過改變飲食的方式予以防治,但卻將這些功績誤認為是細菌或細菌毒素所為。西方科學家巴德(Budd)預言:? “壞血病是因缺少某種必須物質引起的,而此種物質必會在不久之將來,被有機化學家或生理學家在實驗室中發現。”后來,此預言得到證實。
1840 年,荷蘭醫生克里斯蒂安·艾克曼(Christian ?Eijkman)用碾過的白米喂雞,偶然發現了實驗性腳氣病。艾克曼于1890 ~ 1897年間用一系列實驗證實:用未碾白米,或碾過白米加糠喂雞服食,病癥可以消除。
1897 ~ 1906 年間,他又發現這種具備療效功能的物質可用水或乙醇提取,
但遺憾的是,此種物質并未被證實為正常膳食中不可或缺的,人們僅將其誤認為是一種“藥理解毒劑”。
艾克曼的同事格里金(Grijns)在 1901年首次提出:腳氣病的病因是由于食物中缺少中樞神經系統新陳代謝所必需的物質。后來,艾克曼采用了格里金的見解,認為米糠中存在一種為健康所必須物質,但此物質本質上與蛋白質、脂肪或鹽類不同,如若缺乏,則會引起多發性神經炎。?
1906 年,英國生物化學家霍普金斯 (Frederick Hopkins) 用純化后含有蛋白質、脂類、糖類與礦物質微量元素的飼料喂食老鼠,老鼠無法存活;后來,他將純化的飼料加入微量牛奶,這時老鼠可正常存活。
此項研究證明,動物無法僅依靠純蛋白質、脂肪和碳水化合物這三大營養素組成的混合物存活,這預示著食物中除了蛋白質、糖類、脂類、微量元素和水等營養物質外,還存在一種必要的輔助因子,但是人們卻無從得知其究竟為何。正當艾克曼不知所措時,印度尼西亞大批人員全身無力、四肢軟弱,最終不明原因死亡。他被派往當地進行研究治療。與此同時,醫學界對腳氣病病因的主流揣測分為兩種:一是由微生物引起,屬感染性疾病;另一種則是化學毒物引起,屬中毒現狀。當時,細菌致病之說盛行,而腳氣病發病具有周期性起伏,僅限于特定氣候條件下、特定地區內發生,且患者腿部腫脹,種種跡象都指向感染。
然而,艾克曼在對印度尼西亞的患者與雞的治療中皆發現:糙米的水溶性成分是一種生命不可缺少的重要物質。艾克曼的此項發現,推翻了之前感染學說與化學毒物學說的猜測,堪稱創舉。
1911 年,波蘭化學家豐克(Casimir ?Funk)提取并證實糙米中能夠防治腳氣病的物質是一種胺,因此豐克提議,將這種化合物叫做Vitamine,中文意思是“致命的胺”,極言其重要性。這一名詞被迅速普遍應用,并替代之前“輔助因子”一詞。
為了贊譽艾克曼醫生發現維生素的先驅作用,1929 年,他與霍普金斯一同成為了諾貝爾生理學或醫學獎的得主。與此同時,挪威科學家霍爾斯特(Axel Holst)與弗羅利什(Theodor?Frolich)試圖用豚鼠來復制實驗,結果卻未出現腳氣病癥狀,而是出現了壞血病癥狀,從而得出結論:壞血病同樣是因為食物中缺乏某些物質所致。此后,他們用實驗性壞血病模型對食物中的抗壞血病因素進行了深入研究,最終發現了維生素 C 的存在。
1912 ~ 1965 年間,從人們意識到營養素缺乏可導致疾病現象開始,不同種類的維生素在實驗研究中相繼被發現、提純或合成,不斷地充實著維生素這個大家族。
百年營養學史
維生素研究的發展,是營養學研究史中的重要組成部分。從營養學百年發展中不難看出 , 營養學的發展史也是人類和疾病斗爭的發展史。
1840 年,被稱為營養學之父的法國化學家拉瓦錫 (Lavoisier) 提出:食物是由碳、氫、氧三個元素的物質組成,可產生熱量。1880 年,德國科學家證實:食物由糖(碳水化合物)、脂肪、蛋白質組成。同時,費歇爾(Hermann ?Emil ?Fischer)完成了簡單碳水化合物結構的測定。美國營養科學家阿特沃特(Atwater)指出:碳水化合物、蛋白質和脂肪同為能量轉化因子,并證實能量正是產自這三大營養素。在此時期,人們認為,作為能量來源的食物是由三大營養素組成,這一時期被稱為營養學發展的第一階段。
隨著時間的推移,人類對常見疾病病因學的分析進入探索時期。這也是營養缺乏病和微量營養素發現的第二階段,營養學的研究進入高峰期。14 種維生素的發現,使人類從過去僅以細菌、霉菌、病毒為疾病根源的認知得以擴展。
1922 年, 人類第一個營養政策——強化碘鹽,在美國開始實施,標志著營養與公共政策高峰期的到來,營養學的發展進入第三階段。1933 年,含有維生素D的強化牛奶、維生素 B1 的強化面粉相繼上市。1977 年美國科學家布萊克本(Blackburn)等人調查發現生病的人存在不同程度的營養不良。至此,美國發布了最初版的“美國膳食目標”,即現在的“膳食指南”與膳食指導“金字塔”,并在1997 年提出了“膳食參考攝入量”。這一概念的提出,為人類健康飲食作出了科學的指導。直至今天,全世界人們對飲食健康的衡量,還都參考居民膳食指南、營養素需要量、食品營養標簽管理等內容。
20 世紀 80 年代,中國營養學會也發布了我國居民的營養素需要量及膳食指南。而后,衛生部發布及實施了食物營養強化標準,并于2007 年起實施了營養標簽管理。2013 年我國將強制執行食品營養標簽。
隨著維生素C 與免疫系統疾病、維生素 B 類與心血管疾病的研究被揭示,以及 Meta分析等一系列流行病學的研究和分析證實,必需營養素和非必需營養素對人體的影響,不僅是營養學作用,食品法典委員會(FAO/WHO)的膳食、營養與慢病預防指南(2003、2006 版)確定了營養與慢病預防的重要性,同時向全世界發出號召。
為此,我國進行了全民健康生活方式行動(健康121)、減鹽行動等活動,倡導全民重視膳食營養及健康生活。至此,營養學的發展進入營養素和慢病的第四階段。
? ? ?從起源與物質結構鑒定,到今天成為營養科學研究的重要組成部分,人類對維生素的認知,經歷了長達一個世紀之久的光陰。在這一過程中,我們獲得了營養學的整體形象,進而全面了解食物、營養與人類健康之間的關系。20世紀維生素的發現,為推動人類健康的發展及營養科學的進步,作出了巨大貢獻。