发酵是人类历史上不可或缺的过程,自古以来,这一现象便伴随着人类的饮食与文化。根据考古学家的研究,早在公元前5000年,古人类就已开始利用发酵来制作各种饮品和食物。然而,人类对于这一过程的了解,却经历了漫长的历史演变,尤其是在18世纪和19世纪,科学家们如路易·巴斯德(Louis Pasteur)对发酵的研究为我们今日的理解奠定了基石。
发酵是一种厌氧代谢过程,将糖转化为酸、气体或酒精。这一过程不仅存在于酵母和微生物中,人体在缺氧的情况下,例如长时间运动时,也会进行发酵。这时,乳酸在肌肉中积累,使得我们能持续运动,即使氧气供给不足。虽然发酵产生的ATP(腺苷三磷酸)少于有氧呼吸,但其发生速度却较快。
“发酵的过程是自然界中最古老且最基本的生物化学反应之一,它影响了人类的饮食和文化。”
在路易·巴斯德之前,科学家们对于发酵的理解相对混乱。其中,尤斯图斯·冯·李比希(Justus von Liebig)认为发酵是由酵母与空气和水接触所导致的分解过程,而查尔斯·卡尼亚德·德·拉·图尔(Charles Cagniard de la Tour)与细胞理论创始人德奥多尔·施旺(Theodor Schwann)则主张酒精发酵依赖于酵母的生物过程。巴斯德在其研究中发现,酵母的适当成长和活动是发酵过程的关键。
1860年,巴斯德在法国里尔(Lille)的一所大学中首次观察到了负责酒精发酵的微生物。据说他的某位化学学生求助于他,因为他的甜菜酒厂在酿造过程中屡次失败。巴斯德进行了一系列实验,发现了酵母在进行酒精发酵时,呈现不同的形状变化。
“随着我们对发酵过程的理解逐步深入,生活中的许多食品与药物制造技术也得到了显著的提升。”
在19世纪之前,科学界普遍认为微生物甚至某些小动物会自发产生。这一理论最初由亚里士多德提出,并有多位科学家进行了支撑和解释。然而,巴斯德对这一理论进行了批评与实验,最终他证明了微生物的出现是由空气中的微粒引起的,而非自发生成的结果。
时至今日,发酵的过程仍广泛应用于药物、饮品及食品的制造。许多药物如抗生素便是通过发酵过程制造的。例如,藉由发酵植物类固醇迪奥赛基(diosgenin)来制作皮质类固醇药物。各式各样的酒类,如市面上可见的各种沙龙酒和果酒,亦都是发酵和蒸馏工艺的产物。
由此可见,从古至今,人类对发酵的利用不断演变,且其对人类文明的影响深远而多样。或许我们可以思考,随着科技进步,未来的发酵技术将会如何进一步改变我们的饮食与健康习惯呢?