發酵是人類歷史上不可或缺的過程,自古以來,這一現象便伴隨著人類的飲食與文化。根據考古學家的研究,早在公元前5000年,古人類就已開始利用發酵來制作各種飲品和食物。然而,人類對於這一過程的了解,卻經歷了漫長的歷史演變,尤其是在18世紀和19世紀,科學家們如路易·巴斯德(Louis Pasteur)對發酵的研究為我們今日的理解奠定了基石。
發酵是一種厭氧代謝過程,將糖轉化為酸、氣體或酒精。這一過程不僅存在於酵母和微生物中,人體在缺氧的情況下,例如長時間運動時,也會進行發酵。這時,乳酸在肌肉中積累,使得我們能持續運動,即使氧氣供給不足。雖然發酵產生的ATP(腺苷三磷酸)少於有氧呼吸,但其發生速度卻較快。
“發酵的過程是自然界中最古老且最基本的生物化學反應之一,它影響了人類的飲食和文化。”
在路易·巴斯德之前,科學家們對於發酵的理解相對混亂。其中,尤斯圖斯·馮·李比希(Justus von Liebig)認為發酵是由酵母與空氣和水接觸所導致的分解過程,而查爾斯·卡尼亞德·德·拉·圖爾(Charles Cagniard de la Tour)與細胞理論創始人德奧多爾·施旺(Theodor Schwann)則主張酒精發酵依賴於酵母的生物過程。巴斯德在其研究中發現,酵母的適當成長和活動是發酵過程的關鍵。
1860年,巴斯德在法國里爾(Lille)的一所大學中首次觀察到了負責酒精發酵的微生物。據說他的某位化學學生求助於他,因為他的甜菜酒廠在酿造過程中屢次失敗。巴斯德進行了一系列實驗,發現了酵母在進行酒精發酵時,呈現不同的形狀變化。
“隨著我們對發酵過程的理解逐步深入,生活中的許多食品與藥物製造技術也得到了顯著的提升。”
在19世紀之前,科學界普遍認為微生物甚至某些小動物會自發產生。這一理論最初由亞里士多德提出,並有多位科學家進行了支撐和解釋。然而,巴斯德對這一理論進行了批評與實驗,最終他證明了微生物的出現是由空氣中的微粒引起的,而非自發生成的結果。
時至今日,發酵的過程仍廣泛應用於藥物、飲品及食品的製造。許多藥物如抗生素便是通過發酵過程製造的。例如,藉由發酵植物類固醇迪奧賽基(diosgenin)來製作皮質類固醇藥物。各式各樣的酒類,如市面上可見的各種沙龍酒和果酒,亦都是發酵和蒸餾工藝的產物。
由此可見,從古至今,人類對發酵的利用不斷演變,且其對人類文明的影響深遠而多樣。或許我們可以思考,隨著科技進步,未來的發酵技術將會如何進一步改變我們的飲食與健康習慣呢?