[变酸的葡萄酒——微生物学的兴起.docxVIP

微生物作为生态系统的重要组成部分，维持着地球生命的基础生存环境，使碳、氮等重要元素重新进入生命循环。但今天我们也很清楚地知道，某些微生物却是威胁人类健康的大敌，正是它们引发了霍乱、伤寒、梅毒、肺结核等赫赫有名、让人避之唯恐不及的急性或慢性传染病。 虽然早在1676年，列文?虎克率先观察到自然界中的微小生物，并写出人类史上第一本描述这些微小生物的专著——《列文?虎克发现的自然界的秘密》，但无论是他本人还是当时的西方学术界，多将之作为自然界的一种奇观看待，甚至作为上帝创造生命的一种证据——这些微小的生物似乎是由自然界自发产生出来的。直到巴斯德关注发酵现象后，这些神奇的小生物才一步步地从一种有趣的奇观，转变为我们的朋友或需要与之进行对抗的敌人。恼人的酸味 1854年，年轻的巴斯德因在酒石酸晶体旋光性研究上所表现出来的才智，被任命为法国里尔理学院的院长。当时，里尔正成长为一个重要的工业城市，酿酒业是当地的重要产业。在巴斯德任职期间，里尔的酿酒业时常被酒精质量问题困扰，酒中总是带有一种不合宜的酸味。1856年11月，当地工业家比戈先生前来寻求巴斯德的帮助，原因据说是他的儿子十分崇拜巴斯德。 酿酒的关键过程——发酵，早已为人类熟知，并被广泛应用。我们许多食物的生产过程都和发酵关系密切，如馒头、面包、酸奶等等，这张清单实在太长，无法一一列举。这种现象既常见又重要，因此，毫不奇怪历史上充满了对发酵的玄想，几乎每个时期的时髦理论都用来解释过发酵。比如著名的笛卡尔就曾说过，“发酵是一种可混合和可移动的力的作用。”不要问我这句话究竟想表达什么意思，它唯一能告诉我们的就是，那时物理力学的地位十分显赫。 第一个真正揭示了酒精发酵基本秘密的人，是发现氧的拉瓦锡。他将代数引入化学研究，创建了今日大家熟悉的化学方程式，同时也将精确性引入了化学，意义十分重大。拉瓦锡研究了酒精、糖以及氧的关系，最终他将酒精发酵总结为糖的分解，并给出了漂亮的方程式。但是奇怪的是，虽然拉瓦锡不得不将酵母加入糖中使其发酵产生酒精，但在他严谨的定量化学方程式中，酵母是个多余的或者一个无法处理和理解的怪物。他趋向于无视酵母，而且他有充分的理由，因为在发酵后期，伴随着酒精的产生，酵母消失了。然而无论如何，酵母是酒精发酵研究中的乌云，类似于相对论革命前飘荡在物理学上空的乌云。修补拉瓦锡结论的说法纷纷出笼，比如当时德国的权威化学家李比希就认为酵母十分重要，确切的说是酵母的消失十分重要。他认为正是酵母的分解使得发酵得以发生，由此他构建了一个理论，认为分解中的酵母将它的分解状态传递给了糖，从而引发了糖分解为酒精。而瑞典化学家雅各布?贝采利乌斯则将酵母视作某种我们今日称为“催化剂”的物质，通过接触引发糖分解，不过他将酵母看作是一层活性氧化铝沉淀。这个观点所隐含的合理猜测部分，被后续的研究者加以发展，成为现代酶学的前身。 这就是当时发酵研究的状况。关于发酵众说纷纭，但无人认识到酵母是一种有生命的微生物，它主宰着发酵的最终结果。因此所有这些理论都无法帮助比戈先生除去他酒中的酸味。【著名的法国化学家安东尼·拉瓦锡。正是由于他的工作，化学研究才脱胎换骨，摆脱谬误奔向真理，他也被后人尊称为“化学之父”。】显微镜与化学 有趣的是，巴斯德赖以成名的酒石酸就是发酵的产物，并且他的故乡还是著名的法国葡萄酒产地之一，对酿酒的程序巴斯德并不陌生，但也仅止于此。毕竟他从来没有真正研究和关注过发酵本身，接受比戈先生的请求后，巴斯德在糖厂的一间地下室，建立了一个简陋的实验室。为了研究发酵，具体而言对于神秘的酵母和发酵间的关系，巴斯德创造性的将显微镜引入了他的化学实验室。这个举动十分奇特，即便在今天，显微镜也算不上化学研究中的正统。 然而正是这一举动，使得巴斯德将显微镜的观察结果与化学分析的精确结果历史性的相互结合，使得化学与生物学的奇妙综合就此拉开序幕，最终开创了今日被我们称为生物化学这一新领域的先河。在这个黑暗、阴冷、潮湿的地下室中，数年的艰辛观察和化学分析，让巴斯德瞥见了微生物的奥妙，也让他开始思索微生物与人类疾病的关系。而他此后的数十年人生，再也无法离开那些奇妙的在显微镜下所展示的微小生命，他的研究生涯与它们紧密相联，而人类在懵懂中惨败于微生物的命运也将由此发生天翻地覆的改变。实验当然非常艰辛，充满了挫折。回顾巴斯德当年写下的实验记录，笔记本上四处记着:失败、失败、失败。但凭借他优秀的观察和分析能力，巴斯德发现了两个重要的现象，酵母的形状依发酵情况发生改变，在发酵正常时是圆形的，而发酵异常时则成为杆状。化学分析显示，杆状酵母出现得越多，酒精中的乳酸含量就越高，而乳酸正是让酒带有不合宜酸味的原因。反复实验，这种联系并非巧合，这不由得让巴斯德怀疑，发酵是一种生命现象，酵母应该是一种生命，就是它决定着最终的发酵产物。 这个观点