Pasteurizācijas stāsts un kā tas mainīja pasauli

2024 Autors: Sherilyn Boyd | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 09:37

Šodien gandrīz visi veikalos pārdotie šķidrumi tiek pasterizēti, lai novērstu baktēriju audzēšanu un šo nevēlamo mikroorganismu izraisītu slimību iespējamību. Pateicoties bagātīgai organiskajai un barības vielai, piens ir viens no visvairāk uzņēmīgajiem šķidrumiem, un FDA to uzskata par drošu tikai par pasterizētu pienu, jo daudzi svaigpiena entuziastu skaudība. Tomēr šeit ir pamats bažām. Pat ar modernajām labākajām praksēm nav iespējams ražot sterilu pienu un zobu kanāla vai tesmeņa floru līdz fekālai piesārņošanai līdz slaukšanas iekārtu tīrīšanai izmantotajam ūdenim, dažādi mikrobi nonāk pienā, ne visi no tiem ir nekaitīgi. Gadsimtu gaitā no piena izraisītas slimības, sākot no tuberkulozes līdz salmonellām, vēdera vēderā, difterijas un daudziem citiem, katru gadu tika nogalināti miljoniem cilvēku. Pat nesen 20. gadsimta sākumā govs piens bija atbildīgs par apmēram vienu ceturtdaļu no visām pārtikas izraisītām slimībām. Turpretim šodien no Amerikas Savienotajās Valstīs ar pienu saistītas slimības mirst tikai apmēram 3 cilvēki, lielā mērā pateicoties pasterizācijai. Šeit tagad ir vēsture un zinātne, kāpēc darbojas piena pasterizācija un kāpēc šis process turpina glābt miljoniem dzīvību katru gadu 154 gadus pēc tā oficiāli atklāšanas.

Cilvēki patērē dzīvnieku piena produktus kopš vismaz 7500 gadiem, neskatoties uz to, ka gēnu mutācijas nav attīstījušās, lai pareizi sagremotu pienu ārpus bērnības, līdz apmēram tūkstoš gadus vēlāk. Gēns, kas atvieglo laktāzes ražošanu cilvēka ķermenī, nepieciešams piena pārstrādei pienā - skatīt Kas izraisa laktozes nepanesamību, parasti tiek izslēgts pusaudža gados. Pateicoties piena produktu kā nozīmīga uztura avota kāpumam, sākotnēji lielākoties siera un jogurta tipa vielām, ko varētu plaši patērēt zemā laktozes satura dēļ un kam bija labāks glabāšanas laiks, tiem, kam bija ģenētisks kvirks, kas ļāva viņiem pieaugušā vecumā ražot laktāzi uzplaukusi, un šī mutācija ātri izplatījās salīdzinoši lielā procentuālā daļa no cilvēku populācijas gadsimtu gaitā. Līdz 4000. pirms BCE (pirms sešiem tūkstošiem gadu) piena ekonomika pastāvēja Centrāleiropā, Āzijā un senajā Ēģiptē, un ar to nāca slimība.

Slimības, kas rodas no taukainas pārtikas, ilgu laiku ir kļuvušas par vienlīdzīgu iespēju nonāvēju. Pastāv spekulācijas, ka Aleksandrs Lielais nomira no salmonellas, kas radies netīro ūdens, pārtikas vai, iespējams, piena dēļ. Anglijas karalis Henry I, iespējams, ir miris slikto zušu ēšanas dēļ. Zinātnieki uzskata, ka pirmā Džeimstauna šķelšanās varēja nokāpt, pateicoties Salmonella uzliesmojumiem. "Piena slimības", kas rodas, dzerot govs pienu, kas ēda augu White Snakeroot, nogalināja Ābrahāma Lincolna māti. Prezidents Zachary Taylor varētu mirt, dzerot ledus pienu. Svarīgi ir tas, ka ar pārtiku saistītā slimība bija diezgan izplatīta pirms Pastera jauninājumiem, īpaši attiecībā uz piena produktiem.

Tātad, kā Pasteur nāca klajā ar savu nozīmīgo inovāciju? 1854. gadā Pasteurs pievienojās Lilles universitātei, kas bija zinātņu fakultātes profesors un dekāns. Tas bija šeit, ka Pasteurs vispirms paņēma problēmu, ka alkoholiskie dzērieni skāba. 1856. gadā pēc tam, kad kāds no viņa skolēniem M. Bigot bija pasūtījis uzdevumu atklāt to, kas sagrāva noteiktu biešu sakņu spirtu, Pasteurs pārbaudīja paraugus zem mikroskopa un atklāja ne tikai sfēriskos raugus, bet arī stieplveidīgo mikroorganismu, Acetobacter aceti, kas izrādās, pārvērš alkoholu uz etiķskābi.

Mentoriski un sistemātiski eksperimentējot gan ar pienskābi, gan spirta fermentāciju, Pasteur secināja, ka fermentācija nav spontānas ķīmisko reakciju veidošanās rezultāts ar fermentu (pēc tā vairākuma viedokļa), bet gan šo mikroorganismu darbs.

1857. gadā Pasteurs atgriezās École Normale kā zinātnisko pētījumu vadītājs un turpināja pētījumu par problēmu. Jo īpaši, 1862. gada 20. aprīlī viņš pabeidza pirmo vingrinājuma testu, pēc tam dzesējot vīnu, lai nogalinātu skalojošās baktērijas. Aptuveni šajā laikā imperators Napoleons III pasūtīja Pasteru, lai glābtu visu Francijas vīna nozari, kuru pārvērst par "slimībām", kuras dēļ vīns ir skābs vai rūgts. Apmēram 1863. gadā Pasteur pārbaudīja dažādas vīna darītavās un secināja, ka Francijā var nebūt nevienas vīna darītavas, vai tās ir bagātas vai nabadzīgas, kur dažas vīna daļas nav cietušas lielākas vai mazākas izmaiņas.

Turpinot pētījumu par šķidruma sildīšanu, Pasteurs, kurš 1865. gadā patentēja savu apkures un dzesēšanas procesu, atklāja, ka vīnu var glābt no skābšanas un saglabāt oriģinālo aromātu, to apsildot līdz tikai 50-60 grādiem pēc Celsija vai 122-140 grādi Fahrenheita Vīna nozarei ātri pieņēma vispārējo pasterizācijas procesu, kas tika plaši pielietots piena ražošanā līdz daudziem gadiem, līdz daudzu cilvēku nožēlojumam.

Tomēr jāatzīmē, ka, tāpat kā gandrīz katrs jauninājums, Louis Pasteur šo vakuumu neatrada. Tāpat kā gandrīz ikkatrs gigantiskais lēciens uz priekšu, tuvāka pārbaude gandrīz vienmēr atklāj gadsimtu pakāpenisku progresu un virza soļus uz šo atklāsmi. Piemēram, daži vēsturnieki uzskata, ka process, kas līdzīgs pasterizācijai, varētu pastāvēt jau 11. gadsimta Ķīnā. Cenšoties saglabāt vīnu, ķīnieši karstu māla trauku piepilda ar svaigu vīnu, pārklāj ar lapām, apzīmogo ar dūņu un pēc tam apglabā vēsā zemē. Pirmais dokumentētais pasterizācijas process (lai gan tas nebija saukts tajā laikā) bija 16. gadsimta Japānā saistībā ar sojas mērci. Lai to nogādātu Eiropā bez tā sabojāšanas, pirms tas tur nokļuvis, japāņi izstrādāja procesa virpuļošanu dzelzs podā, nogriežot to pudelēs un nekavējoties aizzīmogojot.

Pat tieši pirms ganībām vairāki Eiropas zinātnieki palīdzēja atklāt ceļus. Itālijas priesteris un zinātnieks Lazzaro Spallanzani saprata, ka "ievērojamu siltuma pakāpi" varētu izmantot, lai nogalinātu mikrobus, pēc tam atkal parādīšanās varētu tikt novērsta, hermētiski noslēgdama burku (pretēji korķam, kas ir ļoti porains).

Parīzes šefpavārs Nicolas Appert ieguva balvu no Francijas militārās naudas par savu darbu, nodrošinot armijai drošus, vārītos un hermētiski noslēgtos konservētās konservu burkās. (Skat.: "Iespēju nazis netika izdomāts 48 gadus pēc Can's izgudrojuma"). Izmantojot naudu, viņš 1812. gadā atvēra pirmo pasaules pārtikas produktu iepildīšanas rūpnīcu, kurā viņš konservēja un vārīja visu veidu ēdienus (ieskaitot pienu). Viņa metode sastāvēja no stikla pudeles viršanas daudz karstāka ūdens un daudz ilgāku laiku, ka Paste vēlāk uzskatītu par nepieciešamu. Sakarā ar to konservēta pārtika bieži mainījusies, un stikla pudeles dažreiz salauza. Dažus gadus vēlāk anglis Pīteris Durands izstrādāja dzelzs kārtu ar plānu alvas slāni ap ārpusi, kas labāk izturēja vārīšanās procesu. Lai gan Spallanzani, Appert un Durand visi saprot, ka tas strādāja, viņi patiešām nesaprata, kāpēc tie ir uzgriežņi. 1862. gadā Louis Pasteur atbildēja uz šo jautājumu.

Kaut arī zinātne pēc pasterizācijas varētu būt bijusi salīdzinoši nezināma 19. gadsimta vidū, pamata izpratne par bioloģiju palīdz izskaidrot to. Baktērijas ir vienas ķēdes organismi ar šūnu aploksni, citoplazmu (šūnas iekšpusē šūnā, piemēram, ribosomas, hromosomas, fermenti uc) un kaklā (daļa, kas ļauj šūnām pievienot citām lietām). Kad temperatūra kļūst pietiekami karsta, citoplazmas iekšējie fermenti ķīmiski mainās un vairs nespēj pareizi strādāt. Tas būtībā padara visu šūnu nespēju darboties. Siltums var arī iznīcināt šūnu aploksni, kas vēl vairāk sabojā šūnas.

Kad pārkāpjošās šūnas ir mirušas, ir tikpat svarīgi pārliecināties, lai nekas nevarētu atgriezties. Tāpēc burkāniem, kārbām un jebkurai pasterizācijai vajadzētu būt hermētiski noslēgtam vai atdzesētam (kas nekavē šūnas, bet palēnina to augšanu) nekavējoties pēc karsēšanas maksimālajam glabāšanas laikam.

Tāpat kā ar citiem produktiem, piena pasterizācijas process ir īpaši pielāgots, lai nogalinātu visvairāk kaitējošās baktērijas šķidrumā, lai gan, lai saglabātu garšu, piens parasti nav pietiekami augsts, lai nogalinātu visus mikrobi un dažreiz arī pēc pasterizācijas notiek piesārņojums. Tā kā piens nav hermētiski noslēgts, šie mikrobi joprojām priecīgi barojas ar lietām pienā un vairo. Atdzesēšana vienkārši palēnina šo procesu, bet tas to neaizkavē. Kad piens kļūst slikts (kļūst skābs), tas nozīmē, ka tajā ir pieaudzis pietiekami daudz baktēriju, lai fermentētu noteiktu laktozes daudzumu, kas izraisa skābu smaku. Kaut arī mazliet sabojātam pienam nebūs laba garša un tā var padarīt vienu slimu, parasti smarža nāk no piena, kas patiešām ir kaitīgs un potenciāli nāvējošs. Citiem vārdiem sakot, smarža ir prekursoru brīdinājuma zīme.

Pēcienes gadsimtā, kad Pasteurs izdarīja savu atklājumu, piena pasterizācija un daudzi citi šķidrumi un pārtikas produkti ir ietaupījuši daudz miljonu dzīvību, mainot cilvēces vēsturi, jo nezināmos veidos. Kas zina - ņemot vērā lielo pagātnē glābto dzīvību skaitu, ja ne tieši šim procesam, iespējams, ka viens no jūsu tiešajiem senčiem nebija pastāvējis, un tādēļ arī jūs neesat.