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第2100回:葡萄酒之父巴斯德,微生物學(xué)之父酵母。
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在平凡的生活中,幾乎沒有人能完全不記得他。他第一次說:“經(jīng)常洗手可以預(yù)防疾病?!彼l(fā)明的巴斯德消毒法使人群可以喝新鮮牛奶。他和費(fèi)迪南科恩、羅伯特科赫一起開創(chuàng)細(xì)菌學(xué),當(dāng)我們喝葡萄酒的時(shí)候,我們還能記得“葡萄酒之父”嗎?
有人被狗咬的時(shí)候,有沒有想過是誰發(fā)明了狂犬病疫苗?我上面說的都是指一個(gè)人,他是進(jìn)入科學(xué)王國的最完美的人:路易斯巴斯德。
這個(gè)名字對(duì)中國人而言太陌生了,巴斯德在1862年提出”一切生物來自生物“的結(jié)論,為了解微生物在食物中作用的先祖。如果沒有了解微生物在食物的作用,我們可能會(huì)天天拉肚子而不自知。在巴斯德成年之前,動(dòng)手術(shù)就意味著死亡,因?yàn)楫?dāng)年的醫(yī)生解剖病人時(shí)根本不會(huì)消毒,也不會(huì)洗手!我們可以說,巴斯德間接地拯救了幾十億人的生命。(黃劍博《采風(fēng)追影文化傳播》)。
2018年10月26日,今天凌晨從房車上起來,走到外面發(fā)現(xiàn)隔壁神秘老人住的大宅依然亮著燈,而別墅里的凱西剛關(guān)閉了燈具,看來真像她說的,那個(gè)獨(dú)居老人是晝伏夜出的。
早上萬里無云,可以看到月亮還沒有落下,幾個(gè)熱氣球漂浮在空中,葡萄園里的空氣非常好,沒有俗務(wù)之煩擾,也沒有套路之紛繁,住在農(nóng)場的生活還是簡單很多。
我們居住的房車距離別墅有幾百米,只好穿過菜園就可以走到刷著紅色油漆的二層大宅,葡萄園旁邊停著一輛拖拉機(jī),今天凱西的老公還讓媛駕駛大型拖拉機(jī)在園內(nèi)奔馳。
我走到房子的盡頭,眺望遠(yuǎn)處的大宅,它矗立在空曠的田地里,孤寡老人就獨(dú)自住在擁有近二十個(gè)房間的大宅院內(nèi),他沒有時(shí)間打理莊園,大片田地已經(jīng)荒蕪了。
我上午坐在葡萄園里研究酵母原理,一下子想到了巴斯德。
路易·巴斯德(1822年12月27日至1895年9月28日),法國微生物學(xué)家、化學(xué)家,微生物學(xué)的奠基人之一。他以借生源說否定自然發(fā)生說(自生說)、倡導(dǎo)疾病細(xì)菌學(xué)說(胚種學(xué)說)以及發(fā)明預(yù)防接種方法而聞名,為第一個(gè)創(chuàng)造狂犬病和炭疽病疫苗的科學(xué)家,被世人稱頌為 “進(jìn)入科學(xué)王國的最完美無缺的人”。他和費(fèi)迪南德·科恩以及羅伯特·科赫一起開創(chuàng)了細(xì)菌學(xué),被認(rèn)為是微生物學(xué)的奠基者之一,常被稱為“微生物學(xué)之父”。
重要貢獻(xiàn): 1.發(fā)現(xiàn)酵母菌, 2.發(fā)現(xiàn)乳酸菌, 3.研發(fā)出炭疽病及狂犬病等疫苗。
2005年,法國國家二臺(tái)舉行了“最偉大的法國人”的評(píng)選活動(dòng),結(jié)果巴斯德名列第二位,僅次于夏爾·戴高樂。讓我們向這位對(duì)世人有偉大貢獻(xiàn)的“微生物之父”,表達(dá)最崇高的敬意。
巴斯德于1822年生于法國東部汝拉省城市多勒杜耳。他父親是拿破侖軍騎兵隊(duì)的一名退伍軍人,后成為皮鞋匠,家境并不富裕。母親是個(gè)活潑、敏捷,且具有相當(dāng)想像力的女性。巴斯德的父親并沒有受過正式的教育,但是其好學(xué)不倦,努力進(jìn)修以求充實(shí)自己;而巴斯德也承襲了這種精神。巴斯德的少年時(shí)代,在學(xué)業(yè)方面的表現(xiàn)并不突出,但其繪畫才能卻早已展露無疑。
巴斯德出生2月后,他們家就搬遷到阿爾布瓦。他在1839年-1842年在貝桑松皇家學(xué)院學(xué)習(xí),并開始對(duì)科學(xué)感興趣。
1843年夏天,巴斯德進(jìn)入巴黎高等師范學(xué)校,受教于當(dāng)時(shí)的化學(xué)大師-都瑪士(J.B.Dumas),深受其影響,一頭栽進(jìn)化學(xué)的世界,開始潛心于化學(xué)的研究。巴斯德畢業(yè)后,即在該校擔(dān)任助教,延續(xù)其研究。在26歲那年,巴斯德發(fā)現(xiàn)了旋光性原理,此為當(dāng)時(shí)許多科學(xué)家所不能解決的大課題,此原理使他成為立體化學(xué)研究的創(chuàng)始者也為后來立體化學(xué)的研究開啟了一扇門窗。
由于對(duì)科學(xué)的興趣,巴斯德從1843年-1846年在巴黎高等師范學(xué)校學(xué)習(xí),1845年獲碩士學(xué)位,1847年獲博士學(xué)位畢業(yè)。他于1848年開始任第戎大學(xué)物理學(xué)教授,后在1849年轉(zhuǎn)至斯特拉斯堡大學(xué)理學(xué)院任化學(xué)教授。在那里,巴斯德遇到了他的妻子并于1849年5月29日結(jié)婚。巴斯德共有過5個(gè)子女中,只有兩個(gè)活到成年,而其余三個(gè)死于傷寒,此事激發(fā)了他去研究治愈各種傳染病的方法。
1854年巴斯德?lián)卫锇豪砜拼髮W(xué)教授,在其執(zhí)教于里昂理科大學(xué)期間,他專心致力于教學(xué)及研究當(dāng)?shù)毓I(yè)上所遇到的難題。當(dāng)時(shí),里昂的發(fā)酵工業(yè)蓬勃發(fā)展,也正面臨著瓶頸——酒的產(chǎn)量逐漸變少且易變酸。巴斯德深入研究酒變酸的原因,結(jié)果發(fā)現(xiàn),發(fā)酵液內(nèi)有一種小生物生長繁殖(后來被稱為酵母菌),
而在變酸的發(fā)酵液中除了上述的生物外,還有另一種生物的存在(后來被稱為乳酸菌)。當(dāng)時(shí)大家普遍相信酒精是由糖發(fā)生化學(xué)變化而產(chǎn)生,并沒有其他生物參與,而巴斯德的研究結(jié)果顯現(xiàn)發(fā)酵需有某種微生物的存在才得以進(jìn)行,且引起發(fā)酵的生物,須在無氧的環(huán)境中生活。此理論深深地震撼當(dāng)時(shí)的社會(huì),也引起許多人士的質(zhì)疑,經(jīng)巴斯德不斷地深究、推導(dǎo),終于向世人證明他的理論是正確的。
1860年代,法國的釀酒業(yè)正遭遇著大難題——酒易變壞而難以儲(chǔ)存和運(yùn)送。巴斯德利用既有的研究成果進(jìn)一步探索,發(fā)現(xiàn)只要在55~60℃時(shí)加熱,便可以殺死使酒酸敗的微生物而延長酒的儲(chǔ)存期,因而治好了法國的酒病。而現(xiàn)代的食品工業(yè)常使用的滅菌法——巴斯德滅菌法,將飲料(包括牛奶)在遠(yuǎn)低于沸點(diǎn)的溫度下加熱,以避免破壞產(chǎn)品品質(zhì)并延長儲(chǔ)存期的滅菌方法,也是源自于巴斯德。
繼發(fā)酵的研究之后,巴斯德向傳統(tǒng)的自然發(fā)生論(無生源論)挑戰(zhàn),他利用拉成鵝頸狀的燒瓶進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將燒瓶內(nèi)的溶液煮沸,殺死其中的微生物,燒瓶口并未封閉,外界物質(zhì)如空氣及微生物之孢子等仍可進(jìn)入,數(shù)個(gè)月后,溶液中并沒有微生物繁殖;這是因?yàn)槲⑸锏逆咦与m然可進(jìn)入瓶內(nèi)但卻會(huì)滯留在瓶頸,故微生物無法繁殖。
若將燒瓶傾斜使瓶頸彎曲之處亦可接觸到溶液,則不久后就會(huì)有微生物的繁殖。在重覆多次實(shí)驗(yàn)后,得到的結(jié)果證實(shí)生物必須來自生物,無法無中生有(生源論)。透過巴斯德及其他科學(xué)家的努力也使得生源論為后世所廣為接受。后期的巴斯德轉(zhuǎn)向于研究傳染病,研發(fā)出炭疽病及狂犬病等疫苗。
1895年巴斯德逝世,巴斯德終其一生投入于科學(xué)研究,挽救了釀酒等民生工業(yè),也研發(fā)了多種疫苗,對(duì)抗疾病,將科學(xué)和生活緊密結(jié)合,將科學(xué)過度地應(yīng)用于生活。
巴斯德于1854年-1857年任里爾科技大學(xué)理學(xué)院院長和化學(xué)教授,1857年-1867年任巴黎高師的主管行政管理和科學(xué)研究的主任,于1862年被選為法國科學(xué)院院士,
1863年-1867年兼任巴黎美術(shù)學(xué)校教授,1867年-1874年任巴黎大學(xué)化學(xué)教授,1869年成為英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員,1867年-1888年任高等師范學(xué)校生理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任,1882年被選為法蘭西學(xué)院院士,1887年被選為法國科學(xué)院永久秘書,1888年-1895年任巴斯德研究所所長。1892年,巴黎大學(xué)為慶祝巴斯德70壽辰舉行了盛大的國際性慶典。
法蘭西的英雄巴斯德:“告訴你使我達(dá)到目標(biāo)的奧秘吧,我的唯一力量就是我的堅(jiān)持精神?!?/p>
巴斯德的這句話給他的一生做了最好的總結(jié)。也正因?yàn)橛辛诉@種堅(jiān)持精神,巴斯德的科學(xué)之旅碩果累累。作為近代微生物學(xué)的奠基人的路易·巴斯德(Louis Pasteur,1822-1895),一生進(jìn)行了多項(xiàng)探索性的研究,取得了重大成果,是19世紀(jì)最有成就的科學(xué)家之一。
他于1843年發(fā)表的兩篇論文——“雙晶現(xiàn)象研究”和“結(jié)晶形態(tài)”,開創(chuàng)了對(duì)物質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的研究。1856年至1860年,他提出了以微生物代謝活動(dòng)為基礎(chǔ)的發(fā)酵本質(zhì)新理論,1857年發(fā)表的“關(guān)于乳酸發(fā)酵的記錄”是微生物學(xué)界公認(rèn)的經(jīng)典論文。1880年后又成功地研制出雞霍亂疫苗、狂犬病疫苗等多種疫苗其理論和免疫法引起了醫(yī)學(xué)實(shí)踐的重大變革。由于巴斯德的開創(chuàng)性研究工作,他甚至還成功地挽救了法國處于困境中的釀酒業(yè)、養(yǎng)蠶業(yè)和畜牧業(yè)。
人貴有志:巴斯德于1822年12月27日,生于法國多爾鎮(zhèn)的一個(gè)普通工人家庭。巴斯德的祖上世代都是農(nóng)奴。他的父親原是一個(gè)沒有受過教育的士兵,復(fù)員后在一家制革廠當(dāng)制革匠。母親雖然也沒有受過教育,但她是一位勤勞而富于思想的女人。巴斯德的父母痛感自己小時(shí)侯家境貧困、無力上學(xué)之苦,決心要讓兒子接受教育,培養(yǎng)他成為一個(gè)有用的人。他們節(jié)衣縮食甚至不惜舉債讓巴斯德上完小學(xué)后又支持他到巴黎上中學(xué)。在父母的熏陶和教育下,巴斯德養(yǎng)成了勤奮學(xué)習(xí)和工作的習(xí)慣,他上小學(xué)時(shí)的成績雖不優(yōu)秀,但日益顯現(xiàn)出一種難能可貴的品質(zhì),即他對(duì)學(xué)習(xí)和工作具有一股韌勁,有耐心,有毅力。
少年時(shí)代的巴斯德曾認(rèn)為詞典中最重要的3個(gè)詞是“意志”、“工作”和“成功”,并立志要在這3塊基石上建立起成功的金字塔。他在給妹妹們的一封信中說,“立志是一件很重要的事情,因?yàn)樾袆?dòng)和工作總是緊隨著意志的,而工作差不多總是由成功作伴的。這三者,工作、意志和成功,使人們不虛度—生?!?/p>
后來,法國大化學(xué)家杜馬的學(xué)術(shù)演講,激起了巴斯德從事科學(xué)研究的熱情。1843年,他以第4名的優(yōu)異成績考入巴黎高等師范學(xué)院,攻讀化學(xué)。在校期間,巴斯德雖曾半工半讀,每天兩小時(shí)外出任教,但他以少有的勤奮,出色地完成了各門學(xué)習(xí)課程。尤其是他的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Τ鲱惏屋停渎额^角。巴斯德讀了德拉福斯教授的結(jié)晶學(xué)著作后,對(duì)結(jié)晶學(xué)特別感興趣,決心在這門新興學(xué)科中作進(jìn)一步研究。有關(guān)結(jié)晶學(xué)的實(shí)驗(yàn)如提煉純磷,是一件既費(fèi)力氣又花時(shí)間的麻煩事,許多同學(xué)都視若畏途。巴斯德卻很有耐心,他買了一堆骨頭,把它們燒成灰,再經(jīng)過一系列繁雜的處理,終于得到60克純磷。這件事在同學(xué)中產(chǎn)生了很大反響,大家都十分欽佩巴斯德頑強(qiáng)的毅力。
勤奮出天才。畢業(yè)后不久,巴斯德就在酒石酸結(jié)晶的研究中表現(xiàn)出卓越的實(shí)驗(yàn)觀察才能,他勇敢地推翻了當(dāng)時(shí)的化學(xué)權(quán)威對(duì)酒石酸結(jié)晶體的已有見解,得出了酒石酸同質(zhì)異構(gòu)的結(jié)論,此后又成功地制取了左旋酸。這是一項(xiàng)重大成就,它開創(chuàng)了對(duì)物質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的研究。巴斯德的成就引起了法國科學(xué)界的重視,他也由此擔(dān)任了斯特拉斯堡大學(xué)的化學(xué)教授。
挽救法國的釀酒業(yè):1856年夏天,巴斯德在里爾城大學(xué)任教時(shí),應(yīng)一些酒廠主的要求,幫助他們解決酒變酸的問題。
用甜菜糖制酒是里爾重要的地方工業(yè),但當(dāng)時(shí)在制酒過程中卻經(jīng)常發(fā)生一件怪事:本來香醇芬芳的酒突然都變成了一種帶酸牛奶味的東西,酒廠老板們因此蒙受了巨大損失。于是,他們請(qǐng)大名鼎鼎的化學(xué)家巴斯德幫助解決這個(gè)問題。
巴斯德明知這是一個(gè)難題,但他沒有推辭,立即開始了工作。他每天到一家工廠去調(diào)查研究,并在顯微鏡下一次又一次的仔細(xì)觀察發(fā)酵過程對(duì)變酸和未變酸的酒反復(fù)進(jìn)行比較得出了一個(gè)重要結(jié)論:發(fā)酵的真正原因是一種肉眼看不見的生物——微生物在起作用。不同種類的微生物所產(chǎn)生的酒質(zhì)各不相同,酒變酸實(shí)際上是一種灰白色的桿狀微生物作祟的結(jié)果。巴斯德把這種微生物稱為乳酸桿菌。
問題的癥結(jié)找到后,巴斯德進(jìn)而研究起消滅使酒變質(zhì)的乳酸桿菌的方法,通過許多次的試驗(yàn)他發(fā)現(xiàn)當(dāng)把酒加溫到55?C時(shí),可殺死酒中的乳酸桿菌而酒質(zhì)不受影響如此時(shí)密封保存,則酒可在相當(dāng)時(shí)期內(nèi)不變質(zhì)發(fā)酸。巴斯德的方法挽救里爾的釀酒業(yè),以后這個(gè)方法被稱為“巴斯德消毒法”,廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、釀酒等食品工業(yè)中,直到現(xiàn)在還在使用。
挽救法國的養(yǎng)蠶業(yè):巴斯德剛剛解決了酒變酸問題,亟待解決的蠶病問題又?jǐn)[在了他的面前。1865年以前,中國養(yǎng)蠶絲織技術(shù)傳到了法國,在法國南部形成了一個(gè)養(yǎng)蠶業(yè)中心。但不幸的是,這里卻連年蔓延著一種奇怪的蠶病,病蠶一批批地相繼死去,蠶農(nóng)們束手無策,整個(gè)養(yǎng)蠶業(yè)陷入瀕于滅亡的境地。1865年,巴斯德受農(nóng)業(yè)部委托,動(dòng)身去法國南部亞來斯蠶區(qū),開始研究蠶病。盡管巴斯德對(duì)蠶病一竅不通,甚至從來還未看到過一條蠶——本來,蠶病和化學(xué)是風(fēng)馬牛不相及的。但巴斯德還是毅然挑起了這一重?fù)?dān),他一方面查閱大量資料,學(xué)習(xí)有關(guān)知識(shí);一方面詳細(xì)地進(jìn)行實(shí)地考察和實(shí)驗(yàn)室檢查。
他用顯微鏡仔細(xì)地檢查了蠶的各個(gè)發(fā)育階段,再分別把一只只病蠶和健康蠶加水磨成糊汁,各吸上一滴放在玻璃片上,用顯微鏡觀察比較。在當(dāng)時(shí)簡陋的顯微鏡下,在外行看來是一片混飩的顯微世界里,有各種形狀的蠶組織細(xì)胞碎片,以及形形色色的微生物,使人如墜云霧中,不僅茫然找不到頭緒,而且看久了兩眼酸痛難忍。
可是巴斯德對(duì)這數(shù)不清的樣品認(rèn)真細(xì)致地進(jìn)一行觀察、分析和比較,從1865到1870年,通過5年的辛勤工作,終于找到了使蠶患病的細(xì)菌,證明疾病主要發(fā)生于蛹期,病蛹化成的蛾必然產(chǎn)生帶病的卵。要治蠶病,只有一只只地觀察產(chǎn)卵后的雌蛾,把有病的雌蛾連同其卵一起燒掉,把健康的蛾卵保存下來留作蠶種,以切斷蠶病的傳染途徑。就這樣,巴斯德以他的檢種新法,成功地挽救了處于危機(jī)中的法國養(yǎng)蠶業(yè)。
成功源于堅(jiān)持。
在這巨大成功的背后,巴斯德所付出的艱辛勞動(dòng)是難以形容的。特別是在巴斯德全力以赴地研究蠶病并取得很大進(jìn)展的時(shí)候,個(gè)人生活中卻接連遭到沉重的打。1865年,慈愛的父親逝世,一年后愛女夭折,兒子在戰(zhàn)爭中飽受苦難,另外還受一些人的造謠誹謗。但他仍拼命工作,每天工作達(dá)18小時(shí),他說,“只有工作才能使我忘卻無限的悲痛?!?868年10月,他突發(fā)腦溢血,以致半身不遂。但他病危時(shí)仍念念不忘研究工作,病情稍有好轉(zhuǎn),又立即恢復(fù)工作。
多年后,當(dāng)巴斯德對(duì)青年學(xué)生談到自己的科學(xué)成就時(shí),曾經(jīng)說過:“告訴你使我達(dá)到目標(biāo)的奧秘吧,我的唯一力量就是我的堅(jiān)持精神?!?/p>
巴斯德在解決了酒變酸和蠶病問題之后,已經(jīng)是一位聞名遐邇的大科學(xué)家了。但他并不自滿,遵循著自己提出的“不要在已成事業(yè)上停留”的格言,又把目光瞄準(zhǔn)了新的研究領(lǐng)域。
他從酒變酸和蠶病都由微生物所致,聯(lián)想到威脅千百萬人生命的狂犬病、斑疹傷寒、霍亂、產(chǎn)褥熱以及禽畜的瘟疫等,可能也都是由微生物引起。他決心弄清這一點(diǎn),并找出征服這些病魔的方法。
在之后的許多年里,他拖著病弱的身體,不顧個(gè)人受傳染的危險(xiǎn),深入疾病發(fā)生地實(shí)地考察,親自動(dòng)手做試驗(yàn),先后研制成功防治牛羊炭疽病和雞霍亂病的疫苗,挽救了法國的畜牧業(yè)。他把“細(xì)菌理論”和獨(dú)創(chuàng)的免疫方法推廣到對(duì)人類傳染病的防治,挽救了成千上萬人的生命。巴斯德的這一系列貢獻(xiàn)是偉大的,他拯救了法國的工業(yè),給法國帶來了繁榮。
德國曾聘請(qǐng)巴斯德?lián)尾ǘ鞔髮W(xué)教授并授予他名譽(yù)學(xué)位,可是,這時(shí)普法戰(zhàn)爭已經(jīng)爆發(fā),法國大敗,熱愛祖國的巴斯德拒絕了德國給他的榮譽(yù)。
英國科學(xué)家赫胥黎曾這樣評(píng)價(jià)巴斯德的功績:“1871年法國付給德國的戰(zhàn)爭賠款是50萬法朗,但是巴斯德一個(gè)人的發(fā)明,已經(jīng)抵償了這一大筆損失?!?/p>
巴斯德是一位熱愛祖國、以造福人類為己任的科學(xué)家。在病情嚴(yán)重時(shí),他所表達(dá)的愿望仍然是“我還要為我們的國家做更多的工作”。他以50余年科學(xué)研究生涯中再接再厲、堅(jiān)持不懈的努力,實(shí)踐著自己的追求和愿望。他用自己的行為和精神,塑造了法國人民心中的一塊豐碑,被譽(yù)為法國“最偉大的民族英雄”。
早期的巴斯德是一名化學(xué)家,還在大學(xué)時(shí)代,巴斯德便開始了對(duì)化學(xué)結(jié)晶體形態(tài)和結(jié)構(gòu)的研究。當(dāng)時(shí),人們發(fā)現(xiàn)從生物合成的酒石酸會(huì)令平面偏振光右旋的,但是化學(xué)合成得到的酒石酸(異酒石酸)卻沒有旋光性,但是化學(xué)分析表明,這兩種途徑得到的酒石酸的化學(xué)反應(yīng)和元素構(gòu)成都是一模一樣的。
通過顯微鏡的觀察,他發(fā)現(xiàn)化學(xué)合成的異酒石酸里實(shí)際上包含了兩種晶體。一種就是常見的右旋的酒石酸,另一種則是左旋的。兩種晶體的混合后,使得旋光性消失。巴斯德在1848年發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了旋光異構(gòu)體的設(shè)想,對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)的發(fā)展具有重要影響。巴斯德以后又提出了分子不對(duì)稱性理論,開創(chuàng)了立體化學(xué)研究的途徑。他還發(fā)現(xiàn)生物體對(duì)這兩種不對(duì)稱性的晶體具有明顯的選擇性。
法國的葡萄酒業(yè)非常有名,但是久置的啤酒和葡萄酒會(huì)變酸。里爾釀酒商向巴斯德請(qǐng)教如何防止讓酒變酸。巴斯德首先研究了酒的發(fā)酵過程。他發(fā)現(xiàn)發(fā)酵是因?yàn)槲⑸铮ń湍妇┑脑鲩L造成的。酒變酸和發(fā)酵類似,不過是由不同的微生物引起的。巴斯德的發(fā)現(xiàn)改變了以往認(rèn)為微生物是發(fā)酵的產(chǎn)物,發(fā)酵是一個(gè)純粹的化學(xué)變化過程的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。同時(shí),巴斯德通過大量實(shí)驗(yàn)提出:環(huán)境、溫度、pH值和基質(zhì)的成分等因素的改變,以及有毒物質(zhì)都以特有的方式影響著不同的微生物。他隨后創(chuàng)立了“巴斯德消毒法”(60~65攝氏度作短時(shí)間加熱處理,殺死有害微生物的一種消毒法)并應(yīng)用在各種食物和飲料上。
1862年,巴斯德經(jīng)多次實(shí)驗(yàn),終于以鵝頸瓶進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證明煮沸的肉湯內(nèi),不會(huì)增長細(xì)菌;因此否定認(rèn)為“生物隨時(shí)可由非生物發(fā)生”的自然發(fā)生說(無生源論、自生論)。他提出“一切生物來自生物”的結(jié)論(即生源論),是第一位了解微生物存在于食物中及其作用的科學(xué)家。
除了發(fā)現(xiàn)防止紅酒變酸的方法之外,巴斯德也找到了導(dǎo)致蠶生病的原因。他的研究成果捍衛(wèi)法國在絲織產(chǎn)業(yè)與時(shí)尚工業(yè)的優(yōu)勢(shì)地位,這又是一樁足以令全法國人向他致敬的杰出成就。他接著將研究范圍拓展到家禽、家畜與人類疾病作用的方式,更透過研究疫苗證實(shí)其功效。巴斯德提出了預(yù)防接種措施,認(rèn)為傳染病的微生物在特殊的培養(yǎng)之下可以減輕毒力,
變成防病的疫苗。他于1881年著手研究狂犬病,1885年以減毒的方式(the method for attenuatio of virulent microorganisms)研制出減毒狂犬病疫苗,巴斯德的名聲引來大西洋彼岸的求助,當(dāng)時(shí)美國新澤西幾名男童遭到感染狂犬病的犬只攻擊,性命垂危。這起新聞引起美國民眾的重視,自發(fā)集資協(xié)助這幾名男童跨越大西洋至巴黎,尋求巴斯德的救助,而巴斯德也不負(fù)眾望,利用他研究出的狂犬病疫苗,在同年7月6日治療一受狂犬咬傷的9歲兒童Joseph Meister。至此,巴斯德已經(jīng)是跨越歐陸國界及大西洋隔閡的知識(shí)英雄。
巴斯德不但是一個(gè)篤學(xué)力行的人,而具有高度的愛國情操。一八六八年德國波恩大學(xué)頒增醫(yī)學(xué)博士的名譽(yù)學(xué)位給他。但在普法戰(zhàn)爭后,他把這學(xué)位退回。因?yàn)樗辉缚吹阶约旱拿殖霈F(xiàn)在一張德意志帝國的羊皮文憑上。
巴斯德一生大部份埋首于實(shí)驗(yàn)室中,由研究酒石酸的結(jié)果,把他帶引到發(fā)酵學(xué)的問題上,由發(fā)酵學(xué)的研究又把他帶引到對(duì)疾病方面的探討。前后經(jīng)過了二十年。到了一八七七年,他才開始擴(kuò)大其研究及于人類與高級(jí)動(dòng)物的疾病。首先致力于炭疽病與禽霍亂的預(yù)防疫苗的接種,他應(yīng)用牛痘苗防疫的原理和方法,防治了該兩疫病的蔓延和流行。
一八八一年春,巴斯德在米農(nóng)Melum農(nóng)學(xué)會(huì)公開表演替二十五只綿羊作炭疽的預(yù)防接種,轟動(dòng)一時(shí)。這項(xiàng)成功給他帶來了一個(gè)法國最高榮譽(yù)勛章。次年他被選進(jìn)入法國學(xué)會(huì)。他的門生們受到激勵(lì),他們研究的范疇亦由微生物學(xué)擴(kuò)及于血清學(xué)與免疫學(xué),甚至延伸到治療學(xué)的領(lǐng)域。
一八八五年,巴斯德完成了他一生最卓越的成就,就是對(duì)狂犬病的預(yù)防接種法。俄皇為了感謝他救活了十二位被瘋狗咬到的農(nóng)夫,特別派了大公爵增與一枚圣安尼鉆十字勛章,以示酬賞。并捐十萬法郎作為響應(yīng)法國籌建巴斯德研究所的經(jīng)費(fèi)。
天主教的觀察者經(jīng)常說巴斯德一生都是虔誠的基督徒。巴斯德的女婿在他為巴斯德所寫的傳記中也寫過:他完全相信上帝和永恒,深信今世賦予我們從善的力量將一直持續(xù)至來世,這種感情貫穿在巴斯德的整個(gè)生活當(dāng)中。他念念不忘《新約》的福音所闡明的德行教條。就在自己生命的最后幾周里,巴斯德對(duì)先人的宗教儀式充滿了敬意。他樸素而自然的以這種儀式作精神支柱。
莫里斯·瓦萊里-拉多是巴斯德女婿兄弟的外孫,也是天主教徒。他也堅(jiān)持巴斯德深信天主教。有一個(gè)被巴斯德·瓦萊里-拉多和莫里斯·瓦萊里-拉多證明是假的所謂巴斯德的話:"The more I know, the more nearly is my faith that of the Breton peasant. Could I but know all I would have the faith of a Breton peasant's wife".根據(jù)莫里斯·瓦萊里-拉多,這個(gè)錯(cuò)誤的傳言最早是在巴斯德時(shí)候不久出現(xiàn)的。
但巴斯德的外孫路易斯·巴斯德·瓦萊里-拉多說,巴斯德僅僅相信天主教中的靈性,但沒有參加過日常的宗教活動(dòng),盡管巴斯德信仰上帝,一般說,他的觀點(diǎn)更接近自由思想家而不是天主教,他表現(xiàn)更多地是靈性的而不是宗教的。巴斯德也反對(duì)將科學(xué)和宗教混在一起。
他的學(xué)生,后來的助手Ulysse GAYON,1880年創(chuàng)建了農(nóng)業(yè)與釀酒研究站,后來發(fā)展成為現(xiàn)在的波爾多葡萄酒學(xué)院。
1995年,在巴斯德逝世百年紀(jì)念之際,美國普林斯頓大學(xué)科學(xué)史教授拉爾德·蓋森出版了《巴斯德的隱秘科學(xué)》(The Private Science of Louis Pasteur)一書。書中聲稱,巴斯德這位“最完美無缺的科學(xué)家”有欺騙行為,巴斯德的實(shí)驗(yàn)記錄有的不符合他公開的說法,并且他還從事了違反醫(yī)學(xué)倫理的試驗(yàn)。《紐約時(shí)報(bào)》立刻報(bào)道了該書的出版。1962年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主佩魯茨在《紐約書評(píng)》上發(fā)布文章《為先驅(qū)辯護(hù)》進(jìn)行詳細(xì)的反駁。此后,相關(guān)爭論一直不斷。
1887年,巴斯德在巴黎以募捐方式創(chuàng)立了一所公益型私人研究所——巴斯德研究所。建立之初,研究所規(guī)模很小,第一批研究隊(duì)伍僅設(shè)5個(gè)實(shí)驗(yàn)室,有5位室主任和14位助手。至2005年,巴斯德研究所擁有一所醫(yī)院。該所既是傳染性疾病、熱帶病理學(xué)和免疫系統(tǒng)疾病的專業(yè)保健中心,又是研究生教育(科研和臨床培訓(xùn))中心,生物學(xué)基礎(chǔ)研究中心、公共健康應(yīng)用研究中心。
同時(shí)它還建有一個(gè)博物館、一個(gè)包括圖書館在內(nèi)的科技信息中心、多家公司和分布在全球29個(gè)國家內(nèi)的32所研究機(jī)構(gòu)。 共有8位諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者在該所學(xué)習(xí)和工作過,他們是拉韋朗,梅契尼科夫,博爾代,尼科爾,博韋,利沃夫,雅各布和莫諾。
1861年巴斯德發(fā)現(xiàn),相比起足氧的情況,酵母在缺氧的情況下消耗更多的葡萄糖。這就是所謂的巴斯德效應(yīng)。
現(xiàn)在,人們將在厭氧型和需氧型能量代謝之間的轉(zhuǎn)換過程總結(jié)為巴斯德效應(yīng)。這個(gè)過程由細(xì)胞的能量狀況和氧氣的供給決定。在真核生物也有類似情況;和酵母的終產(chǎn)物酒精不同,真核生物無氧呼吸的終產(chǎn)物是乳酸鹽。這兩個(gè)過程被稱作發(fā)酵。
運(yùn)動(dòng)的骨骼肌需要能量,但這些能量者能通過無氧呼吸,即由葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗岬倪^程中獲得。最后一部反應(yīng),乳酸的生成,會(huì)同時(shí)產(chǎn)生NAD+,這正是糖酵解過程所需要的。
在氧氣充足的情況下,NAD+可以繼續(xù)在后續(xù)的反應(yīng)中(糖酵解-檸檬酸循環(huán)-呼吸鏈)中再生,而且這個(gè)有氧呼吸的過程產(chǎn)生近20倍的能量。在供給氧氣的情況下,可以觀察到酵母的代謝從厭氧到需氧的轉(zhuǎn)變:葡萄糖的代謝產(chǎn)物會(huì)大量減少,這可以通過測(cè)量NADH的吸光度得出。這個(gè)轉(zhuǎn)變的調(diào)節(jié)酶為磷酸果糖激酶。
骨骼肌對(duì)待葡萄糖顯得不太經(jīng)濟(jì),但這并沒意味著浪費(fèi),肝和心肌都能夠?qū)⑷樘峭ㄟ^糖異生再生為葡萄糖,這就是科里循環(huán)。而糖異生消耗能量:兩丙酮酸通過糖異生合成一分子葡萄糖要消耗6分子ATP。
活動(dòng)量大的動(dòng)物,其骨骼肌的顏色比畜養(yǎng)起來的動(dòng)物的更紅,-這正是巴斯德效應(yīng):經(jīng)常運(yùn)動(dòng),有氧呼吸也能在一定程度上供給能量。因?yàn)榍罢叩难┍群笳吒?,而好的血供能為骨骼肌提供更多的氧氣?/p>
沒有線粒體的細(xì)胞(紅血球)是沒有巴斯德效應(yīng)的。腫瘤細(xì)胞能夠繞過巴斯德效應(yīng),這是因?yàn)槟[瘤細(xì)胞的調(diào)節(jié)功能失常,這會(huì)導(dǎo)致大量乳酸產(chǎn)生。在過去有人有人想利用這一點(diǎn)治療腫瘤。
用簡明的語言總結(jié)巴斯德效應(yīng)為:發(fā)酵是一種能幫助很多生物度過惡劣環(huán)境的代謝途徑,但它并不經(jīng)濟(jì)。
巴氏消毒法,法國生物學(xué)家路易·巴斯德于1864年發(fā)明的消毒方法,原理是用60~90°C的短暫加熱,來殺死液體中的微生物,以達(dá)到保質(zhì)的效果;確切溫度和時(shí)間依照液體的種類和它所含的微生物的性質(zhì)而不同?,F(xiàn)在主要用于牛奶、葡萄酒、啤酒和果汁消毒。
巴氏消毒法起初用作處理酒類,很多年后才用于殺滅牛奶的微生物。 1857年,法國化學(xué)家與微生物學(xué)家路易斯·巴斯德證明了牛奶變酸是由微生物引起。1864年夏季,巴斯德在阿爾布瓦發(fā)明了一種葡萄酒和啤酒的消毒保存方法。他透過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)把新酒短暫加熱到50~60 °C(122~140 °F)就足以殺死酒中的微生物,長期保存也不會(huì)變酸,而且不犧牲酒的口味品質(zhì)。這種方法以巴斯德的姓氏命名,稱為“pasteurization”。
傳統(tǒng)用煮沸的方法來徹底消毒,但這樣會(huì)使牛奶失去其風(fēng)味,也會(huì)令牛奶中的蛋白質(zhì)凝固和使牛奶中的維他命流失。
使用巴氏消毒法于牛奶時(shí),以72-75°C的溫度把牛奶煮15~30秒,然后立刻冷卻到4-5°C。此法由于未煮沸,比較能保留牛奶的風(fēng)味,但另一方面不煮沸就不能消除的牛奶里全部微生物,這溫度只是剛好把致病的細(xì)菌消除。由于仍然有部分細(xì)菌生存,巴氏消毒法消毒的牛奶即使未開封,在室溫下一兩天后仍會(huì)變質(zhì),因此應(yīng)冷藏。未開封置的牛奶于6-7°C可以保存6-10日。另有兩種牛奶消毒法:超高溫消毒法(UHT)和保久乳。。。
Jumbo Huang Notes: Louis Pasteur (December 27, 1822 – September 28, 1895) was a French biologist, microbiologist, and chemist renowned for his discoveries of the principles of vaccination, microbial fermentation and pasteurization. He is remembered for his remarkable breakthroughs in the causes and prevention of diseases, and his discoveries have saved many lives ever since. He reduced mortality from puerperal fever and created the first vaccines for rabies and anthrax.
His medical discoveries provided direct support for the germ theory of disease and its application in clinical medicine. He is best known to the general public for his invention of the technique of treating milk and wine to stop bacterial contamination, a process now called pasteurization. He is regarded as one of the three main founders of bacteriology, together with Ferdinand Cohn and Robert Koch, and is popularly known as the "father of microbiology".
Pasteur was responsible for disproving the doctrine of spontaneous generation. He performed experiments that showed that, without contamination, microorganisms could not develop. Under the auspices of the French Academy of Sciences, he demonstrated that in sterilized and sealed flasks, nothing ever developed; and, conversely, in sterilized but open flasks, microorganisms could grow. Although Pasteur was not the first to propose the germ theory, his experiments indicated its correctness and convinced most of Europe that it was true.
Today, he is often regarded as one of the fathers of germ theory. Pasteur made significant discoveries in chemistry, most notably on the molecular basis for the asymmetry of certain crystals and racemization. Early in his career, his investigation of tartaric acid resulted in the first resolution of what is now called optical isomers. His work led the way to the current understanding of a fundamental principle in the structure of organic compounds.
He was the director of the Pasteur Institute, established in 1887, until his death, and his body was interred in a vault beneath the institute. Although Pasteur made groundbreaking experiments, his reputation became associated with various controversies. Historical reassessment of his notebook revealed that he practiced deception to overcome his rivals.
第2101回:七分原料三分工藝,好葡萄酒釀造工藝
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