Михаил Энгельгардт - Луи Пастер. Его жизнь и научная деятельность

Брожение может заключаться в простом распадении сложной частицы (например, частица сахара распадается на две частицы молочной кислоты или на спирт и углекислоту), а также и в окислении (например, уксуснокислое: спирт окисляется в уксусную кислоту). Но и в том, и в другом случае процесс начинается только вследствие “соприкосновения с гниющим веществом; это гниющее тело называют ныне ферментом” (“Химические письма”).

На практике вещества обеих групп большею частью смешаны. Например, в молоке есть казеин и сахар. Казеин, азотистое вещество, начинает разлагаться от простого соприкосновения с кислородом и дает толчок сахару, который распадается, образуя молочную кислоту. В вине есть белковое вещество и спирт. Белковое вещество разлагается от соприкосновения с кислородом и дает толчок спирту, который тоже начинает окисляться, превращаясь в уксусную кислоту.

Процесс брожения, как мы видим, чисто химический; жизнь тут ни при чем; он возбуждается действием кислорода: непосредственным (гниение) или при посредстве другого вещества (собственно брожение).

Эту теорию, довольно складную и стройную, Либих развивал, изменял, “приспособлял” к новым открытиям с той же гибкостью ума и силой диалектики, защищал с тем же остроумием, страстностью и упрямством, какие обнаруживал он во всех своих теориях, верных и ошибочных.

Мы привели цитаты из “Химических писем”, относящихся к 1859 году, когда теория Либиха господствовала, хотя уже была опровергнута. Опровергнута Пастером, который при первых же шагах убедился, что брожение не химический, а биологический процесс, что оно связано с жизнью, вызывается живыми существами и без них не может совершаться. Мысль эта высказывалась и раньше: Тюрпеном в 1838 году, Мичерлихом и Каньяр-Латуром в 1828 году, вероятно и в более отдаленные времена, быть может еще в классической древности, если порыться хорошенько в старых фолиантах.

Но эти догадки оставались бесплодными и с появлением контактной теории были заброшены как “научно-поэтический бред”, по выражению Берцелиуса. Ко времени Пастера контактная теория утвердилась в науке.

Немудрено: мнения Каньяр-Латура или Тюрпена противоречили очевидности, опровергались бесчисленными, повседневными фактами, явлениями, которые всякий может видеть и наблюдать. Во-первых, есть случаи брожения, при которых мы не замечаем никаких ферментов, никаких дрожжей. Таковы, например, все случаи собственно гниения.

Во-вторых, даже там, где дрожжи необходимы, они могут быть заменены любым азотистым веществом, несомненно “мертвым”: белком, казеином, рыбьим клеем, мясом и прочим. Бросьте в сахарную воду немного яичного белка, клочок мяса – брожение начнется, хотя и не так быстро и энергично, как от дрожжей. Прибавьте в разведенный спирт свекловичного сока: спирт начнет бродить, превращаясь в уксусную кислоту. Не ясно ли, что наличие фермента – ни при чем в процессе брожения. Пусть будут дрожжи – растение, грибок, живой организм, как доказал Каньяр-Латур, – но раз они могут быть заменены яичным белком, свекловичным соком и тому подобным, то значит, они действуют просто как разлагающееся вещество.

Эти факты приводятся в тогдашних учебниках химии (например, Тенара, Распайля, Мичерлиха) как незыблемая основа химической, или контактной, теории брожения.

Кроме того, теория Либиха подкупает своей гармонией с наглядной, внешней стороной процесса. Она согласуется с нашими впечатлениями. Мы видим, что щепотка дрожжей, брошенная в чан с тестом, заставляет всю эту массу пучиться, подниматься, изменяться, киснуть, выделять газы. Результат так внушителен, а причина так мизерна, что мы невольно склонны придавать ей только роль толчка. Нам кажется, что тесто – или сусло, или брага — “сами” бродят, раз получив толчок.

Еще: во время брожения (пива, вина и прочего) образуется грязный осадок. Он появляется после начала брожения и кажется нам отбросом – продуктом, следствием этого процесса; наблюдение говорит против того, кто усматривает в этом осадке причину, виновника брожения.

Еще: в разлагающемся веществе появляется всякая нечисть: плесень, муть, грибки, инфузории. Опять-таки, они появляются после начала гниения, порождаются – с виду – гниением; на этом факте была даже основана целая теория “самозарождения”.

Пастер в возрасте 43 лет в годы работы над проблемой самозарождения.

Это согласие теории с фактами, по-видимому, прочно установленными, равно как и с повседневными наблюдениями, обеспечило ей торжество и живучесть. Идти против нее – значило “идти против очевидности”. И немало пришлось работать и воевать Пастеру, пока он доказал ученому миру, что эта очевидность – такой же обман чувств, как движение светил по голубому своду неба, тоже “очевидное”.

Он начал свои исследования с молочнокислого брожения. Оно заключается в превращении сахара в молочную кислоту и происходит при скисании молока (молочный сахар превращается в кислоту, под влиянием которой казеин молока свертывается), при заквашивании капусты, свеклы, огурцов, различных кормов и сена (“силосованные” корма). Оно может происходить и в пивном или винном сусле, где при нормальном ходе брожения сахар распадается на спирт и углекислоту под влиянием дрожжевого грибка. При известных условиях, дающих перевес другим грибкам, сахар может образовать молочную кислоту, масляную кислоту и другие, отчего сусло портится.

При молочнокислом брожении получается осадок в виде мутной, серой, грязной массы. В ней трудно что-нибудь разобрать при помощи микроскопа, и на первый взгляд она кажется отбросом, побочным продуктом брожения.

Заподозрив в ней причину этого процесса, Пастер проверил свое предположение опытом.

Он перенес частицу сероватой слизи из осадка в жидкость, специально приготовленную, чтобы служить питательной средой для предполагаемого фермента. Посеянная в ней частица слизи немедленно начала действовать, началось брожение и образовался осадок, в котором уже легко было различить с помощью микроскопа организованный фермент в виде маленьких округлых телец – бактерий молочнокислого брожения.

Посеянный в соответственную жидкость, этот микроорганизм всякий раз вызывал в ней молочнокислое брожение, длившееся, пока он оставался живым, развивался, размножался и действовал на окружающую среду.

Эти опыты были первыми опытами искусственного изолирования и культивирования микробов, – первым шагом бактериологической техники, так далеко ушедшей в настоящее время.

Далее Пастер изучил маслянокислое брожение, при котором сахар превращается в так называемую масляную, или бутировую, кислоту, и убедился, что оно возбуждается своим особым ферментом: бактерией маслянокислого брожения.