Спиртовое брожение

Вопрос о причинах, вызывающих спиртовое брожение, с давних пор привлекает внимание ученых. Хотя давно было известно, что брожение вызывается дрожжами, но лишь в 1836— 1837 гг. было установлено, что дрожжи являются низшими растениями (грибками). Из этого открытия был сделан вывод, что распад сахара на спирт и угольную кислоту связан с жизнедеятельностью организмов («виталистическая» теория брожения). Этой теории Либих противопоставил «механическую» теорию брожения, согласно которой жизнь дрожжей есть явление, лишь случайно совпадающее с брожением; само же брожение вызывается присутствием нестойких, разлагающихся органических веществ. Движения распадающихся молекул передаются молекулам сахара, благодаря чему и происходит их распад.

Проведенные Пастером (1857) исследования спиртового брожения показали, что возникновение брожения всегда связано с попаданием из воздуха зародышей бродильных грибков и что предварительное кипячение жидкости, приводящее к гибели микроорганизмов (стерилизация), и фильтрация воздуха через слой ваты совершенно предохраняют бродильный субстрат от явлений брожения.

В 1871 г. М. М. Манассеина показала, что брожение может идти и без живых микроорганизмов. Этот вывод был впоследствии подтвержден Бухнером (1897). Оказывается, если дрожжи растереть с мелким кварцевым песком и профильтровать дрожжевой сок через очень мелкопористые фильтры, задерживающие все дрожжевые клетки, живые и мертвые, то получившийся клеточный сок, несмотря на отсутствие живых организмов, а следовательно, и явлений жизнедеятельности, обладает способностью вызывать брожение сахара. При этом ничтожное количество клеточного сока вызывает изменение громадных количеств сахара. Таким образом, казалось несомненным, что превращение сахара вызывается каталитически каким-то веществом, имеющимся в клеточном соке; впоследствии выяснилось, что это вещество, названное зимазой, в действительности представляет собой смесь нескольких ферментов.

Последующие исследования процесса спиртового брожения привели к выводу, что распад сахара на спирт и углекислоту есть лишь окончательный результат ряда химических реакций, из которых каждая, по-видимому, вызывается особым энзимом.