Предмет микробиологии и биохимии брожения, значение и связь с другими дисциплинами
Микробиология — биологическая наука, изучающая возникновение, развитие, строение и жизнедеятельность мельчайших живых организмов, большинство которых можно видеть только под микроскопом. Они называются микроорганизмами или микробами, отсюда и название науки.
Микроорганизмы распространены в природе всюду — от Северного полюса до Антарктиды. Они существуют в почве, в воде и в воздухе. Такому распространению микроорганизмов способствует их легкая приспосабливаемость к условиям жизни.
Микроорганизмы участвуют в разнообразных процессах превращения и круговорота веществ в природе. Они играют большую роль в почвообразовательных процессах, в повышении плодородия почвы.
Жизнедеятельность микробов широко используется в промышленности для получения ферментов, витаминов, стимуляторов роста, бактериальных удобрений.
На применении дрожжевых грибков основано производство технического и пищевого спирта, белковых и пекарских дрожжей, винокурение, пивоварение, хлебопечение; молочнокислые бактерии используются для получения различных молочных продуктов. Промышленное производство ацетона, высших спиртов, органических кислот также основано на использовании микроорганизмов.
Кроме промышленности и сельского хозяйства, микробиология применяется в медицине. Микробы являются единственным источником получения антибиотиков. Многие микроорганизмы являются возбудителями различных болезней растений, животных и человека. В хирургии и гигиене используются методы дезинфекции и стерилизации.
Таким образом, распространенность и разнообразная деятельность микроорганизмов связывают микробиологию с такими науками, как почвоведение, агрономия, геология, фитапатология, с медицинской и рядом технических наук.
Микробиология как наука возникла во второй половине XVII века. Впервые мельчайшие живые существа наблюдал Афанасий Кирхер, но его наблюдения носили случайный характер. После изобретения микроскопа голландский ученый А. Левенгук (1632—1723) открыл и описал многие микроорганизмы.
Русский ученый М. М. Тереховский (1740—1796) исследовал вопрос о влиянии на микроорганизмы нагревания, охлаждения, различных реагентов. В своих работах он делает вывод, что микроорганизмы не могут зарождаться самопроизвольно.
Работы других исследователей были посвящены в основном описанию микроорганизмов, они не связывали микробиологию с практикой. Только во второй половине XIX в. работами крупного французского ученого Л. Пастера (1822—1895) начинается период изучения деятельности микроорганизмов, их роли и значения в природе и технике. С этого времени исследователи изучают физиологические, т. е. жизненные функции микроорганизмов, природу, происхождение и различные биохимические процессы, связанные с их жизнедеятельностью.
Пастер впервые установил, что брожение вызывают живые микроорганизмы, т. е. природа брожения не химическая, а биохимическая, что некоторые виды брожения (спиртовое, масляно- кислое) могут происходить в среде, лишенной кислорода. Своими многочисленными исследованиями он доказал, что микроорганизмы самопроизвольно зарождаться не могут. С именем Пастера связано возникновение технической микробиологии. Другие работы этого ученого также показали огромную роль микроорганизмов в природе и в жизни людей.
Работы немецкого ученого Р. Коха (1843—1910), разработавшего методику получения чистых культур микроорганизмов, имели большое значение в установлении правильной их систематики.
Огромна роль наших русских ученых в развитии микробиологии и биохимии. Общепризнанным основателем микробиологии в России считается Л. С. Ценковский (1822—1877). Его научная деятельность была посвящена главным образом исследованию низших организмов. Он показал, что большая часть простейших (инфузории, амебы) представляют собой организмы, состоящие из одной клетки.
Выдающемуся ученому И. И. Мечникову (1845—1916) принадлежит известная фагоцитарная теория борьбы организма с болезнетворными бактериями. Большое значение для развития сельскохозяйственной и технической микробиологии имели труды С. Н. Виноградского, В. Л. Омелянского, Н. Н. Худякова
И других. Большие заслуги по исследованию микрофлоры арктических вод у Б. Л. Исаченко.
Основоположником учения о вирусах является Д. И. Ивановский (1864—1920). Академик Н. Ф. Гамалея (1859—1949) изучал многие вопросы медицинской микробиологии, в 1899 г. он открыл явление бактериофагии.
Характерной чертой развития современной технической микробиологии является широкое практическое применение различных микроорганизмов, в результате чего возникают новые биохимические производства, новые отрасли промышленности.
На основании микробиологических и биохимических исследований получили широкое развитие бродильная, гидролизная и сульфитная дрожжевая, антибиотическая, ферментная и витаминная отрасли промышленности.
На основании исследований отечественных ученых в 30-е годы нашего века в Совеуском Союзе начало развиваться производство спирта и кормовых дрожжей из непищевого сырья.