中外科学家发明家丛书:巴斯德-第2部分

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献。　

　　　　　巴斯德的研究工作揭示了酒石酸的“同分异构”现象。这一科研成果对　

立体化学起了决定性的推动作用，并开辟了新的途径。　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　三、发酵之迷　



　　　　　1854年9月，巴斯德被任命为法国北部里尔理学院教授兼教务长。　

　　　　　1856年的夏天，制酒商M·比尔找到巴斯德，说他的甜菜糖发酵酒精出　

了毛病，糖液变酸了，请巴斯德帮他找出事故的原因。巴斯德当时并不懂得　

发酵，但他还是同意帮助比尔查找问题的原因。每天一有空，他就到比尔先　

生的工厂去。　

　　　　　早在20年前，卡尼亚尔·德·拉图尔在法国、泰奥多尔·施旺在德国就　

分别发现：通过分裂而繁殖的细胞里有一种能使酒精发酵的酵母。他们揣测：　

细胞在生长过程中对糖有影响。柏采雷斯假定，催化作用在有机体内终止。　

　　　　　当时，法国的发酵工业相当发达。为什么在甜菜汁里加进酵母，就能发　

酵成酒精呢？当时的化学家认为，发酵是化学变化。酵母也许是活的生物，　

但一经发酵，酵母就死了。发酵是死了的酵母分子的震动，引起甜菜汁分解　

的结果。　


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　　　　　巴斯德在比尔先生来访前的四个月里，曾想着一个问题“发酵是什么？”　

所以他对比尔提出的这一研究题目非常热心。　

　　　　　巴斯德认为发酵应该是活的酵母引起的。他开始了酵母的实验。　

　　　　　巴斯德把一些酵母液过滤，在过滤液里加些糖和白灰，然后把试管放在　

烘炉里。　

　　　　　一般说，化学变化比较容易观察和证实。把一种化合物，倒入另一种化　

合物，很快就能看出变化。要证明发酵是活的生物引起的变化，得有耐性，　

因为这种变化需要时间，慢得很。巴斯德是个急性子。他一夜又一夜地不睡　

觉，不安地在房间里走来走去，想看看到底会有什么变化。他从烘炉里取出　

一根玻璃管，对着灯光摇一摇，闻一闻。他站着不动，入神地发呆。他把试　

管扔了，用拳头死劲地捶着桌子，自言自语地说：“一定有一种方法，我非　

找出来不可。”他思索着：也许是自己太性急了。　

　　　　　巴斯德这样不厌其烦地试验呀，试验，他做了一百多次试验。最后，酵　

母液发浑了，变成了灰色，他高兴极了。这说明：酵母是活的，它们在活动　

呢，巴斯德小心翼翼地取出一滴发浑的酵母液，放在显微镜下面一看，显微　

镜底下，那些小小的长圆形的小东西都能活动，它们是活的小生物。　

　　　　　巴斯德把从工厂里取回的变酸和未变酸的样品，分别放在显微镜下检　

查。他发现在没有酸的样品中，可以看到成簇的酵母菌，它们是小圆球形的。　

在变酸的样品中，看到的却是小得多的长圆条形的小生物。它们呈单独或不　

规则排列的群体。巴斯德把这种拉长了的球状物叫做乳酸酵母，也叫做酵素。　

现在我们知道这种拉长了的球状物叫做乳酸链球菌。　

　　　　　巴斯德告诉比尔，正常的酒精中只有小圆球形的小生物；而在变酸的酒　

精中，却有比小圆球小得多的长条形的小生物。他要比尔在甜菜中加那种大　

一些的、圆形的发酵小生物。要是在甜菜汁中发现了那种小一些的长条形的　

小生物，就不要了，趁早倒掉。不要再花气力去干那些没有收获的事。巴斯　

德以这种简单的观察法来判断发酵进行的好或不好，使酒精酿造失败的次数　

大为减少。　

　　　　　巴斯德的发现，促进了法国发酵工业的发展。　

　　　　　巴斯德把酵母菌接种到含有酵母浸出物和糖液的试管里，培养后产生典　

型的酒精发酵。把变酸样品的沉淀物接种到含有酵母浸出物、糖液和碳酸钙　

的试管里，培养后产生的产品不是酒精，而是乳酸。　

　　　　　巴斯德把两种发酵与两种形态上不同的生物联系了起来，提出了全新的　

发酵理论，认为发酵的真正原因是微生物。这一观点他是在1857年的《关于　

乳酸的记录》一文中提出的。在这篇论文里。他用改变添加到培养基中碳酸　

钙量的方法，第一次证明了PH对微生物代谢的影响。这篇论文被公认为是经　

典著作，它不仅使人们知道了发酵的本质，还建立了导致传染病里由特定病　

因引起的概念。同时巴斯德在论文中提出了配制培养基的基本原理，即碳源、　

氮源、盐类、维生素和PH等。这篇论文为现代微生物学和微生物化学奠定了　

基础，使微生物学由推测、观察时期，发展到培养时期。　

　　　　　1857年，巴斯德调往巴黎的母校——高等师范学校，担任行政副校长兼　

理科主任，继续从事酒精发酵的研究。找不到适合做研究室的房子，他就把　

一间学校弃置的阁楼改造成研究室。巴斯德在洞穴般的研究室里进行研究工　

作。　

　　　　　在培养酵母的实验中，有一次，巴斯德在培养基中偶然没有加入酵母浸　


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出物，却加了酒石酸铵。接种酵母菌后，酵母菌生长繁殖了。　

　　　　　巴斯德对发酵液中的酒石酸铵进行测定，发现铵盐减少了，也就是被酵　

母菌利用了。　

　　　　　经过进一步的试验证明，酵母菌在没有糖和氮源的条件下能生长；在只　

有糖的培养基中，酵母可以发酵，但不能繁殖；在加有糖和氮源　（酵母浸出　

物或铵盐）的培养基中，酵母菌可以发酵，也能够进行繁殖。　

　　　　　巴斯德在这年12月向法国科学院提出了论述酒精发酵的论文。巴斯德的　

结论是：没有活的酵母菌参与，糖绝不会进行酒精发酵。这说明了有生命的　

酵母菌和糖发酵的酒精之间的因果关系。　

　　　　　在这以后，巴斯德研究了氧气对酵母菌生长和酒精发酵的影响。在有氧　

时，酵母菌生长旺盛。产生1份酵母菌体要消耗8—10份的糖。在无氧时，　

酵母繁殖菌体的量变少，产生1份酵母菌体要消耗60—80份的糖，同时产生　

大量的酒精。这一工作开创了用定量方法研究微生物代谢的先例。酵母菌发　

酵糖除产生酒精和二氧化碳外，巴斯德还测出产有甘油、琥珀酸及测定不出　

来的其他产物。　

　　　　　由于巴斯德研究酒精发酵和乳酸发酵作出了杰出的贡献，法国科学院于　

1860年1月30日授予他实验生理学奖。　

　　　　　从1861年起巴斯德开始研究醋酸发酵和制酸了。他发表了许多将理论和　

工业生产相联系的论文。当时人们对醋酸发酵已有了深入研究，了解了酒精　

经氧化生成醋酸的化学过程。这一概念与德国制醋的方法相同。巴斯德研究　

醋酸发酵后发现，微生物对发酵是重要的，酒转变为醋是由醋酸醭酵母　（醋　

酸菌）完成的。醋酸菌在发酵液表面形成菌膜，有时是平滑的，有时是有皱　

纹的，摸上去有油腻的感觉。醋酸菌的生长需要空气，不然就会死去，它从　

空气中吸取氧，把酒精氧化为醋酸。在发酵过程中，醋酸菌占优势，醋化便　

可成功。如果染有杂菌，醋化就会失败，在醋化完成之后，如果醋酸菌继续　

进行氧化，醋酸便进一步氧化为二氧化碳和水。这就给制醋业带来危害。　

　　　　　为了防止杂菌污染和醋酸菌的进一步氧化，巴斯德提出接种醋酸菌，发　

酵完成之后，用55℃加热的方法抑制醋酸菌和杂菌的活动和生长。用这种方　

法制醋，可提高产量3—5倍，并大大减少了醋酸的挥发。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　四、生物是自然发生的吗？　



　　　　　巴斯德的研究证明，甜菜汁变成酒精是酵母菌活动的结果，它变成酸是　

乳酸链球菌活动引起。可是，酵母菌和乳酸链球菌是怎样来的呢？巴斯德久　

久地思索着。为了继续探讨这一问题，他又着手进行生物自然发生说的研究。　

　　　　　生物自然发生说早在希腊时代就有了。这种理论认为生物只能通过自然　

发生才能产生，时时处处都在进行。16世纪开始有人认为生物只能由生物而　

来，这种观点一度居于优势。17世纪末发明了显微镜并发现了微生物，信仰　

自然发生说的人们把这一问题重新提了出来。在雨水中和暴露于空气中有机　

物的浸出液里，都能观察到极小的生物。对这一观象，部分科学家认为只能　

用自然发生说来解释。著名医生艾尔蒙甚至说：“把一些破烂的碎布和一块　

干牛奶酪放在一起，不消多久，就能变成一只小老鼠。”　

　　　　　巴斯德反对自然发生的说法。他认为，微生物也有它们自己的父母，不　

可能无中生有，自己长出来。要反驳艾尔蒙说的变小老鼠的戏法，还是比较　


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容易的，你只要眼睁睁地守着那破布和牛奶酪，它就怎么也变不出小老鼠来。　

可是，要反驳那种认为甜菜汁中的酵母菌是自己长出来的，却并不那么容易。　

因为酵母菌这种小东西，用眼睛根本看不见。要反驳“自然发生说”的确得　

动一番脑筋。　

　　　　　围绕自然发生说，意大利牧师斯巴兰扎尼和英国的尼达姆之间发生了论　

战。尼达姆认为，经过煮沸然后密封在煮沸容器里的肉汤，可以自然地产生　

微生物。而斯巴兰扎尼反对这一观点。他把肉汤在预先密封的容器煮沸，并　

延长了加热时间。实验证明只要加热的温度在水的沸点以上，防止加热后外　

界空气的进入，肉汤就能长久地保存，而不产生微生物。　

　　　　　1858年12月，法国科学院院士、里昂博物馆馆长普歇正式向法国科学　

院提出一篇《人造空气和空气中自然发生的植物和动物原生体小论》的论文，　

断言“生物自然发生是可能的”。他认为放在空气中的动物和植物，自己能　

长出微生物。　

　　　　　巴斯德不同意普歇的观点，认为这些微生物不是自己长出来的，而是从　

空气中进去后，在那里繁殖起来的。巴斯德没有公开反驳普歇，因为那时他　

手里的证据不足，他要用实验来证实自己的见解。　

　　　　　恩师毕奥知道了巴斯德的想法，就想劝阻他。毕奥说：“巴斯德先生，　

生物是否自然地发生，是个不可能解决的问题，你为什么想要研究这样的问　

题呢？”巴斯德回答道：“因为这个问题和我至今仍在研究的发酵问题有密　

切的关系。引起发酵的是叫酵母菌的微生物，我很想知道它是从那里来的。　

如能彻底解决自然发生说这一问题，那么，我的发酵方面的研究就可以顺利　

进行，所以，这个研究对我是绝对必要的。”恩师担心巴斯德一旦研究下去　

就脱不得身，而且说不定不会有什么确实的证据，还会影响他的其他研究工　

作，但固执的巴斯德还是执意回答：“总得试一试看。”　

　　　　　巴斯德的另一位恩师塞纳蒙听说了这件事，他深信巴斯德的才能，说道：　

　“巴斯德向来都耐心研究一些看来没法解决的问题，结果都解决了。说不定　

这一问题也能被他解决，何不让他去试一试呢？”　

　　　　　巴斯德又开始了新的研究。这时他的研究室从小阁楼转移到校门口守卫　

室旁边的小建筑物里面，虽然仍很简陋，但比小阁楼宽大了。巴斯德有了一　

名年轻的助手名叫裘尔·罗兰。他是高等师范的毕业生，是第一个进入巴斯　

德研究室当助手的人。　

　　　　　开始研究的时候，巴斯德使吸入到容器里的空气先经过塞有棉花的管　

子，空气中的固体微粒便被棉花吸附，棉花变为黑色。结果，溶液腐败了，　

长出了微生物。巴斯德将带有固体微粒的黑色棉花浸泡在易腐溶液——肉汤　

中，观察其是否有微生物生长。巴斯德在另一个瓶子里也装入肉汤，他把肉　

汤煮沸，然后把瓶口的玻璃烧红后，把瓶口封死。这种肉汤不论放置多久，　

总也不会腐败，长不出微生物来。　

　　　　　经过一年的研究，巴斯德终于得出如下的结论：空气中飘浮的东西，除　

了微生物的胞子，都不具有形成生命的条件。　

　　　　　普歇反对巴斯德的这一结论，他认为，微生物是肉汤自己长出来的；生　

物的生长需要自然的空气，至于煮沸肉瓶中的空气是经过加热的，而微生物　

的生长需要自然的空气。　

　　　　　巴斯德为了证明生物是不能自然发生的，接受了化学家兼药剂师巴拉的　

建议，改进了试验的方法。巴斯德特地设计了一种玻璃烧瓶，即“天鹅颈瓶”。　


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巴斯德将肉汤倒入球形瓶中，将球形瓶置于高热火焰中加热煮沸。瓶颈用火　

焰加热后，拉成天鹅吃食样的小管，管口向下开着，不封死，瓶内的肉汤放　

很长的时间也不会长微生物。原来肉汤在煮沸，空气膨胀，把瓶颈中的空气　

排出去了，等冷却后，空气虽然又会回到瓶中去，可是因为空气中的微生物　

是有重量的，（因为它们依附于尘埃之上）它就落在曲颈上，微生物没有腿，　

所以跑不到瓶里去，瓶中的肉汤便没有微生物生长。但若将同样处理的烧瓶　

摇动，使肉汤溅到弯曲细长的管壁，再流回烧瓶，培养后的肉汤就变得混浊，　

证明了有微生物生长，它们是由于尘埃带入的。　

　　　　　普歇仍然不服，他认为巴斯德说的空气中附着于尘埃之上的微生物根本　

不存在。巴斯德认为普歇的反驳是有道理的，怎样证明反流入瓶中的空气中　

一定有微生物呢？巴斯德决定继续实验。　

　　　　　1860年9月10日，巴斯德做了几百个圆肚烧瓶，瓶中不用烧沸的肉汤，　

只用消过毒的肉汤。巴斯德将烧瓶放在水中煮沸几分钟，把瓶中的空气赶出　

去。同时用火焰烧熔瓶颈，拉成细长的小管并封住管口。如果折断小管，外　

界的空气就会带着