Pasteur jest znany jako jeden z założycieli współczesnej bakteriologii i przez wielu uważany za „ojca bakteriologii i mikrobiologii”. Kim więc był Ludwik Pasteur? Jakie były jego niezwykłe odkrycia?
Przypadek sprzyjał posiadającemu odpowiednią wiedzę Pasteurowi
Ludwik Pasteur urodził się 27 grudnia 1822 roku w Dole we Francji jako syn garbarza Jean-Josepha Pasteura i Jeanne-Etienne Roqui. W 1839 roku zapisał się do Collège Royal w Besançon i uzyskał tytuł licencjata przed przyjęciem do École Normale Supérieure. W École Normale Supérieure studiował chemię, fizykę i krystalografię (badanie substancji krystalicznych w skali atomowej). Ukończył studia w 1847 roku, prezentując swoje dwie prace dyplomowe, jedną z chemii, a drugą z fizyki.
Pasteur krótko pracował jako profesor fizyki w Dijon Lycée w 1848 roku, a następnie został profesorem chemii na Uniwersytecie w Strasburgu. W 1854 został mianowany dziekanem nowego wydziału nauk na Uniwersytecie w Lille, gdzie rozpoczął studia nad fermentacją.
Walka Pasteura z poglądem o spontanicznym powstawaniu życia
Pasteur rozpoczął pracę nad fermentacją pracując w mieście Lille na północy Francji. Najpierw postanowił obalić dominującą teorię, że fermentacja była spowodowana rozkładem, którą z powodzeniem obalił. Następnie wykazał, że to właśnie drożdże odpowiadają za fermentację poprzez wytwarzanie alkoholu z cukru. Ponadto Pasteur odkrył, że niektóre organizmy, w tym drożdże, były w stanie żyć bez dostępu powietrza. Nazwał je organizmami beztlenowymi i sformułował słynne twierdzenie, że „fermentacja to życie bez tlenu”. (1) W ten sposób stworzył teorię roli żywych mikroorganizmów w fermentacji. Około 1860 roku wykazał, że mikroorganizmy pojawiają się i rozwijają nie przez samoistne generowanie, ale dzięki zarodnikom zarówno w powietrzu, jak i w żywności. Uzasadniało to również teorię, że za niektóre choroby zakaźne odpowiedzialne są drobnoustroje.
To odkrycie pomogło Pasteurowi wykazać, że mikroorganizmy są odpowiedzialne za psucie się napojów, takich jak mleko, piwo i wino. W 1866 roku Pasteur stworzył proces, który później stał się znany jako „pasteryzacja”, aby przeciwdziałać skutkom psucia się żywności. Proces ten polegał na podgrzewaniu płynów do temperatury od 60 do 100°C przez określony czas. Proces ogrzewania zabija większość bakterii i pleśni już obecnych w płynach, bez zmiany ich głównych właściwości. Produkty pasteryzowane są z kolei mniej podatne na zepsucie i mają dłuższy okres przydatności do spożycia. Dzięki pasteryzacji świeże mleko, które zwykle psuje się po kilku godzinach, można było przechowywać przez 1-2 tygodnie. Proces ten został później zastosowany do piwa, wina i innych produktów.
Pasteur udowodnił ponadto, że gdy mikroorganizmy zanieczyszczają wino, powstaje kwas mlekowy, który powoduje kwaśność wina. (2) W 1861 Pasteur stwierdził następnie, że gdy drożdże były wystawione na działanie powietrza przetwarzały mniej cukrów. (3) To niższe tempo fermentacji stało się znane jako „efekt Pasteura”. (4)
Praca Pasteura nad fermentacją alkoholową
W 1856 roku jeden z uczniów Pasteura, którego ojciec był miejscowym wytwórcą wina, zwrócił się do niego o radę w sprawie zapobiegania kwaśnieniu alkoholu z buraków. To skłoniło Pasteura do rozpoczęcia prac nad optymalizacją procesu fermentacji.
W następstwie klęski Francji w wojnie francusko-pruskiej w 1870 roku, Pasteur postanowił wykorzystać swoje badania, aby pomóc francuskim producentom piwa stać się prawdziwym konkurentem dla niemieckiego przemysłu piwowarskiego, który w tamtym czasie rozkwitał. Jego badania wykazały, że stosowany wówczas proces produkcyjny mógł doprowadzić do zanieczyszczenia drożdży przez środowisko panujące w browarze. W rezultacie piwa mogły szybko skwaśnieć i nie nadawały się do przechowywania. Pasteur opowiadał się za warzeniem piwa w kontrolowanym środowisku z jak najmniejszym kontaktem z powietrzem podczas fermentacji i pasteryzacji w butelce, aby ustabilizować napój i zapobiec dalszej fermentacji. Dzięki temu nowemu procesowi francuskie piwo mogło być produkowane, przechowywane i wysyłane w dużych ilościach bez ryzyka zepsucia. Ten nowy proces sprawił też, że produkcja piwa we Francji stała się potężnym przemysłem. (5)
Ponadto zrozumienie zjawiska fermentacji oznaczało, że można było hodować i selekcjonować najbardziej odpowiednie fermenty do zasiewania przefermentowanych produktów. Zidentyfikowano drożdże piwne Saccharomyces cerevisiae i rozpoczęto hodowlę czystego szczepu. Drożdże stały się osobnym produktem i po raz pierwszy produkowano je przemysłowo.
Dodatek określonych szczepów drożdży zapewnia szybszą, stabilniejszą i bardziej przewidywalną fermentację. Umożliwia także producentom piwa, wina, chleba i innych produktów większą kontrolę nad profilami smakowymi ich produktów.
Wszystko to było możliwe dzięki pracy Pasteura nad zrozumieniem i kontrolą procesu fermentacji.
Liczne inne osiągnięcia Pasteura
Prace Pasteura nad mikroorganizmami zostały również wykorzystane do opracowania zasad antyseptyki i aseptyki. Co więcej, w tym czasie badał również choroby jedwabników i udało mu się wyeliminować Pébrine, czyli „chorobę pieprzu”, która uniemożliwia larwom zwijanie włókien jedwabiu w kokony. Odkrył także szczepionkę przeciw wściekliźnie i opracował szczepionkę przeciwko cholerze u kur, wąglikowi i diamentowej chorobie skóry u świń. Pasteur zdobył międzynarodowe uznanie za odkrycie szczepionki przeciw wściekliźnie, a założony w 1888 roku Instytut Pasteura miał na celu zwalczania wirusa wścieklizny.
Jego prace nad asymetrią molekularną miały również duży wpływ na rozwój współczesnej chemii wraz z pojawieniem się stereochemii, która skupiała się na przestrzennym rozmieszczeniu atomów w cząsteczkach.
Louis Pasteur zmarł 28 września 1895 r. w Marnes-la-Coquette w Seine-et-Oise, pozostawiając po sobie bogactwo badań i odkryć, które nie tylko sprzyjały innowacyjnym zastosowaniom praktycznym, ale nadal kształtują sposób, w jaki patrzymy na otaczający nas świat
