Осахаривая крахмал, можно получить спирт из зерен различных злаков, из картофеля и других крахмалистых продуктов. А при выработке спирта из сахарной свеклы брожению подвергают сладкую патоку.
Значит, в каждом случае, когда нужно из сахара получить спирт или из спирта — уксус, пользуются брожением.
Но что такое брожение? Ученые считали, что это результат химического взаимодействия веществ. Но почему тогда процесс брожения так капризен?
И Пастер приникает к окуляру своего микроскопа. В капле свекольной патоки, взятой из «здоровых» чанов, он видит множество крошечных шариков. Они желтоватого цвета, а внутри каждого шарика мерцают странные светлые точки. Пастер знает, что именно такие шарики находили все исследователи во всех случаях брожения.
Но что это за шарики?
И вдруг он видит, что некоторые из шариков, лежащих кучками и цепочками, выпускают боковые отростки, ветвятся, делятся. Они растут и размножаются, эти шарики! Значит, они живые!
Пастер поражен. И тут он вспоминает, что за несколько лет до этого другой французский ученый, Каньяр Тур, наблюдал такую же картину.
«Несомненно, что именно эти живые шарики вызывают брожение и превращают сахар в спирт», — заявил тогда Каньяр Тур.
«Если это так, — думает Пастер, — то, значит, все виды брожения вызываются такими же крошечными, невидимыми простым глазом существами».
Но почему все же нет спирта в «больных» чанах винокуренного завода? Пастер рассматривает каплю патоки, взятой из этих чанов, и недоумевает. Куда девались живые шарики? Их здесь нет и в помине. Но, присмотревшись, он видит другое: массу еще более мелких палочкообразных существ, которые, сцепившись в длинные нити, вибрируют и прямо-таки кишат в патоке.
Исследуя свекольный сок с такими палочками, Пастер не нашел в нем спирта, но зато обнаружил много молочной кислоты. Именно такая кислота образуется в молоке при его скисании.
В каждой капле кислого молока оказалось много таких же точно живых палочек, что и в «больных» чанах с винокуренного завода. Видимо, эти палочки, образуя молочную кислоту, и заквашивают молоко, превращают его в простоквашу.
«Не значит ли это, — заключил Пастер, — что палочки молочно-кислого брожения мешают шарикам, вызывающим спиртовое брожение?» Поселившись в свекольной патоке, палочки питаются сахаром, но превращают его не в спирт, а в молочную кислоту, при избытке которой шарики спиртового брожения нормально жить не могут. Значит, если оградить бродильные чаны от проникновения в них палочек молочно-кислого брожения, то шарики будут развиваться нормально и превратят сахар в спирт.
Пастер понял, что он сделал значительное научное открытие.
«Теперь ясно, — думает он, — что есть существа невидимки, которые являются истинной причиной брожения. И человек может и должен найти способ управлять работой этих крошечных существ».
Какая поразительная мысль! Почти двести лет прошло с тех пор, как люди впервые увидели микробов. Но никто не подозревал их истинной роли. А ведь они производят огромную работу. Миллионы литров спирта, необходимого для промышленности и медицины, море вина различных сортов, неистощимые реки пива — все это результат работы «маленьких животных». Человек не знал о них, а они всё же работали на него. А теперь люди смогут проникнуть в тайны этих существ. И кто знает, сколько полезного смогут они еще дать человечеству!
Есть ли более увлекательная задача для ученого-исследователя? И Пастер — химик становится Пастером — исследователем микробов.
Много ли знал Пастер о микробах в этот решающий час своей жизни? Да почти ничего. Поэтому он пытается наверстать упущенное. Дается это нелегко. Ведь к тому времени «маленьких животных» Кирхера и Левенгука, Спалланцани и Тереховского почти вовсе позабыли.
Было время, когда микробы вызывали любопытство у одних, живой интерес — у других. Разглядывать невидимок в микроскоп было модным занятием. Ученые наблюдали, зарисовывали и подробно описывали обитателей капли воды. Но постепенно интерес иссяк. Возиться с невидимками казалось бесплодным занятием. И люди обратились к другим делам, а на «маленьких животных» махнули рукой.
И вот теперь открытие Луи Пастера вновь привлекло к микробам всеобщее внимание.
Сотни ученых направили свои микроскопы на обитателей невидимого мира. Они изучили природу организмов, вызывающих спиртовое и молочно-кислое брожение, и нашли им место в общем ряду микроорганизмов.
Палочки, вызывающие появление молочной кислоты, оказались микроскопическими растениями — бактериями. А шарики спиртового брожения — микроскопическими грибами. Конечно, не следует путать их с нашими маслятами, рыжиками и боровиками. То, что мы называем в обиходе грибами, — не грибы, а только плодовые тела — органы размножения некоторых грибов. Любители собирать грибы знают, что под ножкой любого груздя, подосиновика или другого гриба в почве, среди прелых листьев и прошлогодней хвои, всегда есть какой-то белый налет. Если на этот налет посмотреть в сильную лупу, можно заметить, что он состоит из массы переплетенных нитей. Вот это и есть настоящий гриб или, как говорят, грибница.
Примерно так же, как грибница, устроены и микроскопические грибы. Их можно видеть даже невооруженным глазом. Это плесень. Та самая, что образуется на лежалом хлебе, загнивающих фруктах, на сырых стенах домов.
Посмотрите на плесень в лупу, и вы увидите множество крохотных, очень красивых растений. Каждое состоит из тончайших нитей — грибницы. Над грибницей поднимаются тоненькие столбики. На вершине некоторых столбиков сидят круглые головки, а в головках — куча мелких спор, зародышей будущих грибков. Есть и такие столбики, которые не имеют головок, а ветвятся на верхушке, точно маленькое деревце. Каждая веточка сложена из маленьких шариков. Это тоже споры.
И вот оказалось, что живые шарики, вызывающие брожение, — ближайшие родственники плесеней. Это одноклеточные микроскопические грибки. Их назвали дрожжевыми грибками и установили, что одни дрожжевые клетки предпочитают жить и размножаться в пивном солоде, другие — в виноградном сусле, третьи — в свекольной патоке, и т. д. Эти мельчайшие, так похожие друг на друга существа оказались весьма различными по своим прихотям.
Луи Пастер обнаружил дикие дрожжи «сахаромицес пастерианус», которые вызывают порчу пива — помутнение и горький вкус (увеличение в 1000 раз).
Так постепенно накапливались знания о дрожжах и их свойствах.
А что делал в это время Пастер?
Он продолжал деятельно работать. Ученый ездил по стране, заглядывал в чаны винокуренных и пивоваренных заводов и всюду искал микробов. И надо сказать, что его поиски не были безрезультатными.
В эти годы Франция подписала торговое соглашение с Англией на поставку французских вин. Эти вина славились на весь мир, и англичане, подписавшие соглашение, были очень довольны. Но, когда партии французских вин стали прибывать в Англию, оказалось, что их никто не хочет покупать. Вина были испорчены: горькие, вязкие, маслянистые.
Что же случилось с хорошими французскими винами?
Этим вопросом и занялся Пастер. Он поехал на свою родину, в сельскую местность, ходил там по домам крестьян — виноградарей и виноделов — и собирал разные сорта вин. Он уже знал, что именно дрожжи превращают виноградный сок в вино, и теперь был заранее уверен в том, что есть еще какие-то микроскопические существа, которые мешают дрожжам, портят их работу.
Ведь именно так обстояло дело в бродильных чанах со свекольной патокой.
Предположение оправдалось. Когда Пастер посмотрел в микроскоп на каплю горького вина, он нашел там десятки тысяч бактерий, собранных в красивые нити вроде бус. В вине с вязким вкусом оказались уже другие бактерии, а в маслянистом — третьи.
Тогда Пастер объявил, что он может определять вкус и качество любого вина, не беря его в рот. Виноделы, конечно, не поверили. И все же собрались у Пастера. Им хотелось посмеяться над этим, как они думали, свихнувшимся человеком. Однако повеселиться виноделам не пришлось. К их удивлению, Пастер смотрел на каплю вина в микроскоп и безошибочно ставил диагноз: «здоровое» вино или «больное», и если больное, то какой именно болезнью.
Но Пастер не только поразил своих земляков. Он дал им нечто большее.
«Хотите, чтобы ваши вина больше не болели? — спросил он их. И, не ожидая ответа застывших от удивления слушателей, продолжал: — Знайте же, что, если подогреть вино тотчас после того, как закончилось брожение, подогреть его только немного, до температуры в шестьдесят градусов, и лишь на тридцать минут, все посторонние микробы будут убиты и вино не испортится».
Рецепт, «прописанный» Пастером, действовал безотказно. Французские вина были спасены.
Аппарат орлеанского торговца вином Россиньоля, построенный в 1867 году для исправления испортившегося вина прогреванием по методу, предложенному Пастером в 1866 году.
В дальнейшем этот метод получил в честь Пастера название «пастеризации» и стал широко применяться для сохранения различных скоропортящихся продуктов.
В эти годы Пастер жил уже в Париже. Он занимал там пост директора научного кабинета Парижской педагогической школы и оборудовал при школе небольшую лабораторию для исследований.
Имя Пастера-ученого стало широко известным. Он был еще и хорошим лектором. Люди охотно собирались, чтобы послушать его воодушевленную речь во славу крошечных существ, которые денно и нощно беззвучно и невидимо работают на благо человека.
Пастер читал свои лекции и, наверное, даже не подозревал, что самые великие его открытия еще впереди.
Началось с того, что Пастера пригласили принять участие в лечении шелковичных гусениц. Опыт шелководства был перенесен в Европу из Китая, и крестьяне на юге Франции успешно разводили тутового шелкопряда, из коконов которого получают натуральный шелк.