Wilbur Olin Atwater - Wilbur Olin Atwater

Wilbur Olin Atwater
Wilbur Atwater sitzt.jpg
USDA- Porträt von Atwater
Staatsangehörigkeit Vereinigte Staaten
Alma Mater Wesleyan University ( BA )
Yale University ( PhD )
Bekannt für Atwater-System , Studien zur menschlichen Ernährung und zum Stoffwechsel
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder Chemie

Wilbur Olin Atwater (3. Mai 1844 - 22. September 1907) war ein amerikanischer Chemiker für seine Studien von bekannten menschlichen Ernährung und Stoffwechsel , und ist der Vater der modernen Ernährungsforschung und Bildung. Ihm wird die Entwicklung des Atwater-Systems zugeschrieben , das den Grundstein für die Ernährungswissenschaft in den Vereinigten Staaten legte und die moderne olympische Ernährung inspirierte .

Atwater war Direktor der ersten landwirtschaftlichen Versuchsstation der Vereinigten Staaten an der Wesleyan University in Middletown, Connecticut, und er war der erste Leiter der Ernährungsforschung des US-Landwirtschaftsministeriums .

Frühen Lebensjahren

Atwater wurde in Johnsburg, New York , als Sohn von William Warren Atwater, einem Methodist Episcopal Pastor, Mäßigkeitsfürsprecher und Bibliothekar der Yale Law School und Eliza (Barnes) Atwater geboren. Er wuchs in New England auf und verbrachte einen Großteil seines Lebens in New England . Er entschied sich dafür, nicht im amerikanischen Bürgerkrieg zu kämpfen , sondern setzte seine Grundausbildung zunächst an der University of Vermont fort und wechselte dann an die Wesleyan University in Connecticut, wo er 1865 seine allgemeine Ausbildung abschloss. Für die nächsten drei Jahre war Atwater Lehrer an verschiedenen Schulen und 1868 schrieb er sich in Yale University ‚s Sheffield Scientific Schule , wo er studierte Agrarchemie unter William Henry Brewer und Samuel William Johnson . Während seiner Zeit in Yale arbeitete Atwater in Teilzeit als Johnsons Assistent bei der Analyse von Düngemitteln auf bestimmte Mineralgehalte; er führte auch die erste chemische Analyse von Lebens- oder Futtermitteln in den Vereinigten Staaten durch. Atwater promovierte 1869 in Agrarchemie, seine Dissertation trug den Titel The Proximate Composition of Mehrere Types of American Maize, in der er Variationen des Proximate Analysis Systems verwendete , um vier Maissorten zu analysieren. Danach setzte er seine Ausbildung für die nächsten zwei Jahre in Leipzig und Berlin fort , studierte physiologische Chemie und lernte die landwirtschaftlichen Versuchsstationen Europas kennen. Während seiner Zeit dort studierte Atwater bei dem deutschen Physiologen und Ernährungsberater Carl von Voit und arbeitete mit Voits Schüler Max Rubner zusammen . Atwater verbrachte Zeit damit, durch Schottland , Rom und Neapel zu reisen ; Auf seiner Reise schrieb er Artikel über seine Beobachtungen für lokale Zeitungen an seinen Orten in den Vereinigten Staaten. 1871 kehrte Atwater in die Vereinigten Staaten zurück, um Chemie an der East Tennessee University zu unterrichten, und wechselte im nächsten Jahr an das Maine State College.

Dort lernte Atwater Marcia Woodard (1851-1932) aus Bangor, Maine, die Tochter von Abram Woodard, kennen. Sie heirateten 1874 und 1876 wurde ihre Tochter Helen und 1885 Sohn Charles geboren.

Karriere

Düngemittel , 1882

Wilbur Atwater kehrte 1873 als Professor für Chemie nach Wesleyan zurück und blieb dort bis zu seinem Tod 1907. Sowohl er als auch sein Mentor aus Yale, Samuel Johnson, waren Befürworter, Organisationen in die Vereinigten Staaten zu bringen, die den landwirtschaftlichen Versuchsstationen, die sie sahen, ähnelten in Europa. Atwater beschrieb sogar die deutschen landwirtschaftlichen Versuchsstationen in einem Bericht von 1875 an das Landwirtschaftsministerium. Um die gesetzgebende Körperschaft von Connecticut davon zu überzeugen, Geld für eine Station bereitzustellen, spendete Orange Judd Gelder und Wesleyan bot Laboreinrichtungen und Atwaters Dienstleistungen auf Teilzeitbasis an. Durch ihre Arbeit und einen Beitrag des Gesetzgebers von Connecticut in Höhe von 5.600 US-Dollar für eine zweijährige Probezeit wurde die erste landwirtschaftliche Versuchsstation in den Vereinigten Staaten geschaffen. Atwater diente als Administrator des Probelaufs von 1875 bis 1877 mit anfänglichen Forschungen, die sich auf Düngemittel konzentrierten. Bevor der zweijährige Prozess vorbei war, stimmte der Gesetzgeber von Connecticut einer regelmäßigen Finanzierung der Station zu, hatte jedoch beschlossen, die permanente Connecticut Experiment Station mit Samuel Johnson als erstem Direktor an die Sheffield Scientific School in Yale zu verlegen. Während dieser Zeit verfasste Atwater zahlreiche Artikel für wissenschaftliche Zeitschriften, in denen er seine Forschungen und Erkenntnisse in der physiologischen und landwirtschaftlichen Chemie sowie über die Forschung im Ausland (insbesondere in Deutschland) ausführlich darlegte. Viele seiner Artikel erschienen in einer Kolumne mit dem Titel "Science Applied to Farming", in der es hauptsächlich um landwirtschaftliche Düngemittel in Orange Judds American Agriculturalist ging .

In der Anfangsphase der ersten Experimentierstation erweiterte Atwater sein Düngeprogramm und begann, das Wachstum und die Zusammensetzung von Feldfrüchten zu untersuchen und zu experimentieren. Die Feldfruchtforschung wurde auch nach dem Ende der Aneignung auf einem nahe gelegenen Hof fortgesetzt; Atwater interessierte sich besonders für den Pflanzenstoffwechsel und konnte als einer der ersten Forscher beweisen, dass Hülsenfrüchte Stickstoff aus der Luft aufnehmen. Als seine Experimente und Leistungen bekannt wurden, wurde Atwaters Unterstützung für eine Vielzahl von Projekten erbeten. Von 1879 bis 1882 führte er im Auftrag der United States Fish Commission und der Smithsonian Institution umfangreiche Ernährungsstudien am Menschen durch. Im Jahr 1879 bot die US Fish Commission Atwater Fonds an, um die Zusammensetzung und den Nährwert nordamerikanischer Fischarten und wirbelloser Tiere zu untersuchen. Für das Schuljahr 1882-1883 ließ sich Atwater von Wesleyan beurlauben, um bei von Voit in Deutschland die Verdaulichkeit von magerem Fisch zu studieren. Gemeinsam fanden sie Fisch, der mit magerem Rindfleisch vergleichbar war; Während dieser Zeit wurde er darauf aufmerksam, wie deutsche Wissenschaftler die Ernährung untersuchten und hoffte, nach seiner Rückkehr ähnliche Forschungen in die Vereinigten Staaten zu bringen. Im Jahr 1885 wurden im American Chemical Journal die ersten Studien von Atwater über in Nährlösung angebaute Erbsen veröffentlicht. Im selben Jahr forderte das Massachusetts Bureau of Statistics of Labor eine Untersuchung der Daten an, die das Büro über den Lebensmitteleinkauf von Familien gesammelt hatte. In der Studie berechnete Atwater die in den Daten bereitgestellte tägliche Pro-Kopf-Versorgung an Kohlenhydraten, Fett und Proteinen und gab unter Berücksichtigung der enthaltenen Kostendaten Empfehlungen, wie eine sparsamere Ernährung bei noch ausreichendem Nährwert gewählt werden könnte . Der von ihm erstellte Bericht wurde in den Jahresbericht des Bureaus von 1886 aufgenommen.

Während dieser Zeit setzte sich Atwater weiterhin für den Ausbau staatlicher landwirtschaftlicher Versuchsstationen ein und unterstützte sie. Aufgrund ihrer europäischen Forschung und ihrer Erfahrung mit den staatlich finanzierten europäischen Experimentierstationen wurden Atwater und Johnson zu Beratern des USDA und zu lautstarken Förderern der staatlich regulierten und finanzierten Agrarforschung. Atwater hatte sogar damit begonnen, in USDA-Publikationen zu schreiben, um die Übernahme des europäischen Modells wissenschaftlicher Labors in heimischen Experimentierstationen zu unterstützen. Bis 1885 hatten Atwater und Johnson damit begonnen, den Kongress und Präsident Grover Cleveland bei der Einrichtung von Experimentierstationen an den 1862 durch den Morrill Act geschaffenen Land-Grant Colleges zu beraten . 1887 wurde der Hatch Act verabschiedet, der Bundesmittel (jeweils 15.000 US-Dollar) ) an die Land-Grant-Colleges, um Experimentierstationen zu schaffen. Als das Gesetz verabschiedet wurde, wurde Atwater zum Direktor der zweiten landwirtschaftlichen Versuchsstation in Connecticut ernannt, die am Storrs Agricultural College eingerichtet wurde , und diente dort bis 1892. Im folgenden Jahr wurde das Office of Experiment Stations als Mittel zur Überwachung und die Experimente und Aktivitäten der Stationen bewerten; Atwater wurde als erster Regisseur ausgewählt. Er nahm die Stelle unter der Bedingung an, sowohl seine Professur als auch seine Position als Direktor an der neuen landwirtschaftlichen Versuchsstation Storrs behalten zu können. Atwater verbrachte etwa 8 Monate des Jahres in Washington und ließ während seiner Abwesenheit Stellvertreter in seinen anderen Positionen tätig werden.

Atwater sah seine Mission als Direktor des Office of Experiment Stations darin, "die Stationen im ganzen Land zusammenzubringen, ihre Arbeit zu vereinen und sie mit der großen Welt der Wissenschaft in Verbindung zu bringen". Er richtete sofort eine Zeitschrift ein, den Experiment Station Record , um die Stationen über die wissenschaftliche Forschung ihrer Kollegen und Wissenschaftler im Ausland auf dem Laufenden zu halten. Atwater machte deutlich, dass die Veröffentlichung eine Sammlung wissenschaftlicher Arbeiten sein sollte und keine Plattform zum Austausch von Farmtipps. Die Veröffentlichung war ein Mittel für die Stationen des Hatch Act, ihre Forschungen an das USDA zu melden und gleichzeitig die Wissenschaftler für bestimmte Forschungs- und Berichterstattungsstandards verantwortlich zu machen. Gleichzeitig wurden Farmers' Bulletins erstellt, um Landwirten eine leicht lesbare und verständliche Präsentation der Ergebnisse von landwirtschaftlichen Forschungsstationen und anderen wissenschaftlichen Einrichtungen zu bieten. Durch die Rolle von Atwater als Direktor war er in der Lage, die Forschung an landwirtschaftlichen Versuchsstationen in Richtung wissenschaftlicher und experimenteller Methoden zu führen.

Ernährungsforschung und Innovation

Während seiner gesamten Karriere hatte sich Atwater für Studien zur menschlichen Ernährung interessiert; Nachdem er die Studien im Auftrag der US Fish Commission und der Smithsonian Institution durchgeführt hatte, hatte er die menschliche Ernährungsforschung fortgesetzt und die Storrs Experimentierstation wurde für Ernährungsstudien bekannt. Nachdem die Storrs-Station gegründet worden war, hatten Atwater und seine Kollegen damit begonnen, Studien über die chemische Zusammensetzung von Lebensmitteln durchzuführen und zu veröffentlichen. 1891 trat er als Direktor des Office of Experiment Stations zurück, um zu den Storrs zurückzukehren und sich ausschließlich auf die Ernährungsforschung zu konzentrieren. Nach seinem Rücktritt wurde Atwater zum Sonderbeauftragten für Ernährungsprogramme ernannt. In dieser Position organisierte er umfangreiche Lebensmittelanalysen, Ernährungsstudien, Experimente zur Verdaulichkeit von Lebensmitteln, Untersuchungen des Energiebedarfs am Menschen sowie Studien zu Kosten und Wirtschaftlichkeit der Lebensmittelverwendung und -produktion. Im Jahr 1894 erhielt Atwater seine erste Bewilligung durch den Kongress, die seinem Labor für die Erforschung der menschlichen Ernährung zugewiesen wurde. Die Studien von Atwater während dieser Zeit wurden verwendet, um Ernährungsstandards zu erstellen. Er stützte die Standards auf durchschnittliche Aufnahmemengen, hielt sie jedoch nicht für quantitativ genau; sie variierten logischerweise je nach Alter, Geschlecht und Aktivitätsniveau, aber er betonte, dass es sich nicht um Stoffwechselstudien handelte.

Die Person verlässt das Kalorimeter der Atemschutzmaske im Labor von Atwater. Mit freundlicher Genehmigung von Special Collections, US National Agricultural Library

Basierend auf Beobachtungen aus seiner Arbeit mit Voit, der ähnliche Experimente an Kleintieren mit einem Rubner- Respirationskalorimeter durchgeführt hatte, führte er Stoffwechselstudien zu den Ernährungsstandards durch . Zusammen mit Charles Ford Langworthy stellten sie eine Zusammenfassung von fast 3.600 Stoffwechselexperimenten als Grundlage für ihre Forschung zusammen. Atwater arbeitete anschließend mit dem Physiker Edward Bennett Rosa und dem Ernährungswissenschaftler Francis Gano Benedict zusammen , um das erste direkte Kalorimeter zu entwickeln, das groß genug war, um menschliche Probanden über einen Zeitraum von Tagen aufzunehmen. Das Kalorimeter oder das menschliche Atmungsgerät wurde gebaut, um die von der Nahrung bereitgestellte Energie genau zu messen. Atwater wollte damit den Nährstoffgehalt verschiedener Lebensmittel untersuchen und vergleichen und wie der menschliche Körper diese Nährstoffe unter verschiedenen Ruhe- und Arbeitsbedingungen aufnimmt. Das Kalorimeter misst den menschlichen Stoffwechsel, indem es die Wärme analysiert, die von einer Person erzeugt wird, die bestimmte körperliche Aktivitäten ausführt; 1896 begannen sie mit dem ersten von fast 500 Experimenten. Durch ihre Experimente waren sie in der Lage, ein System zu schaffen, das als Atwater-System bekannt wurde, um die Energie in Einheiten zu messen, die als Nahrungskalorien bekannt sind . Mit der Maschine konnte die Dynamik des Stoffwechsels quantifiziert und der Zusammenhang zwischen Nahrungsaufnahme und Energieabgabe gemessen werden. „Die Experimente werden mit einem Mann in einem Schrank oder einer Beatmungskammer, wie es genannt wird, durchgeführt. Es ist tatsächlich eine Kiste aus Kupfer, die in Wände aus Zink und Holz eingefasst [ sic ] ist. In dieser Kammer lebt er – isst, trinkt“ , arbeitet, ruht und schläft. Es wird ständig frische Luft zur Belüftung zugeführt. Die Temperatur wird an der für den Bewohner angenehmsten Stelle gehalten. In der Kammer befinden sich ein kleines Klappbett, ein Stuhl und ein Tisch. Tagsüber wird das Bett zusammengeklappt und zur Seite gelegt, um dem Mann Platz zu lassen, um am Tisch zu sitzen oder hin und her zu gehen. und 6 Fuß hoch. Speisen und Getränke werden in die Kammer durch eine Öffnung geleitet, die auch zum Entfernen der festen und flüssigen Ausscheidungsprodukte und zum Ein- und Ausgeben von Toilettenmaterial, Büchern und anderen Dingen dient, die für Komfort und Bequemlichkeit erforderlich sind ." Seine Forschung wurde durch den ersten Hauptsatz der Thermodynamik beeinflusst , der berücksichtigte, dass Energie umgewandelt, aber nicht erzeugt oder zerstört werden kann, trotz der damaligen Überzeugung, dass das Gesetz nur für Tiere galt, weil der Mensch einzigartig war. Frühere Experimente zur Kalorienaufnahme und -ausgabe hatten bewiesen, dass das erste Gesetz auf Tiere anwendbar war und Atwaters Erkenntnisse zeigten, dass das Gesetz auch auf den Menschen anwendbar ist. Durch die Experimente zeigte er, dass die vom Menschen verbrauchte Energiemenge, die nicht genutzt werden konnte, im Körper gespeichert wurde.

Durch die kalorimetrischen Studien wurde die Nahrungskalorie als Maßeinheit sowohl für den Verzehr als auch für den Stoffwechsel stärker ins Bewusstsein gerückt. Atwater berichtete über das Kaloriengewicht, um die Effizienz einer Diät zu messen und dass verschiedene Arten von Lebensmitteln unterschiedliche Mengen an Energie produzierten. Durch seine Forschung konnte er zeigen, dass Kalorien aus verschiedenen Quellen den Körper unterschiedlich beeinflussen können und veröffentlichte wiederum Tabellen, in denen Kalorien in verschiedenen Lebensmitteln verglichen wurden.

Atwater untersuchte auch die Wirkung von Alkohol auf den Körper. Seine Ergebnisse zeigten, dass Menschen Wärme aus Alkohol erzeugten, genauso wie sie Wärme aus einem Kohlenhydrat erzeugten. Zu einer Zeit, als die Scientific Temperance Federation und die Women's Christian Temperance Union den Nährwert von Alkohol bezweifelten, bewies Atwater, dass Alkohol im Körper oxidiert und bis zu einem gewissen Grad als Brennstoff verwendet werden kann. Die aus Atwaters Experimenten gewonnenen Informationen wurden vom Spirituosenhandel zur Förderung von Alkohol verwendet. „[Atwater] war in der Mäßigkeitsbewegung sehr prominent, und jedes Jahr hielt er Vorlesungen über Mäßigkeit und versuchte, die [Abstinenz von Alkohol] zu fördern“, … „Da er ein guter Wissenschaftler war, berichtete er über die Daten und war sehr verärgert dass Alkoholfirmen seine Forschungen nutzten, um für ihre Produkte zu werben.

Tod und Vermächtnis

1904 erlitt Atwater einen Schlaganfall und blieb bis zu seinem Tod 1907 arbeitsunfähig. Er ist auf dem Indian Hill Cemetery in Middletown, Connecticut, beigesetzt .

Während seines Niedergangs wird das Programm bei Wesleyan durch seine Mitarbeiter fortgesetzt. Seine Mitarbeiterin und Nachfolgerin Frances Benedict setzte seine Arbeit fort und half mit Mitteln der Carnegie Corporation beim Aufbau eines Ernährungslabors in Boston . Ursprünglich war die Finanzierung dafür gedacht, ein neues Labor für Atwater zu bauen und seine weitere Arbeit zu finanzieren; jedoch mit der Erkenntnis, dass er nicht zurückkehren würde, wurden die Mittel an das Bostoner Laborprojekt überwiesen. Benedict setzte Atwaters Arbeit fort und benutzte das Atmungskalorimeter, um den Stoffwechsel und andere körperliche Prozesse weiter zu messen. Benedict untersuchte die unterschiedlichen Stoffwechselraten von Säuglingen, die in zwei Krankenhäusern in Massachusetts geboren wurden, von Sportlern, Studenten, Vegetariern, Mayas, die in Yucatán leben, und normalen Erwachsenen. Er entwickelte sogar ein Kalorimeter, das groß genug war, um zwölf Pfadfinderinnen über einen längeren Zeitraum aufzunehmen. Seine größte Verbesserung war die Erfindung tragbarer Feldatmungskalorimeter. 1919 veröffentlichte Francis Benedict einen Bericht über Stoffwechselstandards mit umfangreichen Tabellen basierend auf Alter, Geschlecht, Größe und Gewicht.

Das Erbe von Atwater bleibt nicht nur im Bereich Ernährung, sondern auch in der Arbeit der landwirtschaftlichen Versuchsstationen bestehen. Sowohl er als auch Johnson werden dafür verantwortlich gemacht, die Rolle der Experimentierstationen auf wissenschaftliche Studien im Dienste der Öffentlichkeit zu konzentrieren, und die Tabellen und Formeln, die Atwater durch seine Forschungen erstellt hat, werden noch heute verwendet. „Seine sorgfältigen Studien über Ernährung und die darauffolgenden haben dazu beigetragen, die Bundespolitik zu fördern, die viel zur Linderung des Hungers bei Kindern beigetragen hat Speisekarten von Restaurants. Die heute bekannte Ernährungspyramide, eine schnelle und einfache visuelle Anleitung zur empfohlenen täglichen Nahrungsaufnahme, ist eine Hommage an Atwater und seine Nachfolger." Die Tochter von Atwater, Helen W. Atwater , diente als eine seiner Laborassistenten, nämlich bei der Manuskripterstellung. Von 1898 bis 1903 arbeitete sie als Redaktionsassistentin im Office of Experiment Stations; Später machte sie eine Karriere als Hauswirtschaftsspezialistin und war die erste Vollzeitherausgeberin des Journal of Home Economics . Seine Enkelin Catherine Merriam Atwater , die Tochter seines Sohnes Charles, war eine Autorin, die den Ökonomen John Kenneth Galbraith heiratete .

Atwaters Vermächtnis wird durch die jährliche WO Atwater Memorial Lecture gewürdigt , die vom Landwirtschaftsministerium der Vereinigten Staaten, Agricultural Research Service , gesponsert wird . Jedes Jahr wird ein Wissenschaftler für seinen einzigartigen Beitrag zur Verbesserung der Ernährung und Ernährung weltweit ausgezeichnet. Die Papiere von Atwater und seiner Familie werden in mehreren Institutionen aufbewahrt, und die Sammlungen sind größtenteils mit der haltenden Institution verbunden.

Das Wilbur O. Atwater Laboratory an der University of Connecticut ist nach ihm benannt. Das Gebäude beherbergt das Connecticut Veterinary Medical Diagnostic Laboratory.

Literaturverzeichnis

  • Atwater, WO (1894). "Farmers' Bulletin Nr. 23 - Lebensmittel: Nährwert und Kosten" . Internet-Archiv . Washington, DC: Landwirtschaftsministerium der Vereinigten Staaten.
  • Atwater, WO (1910). "Farmers' Bulletin Nr. 142 - Prinzipien der Ernährung und des Nährwerts von Lebensmitteln" . Internet-Archiv . Washington, DC: Landwirtschaftsministerium der Vereinigten Staaten.
  • Atwater, WO; Benedict, FG (1993), "Eine experimentelle Untersuchung zum Nährwert von Alkohol. 1902.", Obesity Research (veröffentlicht im Mai 1993), 1 (3), S. 228–244, doi : 10.1002/j.1550-8528.1993 .tb00616.x , hdl : 2027/hvd.hwxj1s , PMID  16350575

Verweise

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