巴氏消毒法与灭菌技术:食物的卫生保障
虽然人类早就学会通过加热来更安全地享用食物,但巴斯德是第一个对发酵现象及其解决方案做出科学解释的人。

自19世纪以来,世界大多数地区的人口预期寿命大约翻了一番,那一代科学和医学的发展,几乎为每个人提供了“第二次”生命。而要谈到谁在医学领域做出了最大贡献,巴斯德当仁不让——正是他数十年来勤勤恳恳地工作,使得人们对感染性疾病有了初步的认识,并得以逐步找到与之对抗的武器。

巴斯德一生做过最著名的四件事,分别是:用巴氏消毒法拯救了法国的葡萄酒业、用显微镜发现病蚕上的感染源挽救了法国的丝绸工业、发现酒石酸的旋光性以及发明狂犬疫苗挽救生命。而他最令人称道的科学贡献莫过于以他自己名字命名的巴氏消毒法。

晚年的路易. 巴斯德

巴斯德出生于法国一个普通的工人家庭,父母虽然只是普通的鞣革工人,但极具进取心。这样的父母自然不会放松对儿子的教育,而巴斯德也相当争气,聪明伶俐的他在读书期间取得了优异成绩,进入知名的巴黎高等师范学院,师从大化学家杜马。杜马很赏识巴斯德的科学研究才能,悉心指导他进行化学研究与学习。在杜马的引领下,巴斯德沉醉于化学世界的海洋,甚至将化学比作“圣火”。

他凭借着自己坚强的意志和不懈的努力,在科学的海洋中徜徉,获得了优异的成绩。25岁时,就已经获得了物理化学博士学位,并在晶体结构方面发表了令人震惊的论述。毕业后,巴斯德更是马上投入到结晶学的研究中,建立手性的概念,开创了立体化学研究的先河。

1849年,巴斯德迎娶了校长的女儿玛丽·劳伦特。婚后不久,他就回到了实验室,在那里,开创了药学史上的一个又一个传奇。然而,三个子女在年幼时死于伤寒,激发了他对微生物和传染病的研究。

在执教里昂理科大学期间,巴斯德专心致力于教学及研究当地工业上所遇到的难题,很快他的这些研究就派上了用场。

在19世纪50到60年代,里昂的发酵工业蓬勃发展,但与此同时,酿酒业也正面临着瓶颈——随着产量的增加,酿酒商发现葡萄酒在储存一段时间之后就会变酸。因为当时没有便捷的物流网络,这种葡萄酒的易腐败性给他们带来了巨额损失。万般无奈之下,里昂酿酒商向巴斯德请教如何防止让酒变酸,巴斯德欣然接受了这个挑战。

一个典型的法国酒窖,随着葡萄酒产量的增加,酒的储藏和运输就成了大难题

巴斯德首先研究了酒的发酵过程。他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)。

在19世纪中期,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,须在无氧的环境中生活。这是人类历史上第一次提出“生物参与的发酵”理论,在科学界引起了不小的震撼。

在当时,关于包括微生物在内的一切生物来源,比较流行的学说是“自然发生论”,这种理论认为现今的生物体,包括所有的生物和微生物,是在无机物中自然产生的。在这个逻辑下,生物如跳蚤可能来自无生命物质如灰尘,或者蛆可能由死肉产生(中国古代的一些关于生物的记载,譬如“腐草为萤”,其实背后也是这样自然发生论的思想)。巴斯德在研究中区分开了“可以酿酒的微生物”和“让酒变酸的微生物”之后,他研究的下一步就是要搞清楚这些微生物的源头。

1885年的油画作品,路易·巴斯德在实验室

巴斯德利用拉成鹅颈状的烧瓶进行实验,首先将烧瓶内的肉汤或者酒煮沸,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,由于微生物的孢子虽然可进入瓶内但却会滞留在瓶颈,溶液中并没有微生物繁殖;与之相反,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。

在重复多次实验后,得到的结果证实生物必须来自生物。也就是说,致使酒变酸的微生物只要被彻底杀死,在做好密封的前提下,酒中是不会再有这种微生物产生的,酒也就不会变酸了。

巴斯德在实验时所用的鹅颈瓶

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,就能杀死使酒酸败的微生物而延长酒的储存期,这使得法国的酿酒业欢欣鼓舞。1857年,巴斯德证明了牛奶变酸也是由微生物引起。

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 ℃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”,这成为后世人们处理酒类、牛奶和饮料的标准方法。

路易·巴斯德在实验室中的摄影作品

巴斯德开创的巴氏消毒法堪称是人类历史上的一大创举。在此之后,人类食品和饮料的长时间储存运输成为可能。

法国巴黎,巴斯德研究院

不仅如此,巴斯德也打开了通往微生物世界的大门。在巴斯德进入耄耋之年时,他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。此后巴斯德研究院对于传染病的防治研究一直处于领先地位,1983年成为第一个成功分离出人类免疫不全病毒的机构,对于白喉破伤风结核小儿麻痹流行性感冒黄热病鼠疫等疾病,也成就许多革命性的发现。自1908年起,共有八位科学家于此机构获得诺贝尔生理医学奖

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