Wilbur Olin Atwater

Wilbur Olin Atwater
Wilbur Atwater seated.jpg
Atwaters USDA- porträtt
Nationalitet amerikansk
Alma mater
Wesleyan University ( BA ) Yale University ( PhD )
Känd för Atwater system , studier av mänsklig näring och metabolism
Vetenskaplig karriär
Fält Kemi

Wilbur Olin Atwater (3 maj 1844 – 22 september 1907) var en amerikansk kemist känd för sina studier av mänsklig näring och metabolism , och anses vara fadern till modern näringsforskning och utbildning. Han är krediterad för att utveckla Atwater-systemet , som lade grunden för näringsvetenskap i USA och inspirerade modern olympisk kost.

Atwater var chef för USA:s första jordbruksexperimentstation vid Wesleyan University i Middletown, Connecticut och han var det amerikanska jordbruksdepartementets första chef för näringsutredningar.

Tidigt liv

Atwater föddes i Johnsburg, New York , son till William Warren Atwater, en metodistbiskopsminister, nykterhetsförespråkare och bibliotekarie vid Yale Law School och Eliza (Barnes) Atwater. Han växte upp i, och tillbringade mycket av sitt liv i New England . Han valde att inte slåss i det amerikanska inbördeskriget , istället fortsatte han sin grundutbildning, först vid University of Vermont och flyttade sedan till Wesleyan University i Connecticut, där han skulle slutföra sin allmänna utbildning 1865. Under de följande tre åren var Atwater en lärare vid olika skolor och 1868 skrev han in sig på Yale Universitys Sheffield Scientific School , där han studerade jordbrukskemi under William Henry Brewer och Samuel William Johnson . Under sin tid på Yale arbetade Atwater deltid som Johnsons assistent med att analysera gödningsmedel för specifikt mineralinnehåll; han utförde också den första kemiska analysen av livsmedel eller foder i USA. Atwater doktorerade 1869 i jordbrukskemi, hans avhandling hade titeln The Proximate Composition of Several Types of American Maize, i den använde han varianter av det närliggande analyssystemet för att analysera fyra sorter av majs. Därefter fortsatte han sin utbildning under de följande två åren i Leipzig och Berlin , studerade fysiologisk kemi och bekantade sig med de europeiska jordbruksexperimentstationerna. Under sin tid där studerade Atwater under tysk fysiolog och dietist Carl von Voit och arbetade tillsammans med Voits elev, Max Rubner . Atwater tillbringade tid med att resa i hela Skottland , Rom och Neapel ; på sin resa skrev han artiklar om sina observationer för lokala tidningar baserade på de platser han hade bott i USA. 1871 återvände Atwater till USA för att undervisa i kemi vid East Tennessee University och nästa år flyttade han till Maine State College.

Där träffade Atwater Marcia Woodard (1851-1932) från Bangor, Maine, dotter till Abram Woodard. De gifte sig 1874 och 1876 föddes deras dotter Helen och sonen Charles föddes 1885.

Karriär

Gödselmedel , 1882

Wilbur Atwater återvände till Wesleyan som professor i kemi 1873 och stannade där till sin död 1907. Både han och hans mentor från Yale, Samuel Johnson, var förespråkare för att föra organisationer till USA som liknade de jordbruksexperimentstationer de såg i Europa. Atwater beskrev till och med de tyska jordbruksexperimentstationerna i en rapport från 1875 till Department of Agriculture. För att övertala lagstiftaren i Connecticut att anslå pengar till en station Orange Judd pengar och Wesleyan erbjöd laboratoriefaciliteter och Atwaters tjänster på deltid. Genom deras arbete och ett bidrag på $5 600 från Connecticuts lagstiftande församling under en tvåårig försöksperiod skapades den första jordbruksexperimentstationen i USA.

Atwater fungerade som administratör av försöket från 1875 till 1877 med inledande forskning fokuserad på gödningsmedel. Innan den tvååriga rättegången var över gick Connecticuts lagstiftande församling med på regelbunden finansiering av stationen men hade beslutat att flytta den permanenta Connecticut Experiment Station till Sheffield Scientific School i Yale med Samuel Johnson som första direktör. Under denna tid skrev Atwater åtskilliga artiklar för vetenskapliga tidskrifter som beskriver hans forskning och rön inom fysiologisk kemi och jordbrukskemi och om forskning som utförs utomlands (särskilt i Tyskland). Många av hans artiklar dök upp i en kolumn som heter "Science Applied to Farming", och diskuterade mestadels jordbruksgödsel i Orange Judds American Agriculturalist .

Under den inledande fasen av den första experimentstationen utökade Atwater sitt gödningsprogram och började studera och experimentera med tillväxt och sammansättning av åkergrödor. Åkergrödeforskningen fortsatte även sedan anslaget upphört på en närliggande gård; Atwater blev särskilt intresserad av växternas ämnesomsättning och var en av de första forskarna som bevisade att baljväxter tar upp kväve från luften .

När hans experiment och prestationer blev kända, begärdes Atwaters hjälp för en mängd olika projekt. Från 1879 till 1882 genomförde han omfattande studier på mänsklig mat på uppdrag av United States Fish Commission och Smithsonian Institution. 1879 erbjöd US Fish Commission Atwater-medel för att studera sammansättningen och näringsvärdet hos nordamerikanska fiskarter och ryggradslösa djur. Under läsåret 1882-1883 tog Atwater tjänstledigt från Wesleyan för att studera smältbarheten hos mager fisk med von Voit i Tyskland. Tillsammans fann de fisk som var jämförbar med magert nötkött; under denna tid blev han medveten om hur tyska forskare studerade näringslära och hoppades kunna ta med sig liknande forskning till USA när han återvände. 1885 publicerades Atwaters första serie studier på ärtor odlade i näringslösning i American Chemical Journal. Samma år begärde Massachusetts Bureau of Statistics of Labor en studie av data som hade samlats in av byrån angående familjematinköp. I studien beräknade Atwater den dagliga tillgången per capita av kolhydrater, fett och protein som tillhandahålls i data, och med hänsyn till de inkluderade kostnadsdata, gav Atwater rekommendationer om hur mer ekonomiska dieter, samtidigt som de fortfarande hade tillräckligt näringsvärde, kunde väljas . Den rapport han utarbetade ingick i byråns 1886 års årsberättelse.

Under hela denna tid fortsatte Atwater att kampanjer och stödja utbyggnaden av statliga jordbruksexperimentstationer. På grund av sin europeiska forskning och erfarenhet av de statligt finansierade europeiska experimentstationerna, hade Atwater och Johnson blivit konsulter till USDA och vokala främjare av federalt reglerad och finansierad jordbruksforskning. Atwater hade till och med börjat skriva i USDA-publikationer till stöd för att anta den europeiska modellen för vetenskapliga laboratorier i inhemska experimentstationer. År 1885 hade Atwater och Johnson börjat ge råd till kongressen och president Grover Cleveland om skapandet av experimentstationer vid de land-grant colleges som skapades genom Morrill Act 1862. 1887 antogs Hatch Act , som gav federala medel ($15 000 vardera) ) till markupplåtelsehögskolorna för att skapa experimentstationer. När lagen antogs utsågs Atwater till chef för den andra jordbruksexperimentstationen i Connecticut som etablerades vid Storrs Agricultural College , och han tjänstgjorde där till 1892. Året därpå skapades Office of Experiment Stations som ett sätt att övervaka och bedöma stationernas experiment och aktiviteter; Atwater valdes till den första regissören. Han accepterade tjänsten under förutsättning att han kunde behålla både sin professur och sin tjänst som direktör för Storrs jordbruksförsöksstation . Atwater tillbringade cirka 8 månader om året i Washington och lät ställföreträdare agera för honom i hans andra positioner under hans frånvaro.

Atwater såg sitt uppdrag som chef för kontoret för experimentstationer vara "att sammanföra stationerna över hela landet, att förena deras arbete och att sätta dem i kommunikation med vetenskapens stora värld." Han etablerade omedelbart en tidskrift, Experiment Station Record , menad att vara ett sätt att hålla stationerna à jour med den vetenskapliga forskning som bedrivs av deras kollegor och forskare utomlands. Atwater gjorde klart att publikationen var tänkt att vara en samling vetenskapliga artiklar och inte en plattform för att byta gårdstips. Publikationen var ett sätt för Hatch Act-stationerna att rapportera sin forskning till USDA, samtidigt som de höll forskare ansvariga för särskilda standarder för forskning och rapportering. Samtidigt Farmers' Bulletins för att ge jordbrukare en lättläst och förståelig presentation av resultaten från jordbruksforskningsstationer och andra vetenskapliga institutioner. Genom Atwaters roll som direktör kunde han vägleda lantbruksexperimentstationsforskning mot vetenskapliga och experimentbaserade metoder.

Nutritionsforskning och innovation

Under hela sin karriär hade Atwater varit intresserad av studier av mänsklig näringslära; efter att ha genomfört studierna på uppdrag av US Fish Commission och Smithsonian Institution, hade han fortsatt forskning om mänsklig näringslära och Storrs experimentstation blev känd för näringsstudier. När Storrs-stationen väl skapades hade Atwater och hans kollegor börjat genomföra och publicera studier om matens kemiska sammansättning. 1891 avgick han som chef för kontoret för experimentstationer för att återvända till Storrs och fokusera uteslutande på näringsforskning. Efter hans avgång utsågs Atwater till specialagent med ansvar för kostprogram. Genom denna position organiserade han omfattande livsmedelsanalyser, koststudier, experiment om matsmältbarhet, undersökningar av energibehov med hjälp av människor och studier av kostnaden och ekonomin för livsmedelsanvändning och -produktion. År 1894 fick Atwater sin första kongressanslag, tilldelad hans laboratorium för forskning om mänsklig näringslära. Atwaters studier under denna tid användes för att skapa koststandarder. Han baserade standarderna från genomsnittliga intag, men ansåg dem inte som kvantitativt korrekta; de varierade logiskt baserat på ålder, kön och aktivitetsnivå men han betonade att de inte var metaboliska studier.

Försöksperson lämnar respiratorkalorimetern i Atwaters laboratorium. Med tillstånd av Special Collections, US National Agricultural Library

Han fortsatte med att genomföra metaboliska studier relaterade till koststandarder, baserade på observationer från hans arbete med Voit, som hade använt en Rubner andningskalorimeter för att utföra liknande experiment på små djur. Tillsammans med Charles Ford Langworthy sammanställde de en sammanfattning av nära 3 600 metaboliska experiment som en inledning till den forskning de skulle genomföra. Atwater fortsatte att arbeta med fysikern Edward Bennett Rosa och nutritionisten Francis Gano Benedict för att designa den första direkta kalorimetern som är tillräckligt stor för att rymma mänskliga försökspersoner under en period av dagar. Kalorimetern, eller mänsklig andningsapparat, byggdes för att exakt mäta energin från maten. Atwater ville använda det för att studera och jämföra näringsinnehållet i olika livsmedel och hur människokroppen konsumerar dessa näringsämnen under olika förhållanden av vila och arbete. Kalorimetern mätte människans ämnesomsättning genom att analysera värmen som produceras av en person som utför vissa fysiska aktiviteter; 1896 började de det första av vad som skulle samlas i nära 500 experiment. Genom sina experiment kunde de skapa ett system - som blev känt som Atwater-systemet , för att mäta energin i enheter, så kallade matkalorier . Med maskinen kunde metabolismens dynamik kvantifieras och förhållandet mellan matintag och energiproduktion mätas. "Experimenten är gjorda med en man inuti ett skåp, eller en andningskammare, som det kallas. Det är i själva verket en låda av koppar ingjuten [ sic ] i väggar av zink och trä. I denna kammare bor han - äter, dricker , arbetar, vilar och sover. Det finns en konstant tillförsel av frisk luft för ventilation. Temperaturen hålls på den punkt som är mest behaglig för den boende. Inuti kammaren finns en liten hopfällbar spjälsäng, en stol och ett bord. På dagarna fälls sängen ihop och läggs åt sidan, så att mannen får plats att sitta vid bordet eller gå fram och tillbaka. Hans promenad är dock begränsad, kammaren är 7 fot lång, 4 fot bred, och 6 fot högt. Mat och dryck förs in i kammaren genom en öppning som även tjänar till att avlägsna de fasta och flytande utsöndringsprodukterna och för att passera in och ut ur toalettmaterial, böcker och andra saker som krävs för komfort och bekvämlighet ." Hans forskning var informerad av termodynamikens första lag , med hänsyn till att energi kan omvandlas men den kan inte skapas eller förstöras, trots tron ​​på den tiden att lagen bara gällde djur eftersom människor var unika. Tidigare experiment rörande kaloriintag och utgifter hade visat att den första lagen gällde djur och Atwaters fynd visade att lagen också gällde för människor. Genom experimenten visade han att vilken mängd energi som än förbrukades av människor som inte kunde användas lagrades i kroppen.

Genom kalorimetristudierna skapades en större medvetenhet om matkalorien som en måttenhet både för konsumtion och ämnesomsättning. Atwater rapporterade om vikten av kalorin som ett sätt att mäta effektiviteten av en diet och att olika typer av mat producerade olika mängder energi. Genom sin forskning kunde han visa att kalorier från olika källor kan påverka kroppen på olika sätt och publicerade i sin tur tabeller som jämförde kalorier i olika livsmedel.

alkoholens effekt på kroppen. Hans fynd visade att människor genererade värme från alkohol precis som de genererade värme från en kolhydrat. I en tid då Scientific Temperance Federation och Woman's Christian Temperance Union tvivlade på alkoholens näringsvärde, visade Atwater att alkohol kunde oxideras i kroppen och till viss del användas som bränsle. Information från Atwaters experiment användes av sprithandeln för att främja alkohol. "[Atwater] var mycket framträdande i nykterhetsrörelsen, och varje år föreläste han eleverna om nykterhet och försökte främja [avhållsamhet från alkohol]" ... "Som en bra vetenskapsman rapporterade han uppgifterna och var mycket upprörd att alkoholföretag använde hans forskning" för att marknadsföra sina produkter.

Död och arv

1904 drabbades Atwater av en stroke och förblev oförmögen att arbeta fram till sin död 1907. Han är begravd på Indian Hill Cemetery i Middletown, Connecticut .

Under hans nedgång fortsätter programmet på Wesleyan genom hans medarbetare. Hans medarbetare och efterträdare, Frances Benedict, fortsatte sitt arbete och hjälpte till att etablera ett näringslaboratorium i Boston med finansiering från Carnegie Corporation . Till en början var finansieringen avsedd att bygga ett nytt laboratorium för Atwater och finansiera hans fortsatta arbete; men med insikten att han inte skulle återvända överfördes medlen till Boston laboratorieprojekt. Benedict fortsatte Atwaters arbete och använde respirationskalorimetern för att ytterligare mäta ämnesomsättning och andra kroppsliga processer. Benedict studerade de varierande ämnesomsättningshastigheterna hos spädbarn födda på två sjukhus i Massachusetts, idrottare, studenter, vegetarianer, Mayabor som bor i Yucatán och normala vuxna. Han utvecklade till och med en kalorimeter som var tillräckligt stor för att hålla tolv flickscouter under en längre tid. Hans största förbättring var uppfinningen av bärbara fältandningskalorimetrar. 1919 publicerade Francis Benedict en rapport om metaboliska standarder med omfattande tabeller baserade på ålder, kön, längd och vikt.

Atwaters arv består inte bara inom näringsområdet utan också i arbetet vid försöksstationerna för jordbruket. Både han och Johnson anses ansvariga för att fokusera experimentstationernas roll på vetenskapliga studier i allmänhetens tjänst och de tabeller och formler som Atwater skapat genom hans forskning är fortfarande i bruk idag. "Hans noggranna studier av näringslära och de som följde hjälpte till att stimulera federal politik som har gjort mycket för att lindra barndomens hunger. Vi ser reflektioner av hans inflytande på etiketter på produkter i våra livsmedelsbutiker, och vi börjar se näringsinformation om restaurangers menyer. Dagens välbekanta matpyramid, en snabb och enkel visuell guide till det rekommenderade dagliga intaget av mat, är en hyllning till Atwater och hans efterträdare." Atwaters dotter, Helen W. Atwater , fungerade som en av hans laboratorieassistenter, nämligen att hjälpa till med manuskriptförberedelser. Hon tjänade som redaktionell assistent i kontoret för experimentstationer från 1898 till 1903; hon fortsatte med en karriär som hemkunskapsspecialist och fungerade som den första heltidsredaktören för Journal of Home Economics . Hans barnbarn, Catherine Merriam Atwater , dotter till hans son, Charles, var en författare som gifte sig med ekonomen John Kenneth Galbraith .

Atwaters arv uppmärksammas genom den årliga WO Atwater Memorial Lecture , sponsrad av United States Department of Agriculture, Agricultural Research Service . Varje år uppmärksammas en forskare för sitt unika bidrag till att förbättra kost och näring globalt. Atwater och hans familjs papper förvaras på flera institutioner, och samlingarna är till största delen relaterade till innehavsinstitutionen.

Wilbur O. Atwater Laboratory vid University of Connecticut är uppkallad efter hans ära. Byggnaden inrymmer Connecticut Veterinary Medical Diagnostic Laboratory.

Bibliografi

  • Atwater, WO (1894). "Farmers' Bulletin No. 23 - Foods: Nutritive Value and Cost" . Internetarkiv . Washington, DC: United States Department of Agriculture.
  • Atwater, WO (1910). "Farmers' Bulletin No. 142 - Principles of Nutrition and Nutritive Value of Food" . Internetarkiv . Washington, DC: United States Department of Agriculture.
  •   Atwater, WO; Benedict, FG (1993), "En experimentell undersökning angående alkoholens näringsvärde. 1902.", Obesity Research (publicerad maj 1993), vol. 1, nr. 3, s. 228–244, doi : 10.1002/j.1550-8528.1993.tb00616.x , hdl : 2027/hvd.hwxj1s , PMID 16350575

Vidare läsning

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Wilbur_Olin_Atwater&oldid=1141212912 "