路易士·巴斯德與葡萄酒的美好情緣
巴斯德于西元1822年12月27日出生于法國的杜耳(Dole),其父親從事制革工作,母親是個活潑、敏捷,且具有相當想像力的女性。巴斯德的父親并沒有受過正式的教育,但是其好學不倦,努力進修以求充實自己;而巴斯德也承襲了這種精神。巴斯德的少年時代,在學業方面的表現并不突出,但其繪畫才能卻早已展露無疑。
1843年夏天,巴斯德進入巴黎高等師范學校,受教于當時的化學大師-都瑪士(J.B.Dumas),深受其影響,一頭栽進化學的世界,開始潛心于化學的研究。巴斯德畢業后,即在該校擔任助教,延續其研究。在26歲那年,巴斯德發現了旋光性原理,此為當時許多科學家所不能解決的大課題,此原理使他成為立體化學研究的創始者也為后來立體化學的研究開啟了一扇門窗。
1854年巴斯德擔任里昂理科大學教授,在其執教于里昂理科大學期間,他專心致力于教學及研究當地工業上所遇到的難題。當時,里昂的發酵工業蓬勃發展,也正面臨著瓶頸——酒的產量逐漸變少且易變酸。巴斯德深入研究酒變酸的原因,結果發現,發酵液內有一種小生物生長繁殖(后來被稱為酵母菌),而在變酸的發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)。當時大家普遍相信酒精是由糖發生化學變化而產生,并沒有其他生物參與,而巴斯德的研究結果顯現發酵需有某種微生物的存在才得以進行,且引起發酵的生物,須在無氧的環境中生活。此理論深深地震撼當時的社會,也引起許多人士的質疑,經巴斯德不斷地深究、推導,終于向世人證明他的理論是正確的。
1860年代,法國的釀酒業正遭遇著大難題——酒易變壞而難以儲存和運送。巴斯德利用既有的研究成果進一步探索,發現只要在55~60℃時加熱,便可以殺死使酒酸敗的微生物而延長酒的儲存期,因而治好了法國的酒病。而現代的食品工業常使用的滅菌法——巴斯德滅菌法,將飲料(包括牛奶)在遠低于沸點的溫度下加熱,以避免破壞產品品質并延長儲存期的滅菌方法,也是源自于巴斯德。
繼發酵的研究之后,巴斯德向傳統的自然發生論(無生源論)挑戰,他利用拉成鵝頸狀的燒瓶進行實驗,將燒瓶內的溶液煮沸,殺死其中的微生物,燒瓶口并未封閉,外界物質如空氣及微生物之孢子等仍可進入,數個月后,溶液中并沒有微生物繁殖;這是因為微生物的孢子雖然可進入瓶內但卻會滯留在瓶頸,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,則不久后就會有微生物的繁殖。在重覆多次實驗后,得到的結果證實生物必須來自生物,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。后期的巴斯德轉向于研究傳染病,研發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研究,挽救了釀酒等民生工業,也研發了多種疫苗,對抗疾病,將科學和生活緊密結合,將科學過度地應用于生活。
向這位對世人有偉大貢獻的「微生物之父」,表達最崇高的敬意。
巴斯德于一八二二年十二月二十七日出生在法國東部猶拉地區名叫道爾的小鎮。父親是制革工人,曾在拿破侖戰役中打過仗,得過勛章,沒有受過什么教育,但娶了一位賢淑的妻子,在清寒的生活環境中,培養巴斯德受到良好的學校教育。
在中學時,巴斯德并不是一個優秀的學生,成績平平,但老愛在課堂上發問。化學老師對他最頭痛,有一次,被問急了,竟說出:「只有老師才有特權可以隨意問學生」的話來。
在大學時代,巴斯德受德拉福斯G. Delafosse老師的影響,對分子物理發生濃厚的興趣。當年,很多化學家從事于酒石酸的研究,年輕的巴斯德對這個題目也十分投注。
大學畢業后,巴斯德在法國公立中學執教,繼續研究酒石酸的結晶形狀。這一段時間的研究工作,多年后他告訴一位朋友,導引了他一生要走的路。
最初,巴斯德證實了前輩化學家們所發表有關酒石酸的實驗結果,繼而發現了酒石酸與酒石酸都具有半晶體,也可以在消旋酒石酸的雙鹽上找到的;不過,有些是左旋,有些是右旋。于是,他以人工的方法把這兩種不同的結晶體分開。此一創舉,引起了法國科學院的重視。
巴斯德認為結晶體構造上不勻稱的怪現象,一定可從分子結構上尋求解說,經過孜孜不斷的鉆研,終于推出了一項近代立體化學上嶄新的學說——「非對稱碳理論」。
一八四九年巴斯德二十六歲時,受聘為斯特拉斯堡Strasbourg大學的化學教授。他任事認真坦率,就連婚姻大事也不例外,他直接寫信向校長求親,請校長把女兒般配給他。信上說:他沒有錢,但在校任職,工作努力,身體健康,無不良嗜好。戲劇性的結果,他娶了校長的女兒為妻。這位校長千金萬萬沒有料到自己所嫁的這位青年科學家,工作太專心,竟連結婚的婚期也全然淡忘,最后,總算由同事在實驗室中把他找到,免除了在婚禮中新郎缺席的尷尬。
一八五四年,巴斯德三十二歲,被聘為里爾Lille地方新設立的科學院院長。里爾最主要的工業是從甜菜和谷物釀酒。大家都期盼著這位新來的化學教授,大顯神通來解決釀酒業所發生的各種問題。
當時的化學家可以寫出糖水發醇變為酒的反應方程式,卻知其然而不知其所以然。雖然有極少數的學者聯想到醇母菌和發醇的關系,但僅是空泛的推論而已。巴斯德一向都認為發醇不僅僅是一種化學現象,他慎密地在當地工廠搜集實驗的材料,再加上一次再一次的培養試驗,終于在顯微鏡下看到分離出來的純醇母菌。證實活的醇母菌可以使糖水發醇變酒。
此外,他發現在酒中除了醇母菌外,還在其他的細菌,就是導致酒變酸變壞的原因。他把酒加熱到攝氏四十五度到六十度,可以防止酒變濁。這就是著名的巴斯德滅菌法Pasteurization的由來。
巴斯德使釀酒工業走上科學之途。知道如何控制醇母菌,不但使酒的產量大增,也使酒的風味醇美。后來,法國就是依靠酒業巨增的收入,才得以清償巨額的戰債。