|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
NAJWAŻNIEJSZE ODKRYCIA NAUKOWE
Biologiczna teoria fermentacji. Historia i istota odkryć naukowych
Katalog / Najważniejsze odkrycia naukowe W 1680 Holender Anthony Van Leeuwenhoeka Drożdże piwne zobaczyłem po raz pierwszy w moim domowym mikroskopie. Opisał je w liście do Royal Society i dał rysunek przedstawiający pączkujące okrągłe komórki tworzące skupiska. W ten sposób rozpoczęły się badania nad morfologią drożdży. Obserwacje te znacznie wyprzedzały ówczesny stan nauki. Dopiero w 1835 r. pojawiły się doniesienia Canarda de Latoura we Francji, Schwanna i Kützinga w Niemczech, w których udowodniono, że drożdże należą do niższych organizmów roślinnych, które posiadają jądro, rozmnażają się przez pączkowanie na pożywkach zawierających cukier i powodują fermentacja. Jednak ten biologiczny kierunek badań związanych z wyjaśnieniem przyczyn fermentacji nie zyskał powszechnego uznania w pierwszej połowie XIX wieku. W połowie XIX wieku rozpowszechniła się chemiczna teoria fermentacji. Na przykład Stahl argumentował, że rozkładające się substancje mogą przenosić ten stan na inną substancję, która obecnie się nie rozpada. Rozpadowi towarzyszy ruch, a zdolność do powodowania gnicia związana jest z przeniesieniem ruchu na ciało w stanie spoczynku. Enzymy są również w ruchu, a ich zdolność do wywoływania fermentacji jest związana z przekazywaniem ruchu. Wybitni chemicy tamtych czasów, Liebig i Berzelius, rozwinęli ten punkt widzenia. Berzelius nie widział zasadniczej różnicy między różnymi rodzajami fermentacji i gnicia – wszystko to są różne etapy tego samego procesu. Fermentacja jest możliwa tylko pod dwoma warunkami: pożywka musi zawierać gluten lub inną azotową materię organiczną oraz sfermentowany płyn zawierający gluten musi być wystawiony na działanie tlenu atmosferycznego. W takim przypadku na dnie naczynia tworzy się nierozpuszczalny osad, który może spowodować nową fermentację. Liebig wiązał wszystkie procesy fermentacji z rozkładem i rozkładem substancji organicznych, te ostatnie ulegając rozkładowi stają się enzymami i mogą już powodować fermentację substancji niegnijących, takich jak cukier. Kiedy rozkładające się substancje wchodzą w kontakt z fermentowalnym, ten ostatni rozpada się na cząstki. Liebig nie zaprzeczył, że do fermentacji cukru potrzebne są drożdże, ale niekoniecznie żywe, ponieważ to drożdże umierające i rozkładające się powodują fermentację, jak każda gnijąca substancja. Takie, najogólniej mówiąc, są fundamenty chemicznej teorii fermentacji, dopóki francuski naukowiec Pasteur nie rozpoczął badań nad fermentacją. Louis Pasteur (1822-1895) urodził się we francuskim mieście Dole. Louis dorastał w dużej przyjaznej rodzinie. Pomimo złego stanu zdrowia i braku funduszy Pasteur z powodzeniem ukończył studia, najpierw w college'u w Arbois, a następnie w Besançon. Po ukończeniu tu studiów licencjackich, w 1843 wstąpił do Wyższej Szkoły Powszechnej, która kształci nauczycieli do szkół średnich. Po ukończeniu szkoły w 1847 r. Pasteur zdał egzaminy na tytuł docenta nauk fizycznych. A rok później obronił pracę doktorską. Wtedy Pasteur nie miał jeszcze 26 lat, ale już zyskał sławę dzięki swoim badaniom w dziedzinie struktury krystalicznej. Młody naukowiec udzielił odpowiedzi na pytanie, które pozostało przed nim nierozwiązane, pomimo wysiłków wielu czołowych naukowców. Odkrył przyczynę nierównego wpływu wiązki światła spolaryzowanego na kryształy substancji organicznych. To wybitne odkrycie doprowadziło później do powstania stereochemii - nauki o przestrzennym rozmieszczeniu atomów w cząsteczkach. Również w 1848 roku Pasteur został profesorem nadzwyczajnym fizyki w Dijon. Trzy miesiące później obejmuje nowe stanowisko profesora nadzwyczajnego chemii w Strasburgu. Pasteur brał czynny udział w rewolucji 1848 roku, a nawet wstąpił do Gwardii Narodowej. W 1854 roku Pasteur został mianowany dziekanem nowo utworzonego Wydziału Fizyki i Matematyki Uniwersytetu w Lille. Ten region Francji słynął z przemysłu cukrowniczego i fermentacyjnego. Właściciele lokalnych fabryk wielokrotnie zwracali się do Pasteura z prośbą o pomoc w racjonalizacji produkcji, ulepszaniu jej, kierując się najnowszymi osiągnięciami nauki. Zapoznawszy się z pracą fabryk, Pasteur nie mógł nie dojść do wniosku, że współczesna wiedza naukowa w tej dziedzinie była więcej niż skromna, co skłoniło go do rozpoczęcia badania fermentacji. Zaczął studiować to zagadnienie. Efektem jego badań była monografia. Pierwszy opublikowany pamiętnik poświęcony był fermentacji mlekowej. Zrobiło to szczególnie duże wrażenie w świecie naukowym, gdyż była to nowa fermentacja – wszystkie dotychczasowe badania dotyczyły głównie fermentacji alkoholowej. „Pasteur przeprowadził wszystkie swoje badania nad fermentacjami, aby dowiedzieć się, w jakim stopniu jego własne dane doświadczalne mogą potwierdzić lub obalić chemiczną teorię fermentacji” – pisze A.A. Imshenetsky w swojej pracy o naukowcu.„Wyniki jego eksperymentów można podsumować następująco. 1. Do zajścia fermentacji powietrze, wbrew opinii zwolenników chemicznej teorii fermentacji, nie jest potrzebne. Fermentacja mlekowa przebiega bez dostępu powietrza w taki sam sposób jak alkohol. To pozwala nam podać ogólną formułę „fermentacja to życie bez tlenu”. Dla uzasadnienia tej tezy wyjątkowe znaczenie miało odkrycie przez Pasteura fermentacji masłowej, wywołanej przez bakterie ściśle beztlenowe, które nie tylko nie potrzebują tlenu, ale ten ostatni działa na nie jak trucizna. Przed tym odkryciem uważano, że życie bez tlenu jest niemożliwe i nieprzypadkowo Gay-Lussac powiązał odporność produktów w puszkach Apper na rozkład z brakiem tlenu w puszkach. Odkrycie beztlenowców spotkało się z silnym sprzeciwem Brefelda i innych naukowców, ale okazało się na tyle przekonujące, że wkrótce zostało uznane przez wszystkich. 2. Każda fermentacja jest powodowana przez określony patogen. Pasteur jako pierwszy ustalił, że fermentacja kwasu mlekowego wiąże się z rozwojem drobnoustrojów różniących się morfologią od drożdży. Kwas masłowy powstaje w wyniku żywotnej aktywności szczególnego rodzaju drobnoustroju. Fermentacja kwasem octowym i alkoholem oraz fermentacja mocznika mają swoje patogeny. Nie ma nic dziwnego w tym, że Pasteur, opierając się na aktualnym stanie taksonomii niższych organizmów roślinnych, nie zawsze nadawał prawidłowe nazwy opisywanym przez siebie organizmom. Przypisał więc bakterie kwasu masłowego przedstawicielom świata zwierząt, oznaczonym bakteriami kwasu octowego jako Mycoderma itp. Wszystko to nie zmieniło głównego wniosku - różne fermentacje są powodowane przez różne drobnoustroje. 3. Fermentacja wiąże się z życiem drobnoustrojów, z ich rozmnażaniem, a nie ze śmiercią i rozkładem, jak uważali zwolennicy chemicznej teorii fermentacji. Masa drobnoustrojów podczas fermentacji stale rośnie, a fermentowane przez nie substancje są również wykorzystywane przez drożdże do budowy ich ciała. 4. Do fermentacji w ogóle nie jest konieczna obecność cząstek substancji białkowych (glutenu) w pożywce, które według zwolenników teorii chemicznej wprawiają w ruch i przenosząc je na inne cząstki, powodują w ten sposób fermentację lub rozkład . Fermentacja cukru z wytworzeniem alkoholu lub kwasu mlekowego może zachodzić w środowisku, które w ogóle nie zawiera białka, a jedynym źródłem azotu jest związek nieorganiczny, np. siarczan amonu. Wyniki badań eksperymentalnych Pasteura zadały decydujący cios teorii Liebiga. Jego zwolennicy nie potrafili już wyjaśniać fermentacji przez przenoszenie ruchu cząstek i kojarzyć jej ze śmiercią, z rozkładem gnijących substancji. Ale już na samym początku lat sześćdziesiątych Berthelot wyraził wprost ideę, że tak ograniczony biologiczny punkt widzenia nie powinien zadowalać fizjologa, a tym bardziej chemika. Na podstawie danych termochemicznych Berthelot twierdził, że fermentacja i aktywność życiowa komórek drożdży nie są ze sobą powiązane, ponieważ do syntezy żywej substancji drożdży nie ma potrzeby dopływu energii z zewnątrz. Rozwój biochemii i fermentologii coraz bardziej skłaniał wybitnych uczonych do powrotu do idei Berthelota. Stopniowo zwiększała się liczba odkrywanych „enzymów rozpuszczalnych”, czyli enzymów, i możliwe stało się prowadzenie bezkomórkowej hydrolizy di- i polisacharydów, rozkładu białek i różnych procesów oksydacyjnych. Wszystko to doprowadziło do tego, że K.A. Timiryazev w wykładzie w 1895 roku stwierdził: „... Berthelot, spierając się z Pasteurem, zwrócił uwagę, że pogląd na fermentację jako proces chemiczny leżący u podstaw obserwowanego przez Pasteura zjawiska fizjologicznego - że pogląd ten wynika z nieuchronnego historycznego przebiegu rozwoju wszystkich nauki ścisłe, aw szczególności fizjologia, zgodnie z którą złożone zjawiska sprowadza się do prostych, aw konsekwencji fizjologiczne - do fizycznych i chemicznych.I jak widzimy, już historia uzasadnia poprawność tego odniesienia do niej przez Berthelota. . " Trzeba powiedzieć, że Pasteur nigdy nie negował udziału enzymów w fermentacji. Tak, byłoby to nielogiczne, skoro będąc chemikiem nie wyobrażał sobie przemiany cząsteczki w alkohol bez łańcucha reakcji chemicznych zachodzących wewnątrz komórki: „… dodam, że zawsze było to zagadką dla mnie, na jakiej podstawie sądzą, że byłbym zakłopotany, gdyby dokonano odkrycia rozpuszczalnych enzymów w fermentacji lub gdyby udowodniono, że przemiana cukru w alkohol zostałaby udowodniona niezależnie od żywotnej aktywności komórki. Nie ma wątpliwości, że badania nad fermentacją bezkomórkową, badania z sokiem drożdżowym i innymi preparatami przyniosły dużą wartość. To oni umożliwili ustalenie tego schematu fermentacji, w szczególności alkoholu, który był zawarty we wszystkich podręcznikach i jest obecnie powszechnie uznawany. „Ale wszystkie te badania odpowiadają na pytanie „jak” zachodzi ten proces”, zauważa AA Imshenetsky, „ale nie odpowiadają na pytanie „dlaczego” to harmonijne, to niezwykle złożone funkcjonowanie enzymów w komórce drożdży stało się możliwe i „dlaczego „Ci lub inne procesy fermentacji.Jest to tylko uszczegółowienie głównej idei, którą wtedy rozwinął Pasteur, a nie kontrast między chemiczną teorią fermentacji a biologiczną. Pasteur po raz pierwszy, jako genialny biolog, udzielił wyczerpującej odpowiedzi, dlaczego powstały fermentacje. Wyjaśnił celowość tych procesów i wykazał, że są one niezbędne do życia komórek, a gdyby nie miały charakteru adaptacyjnego, nie mogłyby powstać w naturze. Czasami zapomina się o tym w badaniach chemicznych. Pasteur zwrócił uwagę na energetyczne znaczenie fermentacji i wykazał, że mają one znaczenie ekologiczne. W swoich badaniach wielokrotnie zwraca uwagę na wielką rolę, jaką w zmianie środowiska odgrywają produkty własnej aktywności życiowej mikroorganizmów fermentacyjnych. Stwierdzając, że jeden typ drobnoustroju wypiera inny przez produkty jego własnej życiowej aktywności, Pasteur rozwiązuje jeden z najciekawszych problemów ekologicznych. W tym miejscu należy również zauważyć, że w przeciwieństwie do współczesnych badaczy niemieckich, porzucił on poszukiwania uniwersalnej pożywki, na której mogłyby rosnąć wszystkie bez wyjątku drobnoustroje, i po raz pierwszy zastosował pożywkę opartą na ekologii, tj. istnienie drobnoustrojów. Dlatego mamy prawo uważać Pasteura także za twórcę wciąż rozwijającej się młodej gałęzi mikrobiologii – ekologii mikroorganizmów. Rozwiązanie zjawiska fermentacji miało ogromne znaczenie praktyczne nie tylko dla francuskiego winiarstwa, które poniosło ogromne straty z powodu „choroby winiarskiej”, ale odegrało również wyjątkową rolę w rozwoju nauk biologicznych, praktyki rolniczej i przemysłu. Dogłębna znajomość natury fermentacji pozwala kontrolować ich procesy. Jest to bardzo ważne przy pieczeniu, produkcji wina i produkcji wielu substancji spożywczych. Autor: Samin D.K.
▪ Lingwistyczna teoria Humboldta
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ Powstała klasa materiałów o zmiennych właściwościach mechanicznych ▪ Odkurzacz automatyczny Anker Eufy X8 Pro ▪ Prędkość odczytu dysków SSD SanDisk X210 505 MB/s ▪ Aparat Panasonic Lumix DMC-FZ70 z 60-krotnym zoomem optycznym
▪ sekcja serwisu Twoje historie. Wybór artykułu ▪ artykuł Opowieści arabskie. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Czym jest nieruchomość? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Drugie odkrycie kawitacji. Laboratorium naukowe dla dzieci ▪ artykuł Anteny ultrakrótkofalowe. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Zniknięcie szklanki wody. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony