Die Franse skeikundige Louis Pasteur (* 27 Desember 1822 in Dole in die département Jura; † 28 September 1895 in Villeneuve-L'Etang naby Parys) is een van die leidende wetenskaplikes van die 19de eeu, 'n pionier op die gebied van die mikrobiologie. Met die sogenaamde racematsplitsing van 'n sout van die parawynsteensuur lê Louis Pasteur die grondslag vir die stereochemie.
Pasteur ontwikkel entstowwe teen die pluimveecholera, miltvuur (1881) en hondsdolheid (1885). Pasteurisasie, die kort verhitting van voedsel om kieme te bestry, is 'n metode wat hy as eerste navorser ondersoek.
In 1857 doen Pasteur as dekaan en professor van die departement chemie van die Universiteit van Lille navorsing oor die besonderhede van die fermentasieproses. Hy ontdek die melksuurbakterie, wat die fermentasie van melk tot kaas bevorder, en bewys uiteindelik dat fermentasie nie 'n uitsluitend chemiese entiteit is nie, soos destyds in die wetenskapswêreld beweer word, maar eerder 'n proses wat van die lewende sel afhanklik is. Fermentasie is feitlik 'n chemiese proses, wat in lewende organismes verloop.
Kinderjare en opleiding Louis se pa was 'n leerlooier en toe Louis oud genoeg was om skool toe te gaan, het die gesin na die aangrensende dorp Arbois verhuis, waar 'n looiery te huur was. Op skool het Louis stadig gevorder, maar hy was 'n deeglike werker, en toe hy byna sestien was, het sy skoolhoof voorgestel dat hy in Parys verder gaan studeer. Die verlange huis toe was egter so erg dat sy pa hom laat terugkom het. Die lewe in Arbois het egter nie genoeg afleiding vir Louis gebied nie en hy het spoedig na Besançon, 40 km daarvandaan, verhuis en die universiteit daar bygewoon. Hy het so hard gewerk dat hy na 'n jaar self met die onderrig van ander studente kon begin help.
In 1842 het hy na Parys teruggekeer, en aan die einde van die universiteitsjaar van 1843 het hy toelating tot die beroemde École Normale Superieure verwerf. Noudat hy ouer was, het die lewe in Parys hom geval.
Na twee jaar se harde werk is hy as assistent van die beroemde Franse skeikundige Antoine Balard aangestel. Dit het hom in staat gestel om op eie houtjie eksperimente te doen.
Loopbaan duimnael|Pasteur se geboortehuis in Dole Ná sy studie het Pasteur in 1848 kortliks professor in fisika in Dijon geword en in 1849 hoogleraar in chemie aan die Universiteit van Straatsburg. In 1854 is hy op 31-jarige ouderdom as dekaan van die nuwe fakulteit natuurwetenskappe in Lille aangestel, waar hy die beginsel gestel het dat die wetenskap en die bedryf by mekaar moet uitkom – 'n benadering wat sy latere werk oor gisting en siektes gerig het. In 1857 het hy as direkteur van wetenskaplike studie na die École normale supérieure in Parys teruggegaan, waar hy die dissipline verskerp en die navorsingswerk hervorm het, en van 1867 tot 1874 was hy ook professor in chemie aan die Sorbonne.
In Oktober 1868 het Pasteur op 45-jarige ouderdom 'n beroerte gehad wat sy linkerkant verlam gelaat het. Hy het gedeeltelik herstel maar het die res van sy lewe met 'n gebrek geleef en moes al hoe meer op sy assistente – veral Émile Roux en Charles Chamberland – staatmaak om die laboratoriumwerk fisies uit te voer.
Eerste eksperimente Dit was dan ook in dié tyd dat een van sy ontdekkings hom beroemd gemaak het. Dit het hom altyd geïnteresseer dat daar blykbaar twee soorte wynsteensure is. Die een was eenvoudig bekend as wynsteensuur, en die ander was parawynsteensuur.
Skeikundig kon hulle nie onderskei word nie. Die strale van gepolariseerde lig is egter na regs gebreek wanneer dit op 'n wynsteensuuroplossing gerig is, terwyl 'n oplossing van parawynsteensuur 'n ligstraal reguit deurgelaat het.
Pasteur het parawynsteensuurkristalle onder sy mikroskoop ondersoek en opgemerk dat al die kristalle dieselfde vorm het, maar dat die een helfte 'n spieëlbeeld van die ander helfte was. Hy het die kristalle sorgvuldig in die twee groepe verdeel en elk in 'n bietjie water opgelos.
Tot sy vreugde het hy ontdek dat die een oplossing die lig na links en die ander die lig na regs breek. Toe hy die twee oplossings meng en 'n lig daarop rig, is dit reguit deurgelaat.
Parawynsteensuur was 'n mengsel van die bekende wynsteensuur - wat lig na regs breek - en 'n voorheen onbekende soort wynsteensuur wat lig na links breek.
Molekulêre asimmetrie duimnael|links|180px|Die twee spieëlbeeldvorme van die natriumammoniumtartraat-kristalle wat Pasteur onder die mikroskoop uitmekaar gesorteer het Pasteur se skeiding van die twee kristalvorme van parawynsteensuur in 1848 was meer as 'n netjiese proef: dit het gewys dat twee stowwe met presies dieselfde chemiese samestelling tog verskillend gebou kan wees, en wel as spieëlbeelde van mekaar. Hy het die verskynsel molekulêre asimmetrie genoem en daarmee die grondslag van die stereochemie gelê; die twee vorme staan vandag as enantiomere bekend en 'n gelyke mengsel daarvan as 'n rasemiese mengsel.
Vir Pasteur was die belangrikste gevolgtrekking dat asimmetrie met die lewe self saamhang. Hy het bevind dat mikro-organismes wat op 'n rasemiese mengsel groei, net een van die twee vorme verbruik en die ander onaangeraak laat – 'n waarneming wat sowel 'n praktiese metode om die vorme te skei as 'n aanduiding gegee het dat die stowwe van lewende wesens 'n asimmetriese bou het. Dié gedagte het hom van die suiwer chemie na die studie van gisting en die lewende sel gelei.
Organismes in alkohol In 1849 het Pasteur hoogleraar in Skeikunde in Straatsburg geword, waar hy met Marie Laurent getroud is. Hy is in 1854 aangestel as dekaan van die fakulteit van Wetenskap in Lille, waar hy net drie jaar gebly het. Dit was egter in hierdie tyd dat hy die eksperimente begin doen het wat later tot sy grootste ontdekkings sou lei.
'n Plaaslike sakeman, ene Bigo, het groot moeite ondervind met sy installasie wat alkohol uit beet vervaardig het. Dikwels is nuttelose melksuur in plaas van alkohol geproduseer. Pasteur het die drank in Bigo se vate ondersoek en duisende klein, staafvormige liggaampies bemerk, wat baie verskil van die sfeervormige gisselle wat vir die produksie van alkohol noodsaaklik is.
In 1857 het Pasteur na die École Normale teruggekeer, nou as hoogleraar, maar hy het voortgegaan om die merkwaardige gistingsproses te ondersoek wat soms alkohol en soms melksuur geproduseer het. Hy het ook wynmakery begin bestudeer en gou besef dat gisting veroorsaak word deur die teenwoordigheid van lewende organismes in die drank. Gisselle lewer onder behoorlik beheerde toestande alkohol, maar ongelukkig soms ook asynsuur. Verder is daar sekere bakterieë wat melksuur vorm wat gewoonlik vir die suur smaak van wyn verantwoordelik is.
Destyds is daar geglo dat sekere klein lewende organismes nie noodwendig van soortgelyke organismes afstam nie, maar uit ander stowwe kan ontstaan. Maaiers, byvoorbeeld, sou dan deur vleis voortgebring word! Hierdie verskynsel is "spontane voortplanting" genoem. Die teenwoordigheid van klein liggaampies by gisting is aan dieselfde proses toegeskryf.
Pasteur het egter nie saamgestem nie. Met 'n reeks merkwaardige eksperimente het hy bewys dat drank nooit gis tensy dit eers met lewende organismes uit die lug besmet word nie.
Gisting en die kiemteorie Uit sy werk in Lille het Pasteur in 1857 sy verhandeling oor melksuurgisting voorgelê, waarin hy aangetoon het dat elke soort gisting deur 'n bepaalde mikro-organisme veroorsaak word: gis lewer alkohol, ander organismes melksuur, en nog ander asynsuur. In 1861 het hy 'n verdere ontdekking gemaak toe hy vasgestel het dat die organismes wat bottersuurgisting veroorsaak, sonder suurstof leef – die eerste beskrywing van anaërobiese lewe, wat hy "die lewe sonder lug" genoem het. Hy het ook opgemerk dat suurstof die alkoholgisting van gis onderdruk, 'n verskynsel wat vandag die Pasteur-effek genoem word.
Sy bevindings het hom by die kiemteorie van siektes gebring: as mikro-organismes bederf en gisting veroorsaak, kon hulle ook siekte veroorsaak. Pasteur was nie die eerste wat so 'n gedagte geopper het nie – Girolamo Fracastoro en later Jacob Henle het dit al voorgestel – maar hy was die een wat dit eksperimenteel bewys het en die praktiese gevolge daarvan uitgewerk het. Sy studies is in verskeie boeke saamgevat, onder meer Études sur le vin (1866) oor die siektes van wyn en Études sur la bière (1876) oor dié van bier, wat saam die grondslag van die industriële mikrobiologie gelê het.
Die kiemteorie het onmiddellike gevolge vir die geneeskunde gehad. Die Britse snykundige Joseph Lister het Pasteur se werk gelees en daaruit die antiseptiese snykunde ontwikkel: hy het instrumente, hande en wonde met karbolsuur behandel en so die sterftesyfer ná operasies dramaties verlaag. Pasteur self het aanbeveel dat instrumente in kookwater gesteriliseer word en dat verbande en hande deeglik skoongemaak word – maatreëls wat vandag selfsprekend is.
Weerlegging van spontane ontstaan duimnael|links|180px|'n Swanekolfie: die lug kom vry in, maar stofdeeltjies bly in die geboë nek vassit Pasteur het aangetoon dat die skil van die druif die natuurlike bron van die gisselle is: hy het druiwesap met steriele naalde onder die skil uitgetrek en druiwe met steriele lap bedek, en in albei gevalle het die sap in steriele houers nooit gegis nie. Sy bevindings het teen die heersende opvatting van spontane ontstaan ingedruis en het skerp kritiek van Félix Archimède Pouchet, die direkteur van die natuurhistoriese museum in Rouen, ontlok. Om die geskil te besleg het die Franse Akademie van Wetenskappe die Alhumbert-prys van 2 500 frank aangebied aan wie ook al die leerstuk eksperimenteel kon bevestig of weerlê.
Pasteur het 'n reeks proewe gedoen. Hy het gekookte vloeistof in 'n kolf geplaas, warm lug daarby laat inkom en die kolf toegemaak: niks het daarin gegroei nie. Wanneer hy kolwe met gekookte vloeistof oopgemaak het sodat stof kon inkom, het daar wel organismes in party van hulle gegroei – en op groter hoogtes, waar die lug minder stof bevat, in minder kolwe. Sy bekendste proef het van swanekolwe gebruik gemaak: die lug kon deur 'n lang, geboë nek invloei waarin die stofdeeltjies vassit, en die aftreksel het onaangeraak gebly totdat die kolf gekantel is sodat die vloeistof aan die besmette nek geraak het. Hy het die Alhumbert-prys in 1862 ontvang en later geskryf dat die leerstuk van spontane ontstaan nooit van die dodelike slag van dié eenvoudige proef sou herstel nie.
Pasteurisasie duimnael|Pasteur in sy laboratorium, geskilder deur Albert Edelfelt (1885) Uit sy werk oor gisting het pasteurisasie gevolg: die kort verhitting van 'n vloeistof tot 'n temperatuur wat die mikro-organismes doodmaak sonder om die produk te bederf. Pasteur het die metode eers op wyn toegepas – die Franse wynbedryf het groot verliese weens bederf gely – en in 1865 daarvoor 'n patent verkry; hy het dit ook op bier en asyn toegepas. Die toepassing op melk, wat vandag die bekendste is, het eers later algemeen geword. Die beginsel dat verhitting die mikrobes doodmaak, was 'n regstreekse toepassing van sy insig dat gisting en bederf deur lewende organismes veroorsaak word.
Sywurmsiekte In 1865 het die chemikus en senator Jean-Baptiste Dumas Pasteur gevra om 'n siekte te ondersoek wat die sywurmbedryf in Suid-Frankryk verwoes het: die pébrine, wat met swart vlekkies op die wurms en met sogenaamde Cornalia-liggaampies onder die mikroskoop gepaard gegaan het. Pasteur het tussen 1865 en 1869 vyf lang verblywe in Alès deurgebring.