12.拓展课堂六：巴斯德还做了什么？

同学们好，我是曾建川，欢迎和我一起拓展。

在主课里，我介绍了几千年前的苏美尔人，已经在运用古老的“生物技术”来酿造啤酒；然后，我用比较短的篇幅，讲述了十九世纪下半页，法国人路易斯.巴斯德通过实验，找到了葡萄酒变质的原因，并且总结出三条发酵食品的生产准则。我们发现，苏美尔人的做法，竟然和其中的两条准则，不谋而合。

需要知道的是，已经流传了几千年的食物发酵方法，一般认为，可以被称为是传统的生物技术。人们掌握并且使用着这些技术，几千年下来，用得炉火纯青。然而始终没有人知道，这神奇的发酵过程，究竟是如何发生的，又是如何发展的。

这就好像我小的时候，曾经看见邻居大娘做豆腐，整个过程是如此神奇。大娘手法纯熟，一道一道复杂的工序，被她操练得精准无误，最后她像变魔法一样，端出一大块热腾腾的新鲜豆腐。我无法抑制我的好奇，想知道为什么白白的豆汁，竟然能变成块状的豆腐。大娘瞪我一眼，说，这有什么好奇怪？豆腐不就是这么来的吗？

是啊，人们操练了几千年的技术，似乎不需要去问为什么。然而巴斯德认认真真地问了为什么，然后更加认真地去思考和实验，他所做的这些事，弥补了一个几千年的空缺，人们认为，从巴斯德开始，发酵这项技术，才算是真正能够用于工业化操作。

记得吗，在主课里，巴斯德之前的法国葡萄酒，是没有办法卖到英国去的，因为它们会在路途上变质。后来巴斯德解决了这个问题，法国人从此可以更多地、工业化地生产葡萄酒，因为，不再只是周边附近的人能享用这些葡萄酒，英国、甚至更远国家的那些人，也都能享用有名的法国葡萄酒了。如此一来，法国葡萄酒的生产，才真正从地方作坊式的，变为了国际工业化的。

于是，巴斯德被后来的人们认为是“现代生物技术之父”。

听到这里，同学们已经接触到“传统生物技术”和“现代生物技术”两个概念。现在，你对“传统”和“现代”这两个词，有什么新的感受吗？

在拓展课堂里，我想继续拓展讲述路易斯.巴斯德的故事。我在前面刚刚提到，因为巴斯德所做的工作，他被后来的人们认为是“现代生物技术之父”。那么，我们就需要比较详细地来看一看，巴斯德究竟做了些什么工作，有些什么样的发现？他又是怎么做到的呢？

让我们一起回到十九世纪中下页的法国，这时的巴斯德，在葡萄酒商人们那里，已经积累起不小的名声。据说，神奇的巴斯德，根本连尝都不用尝，就知道变质的葡萄酒是什么味道，是那种酸腐味儿的？还是发苦的味道。

其实，巴斯德对变质葡萄酒味道的辨别，依靠的是——看，在显微镜下看。

在1856年的时候，巴斯德看到了，酸腐味儿的葡萄酒在显微镜下是什么样的。它们是一些密密麻麻、不断摆动的小杆状物质。此时的巴斯德已经知道，这些小杆状的物质，是一种细菌。

你知道，细菌的英语单词是bacteria，在巴斯德看到变质葡萄酒里的小杆状细菌之前二十多年，一位德国科学家艾伦伯格也观察到了杆状的细菌，他用希腊语中表示“棒子、杆子”的词bakterion作为词源，将细菌命名为bacteria。当然，我们现在知道，细菌除了杆状，还有球状、螺旋状等等许多种形状。

回到巴斯德那里，他看到的是乳酸杆菌。和酵母通过发酵将糖转变为酒精不同的是，乳酸杆菌将糖变为了乳酸。于是，葡萄酒当然就变酸了。

那么，发苦的那些变质酒，又是怎么回事呢？巴斯德看到，这种变质酒里面的细菌，是链状的。

不同的细菌，对应不同的味道，让葡萄酒商人们大呼神奇的门道，就是这么简单。

从主课里我们已经知道，巴斯德发现了葡萄酒变质的原因、并且给出了生产准则，按照那些准则进行葡萄酒的生产，就能极大地增长保质期。

如果你是巴斯德，你会就此打住吗？

作为科学家的巴斯德，探究一件事情的本质，是他的习惯性思维。他要找到“发酵”背后的一切奥秘。也就是，过去几千年，人们一直凭着经验在做、却一直没能试图搞明白的道理，现在，巴斯德决心要把它搞明白。

1876年，巴斯德在一个属于微生物的世界里，描述了“发酵”的前因后果。那大约是这样一幅图景——

对于微生物来说，它们是从数十亿年前几乎无氧的地球世界，一路走过来的。无氧发酵，很可能是它们用以产生能量的一种正常的方式。那么，发酵，就是微生物在做无氧呼吸运动。

我们知道，酵母菌，是一种在有氧环境和无氧环境里都能生长的单细胞微生物。当它们面对不同的环境，其中空气含量的多少就像一个响铃，提醒酵母菌采用不同的生存方式——

氧气足够时，它们可以进行有氧呼吸，同时将糖分解为二氧化碳和水。这对它们来说，似乎也更轻松一些，因为此时的酵母菌，可以大量繁殖；

当氧气缺乏时，酵母菌就需要利用无氧发酵的方式来获取能量，然而，这显然是个痛苦的过程，从它们急剧下降的繁殖能力就能看出来：此时的酵母菌，繁殖效率仅为有氧条件下的百分之五。

然而缺氧的酵母菌仍然需要努力地生存下去，它们不得不在无氧发酵中，消耗大量的糖，同时产生出乙醇酒精和二氧化碳。

说到这里，你有没有想起来，自己吃过的那种酵母面包？它们是如此松软可口，还带有一丝丝甜酒的特殊香气，那么你觉得，这种特殊的甜酒香，是从哪里来的呢？

回到巴斯德那里，他关于发酵的描述，在当时的学术界引发了激烈的争论。争论的核心点，就在于“微生物”！巴斯德是如此坚信，“没有微生物就不可能有发酵”，他当然有理由相信这一点，因为他从显微镜里，一次次地看到那些生长过程中的微生物，无疑就是它们，在让发酵顺利进行啊。

然而，和巴斯德一样，同为化学家的德国人李比希如影随形地反驳着他，我用了“如影随形”这个词，是因为，他们俩人关于这个问题的争论，一直持续了一生，谁也没能说服谁。

李比希将巴斯德所说的微生物，嘲笑为是“那些小动物”，他说：“认为是那些小动物引发了发酵的人，就像小孩子一样天真可笑。难道小孩子说，莱茵河的水，是因为河边水车的滚动，才流动起来的。我们也要相信他吗？”

发酵的故事，看起来还没有讲完。那么，我们就一同期待下一讲吧。