וִידֵאוֹ: צ'ורן בייבי, צ'ורן: שימוש בבטן וירטואלית כדי להחיות מחדש את מסתרי העיכול
2023 מְחַבֵּר: Peter Bradberry | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-21 22:33
מה דינמיקת נוזלים חישובית יכולה ללמד אותנו על הפער הגדול ביותר במדע התזונה ?.
הערת העורך: זוהי השלישית בסדרה של שש תכונות בנושא מדע המזון, המופעלת מדי יום בין התאריכים 30 במרץ עד 6 באפריל 2009.
דייוויס, קליפורניה-אן ויגמור לא התאהבה בתזונה האמריקאית. לאחר שעברה מליטא לאחר מלחמת העולם הראשונה, היא נחרדה מהלחמים הלבנים שלנו ותועבות אחרות והחמיצה מאוד את הפינוקים שסבתה הכינה פעם, כולל "דייסה מלוחה עשויה מגרגר שיפון כתוש וחלב עיזים מדולל".
יום אחד, לאחר שנאבקה במשך שנים בבריאות לקויה, היא נדדה אל מגרש חנייה נטוש וכפי שכתבה בזכרונותיה למה לסבול? איך התגברתי על מחלות וכאבים באופן טבעי, "שם, שנפרשו לנגד עיניי, היו מאות מטרים רבועים של העשבים הכי עסיסיים שאי פעם ראיתי." אז החלה אמונתו של ויגמור בכוחות הריפוי של עשב החיטה, אמונה שהפכה אותה לחלוצה בתנועת המזון הגולמי והעניקה השראה לאלפים לוותר על אחד החידושים הראשונים של האדם ולשתף אך ורק דגנים מונבטים גולמיים, אגוזים גולמיים ומקלות גזר פריכים. אף על פי שחייה של ויגמור עצמה נקטעו כשמתה בשריפה בבוסטון ב -1994 בגיל 85, המורשת שלה חיה לאורך מספר קרנות, כולל מכון הבריאות היפוקרטס שהקימה בשנת 1956 בווסט פאלם ביץ ', פלורידה.
אף על פי שיהיה קל ללעוג לחסידים הנלהבים ביותר של "פודיזם גולמי", הפילוסופיה האטאוויסטית של ויגמור השפיעה על האופן שבו רוב האמריקנים המרכזיים אוכלים וחושבים על אכילה. אנו עשויים להעדיף הקפצת ירקות רוחשת על פני המתכונים התפלים להפליא של ויגמור, אך קשה לפסול את התחושה המתמשכת שהירקות הגולמיים עשויים להיות בריאים יותר עבורנו.
במהלך השנים, המדענים התקשו גם לפטר את מזון הגולמי. תומכי המטבח הגולמי אוהבים לציין כי בישול מפרק מספר אנזימים וויטמינים מועילים, אך המבקרים מציינים כי חומצת הקיבה ממילא מפעילה אנזימים, ובישול מתון יכול גם לסייע בשחרור חומרים מזינים אחרים - כמו ליקופן של עגבנייה (נוגד חמצון בעל פוטנציאל. יתרונות בריאותיים) או חומצה פולית ובטא קרוטן מתרד. העובדה היא שבאופן כללי, מכני האופן שבו מערכות העיכול שלנו מפרקות מזון מוצק וקוצר את היתרונות שלהן אינן מובנות היטב.
תווית התזונה של מינהל המזון והתרופות האמריקני בגב חבילה זו של בוטני אדניות מבוססת בקפדנות על ניתוח כימי של האגוזים, והיא לא אומרת לך איזה חלק מאותם שומנים חד בלתי רוויים בריאים ללב, גופך אכן סופג. מאז 2004 שני צוותי מחקר אירופיים ביקשו למלא את הפער הזה על ידי הדמיית הקיבה במבחנה במעין רובו-בטן. ועכשיו פול סינג, באוניברסיטת קליפורניה, המחלקה למדעי המזון והטכנולוגיה של דייויס, לקח את הפרויקט לתחום הדיגיטלי כדי לדמות עיכול "בסיליקו".
יום אחד אחר הצהריים באוקטובר, סינג הרים סרטון גרפי על צג המחשב שלו במשרדו. מסה ורודה בוהקת שנראה שיש לה פה קפוץ גרגרה והתכווצה באלימות כמו המפלצת הטפילית מהסרט החייזרי הראשון. זה לא היה טפיל אלא מבט נדיר על החלק הפנימי של קיבה אנושית שכן הוא ביצע פריסטלזה קצבית, ריסוק והרכבת מזון מוצק לחלקיקים בקוטר של עשירית אינץ '(2.5 מילימטר). איך נראים החלקיקים האלה בדיוק לאחר שנכבש אותם על ידי השיניים ונדחסו על ידי הבטן שלנו, הוא המפתח להבנת מה קורה כאשר הם סוף סוף מחליקים דרך המסתם הפילורי ולמעי הדק בו נספגים חומרים מזינים. לרוב, תהליך זה היה בלתי נראה בפני מדענים כמו סינג. אחרי הכל, אנחנו יכולים להסתכל רק בתוך קיבה ריקה, מכיוון שאוכל דחוס היה מעכיר את הנוף. "איך נדע מה באמת קורה?" הוא שואל.
עם שנתיים, רחם. הבטן הווירטואלית שלהם מפוצלת לרשת של 281, 602 ריבועים; הם משתמשים בדינמיקה של נוזלים כדי לחשב כיצד גלי ההתכווצות המתגלגלים מעוררים את חומצת הקיבה בתוכה. החוקרים יכולים למקם חלקיקים וירטואליים של מזון בתוך כל אחד עם תכונות פיזיקליות משלו, ולדמות כמה זמן לוקח לחומרים מזינים בגודל מולקולה לחלחל החוצה.
"לכל מזון יש את המיקרו שלו", אומר סינג, "בין אם הוא נקבובי או דחוס ובין אם התאים שלו מוחזקים יחד באמצעות חומר מחייב כלשהו. חומרים מזינים מוטבעים במטריצה זו, אלא אם כן המטריצה מתקלקלת עד לנקודה בה מקבלים אותם חומרי הזנה. משוחררים, הם הולכים להישאר מוטבעים. ".
סינג, בן 60, שגדל בפונג'אב בהודו, הוא ממש המדען המדען של הרקטות של עולם המזון. במעבדת המרתף שלו הוא מציג בגאווה את מעבד המזון הרב-תכליתי הבא שהשלים בשנת 2007 למשימת המאדים המאוישת של נאס"א. חצי תריסר ספרים על המדף שלו עוסקים בפיזיקה של העברת חום ועוד כחצי תריסר דינמיקת נוזלים. הוא מחבר ספר הלימוד "מבוא להנדסת מזון", המופיע כעת במהדורה השלישית שלו. אחרי הפחד מ -1993 שהתחולל על ידי מותם של ארבעה ילדים שאכלו קציצות המבורגר לא מבושלות ממסעדת Jack-in-the-Box, הוא עזר לתעשיית המזון המהיר במודל חישובי של המבורגרים בבישול על גריל מזון מהיר. לאחרונה הוא הגיש בקשה לפטנט על אריזת צדפה מפלסטיק שתסייע למגדלי התות לקרר את פירותיהם לאחר הקציר, שלב קריטי בשמירת טריות התותים.
אף אחד לא הולך לאיבוד ביקום המתמטי שלו, סינג משלים את החישוב שלו עם מחקרי מעבדה המשתמשים בבטן מכנית שתכנן, שנראית כמו מחלף גלידה המכשיר בכבדות. בניסוי שפורסם בשנה שעברה בכתב העת Journal of Food Science, סינג לקח קוביות גזר גולמיות ומבושלות ברוחב של 0.2 אינץ '(שישה מילימטרים) והציב אותן בתוך מצע זה, שעוצב בהשראת ציוד דומה ששימש את תעשיית התרופות למחקר. איך תרופות מתמוססות.
לאחר השריית קוביית גזר ברוק מדומה וטלטולו למשך 30 שניות, הוא הושעה בתוך תא מסתובב מלא בחומצת קיבה (נשמרת בטמפרטורת הגוף) וחרוזי פלסטיק, המדמים את פעולת הגזירה של חלקיקי מזון אחרים. לאחר מכן המדענים רשמו את הכוחות על הגזר ושקללו אותו מעת לעת כדי למדוד כמה התמוסס. לקוביית הגזר המבושלת לקח 20 דקות בלבד עד שהופחתה ל -50 אחוז ממסתה המקורית, אך הגולמית לקחה שעה שלמה. "אמא צדקה כשאמרה שתצטרך ללעוס את האוכל שלך טוב," אומר סינג ומציע שאם אתה מקפיד על מזון גולמי מוטב שתהיה מוכן ללעוס.
בינתיים, חוקרים במכון לחקר המזון בנוריץ 'באנגליה בנו את המודל מעי, מערכת עיכול במערכת חוץ גופית הנשלטת על ידי תוכנה כדי לחקור כיצד גזר, בשר, שקדים ושלל מזונות אחרים מתפרקים במערכת העיכול. למרות שקדים מכילים כ -55 אחוזי שומן, החוקר הראשי ג'יוסי מנדלרי, ביולוג, אומר כי בני אדם סופגים פחות ממחצית מכך בעיקר בגלל שהשמנים בשקדים מאוחסנים מאחורי קיר תא קשוח שיש לשבור כדי שגופנו יספוג אותם. חלק ניכר מהתוכן התזונתי של השקדים משמש כ"פרה-ביוטי ", כלומר הוא תומך בקהילות מיקרוביאליות מועילות במעיים הגדולים שלנו. כאשר הקבוצה השוותה שקדים טבעיים לשקדים מולבנים, שעברו טיפול בחום כדי להסיר את קליפותיהם, הם גילו כי שקדים מולבנים משחררים כמויות גדולות יותר של חומרים מזינים.
מריון נסטלה, תזונאית מאוניברסיטת ניו יורק, אמרה שהיא מצאה את התוצאות האחרונות "מפתיעות", וציינה שאם שקדים ומזונות גולמיים באמת כל כך פרה-ביוטיים, אז היית חווה אי נוחות מעיים. אך לאחר רגע של התבוננות, היא נזכרה בטיול שנערך לאחרונה לראנצ'ו לה פוארטה במקסיקו, אתר נופש חצי-צמחוני הידוע בהגשת כמויות גדולות של סלטים וירקות גולמיים אחרים. "אחת הבדיחות הגדולות במחנה", היא אומרת, "היא שכולם מעבירים כמות עצומה של גז.".