04.05.2015
БРОЖЕНИЕ КАК БИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
Рубрика: МикромирАвтор: admin
ОТКРЫТИЕ РОЛИ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПРЕВРАЩЕНИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
В период длительной дискуссии о возможности самозарождения исследователи часто обнаруживали корреляцию между развитием в органических настоях микроорганизмов и химическими изменениями в самом настое. Такие изменения называли «брожением» или «гниением».
Гниение —процесс разложения, в результате оного образуются дурно пахнущие продукты,— характерно для мяса и связано с распадом белков, представляющих собой основной органический компонент такого рода естественных субстратов.
Брожение, то бишь процесс, образующий спирты или органические кислоты, характерно для растительных материалов и связано с распадом углеводов — важнейших органических компонентов растительных тканей.
БРОЖЕНИЕ КАК БИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
В 1837 г. К. Каньяр-Латур, Т. Шванн и Ф. Кютцинг высказали предположение, что дрожжи, появляющиеся в процессе спиртового брожения, представляют собой микроскопические растения и что характерное для спиртового брожения превращение Сахаров в этиловый спирт и углекислоту является физиологической функцией дрожжевых клеток.
Эти представления подверглись резким нападкам со стороны таких ведущих химиков того времени, как И Берцелиус, Ю. Либих и Ф. Вёлер, которые считали брожение и гниение процессами чисто химическими. В первые десятилетия XIX в. химия достигла больших успехов, и в 1828 г. был впервые осуществлен синтез органического вещества — мочевины — из неорганических соединений; с этого началось развитие нового раздела химии — органического синтеза.
После того как была показана возможность получения в лаборатории таких органических соединений, которые раньше были известны исключительно как продукты жизнедеятельности, химики справедливо сочли, что теперь многие явления природы можно рассматривать с физико-химической точки зрения.
Превращение Сахаров в спирт и углекислоту представлялось им относительно простым химическим процессом. В связи с этим химики неодобрительно относились к попыткам объяснить подобный процесс как результат жизнедеятельности организмов.
Полно иронии то обстоятельство, что Пастер, который убедил научный мир в микробиологической природе всех процессов брожения, сам был по образованию химиком. Он начал изучать процессы брожения в 1857 г. и продолжал эти работы, если не считать небольших перерывов, вплоть до 1876 г. Исследования эти ведут свое начало от практики.
Винокуры Лилля, где производство спирта из свекловичного сахара было важной отраслью промышленности, столкнулись с трудностями и призвали на помощь Пастера. Как выяснил Пастер, затруднения были обусловлены тем, что спиртовое брожение частично заменялось брожением другого типа, при котором сахар превращается в молочную кислоту.
Когда он исследовал под микроскопом содержимое тех бродильных чанов, где образовалась молочная кислота, он обнаружил, что в них вместо клеток дрожжей, характерных для спиртового брожения, присутствуют гораздо более мелкие палочковидные или сферические клетки.
Если ничтожное количество этого материала помещали в раствор сахара с небольшой добавкой мела, то начиналось энергичное молочнокислое брожение и со временем образовывался сероватый осадок, который опять-таки состоял, как показало микроскопическое исследование, из мелких сферических или палочковидных организмов.
Последовательный перенос очень малых количеств этого материала в новые сосуды с той же средой всегда приводил к тому, что там начиналось молочнокислое брожение и количество тех же организмов возрастало. Пастер сделал вывод, что этот активный агент — новые «дрожжи» — представляет собой такой микроорганизм, который в процессе своего роста специфически превращает сахар в молочную кислоту.
Пользуясь тем же методом, Пастер в течение последующих 20 лет исследовал много различных типов брожения. Ему удалось показать, что брожение неизменно сопровождается развитием микроорганизмов. Далее он показал, что каждый химический тип брожения, характеризуемый тем или иным главным конечным органическим продуктом (например, молочнокислое, спиртовое или маслянокислое брожение) сопровождается развитием микроорганизмов определенного типа.
Многие из этих специфических типов микробов можно распознать под микроскопом по их величине и форме. Кроме того, их можно различить и по тем условиям среды, которые благоприятствуют развитию микробов того или иного типа.
Один из таких случаев физиологической специфичности был обнаружен Пастером еще в одном из первых его экспериментов: в то время как агент спиртового брожения может процветать :в кислой среде, агенты молочнокислого брожения лучше развиваются в нейтральной среде.
Именно поэтому Пастер добавлял мел (карбонат кальция) к той среде, которую он использовал для культивирования молочнокислых микроорганизмов. Это вещество служило для нейтрализации среды и препятствовало слишком сильному ее закислению, которое происходило бы в результате образования молочной кислоты.
Вас также заинтересует это:
Comments (0)
Комментариев нет
Нет комментариев.
