Микробы

Большой вклад в изучение химизма брожения внес фанцузский химик А.Л.Лавуазье (1743—1794). Он почти точно количественно определил весовые пропорции водорода, углерода и кислорода в исходных и конечных продуктах брожения. Именно в этих работах была изложена основная идея закона сохранения материи.

Открыть, увидеть микроорганизмы позволило создание достаточно сильных оптических приборов. К середине XVIII в. было описано большое количество микроорганизмов. Это, как отмечал К - А. Тимирязев, был блестящий дебют микроскопа. Однако успехи в изучении свойств микроскопических организмов были незначительны.

Плодотворные исследования в этом направлении были начаты в 40-х годах XIX в. Французский ботаник III. Каньяр-де-Латур (1837) высказал мысль, что брожение вызывают дрожжи, которые, по его мнению, имеют растительное происхождение. Одновременно к такому же выводу пришли немецкие ученые Т. Шванн и Ф. Кютцинг. Однако теория о биологической природе брожения подверглась атаке со стороны высокоавторитетных химиков — Ю. Либиха, Ф. Вёлера, И. Я. Берцелиуса, Э. Митечерлиха. Общепринятым было мнение Либиха о том, что брожение -— это химическое явление, вызываемое в разнообразных телах разлагающимися белковыми веществами.

Формирование микробиологии как науки связано с работами знаменитого французского ученого Луи Пастера (1822—1895). В истории мировой науки трудно найти другого исследователя, чьи работы имели бы такое большое теоретическое значение и вместе с тем дали бы такой большой практический эффект. К. А. Тимирязев считал, что Пастер оказал такое влияние на практические стороны человеческой деятельности, какого не оказывал ни один человек за всю историю цивилизации. В цикле замечательных трудов Пастер неоспоримо доказал, что процессы брожения — не простые химические явления, а результат воздействия на субстраты определенных микроорганизмов. Это было показано им при исследовании молочнокислого, спиртового и маслянокислого брожений. Пастер первый установил также, что не все микроорганизмы нуждаются в молекулярном кислороде. Изучая маслянокислые бактерии, он показал, что воздух вреден для них. Так были открыты облигатные анаэробы. Эти результаты вызывали бурю протеста, так как было признано, что без молекулярного кислорода жизнь невозможна. Брожение, по утверждению Пастера, — это «жизнь без кислорода воздуха». На основе своих исследований Пастер разрабатывает теорию ведения процессов брожения в ряде производств, учит, как следует «разводить» полезные микроорганизмы и вести борьбу с вредными.

Исследования. Пастера завершили многовековой спор о возможности самопроизвольного зарождения жизни. Изящными, легко воспроизводимыми опытами он доказал, что в питательных средах, в которых убиты микроорганизмы, жизнь не зарождается даже при соприкосновении с воздухом, если в последнем они отсутствуют.

Велики заслуги Пастера и в познании причин болезней вин, инфекционных заболеваний шелковичных червей, домашних животных и человека, а также в разработке способов борьбы с ними.

Многие рекомендации Пастера, в частности прогрев до температур, уничтожающих вредных микроорганизмов, но не влияющих на качество продукта (впоследствие получивший название пастеризации), широко применяются и сейчас в винодельческой, молочной и других отраслях пищевой промышленности.

Гениальный ученый, самоотверженный труженик лабораторного стола, решивший огромное количество проблем, важных для человечества, Луи Пастер по праву считается основоположником современной микробиологии, в том числе промышленной.

Крупной вехой в развитии микробиологии и в разработке технологии микробиологических производств было получение чистых культур микроорганизмов. Значительный вклад в решение этой проблемы внес известный немецкий ученый Р.Кох (1843— 1910).

Работа с чистыми культурами не могла быть осуществлена без аппаратуры для стерилизации посуды и сред, применяемых для культивирования микроорганизмов (автоклавы, сушильные шкафы и т. д.) и определения технологии этого процесса. В разработку таких методов большой вклад внесли Л. Пастер, Р. Кох, Д. Тиндаль, III. Шамберлен и другие ученые. Большая заслуга но внедрению чистых культур в промышленность принадлежит датскому ученому Э. X. Гансену. Разработка метода чистых культур позволила создать научно обоснованную технологию процессов, основанных на жизнедеятельности микроорганизмов, и способствовала получению стабильных продуктов.

В познании химизма процессов брожения большое значение имело изучение ферментов, осуществляющих этот процесс.

В 1872 г. русский врач и биохимик М. М. Маиассеин отметил, что спиртовое брожение может проходить в отсутствие живых клеток. Окончательно вопрос о возможности осуществления брожения без живых клеток микроорганизмов был решен в конце XIX в. Немецкие ученые -- братья Г. и Э. Бухнеры в 1897 г. показали, что экстракт растертых дрожжей способен вызывать спиртовое брожение. Они предполагали, что этот процесс вызывается одним ферментом. Русский ученый А. Н. Лебедев усовершенствовал способ получения из дрожжей экстракта, содержащего ферменты, и показал, что процесс брожения осуществляется во много этапов рядом ферментов. Так было установлено, что причиной брожения могут быть как сами живые клетки, так и ферменты, образуемые клеткой. Работы по изучению ферментов, вызывающих брожение, послужили основой для становления биохимии как науки. Они послужили также стимулом для изучения ферментов микроорганизмов.