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第2100回:葡萄酒之父巴斯德,微生物学之父酵母

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无欺于死者,无负于生者,无愧于来者

第2100回:葡萄酒之父巴斯德,微生物学之父酵母

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很少有一个人如何伟大,以至于我们在平凡的生活中根本不会想起他,他是第一个说出“勤洗手可以预防疾病“的人,他发明的巴氏消毒法让群众可以喝到新鲜的牛奶,他和费迪南德·科恩以及罗伯特·科赫一起开创了细菌学,被认为是微生物学的奠基者之一,常被称为“微生物学之父”,但现在有几个人还记得他的名字呢?当我们喝着葡萄酒的时候,我们还会记得”葡萄酒之父“吗?

当有人被狗咬的时候,有想到是谁发明狂犬病疫苗的吗?我上面所说的都是指向一个人,他是进入科学王国的最完美无缺的人:路易士·巴斯德。这个名字对中国人而言太陌生了,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,我們可能會天天拉肚子而不自知。在巴斯德成年之前,动手术就意味着死亡,因为当年的医生解剖病人时根本不会消毒,也不会洗手!我们可以说,巴斯德间接地拯救了几十亿人的生命。(黃劍博《采風追影文化傳播》)。

2018年10月26日,今天凌晨从房车上起来,走到外面发现隔壁神秘老人住的大宅依然亮着灯,而别墅里的凯西刚关闭了灯具,看来真像她说的,那个独居老人是昼伏夜出的。

早上万里无云,可以看到月亮还没有落下,几个热气球漂浮在空中,葡萄园里的空气非常好,没有俗务之烦扰,也没有套路之纷繁,住在农场的生活还是简单很多。

我们居住的房车距离别墅有几百米,只好穿过菜园就可以走到刷着红色油漆的二层大宅,葡萄园旁边停着一辆拖拉机,今天凯西的老公还让媛驾驶大型拖拉机在园内奔驰。

我走到房子的尽头,眺望远处的大宅,它矗立在空旷的田地里,孤寡老人就独自住在拥有近二十个房间的大宅院内,他没有时间打理庄园,大片田地已经荒芜了。

我上午坐在葡萄园里研究酵母原理,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),法国微生物学家、化学家,微生物学的奠基人之一。他以借生源说否定自然发生说(自生说)、倡导疾病细菌学说(胚种学说)以及发明预防接种方法而闻名,为第一个创造狂犬病和炭疽病疫苗的科学家,被世人称颂为 “进入科学王国的最完美无缺的人”。他和费迪南德·科恩以及罗伯特·科赫一起开创了细菌学,被认为是微生物学的奠基者之一,常被称为“微生物学之父”。

重要贡献: 1.发现酵母菌, 2.发现乳酸菌, 3.研发出炭疽病及狂犬病等疫苗。

2005年,法国国家二台举行了“最伟大的法国人”的评选活动,结果巴斯德名列第二位,仅次于夏尔·戴高乐。让我们向这位对世人有伟大贡献的“微生物之父”,表达最崇高的敬意。

巴斯德于1822年生于法国东部汝拉省城市多勒杜耳。他父亲是拿破仑军骑兵队的一名退伍军人,后成为皮鞋匠,家境并不富裕。母亲是个活泼、敏捷,且具有相当想像力的女性。巴斯德的父亲并沒有受过正式的教育,但是其好学不倦,努力进修以求充实自己;而巴斯德也承袭了这种精神。巴斯德的少年时代,在学业方面的表现并不突出,但其绘画才能却早已展露无疑。

巴斯德出生2月后,他们家就搬迁到阿尔布瓦。他在1839年-1842年在贝桑松皇家学院学习,并开始对科学感兴趣。

1843年夏天,巴斯德进入巴黎高等师范学校,受教于当时的化学大师-都玛士(J.B.Dumas),深受其影响,一头栽进化学的世界,开始潜心于化学的研究。巴斯德毕业后,即在该校担任助教,延续其研究。在26岁那年,巴斯德发现了旋光性原理,此为当时许多科学家所不能解决的大课题,此原理使他成为立体化学研究的创始者也为后来立体化学的研究开启了一扇门窗。

由于对科学的兴趣,巴斯德从1843年-1846年在巴黎高等师范学校学习,1845年获硕士学位,1847年获博士学位毕业。他于1848年开始任第戎大学物理学教授,后在1849年转至斯特拉斯堡大学理学院任化学教授。在那里,巴斯德遇到了他的妻子并于1849年5月29日结婚。巴斯德共有过5个子女中,只有两个活到成年,而其余三个死于伤寒,此事激发了他去研究治愈各种传染病的方法。

1854年巴斯德担任里昂理科大学教授,在其执教于里昂理科大学期间,他专心致力于教学及研究当地工业上所遇到的难题。当时,里昂的发酵工业蓬勃发展,也正面临着瓶颈——酒的产量逐渐变少且易变酸。巴斯德深入研究酒变酸的原因,结果发现,发酵液內有一种小生物生长繁殖(后来被称为酵母菌),

而在变酸的发酵液中除了上述的生物外,还有另一种生物的存在(后来被称为乳酸菌)。当时大家普遍相信酒精是由糖发生化学变化而产生,并沒有其他生物参与,而巴斯德的研究结果显现发酵需有某种微生物的存在才得以进行,且引起发酵的生物,須在无氧的环境中生活。此理论深深地震撼当时的社会,也引起许多人士的质疑,经巴斯德不断地深究、推导,终于向世人证明他的理论是正确的。

1860年代,法国的酿酒业正遭遇着大难题——酒易变坏而难以储存和运送。巴斯德利用既有的研究成果进一步探索,发现只要在55~60℃时加热,便可以杀死使酒酸败的微生物而延长酒的储存期,因而治好了法国的酒病。而现代的食品工业常使用的灭菌法——巴斯德灭菌法,将饮料(包括牛奶)在远低于沸点的温度下加热,以避免破坏产品品质并延长储存期的灭菌方法,也是源自于巴斯德。

继发酵的研究之后,巴斯德向传统的自然发生论(无生源论)挑战,他利用拉成鵝颈状的烧瓶进行实验,将烧瓶內的溶液煮沸,杀死其中的微生物,烧瓶口并未封闭,外界物质如空气及微生物之孢子等仍可进入,数个月后,溶液中并沒有微生物繁殖;这是因为微生物的孢子虽然可进入瓶內但却会滯留在瓶颈,故微生物无法繁殖。

若将烧瓶倾斜使瓶颈弯曲之处亦可接触到溶液,则不久后就会有微生物的繁殖。在重覆多次实验后,得到的结果证实生物必須来自生物,无法无中生有(生源论)。透过巴斯德及其他科学家的努力也使得生源论为后世所广为接受。后期的巴斯德转向于研究传染病,研发出炭疽病及狂犬病等疫苗。

1895年巴斯德逝世,巴斯德终其一生投入于科学研究,挽救了酿酒等民生工业,也研发了多种疫苗,对抗疾病,将科学和生活紧密结合,将科学过度地应用于生活。

巴斯德于1854年-1857年任里尔科技大学理学院院长和化学教授,1857年-1867年任巴黎高师的主管行政管理和科学研究的主任,于1862年被选为法国科学院院士,

1863年-1867年兼任巴黎美术学校教授,1867年-1874年任巴黎大学化学教授,1869年成为英国皇家学会会员,1867年-1888年任高等师范学校生理化学实验室主任,1882年被选为法兰西学院院士,1887年被选为法国科学院永久秘书,1888年-1895年任巴斯德研究所所长。1892年,巴黎大学为庆祝巴斯德70寿辰举行了盛大的国际性庆典。

法兰西的英雄巴斯德:“告诉你使我达到目标的奥秘吧,我的唯一力量就是我的坚持精神。”

  巴斯德的这句话给他的一生做了最好的总结。也正因为有了这种坚持精神,巴斯德的科学之旅硕果累累。作为近代微生物学的奠基人的路易·巴斯德(Louis Pasteur,1822-1895),一生进行了多项探索性的研究,取得了重大成果,是19世纪最有成就的科学家之一。

他于1843年发表的两篇论文——“双晶现象研究”和“结晶形态”,开创了对物质光学性质的研究。1856年至1860年,他提出了以微生物代谢活动为基础的发酵本质新理论,1857年发表的“关于乳酸发酵的记录”是微生物学界公认的经典论文。1880年后又成功地研制出鸡霍乱疫苗、狂犬病疫苗等多种疫苗其理论和免疫法引起了医学实践的重大变革。由于巴斯德的开创性研究工作,他甚至还成功地挽救了法国处于困境中的酿酒业、养蚕业和畜牧业。

  人贵有志:巴斯德于1822年12月27日,生于法国多尔镇的一个普通工人家庭。巴斯德的祖上世代都是农奴。他的父亲原是一个没有受过教育的士兵,复员后在一家制革厂当制革匠。母亲虽然也没有受过教育,但她是一位勤劳而富于思想的女人。巴斯德的父母痛感自己小时侯家境贫困、无力上学之苦,决心要让儿子接受教育,培养他成为一个有用的人。他们节衣缩食甚至不惜举债让巴斯德上完小学后又支持他到巴黎上中学。在父母的熏陶和教育下,巴斯德养成了勤奋学习和工作的习惯,他上小学时的成绩虽不优秀,但日益显现出一种难能可贵的品质,即他对学习和工作具有一股韧劲,有耐心,有毅力。

  少年时代的巴斯德曾认为词典中最重要的3个词是“意志”、“工作”和“成功”,并立志要在这3块基石上建立起成功的金字塔。他在给妹妹们的一封信中说,“立志是一件很重要的事情,因为行动和工作总是紧随着意志的,而工作差不多总是由成功作伴的。这三者,工作、意志和成功,使人们不虚度—生。”

  后来,法国大化学家杜马的学术演讲,激起了巴斯德从事科学研究的热情。1843年,他以第4名的优异成绩考入巴黎高等师范学院,攻读化学。在校期间,巴斯德虽曾半工半读,每天两小时外出任教,但他以少有的勤奋,出色地完成了各门学习课程。尤其是他的实验能力出类拔萃,并崭露头角。巴斯德读了德拉福斯教授的结晶学著作后,对结晶学特别感兴趣,决心在这门新兴学科中作进一步研究。有关结晶学的实验如提炼纯磷,是一件既费力气又花时间的麻烦事,许多同学都视若畏途。巴斯德却很有耐心,他买了一堆骨头,把它们烧成灰,再经过一系列繁杂的处理,终于得到60克纯磷。这件事在同学中产生了很大反响,大家都十分钦佩巴斯德顽强的毅力。

  勤奋出天才。毕业后不久,巴斯德就在酒石酸结晶的研究中表现出卓越的实验观察才能,他勇敢地推翻了当时的化学权威对酒石酸结晶体的已有见解,得出了酒石酸同质异构的结论,此后又成功地制取了左旋酸。这是一项重大成就,它开创了对物质光学性质的研究。巴斯德的成就引起了法国科学界的重视,他也由此担任了斯特拉斯堡大学的化学教授。

  挽救法国的酿酒业:1856年夏天,巴斯德在里尔城大学任教时,应一些酒厂主的要求,帮助他们解决酒变酸的问题。

  用甜菜糖制酒是里尔重要的地方工业,但当时在制酒过程中却经常发生一件怪事:本来香醇芬芳的酒突然都变成了一种带酸牛奶味的东西,酒厂老板们因此蒙受了巨大损失。于是,他们请大名鼎鼎的化学家巴斯德帮助解决这个问题。

  巴斯德明知这是一个难题,但他没有推辞,立即开始了工作。他每天到一家工厂去调查研究,并在显微镜下一次又一次的仔细观察发酵过程对变酸和未变酸的酒反复进行比较得出了一个重要结论:发酵的真正原因是一种肉眼看不见的生物——微生物在起作用。不同种类的微生物所产生的酒质各不相同,酒变酸实际上是一种灰白色的杆状微生物作祟的结果。巴斯德把这种微生物称为乳酸杆菌。

  问题的症结找到后,巴斯德进而研究起消灭使酒变质的乳酸杆菌的方法,通过许多次的试验他发现当把酒加温到55?C时,可杀死酒中的乳酸杆菌而酒质不受影响如此时密封保存,则酒可在相当时期内不变质发酸。巴斯德的方法挽救里尔的酿酒业,以后这个方法被称为“巴斯德消毒法”,广泛应用于医学、酿酒等食品工业中,直到现在还在使用。

挽救法国的养蚕业:巴斯德刚刚解决了酒变酸问题,亟待解决的蚕病问题又摆在了他的面前。1865年以前,中国养蚕丝织技术传到了法国,在法国南部形成了一个养蚕业中心。但不幸的是,这里却连年蔓延着一种奇怪的蚕病,病蚕一批批地相继死去,蚕农们束手无策,整个养蚕业陷入濒于灭亡的境地。1865年,巴斯德受农业部委托,动身去法国南部亚来斯蚕区,开始研究蚕病。尽管巴斯德对蚕病一窍不通,甚至从来还未看到过一条蚕——本来,蚕病和化学是风马牛不相及的。但巴斯德还是毅然挑起了这一重担,他一方面查阅大量资料,学习有关知识;一方面详细地进行实地考察和实验室检查。

他用显微镜仔细地检查了蚕的各个发育阶段,再分别把一只只病蚕和健康蚕加水磨成糊汁,各吸上一滴放在玻璃片上,用显微镜观察比较。在当时简陋的显微镜下,在外行看来是一片混饨的显微世界里,有各种形状的蚕组织细胞碎片,以及形形色色的微生物,使人如坠云雾中,不仅茫然找不到头绪,而且看久了两眼酸痛难忍。

可是巴斯德对这数不清的样品认真细致地进一行观察、分析和比较,从1865到1870年,通过5年的辛勤工作,终于找到了使蚕患病的细菌,证明疾病主要发生于蛹期,病蛹化成的蛾必然产生带病的卵。要治蚕病,只有一只只地观察产卵后的雌蛾,把有病的雌蛾连同其卵一起烧掉,把健康的蛾卵保存下来留作蚕种,以切断蚕病的传染途径。就这样,巴斯德以他的检种新法,成功地挽救了处于危机中的法国养蚕业。

  成功源于坚持。

  在这巨大成功的背后,巴斯德所付出的艰辛劳动是难以形容的。特别是在巴斯德全力以赴地研究蚕病并取得很大进展的时候,个人生活中却接连遭到沉重的打。1865年,慈爱的父亲逝世,一年后爱女夭折,儿子在战争中饱受苦难,另外还受一些人的造谣诽谤。但他仍拼命工作,每天工作达18小时,他说,“只有工作才能使我忘却无限的悲痛。”1868年10月,他突发脑溢血,以致半身不遂。但他病危时仍念念不忘研究工作,病情稍有好转,又立即恢复工作。

  多年后,当巴斯德对青年学生谈到自己的科学成就时,曾经说过:“告诉你使我达到目标的奥秘吧,我的唯一力量就是我的坚持精神。”

  巴斯德在解决了酒变酸和蚕病问题之后,已经是一位闻名遐迩的大科学家了。但他并不自满,遵循着自己提出的“不要在已成事业上停留”的格言,又把目光瞄准了新的研究领域。

  他从酒变酸和蚕病都由微生物所致,联想到威胁千百万人生命的狂犬病、斑疹伤寒、霍乱、产褥热以及禽畜的瘟疫等,可能也都是由微生物引起。他决心弄清这一点,并找出征服这些病魔的方法。

  在之后的许多年里,他拖着病弱的身体,不顾个人受传染的危险,深入疾病发生地实地考察,亲自动手做试验,先后研制成功防治牛羊炭疽病和鸡霍乱病的疫苗,挽救了法国的畜牧业。他把“细菌理论”和独创的免疫方法推广到对人类传染病的防治,挽救了成千上万人的生命。巴斯德的这一系列贡献是伟大的,他拯救了法国的工业,给法国带来了繁荣。

  德国曾聘请巴斯德担任波恩大学教授并授予他名誉学位,可是,这时普法战争已经爆发,法国大败,热爱祖国的巴斯德拒绝了德国给他的荣誉。

  英国科学家赫胥黎曾这样评价巴斯德的功绩:“1871年法国付给德国的战争赔款是50万法朗,但是巴斯德一个人的发明,已经抵偿了这一大笔损失。”

  巴斯德是一位热爱祖国、以造福人类为己任的科学家。在病情严重时,他所表达的愿望仍然是“我还要为我们的国家做更多的工作”。他以50余年科学研究生涯中再接再厉、坚持不懈的努力,实践着自己的追求和愿望。他用自己的行为和精神,塑造了法国人民心中的一块丰碑,被誉为法国“最伟大的民族英雄”。

早期的巴斯德是一名化学家,还在大学时代,巴斯德便开始了对化学结晶体形态和结构的研究。当时,人们发现从生物合成的酒石酸会令平面偏振光右旋的,但是化学合成得到的酒石酸(异酒石酸)却没有旋光性,但是化学分析表明,这两种途径得到的酒石酸的化学反应和元素构成都是一模一样的。

通过显微镜的观察,他发现化学合成的异酒石酸里实际上包含了两种晶体。一种就是常见的右旋的酒石酸,另一种则是左旋的。两种晶体的混合后,使得旋光性消失。巴斯德在1848年发表了他的发现。这一发现证实了旋光异构体的设想,对结构化学的发展具有重要影响。巴斯德以后又提出了分子不对称性理论,开创了立体化学研究的途径。他还发现生物体对这两种不对称性的晶体具有明显的选择性。

法国的葡萄酒业非常有名,但是久置的啤酒和葡萄酒会变酸。里尔酿酒商向巴斯德请教如何防止让酒变酸。巴斯德首先研究了酒的发酵过程。他发现发酵是因为微生物(酵母菌)的增长造成的。酒变酸和发酵类似,不过是由不同的微生物引起的。巴斯德的发现改变了以往认为微生物是发酵的产物,发酵是一个纯粹的化学变化过程的错误观点。同时,巴斯德通过大量实验提出:环境、温度、pH值和基质的成分等因素的改变,以及有毒物质都以特有的方式影响着不同的微生物。他随后创立了“巴斯德消毒法”(60~65摄氏度作短时间加热处理,杀死有害微生物的一种消毒法)并应用在各种食物和饮料上。

1862年,巴斯德经多次实验,终于以鹅颈瓶进行实验,证明煮沸的肉汤内,不会增长细菌;因此否定认为“生物随时可由非生物发生”的自然发生说(无生源论、自生论)。他提出“一切生物来自生物”的结论(即生源论),是第一位了解微生物存在于食物中及其作用的科学家。

除了发现防止红酒变酸的方法之外,巴斯德也找到了导致蚕生病的原因。他的研究成果捍卫法国在丝织产业与时尚工业的优势地位,这又是一桩足以令全法国人向他致敬的杰出成就。他接着将研究范围拓展到家禽、家畜与人类疾病作用的方式,更透过研究疫苗证实其功效。巴斯德提出了预防接种措施,认为传染病的微生物在特殊的培养之下可以减轻毒力,

变成防病的疫苗。他于1881年着手研究狂犬病,1885年以减毒的方式(the method for attenuatio of virulent microorganisms)研制出减毒狂犬病疫苗,巴斯德的名声引来大西洋彼岸的求助,当时美国新泽西几名男童遭到感染狂犬病的犬只攻击,性命垂危。这起新闻引起美国民众的重视,自发集资协助这几名男童跨越大西洋至巴黎,寻求巴斯德的救助,而巴斯德也不负众望,利用他研究出的狂犬病疫苗,在同年7月6日治疗一受狂犬咬伤的9岁儿童Joseph Meister。至此,巴斯德已经是跨越欧陆国界及大西洋隔阂的知识英雄。

巴斯德不但是一个笃学力行的人,而具有高度的爱国情操。一八六八年德国波恩大学颁增医学博士的名誉学位给他。但在普法战争后,他把这学位退回。因为他不愿看到自己的名字出现在一张德意志帝国的羊皮文凭上。

巴斯德一生大部份埋首于实验室中,由研究酒石酸的结果,把他带引到发酵学的问题上,由发酵学的研究又把他带引到对疾病方面的探讨。前后经过了二十年。到了一八七七年,他才开始扩大其研究及于人类与高级动物的疾病。首先致力于炭疽病与禽霍乱的预防疫苗的接种,他应用牛痘苗防疫的原理和方法,防治了该两疫病的蔓延和流行。

一八八一年春,巴斯德在米农Melum农学会公开表演替二十五只绵羊作炭疽的预防接种,轰动一时。这项成功给他带来了一个法国最高荣誉勋章。次年他被选进入法国学会。他的门生们受到激励,他们研究的范畴亦由微生物学扩及于血清学与免疫学,甚至延伸到治疗学的领域。

一八八五年,巴斯德完成了他一生最卓越的成就,就是对狂犬病的预防接种法。俄皇为了感谢他救活了十二位被疯狗咬到的农夫,特別派了大公爵增与一枚圣安尼钻十字勋章,以示酬赏。并捐十万法郎作为响应法国筹建巴斯德研究所的经费。

天主教的观察者经常说巴斯德一生都是虔诚的基督徒。巴斯德的女婿在他为巴斯德所写的传记中也写过:他完全相信上帝和永恒,深信今世赋予我们从善的力量将一直持续至来世,这种感情贯穿在巴斯德的整个生活当中。他念念不忘《新约》的福音所阐明的德行教条。就在自己生命的最后几周里,巴斯德对先人的宗教仪式充满了敬意。他朴素而自然的以这种仪式作精神支柱。

莫里斯·瓦莱里-拉多是巴斯德女婿兄弟的外孙,也是天主教徒。他也坚持巴斯德深信天主教。有一个被巴斯德·瓦莱里-拉多和莫里斯·瓦莱里-拉多证明是假的所谓巴斯德的话:"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".根据莫里斯·瓦莱里-拉多,这个错误的传言最早是在巴斯德时候不久出现的。

但巴斯德的外孙路易斯·巴斯德·瓦莱里-拉多说,巴斯德仅仅相信天主教中的灵性,但没有参加过日常的宗教活动,尽管巴斯德信仰上帝,一般说,他的观点更接近自由思想家而不是天主教,他表现更多地是灵性的而不是宗教的。巴斯德也反对将科学和宗教混在一起。

他的学生,后来的助手Ulysse GAYON,1880年创建了农业与酿酒研究站,后来发展成为现在的波尔多葡萄酒学院。

1995年,在巴斯德逝世百年纪念之际,美国普林斯顿大学科学史教授拉尔德·盖森出版了《巴斯德的隐秘科学》(The Private Science of Louis Pasteur)一书。书中声称,巴斯德这位“最完美无缺的科学家”有欺骗行为,巴斯德的实验记录有的不符合他公开的说法,并且他还从事了违反医学伦理的试验。《纽约时报》立刻报道了该书的出版。1962年诺贝尔化学奖得主佩鲁茨在《纽约书评》上发布文章《为先驱辩护》进行详细的反驳。此后,相关争论一直不断。

1887年,巴斯德在巴黎以募捐方式创立了一所公益型私人研究所——巴斯德研究所。建立之初,研究所规模很小,第一批研究队伍仅设5个实验室,有5位室主任和14位助手。至2005年,巴斯德研究所拥有一所医院。该所既是传染性疾病、热带病理学和免疫系统疾病的专业保健中心,又是研究生教育(科研和临床培训)中心,生物学基础研究中心、公共健康应用研究中心。

同时它还建有一个博物馆、一个包括图书馆在内的科技信息中心、多家公司和分布在全球29个国家内的32所研究机构。 共有8位诺贝尔生理学和医学奖获得者在该所学习和工作过,他们是拉韦朗,梅契尼科夫,博尔代,尼科尔,博韦,利沃夫,雅各布和莫诺。

1861年巴斯德发现,相比起足氧的情况,酵母在缺氧的情况下消耗更多的葡萄糖。这就是所谓的巴斯德效应。

现在,人们将在厌氧型和需氧型能量代谢之间的转换过程总结为巴斯德效应。这个过程由细胞的能量状况和氧气的供给决定。在真核生物也有类似情况;和酵母的终产物酒精不同,真核生物无氧呼吸的终产物是乳酸盐。这两个过程被称作发酵。

运动的骨骼肌需要能量,但这些能量者能通过无氧呼吸,即由葡萄糖转变为乳酸的过程中获得。最后一部反应,乳酸的生成,会同时产生NAD+,这正是糖酵解过程所需要的。

在氧气充足的情况下,NAD+可以继续在后续的反应中(糖酵解-柠檬酸循环-呼吸链)中再生,而且这个有氧呼吸的过程产生近20倍的能量。在供给氧气的情况下,可以观察到酵母的代谢从厌氧到需氧的转变:葡萄糖的代谢产物会大量减少,这可以通过测量NADH的吸光度得出。这个转变的调节酶为磷酸果糖激酶。

骨骼肌对待葡萄糖显得不太经济,但这并没意味着浪费,肝和心肌都能够将乳糖通过糖异生再生为葡萄糖,这就是科里循环。而糖异生消耗能量:两丙酮酸通过糖异生合成一分子葡萄糖要消耗6分子ATP。

活动量大的动物,其骨骼肌的颜色比畜养起来的动物的更红,-这正是巴斯德效应:经常运动,有氧呼吸也能在一定程度上供给能量。因为前者的血供比后者更好,而好的血供能为骨骼肌提供更多的氧气。

没有线粒体的细胞(红血球)是没有巴斯德效应的。肿瘤细胞能够绕过巴斯德效应,这是因为肿瘤细胞的调节功能失常,这会导致大量乳酸产生。在过去有人有人想利用这一点治疗肿瘤。

用简明的语言总结巴斯德效应为:发酵是一种能帮助很多生物度过恶劣环境的代谢途径,但它并不经济。

巴氏消毒法,法国生物学家路易·巴斯德于1864年发明的消毒方法,原理是用60~90°C的短暂加热,来杀死液体中的微生物,以达到保质的效果;确切温度和时间依照液体的种类和它所含的微生物的性质而不同。现在主要用于牛奶、葡萄酒、啤酒和果汁消毒。

巴氏消毒法起初用作处理酒类,很多年后才用于杀灭牛奶的微生物。 1857年,法国化学家与微生物学家路易斯·巴斯德证明了牛奶变酸是由微生物引起。1864年夏季,巴斯德在阿尔布瓦发明了一种葡萄酒和啤酒的消毒保存方法。他透过实验发现把新酒短暂加热到50~60 °C(122~140 °F)就足以杀死酒中的微生物,长期保存也不会变酸,而且不牺牲酒的口味品质。这种方法以巴斯德的姓氏命名,称为“pasteurization”。

传统用煮沸的方法来彻底消毒,但这样会使牛奶失去其风味,也会令牛奶中的蛋白质凝固和使牛奶中的维他命流失。

使用巴氏消毒法于牛奶时,以72-75°C的温度把牛奶煮15~30秒,然后立刻冷却到4-5°C。此法由于未煮沸,比较能保留牛奶的风味,但另一方面不煮沸就不能消除的牛奶里全部微生物,这温度只是刚好把致病的细菌消除。由于仍然有部分细菌生存,巴氏消毒法消毒的牛奶即使未开封,在室温下一两天后仍会变质,因此应冷藏。未开封置的牛奶于6-7°C可以保存6-10日。另有两种牛奶消毒法:超高温消毒法(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:七分原料三分工艺,好葡萄酒酿造工艺

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