干酪制造酵母及微生物實驗分析圖像顯微鏡

在活細(xì)胞中發(fā)生的無數(shù)化學(xué)反應(yīng)的一個共同特點(diǎn)就是，這些反應(yīng)的
速度大大決于那些非生命環(huán)境中所發(fā)生的類似反應(yīng)。其中最突出的
一個例子就是肌肉收縮。當(dāng)肌肉發(fā)生收縮時，利用了大量的能量，
而且還必須是在極短的時間內(nèi)利用這些能量。要解釋活細(xì)胞中這種
反應(yīng)速度的加快現(xiàn)象，就必然會想到反應(yīng)中存在催化劑。催化劑廣
泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程，對它們的特性已做過多方面的深入研究。
對于來源于生物的特殊形式的催化劑，采用“酶”這個術(shù)語來表示
，也就是“在酵母中”的意思，用酶這個詞也歷史地反映出我們對
酶的性質(zhì)方面的許多知識是通過對酵母及其他微生物的研究取得的
。因此，酶被定義為可以加快特異的反應(yīng)速度(盡管它不影響反應(yīng)
最終建立的平衡狀態(tài))，及在反應(yīng)終止后還能從反應(yīng)混合物中回收
的生物來源的分子。

  酶的另一個基本特點(diǎn)就是它們自身的濃度也可以影響反應(yīng)速度
，所以我們可以這樣認(rèn)為，通過改變酶的濃度就可以巧妙地控制代
謝反應(yīng)進(jìn)行的程度。除了利用酶濃度能進(jìn)行這類控制外，酶本身的
催化活力也易受控制。在這種情況下，雖然酶濃度不變，但酶影響
一種特殊反應(yīng)的能力卻可能起了變化了。在肌肉收縮和舒張時，雖
然肌肉中的酶組成基本上是相同的，然而處在這兩種肌肉活動狀態(tài)
時，所進(jìn)行的各種反應(yīng)過程卻是很不相同的。

  從最早有記載的時候起，人們就已經(jīng)在酒精生產(chǎn)和干酪制造中
利用了酶的性質(zhì)。起初這種利用純屬偶然，并難以控制。但隨著時
間的進(jìn)展，很可能人們開始了解到溫度及其他一些因素能影響這個
所謂的發(fā)酵過程，并無意識地記錄下了生物化學(xué)中的這第一步。以
后一個時期進(jìn)展緩慢，直到十八世紀(jì)末期和十九世紀(jì)初期，才著手
對發(fā)酵過程做了許多詳細(xì)的研究。這一時期的主要貢獻(xiàn)屬于施旺(S
chwann)和巴斯德(Pasteur)的工作，施旺認(rèn)識到酵母是一種能把糖
轉(zhuǎn)化成酒精和二氧化碳的植物，巴斯德研究了氧氣對發(fā)酵過程的影
響，并分析了許多不同發(fā)酵過程的最終產(chǎn)物。不幸的是，在這個時
期進(jìn)一步的研究受到廣泛流傳的生機(jī)論(Vitalism)的阻礙。

  生機(jī)論認(rèn)為有機(jī)化合物的合成必須有生命力，而且這種生命力
只存在于活的有機(jī)體中。最后布許納(Buchner)證明，利用已除去
活酵母的酵母提取液可以使糖發(fā)酵，從而為詳細(xì)研究酶的化學(xué)和物
理特性鋪平了道路。

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