多久以前,我的呼吸是我的晚餐?

“当我呼气时,我的呼吸中有碳原子,它们是多久前在我的食物或饮料中出现的?””
2019年5月14日

FOOD_MARKET

有各种蔬菜的食品市场。

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问题

格雷格想知道:“当我呼气时,我的呼吸中有碳原子,它们多久以前在我的食物或饮料中出现过?”鲁比·奥斯本和来自Quadram生物科学研究所的弗雷德·沃伦博士仔细研究了这个问题。但b在我们讨论时间问题之前,先来看看碳是如何从食物中进入我们的呼吸的?

回答

弗雷德-当我们吃喝时,食物中的常量营养素(碳水化合物、蛋白质和脂肪)在胃和小肠中被消化,产生葡萄糖、氨基酸和脂肪酸,这些物质通过肠壁进入血液。任何没有被消化的东西都会进入我们的结肠,在那里被生活在那里的细菌发酵,产生短链脂肪酸,这些脂肪酸也被我们的血液吸收。

鲁比——所以我们的食物被分解成它的组成部分,然后被输送到我们身体的各个部位,用于各种不同的用途。

进入血液后,一些营养物质以脂肪或糖原的形式储存起来

糖原是我们身体用来储存葡萄糖的一种大糖。

一部分是用来建立和维持我们的身体,其余的是用来呼吸能量。在呼吸过程中,我们的细胞将营养物质转化为水和二氧化碳,释放出我们生存所需的能量。然后,二氧化碳在我们的呼吸中被排出,所以我们食物中的一部分碳最终会成为我们呼吸中的二氧化碳。

正如哈尔C在我们的论坛上指出的那样,以脂肪形式储存的营养物质可能在我们的身体里储存很长很长一段时间才被使用,所以让我们把注意力集中在直接转化为能量生产的食物上。我们如何测量它需要多长时间?我怎么知道我呼出的碳原子是来自今天的午餐还是昨天的早餐?

Fred -对于植物性食品,可以使用无害的、自然产生的、非放射性的碳同位素来标记大量营养素中的碳;碳13。我们和格拉斯哥大学的同事们一起在温室里种植这些植物,温室里有二氧化碳气体的标签。

鲁比——植物可以做与我们相反的事情——它们吸收二氧化碳,并将其转化为碳水化合物。如果它们被标记的二氧化碳包围,那么它们制造的所有东西也会被标记。如果你把这些植物制成食物,喂给人们,你就有了一种追踪特定食物中碳含量的方法。

弗雷德:然后我们可以采集呼吸样本,使用一种非常灵敏的仪器,叫做同位素比质谱仪,来测量我们呼吸中标记的碳13的含量。

鲁比-谢谢那些以科学的名义吃东西的好人。格雷格问题的答案是什么?这个有标签的碳需要多长时间才能呼出?

弗雷德:我们可以识别出吃完食物后呼出的碳的两个峰值。第一个高峰大约在进食后2-4小时,来自于上消化道消化的食物被呼吸。第二个高峰,从4-8小时,是由结肠细菌产生的短链脂肪酸。

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