轉載：巴斯德（2）：酒和牛奶

 

作者：苦丁山

巴斯德當年第一次出門求學就因為戀家而棄學。從這表現看，巴斯德應該是有點宅的性格。

大概他自己也沒想到後來他會繞著法國到處跑，每次搬家，少的幾十裏，多的七、八百裏。

他的出生地，法國東部的阿爾布瓦，是個小地方。說是個鎮，可是這鎮到如今也就三千來人。巴斯德出生那年，1822年，估計這地方也就是一條小街，百十個人。那時候鎮裏的街道連青石板都沒有，就是泥土和各種牲畜的糞便。下雨的時候滿地泥漿裹著糞便在車轍裏微微湧動，鄉親們必須穿高幫木靴才好出門。

他畢業之後，先是到了第戎，然後到了四百裏地之外的斯特拉斯堡，下一站更遠了，到了八百裏之外的裏爾。最後在巴黎常住，而巴黎離他家鄉多爾也得有六百裏地。

當然這多半也不是說他自己樂意搬家。人吧有能耐了就得找地方使勁。他25歲上發表論文，證明酒石酸旋光性是因為分子的立體結構在起作用。這讓他在法國化學界有了地位，於是好些個大學紛紛邀請他去任職。

第戎本來是離家最近的地方，不過他在第戎沒呆幾天。在第戎的工作是在一個高中教物理。但是巴斯德現在對自己的功力已經找到了感覺，知道自己前途在化學不在物理，於是很快就轉到斯特拉斯堡大學做化學教授。

在斯特拉斯堡有一段插曲很有點傳奇。或許是因為出生地處在德法交界之地，巴斯德這人，雖然是個法國人，個性和作為讓人覺得更像是個德國人：高效，務實，嚴謹，甚至有些刻板和粗暴。他的科研方法和感悟力是沒得質疑的，但說到浪漫情懷那似乎就不是他的特長。可是他到斯特拉斯堡大學才兩個星期就做了一件驚煞人的壯舉：他直接給學校校長寫信，要求娶校長的千金。

須知那時候巴斯德隻不過是一個初出茅廬的年輕後生，雖然有教授的名分，但剛剛參加工作，銀行裏是沒有積蓄的。而且巴斯德以他那種德國式的誠實，跟校長坦承自己沒錢也沒地位，能作為優點寫在信裏的就是“工作努力，身體健康，而且沒有不良嗜好”。就這麽個路人甲的簡曆，他居然真的娶到了校長千金，至於這個是校長慧眼識珠，還是歪打正著，似乎誰都沒有留下故事，咱就不去猜想了。

1854年，巴斯德跑到裏爾去當了兩年的裏爾大學理科係主任。兩年時間在巴斯德將近50年的職業生涯裏不算長，但是在裏爾他做了一件事，後來讓法國人把他敬為半仙。

因為他挽救了法國一大重要產業：造酒業。

造酒可能是人類曆史最長的化學工業了。七千年前的古埃及文物裏就有酒的殘跡。這不算太奇怪。酒的產生是因為糖的酵解。而糖的酵解是地球生命最早的生命能源。任何生命要能活下來都得不斷有能量補充。我們比較熟悉的能量來源大概就是食物氧化。但是地球上剛剛有生命的時候，有兩件事情可以注意一下。第一，那時候的生命很原始，沒有動物，沒有植物，隻有很多連細胞核都還沒長出來的單細胞生物，就是一些細菌和真菌。第二，那時候沒有氧氣！

是的。地球上剛有生命的時候是沒有氧氣的。那得等到幾億年之後，藍綠菌大量出現，才因為光合作用而產生了越來越多的氧氣。

我們現在怎麽得到能量？我們是靠吃飯。我們吃的飯裏麵有碳水化合物，就是糖。糖可以氧化，氧化的過程中產生了三磷酸腺苷，簡稱ATP。這個就是能量。汽車燒的是汽油，我們的細胞燒的就是ATP。

可是在沒有氧氣的歲月裏，那些原始細菌和真菌們怎麽過日子？

那就是靠糖酵解。酵解的意思就是在沒有氧氣的情況下也能把糖“發酵”分解了，然後產生ATP，於是就得到能量。

這些能酵解糖份的古老真菌裏麵，有一種叫做酵母菌。酵母菌分解糖份產生能量的時候會有兩個副產品，一個是乙醇，另一個是二氧化碳。

第一個副產品讓人類得到了酒。第二個副產品讓人類得到了麵包。

當然這是我們現在知道的。古代的人不知道酒是這麽來的。他們知道的就是，如果果汁放在桶裏一直沒喝，過了十幾天再喝，有一些桶裏的果汁就有了一種奇怪的衝勁，喝下去之後人會瘋瘋癲癲的，還會覺得自己特別有本事，有時候還能看到神仙來跟自己說話。古人把這種神奇的變質果汁叫做酒。他們喜歡喝酒產生的那種迷幻狀態，於是就想辦法有意的讓果汁變成酒。

那時他們不知道酵母是什麽東西，就隻是憑經驗知道要釀好酒，就要控製好溫度、時間，還得把酒桶酒壇子給封口。那時沒人知道需要往桶裏放酵母。但是因為酵母菌是地球最早的居民之一，可謂無處不在，所以他們在把葡萄榨成汁的時候就自然有酵母菌帶入果汁裏。隻不過因為這些酵母菌不是有意選取的，碰上是哪種就是哪種，所以酒的質量和口味就完全是靠運氣。如果說有一點什麽能夠控製的，就是尋找不同的地方種葡萄（於是能沾染不同的酵母菌），以及用不同的水源（水裏可能含某種“優質”酵母菌）。

法國人在探索釀酒條件方麵做得很成功，所以那時法國的酒能遠銷歐洲各國。

但是有個問題讓法國的酒商們很苦惱：他們的酒，雖然釀出來的時候很不錯，但是如果運到國外訂戶那裏，有時候等酒運到了，味道卻變酸了，沒法喝了。於是不但整桶酒都報廢，這一路的開銷也都打了水漂，人家還不給你付賬。我訂的是酒，你拉一桶醋來給我，我幹嘛要給錢？

酒商們不知道酒怎麽就能變酸了。那時微生物學還沒產生。一些化學大牛們，比如李比希，說果汁能變酒，是因為果汁裏麵的白蛋白能夠振動，能把自己震碎了，震碎的時候順便就把果汁裏麵的糖給震散了，散了之後就變成了酒。

這種理論聽起來“言之成理”，就是這白蛋白怎麽的就會振起來了，沒人能說明白。就好象老前輩說針灸好使，一根針紮下去就有“氣”走到膻中或是神闕什麽的，可是這“氣”長啥樣，怎麽個走法，沒人見過，不知道到底是個啥東西。因為真相不明，也就沒法知道這白蛋白的振動為什麽會這麽即興，有時候給振出酒，有時候給振出醋來。

酒商們很愁苦，找不著解決辦法。

巴斯德1854年來到裏爾大學。這裏爾是法國最主要的產酒地區，城裏大概一半人口都跟酒廠有些瓜葛。巴斯德當時手下一個學生的家裏就是釀酒的。這學生回家跟他老爸學說了一下這個新教授的名聲，他老爸就說哦，這教授這麽厲害？那咱能不能跟他打聽一下這酒怎麽的就會變酸了？

巴斯德有很多德國人的品性，但有一點他很像法國人，就是愛國心特別強烈，當然他的愛國心不是表現在罵別的國家不好，或是要跟誰打仗搶回來一個小島之類的。他的愛國就是說看到咱國家的人有啥難處了他著急，想幫著解決問題。

所以那個釀酒大爺來學校找他，問咱的酒為啥會變酸，他沒嫌棄老頭沒念過書，沒說二話就跟老大爺去到他的釀酒廠查看情況。

現場查看看不出啥蹊蹺，他說這不行，得用儀器。我實驗室有顯微鏡。你把好酒和酸酒都給我裝幾瓶，我帶回實驗室瞅瞅。

回到實驗室，顯微鏡下這麽一看就真有了發現：好酒裏麵能看到一些小圓球。這些圓球不是什麽能振動粉碎的白蛋白。而是酵母菌，是一種活物。它不但不會震碎了，反而能繁殖增長，在顯微鏡下當時就能看到它們在不斷增多。

而那些變酸了的酒裏卻找不到酵母菌，找到的是一種杆狀的細菌。

巴斯德有了個猜想：酒的產生跟酵母菌有關係。而酒會變酸就很可能跟那些杆菌有關係。

當然，做科學研究，有猜想隻是第一步。你得有確切的觀察結果來證實你的猜想，才能算是科學結論。

於是巴斯德做了一連串的實驗，用不同的成分來嚐試釀酒，然後看看有什麽結果，再把所有的結果做個對比，這結論就很明顯了。

他做的那些實驗，和各種組合產生的結果，簡單地列個表，就是這樣的：

實驗一：白蛋白溶液，在釀製條件下培養。無發酵反應。
實驗二：葡萄汁，在釀製條件下培養。無發酵反應。
實驗三：葡萄汁加酵母菌，在釀製條件下培養。產生酒和新的酵母菌。
實驗四：葡萄汁加酵母菌加杆菌，在釀製條件下培養，產生酸酒。

（說明一下：巴斯德是訓練有素的化學家，他在專業的化學實驗室裏做實驗，所用的原料和試劑都是高度純化的，所以他的葡萄汁是不會像古埃及人的葡萄汁那樣帶有“野生”的酵母菌的。）

根據這一組實驗結果，足可以得出結論：酵母菌是產生酒的關鍵，而那種杆菌是破壞酒的元凶。

巴斯德還做了其他一些測定，更進一步肯定酵母菌是把果汁變成酒的關鍵因素，比如他發現酵母菌繁殖的程度跟產酒程度成正比。用一個簡單的比方來說，假如酒裏看到十萬個酵母菌，酒的濃度是5%。等到你能看到二十萬個酵母菌的時候，酒的濃度就是10%。

而且，巴斯德還發現，發酵有很多種，比如酒的發酵，麵包的發酵，奶酪的發酵，泡菜的發酵，這些都是酵母菌導致的，但是不是同一種酵母菌。不同的酵母菌會導致不同的發酵，產生不同的產品。

現在我們知道了酵母菌是果汁變酒的根源，而那些杆菌是讓酒變酸的根源，所以釀製好酒的關鍵就是尋找合適的酵母菌品種，並且探索最適合這種酵母菌生長的條件。同時要防止酒裏麵混入那些杆菌。

那時候巴斯德還不知道怎麽能消滅這種杆菌，但是知道了原因，就可以嚐試清洗有這種杆菌的容器，盡量避免讓果汁受到汙染。而且，要運到國外的酒，上路之前可以先抽樣檢查有沒有這種杆菌，如果有，那就不能付運了，等運到了肯定變酸。趕緊換一桶吧。

這當然沒有根本解決問題。酒還是有變酸的，但總不至於是酒都運到外國了才發現是酸的，於是賠了運費還收不到貨款。法國酒業這時候還不能說是徹底翻身，但至少沒有繼續下滑。

更徹底的解決方法要再等十年，等到巴斯德的微生物致病理論基本成型之後。

1864年，拿破侖三世（不是那個拿破侖·波拿巴，是波拿巴的侄兒）問巴斯德有沒有更好的辦法，從根本上解決酒變酸的問題，讓法國的這個支柱產業真正繁榮起來。巴斯德當時回到家鄉度假。對於巴斯德這種人來說，做研究也跟度假一樣好玩，於是他就開始琢磨。

他十年前知道了酒變酸是因為那些杆菌在搗亂，而那個時候歐洲人在跟細菌周旋多年的經曆裏也慢慢地積累了不少新發現。比如意大利牧師（沒錯，是個牧師。文藝複興之後的歐洲，牧師們對科學研究其實很做了不少貢獻。當然他們多半會在公開演講裏把這些功勞歸於上帝）發現把食物煮沸之後立即密封保存的話，食物就不會變質。巴黎一位大廚也發明了一種食物保存方法，就是把食物裝在玻璃罐裏，密封之後再煮熟，這樣處理過的食物，在常溫下放置幾個月都不壞，這很解決了戰場士兵的口糧問題，他也因此獲得一份大獎。

這些方法都是用煮沸來殺死食物裏的細菌。那麽是不是也可以用加熱的方法來殺死酒裏麵的那些杆菌，於是可以避免酒被它們破壞？

巴斯德跑到家鄉的釀酒廠裏（法國不光是裏爾有釀酒廠。法國哪兒都有酒釀廠），重新開始做他的那些釀酒實驗。他在早先做過的實驗的基礎上，增加了一個處理環節：加熱。

剛開始他是把整桶原汁（果汁加酵母菌）給煮了，然後就等著果汁變酒。可是沒成功。果汁這麽一煮就不產酒了。原因很簡單：高溫不僅能殺死杆菌，也能殺死酵母菌。酵母菌殺死了，果汁就不能發酵產酒了。

那就加熱之後冷卻，然後再加入酵母菌。

這個成功了。果汁能釀成酒，而且因為果汁經過加熱，裏麵的杆菌殺死了，所以釀出來的酒就不再會變酸。

但是巴斯德是在實驗室裏做這些實驗。實驗室裏容易保持無菌操作。而在釀酒廠這種工業化生產環境裏，很難保證果汁加熱之後，在後來的一係列操作裏不會再次被杆菌汙染。

那麽調整一下加熱的時機，改在酒已經釀出來之後，對酒進行加熱？

這也成功了。這樣處理過的酒確實也不再變酸。而且可以在加熱之後立即封裝，不讓雜菌有機會混進去。這樣封裝的酒就幾乎不再有變酸的了。

但是這種方法有個重大缺點：高溫加熱之後，那些杆菌固然是殺死了，可是酒的口感也就大打折扣，於是法國名酒就跟隔壁趙大娘家自己釀的米酒沒多大區別了。

巴斯德接著尋找新的變數。

還有什麽可以調整的嗎？

比如快速加熱或是緩慢加熱？比如直接燒熟或是隔水加熱？比如用不同的溫度加熱？

最後的實驗結果證明，溫度的高低是關鍵：如果把酒加熱到50-60度之間，隻需要很短時間就能殺死那些有害細菌，而酒的口感卻不受影響。

這就是舉世聞名的巴氏消毒法，就是用低於沸點的溫度來殺死食物裏的有害微生物，而不會破壞食物的口味和營養成分。

就用這麽一個似乎技術含量不高的處理方法，就徹底解決了酒變酸的問題。那以後法國酒業就真的是騰飛了。

我們現在提到巴氏消毒法，更多的時候是把它跟牛奶而不是跟酒聯係在一起，這裏麵有個道理。雖然巴氏消毒法本來是為了酒而發明的，但是後來發現它也能用來消毒牛奶之後，它的身價就上升了一個數量級。那以後它的功能就不再限於給酒增加口感，而是具有了防病救人的重大意義。

原因呢是這樣：那時候的歐洲人，跟咱現在一些養生大師一樣，堅信“天然的是最好的”，所以他們喝牛奶都不加熱。他們認為牛奶一加熱就失去了珍貴的營養要素。

現在我們知道，生牛奶裏沒有什麽一加熱就消失的神奇要素，倒是大量存在各種細菌、病毒和寄生蟲，包括結核杆菌，大腸杆菌O157:H7型，沙門氏菌，李斯特菌，傷寒杆菌，白喉杆菌。

生牛奶裏有這麽多種致病微生物，怎麽那些歐洲人還這麽傻呼呼的堅持喝生牛奶？他們喝下去不會拉肚子發高燒嗎？

這是因為那時候人們還沒學會科學的判斷什麽原因會導致什麽結果，也因為那時候能活到成年的人，對生牛奶裏的大部分致病微生物已經產生了免疫力。

這句話的關鍵詞是“能活到成年”。

這話聽起來很輕鬆，但是您如果真的活在那個時候，您就會發現活下來不是這麽容易的。

不說那時候各種感染疾病和各種療效可疑的無厘頭“藥物”，就說牛奶吧。那時候，如果一個剛生了孩子的母親，不幸沒有乳汁分泌，或者有乳汁不用而決定用牛奶來喂養自己的孩子，像這樣單純用牛奶喂養的嬰兒，頭3個月內的死亡率能高達92%（J. H. Hotchkiss, 2001）。

不誇張地說，那時候讓嬰兒喝牛奶跟喝毒藥沒多大區別。

當然，那時候能要人命的不光是生牛奶。以那時的醫學知識水平，人隻要能活下來就需要感謝上蒼。即使不喝生牛奶，完全母乳喂養，那時新生兒死亡率仍然有33%。基本上每生三個孩子就必然有一個會夭折。

所以，那些能挺過嬰兒期活下來的人，都是命特別大的。當初挺過來了，那麽他們對這些細菌的大部分就有了免疫力。因為這種病魔錘煉之下產生的免疫力，那些成年人繼續喝生牛奶，多數時候不會立刻出現致命的症狀——但還是有很多人會生病，隻是那時候的觀察和檢驗技術不高，大家沒有意識到疾病是生牛奶引起的，尤其是一些進程緩慢的疾病，比如結核病。

對於成年人來說，生牛奶的一個大問題就是它能傳播牛型結核病。

現代醫學成熟之前，那時候的人類，除了黑死病那樣的大型瘟疫，死亡率最高的日常疾病就是結核病。因為結核病能傳染，而那時候患上結核病就隻能等死，就像現在的艾滋病。實際上，結核病的一個外號就叫“白色瘟疫”（體內的結核病灶是灰白色團塊）。工業革命之前的歐洲，單單在英國，每年就有幾千人死於結核病（那時候全英國總共也隻有兩千萬人）。而結核病的一個重要亞型，牛型結核病，就是通過生牛奶傳播的。

那時還沒有發現抗生素，對結核病、腸炎、傷寒、白喉等等感染性疾病，唯一能做的就是預防。而巴氏消毒法就是一個很有效的預防措施，它能消滅牛奶裏的所有致病微生物。

不過，就跟賽麥爾維斯的醫生洗手技術遭到抵製一樣，巴氏消毒法剛出現的時候，也有很多人嗤之以鼻，認為那會破壞牛奶的純天然。

最早嚐試大麵積推行巴氏消毒法的人，是一個連鎖店老板，美國梅西連鎖店業主之一，名叫內森·斯特勞斯。斯特勞斯的孩子早夭。他的兒科醫生告訴他，孩子死亡的原因就是因為喝了生牛奶，染上了傳染病。斯特勞斯於是決心做點什麽，免得別的孩子步自己孩子的後塵。他請教兒科醫生有什麽辦法避免牛奶導致的疾病，兒科醫生告訴他，巴斯德十年前就發明了巴氏消毒法，隻不過很多人不願意嚐試。

斯特勞斯選了紐約藍道爾島的一個兒童收容院做試點，自己掏錢讓收容院安裝設備，對所有牛奶使用巴氏消毒法滅菌。

那是1897年。那時的美國，疾病防治觀念雖然比亞非洲大部分國家要有進步，但比歐洲還是落後了一大截，衛生防疫措施基本是零。加上那時抗生素還沒被發現，所以人口死亡率還是很高。在那個藍道爾島兒童收容院，年度死亡率高達44%。

斯特勞斯讓這個收容院實施了巴氏消毒法之後，下一年全院兒童死亡率下降到20%。

這期間收容院沒有任何其他的技術改革。唯一的變化就是給牛奶做了消毒，用巴氏消毒法。

僅此一項改變，就讓院裏的兒童死亡率下降了55%。

根據1997年美國亞特蘭大疾病防治中心的報道，現在跟食物有關的疾病裏，由牛奶導致隻占0.2%，而且無一例死亡病例。所以現在牛奶被列為最安全的食品之一。

當然，現在的牛奶消費技術有了改進，使用的是高溫短促（2-3秒）消毒法，這樣既能滅菌，又能最大限度地保持牛奶原來的口味。

但是巴斯德的貢獻仍然是不能低估的。在這個問題上，重要的不是用什麽技術，而是那個概念，牛奶需要滅菌的概念。

 

轉載自《新語絲月刊》2005年9月號