Bevezető tananyag kifejtése

TÖRTÉNETI ÁTTEKINTÉS

Mivel kollégáink több elektronikus tananyag keretében foglalkoznak a szőlészeti, borászati tudományok történetével, valamint kultúrával és vallással való kapcsolatával, így a borászati mikrobiológia kapcsán kizárólag szinte csak a mikrobiológiai, biotechnológiai vonatkozásokra térünk ki.

A borászati mikrobiológia tapasztalati vonatkozásokban olyan hosszú múltra nyúlik vissza, mint a borkészítés maga. Több évezreddel ezelőtt is azt tapasztalták, hogy a mustok és más cukortartalmú levek „forrnak”. Azt, hogy ezt pontosan milyen mikroorganizmusok okozzák, természetesen nem ismerték.

A XV. században Basilius Valentinus a must erjedését tisztulási folyamatnak tekintette, amelynek befejeztével az általa „faeces vini”-nek nevezett borseprő az edény aljára leülepedik.

Becker a XVII. század közepén már megkülönbözteti az erjedést a rothadástól, amelyek közül az erjedés az anyagot javítja, a rothadás pedig megrontja. Különbséget tesz szeszes és savanyú erjedés között.

A borászati mikrobiológiáról lényegében az első mikroszkóp felfedezése után beszélhetünk. A mikroszkóp első tökéletesítőinek egyike Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) az első bormikrobiológus is volt, mert a különböző borok üledékét megvizsgálva borkőkristályokat, élesztősejteket, penészgomba micéliumok rajzát közölte. Ebből az időből származik az első erjedésre magyarázatot kereső elmélet is, amelyben a cukor elbomlását az anyag belső rezgéseire vezette vissza.

1789-ben Lavoisier megállapította, hogy alkoholos erjedéskor a cukorból etil-alkohol

és szén-dioxid keletkezik kémiai átalakulás során. 1810-ben Gay Lussac pedig felállította az

erjedés mennyiségi egyenletét. Thenard 1803-ban felvetette, hogy az erjedést élesztők

okozzák, Berzelius pedig 1836-ban az erjedésben katalitikus tevékenységet tételezett fel. Az ő

munkájuk nyomán alakult ki az alkoholos erjedés vitális elmélete, amely során 1837-41

között a francia Cagniard de la Tour, valamint a német Schwann, Kützing, Mitscherlich

meghatározták az élesztőgombák „növénytani” bélyegét, szerepüket az etanolos erjedésben, míg Meyen a Saccharomyces nemzetségnévvel, azaz „cukorgomba” névvel látta el őket. A vitális elmélet fejlődését Liebig hátráltatta kémiai szemléletmódjával, míg Louis Pasteur 1857-ben végérvényesen bebizonyította az élesztők szerepét az alkoholos erjedésben. Mivel Pasteur munkássága alapvető jelentőségű a mikrobiológiában és a borászati mikrobiológiában, így róla, munkájáról részletesebben megemlékezünk.

Louis Pasteur

1. kép

Louis Pasteur (Dole, 1822. december 27. – Villeneuve-L'Étan, 1895. szeptember 28.) francia mikrobiológus és kémikus, aki az orvostudomány történetének talán legfontosabb egyéni alakjaként ismert, mint a mikrobiológia, az immunológia és a járványtan megalapítója.

A doktori cím elnyerése után kezdetben kémiai problémákkal foglalkozott. A borkősav optikai izomerjeiről tett felfedezése már huszonhat évesen neves kémikussá tette. A krisztallográfián alapuló kutatásai a sztereokémia kezdetét jelentették. Elsőként állított elő borkősavból raceménsavat 1853 júniusában.

Észrevette, hogy a borkősav egyik sóját, ha melegíti, akkor zavarossá válik, erjedni kezd. Ezek a felismerések az erjedés és bomlás felé fordították Pasteur figyelmét. 1857-ben felfedezte a tejsavas erjedés mikrobáit. 1860-ban bebizonyította, hogy az élő szervezetben szerepet játszó molekulák aszimmetrikusak, s a rothadási folyamatokat a levegőből bejutó mikroorganizmusok okozzák. Pasteur ezzel a megállapításával az ősnemzés elméletét is tagadta (ősnemzés: élő szervezet képződése élettelen anyagból, belső fizikai és kémiai erők hatására).

Megállapította, hogy a jól erjedő répalében „gömböcskék”, a „betegben” pedig kis

„pálcikák” vannak. Ezáltal arra a felismerésre jutott, hogy néhány mikroorganizmus az

emberekben és az állatokban is nemkívánatos anyagokat és hatásokat hozhat létre. A

kórokozó baktérium elméletről korábban már másoknak is voltak hipotézisei (Girolamo

Fracastoro, Friedrich Henle), de Pasteur igazolta számos kísérlettel és szemléltető előadással

a teória helyességét. Innen már logikusan adódott a következtetés, hogy az ártalmas

baktériumok bejutását kell megakadályozni az emberi szervezetbe. Ezért kidolgozott egy

módszert, a pasztőrözést, mellyel az italokban található bizonyos mikroorganizmusok

elpusztíthatók. Ehhez a kiindulási pontot az adta, amikor 1864-ben rájött, hogy a sör és a bor

bomlási folyamatai megállíthatók 45-65 °C-ra való melegítéssel. Pasteur ezért fontosnak

tartotta, hogy az orvosok antiszeptikus eljárásokat alkalmazzanak. Ennek hatására vezette be

ezeket Joseph Lister a sebészeti, valamint Semmelweis Ignác a szülészeti gyakorlatba.

Az almasavas, az alkoholos és a vajsavas erjedést tanulmányozva felfedezte, hogy a különböző erjedéseket különböző „fermentumok” váltják ki. A vajsav baktériumok felfedezésével, s annak felismerésével, hogy az oxigén elpusztítja őket, és ezzel az erjedési folyamat is megáll, Pasteur bebizonyította, hogy vannak olyan élőlények, amelyek létezésükhöz nem igényelnek levegőt. Ily módon mutatta ki az anaerob mikrobákat, és ennek alapján állította fel a csírák non-spontaneitásról szóló elméletét. Munkássága alapvető a borászati mikrobiológiában, az erjedési melléktermékekre, az oxigén szerepére az alkoholos erjedésre (Pasteur-effektus), a borbetegségekre, a csírátlanításra (pasztőrözés) tett fontos, nagyrészt még ma is helytálló megállapításokat. 1866-ban megjelent „Etudes sur le vin”

című munkája a mikrobiológiai kutatásainak összefoglalása és újabb kutatások megindítója volt. (Magyar vonatkozások tekintetében Preysz Móriczról jelentős, de kevésbé ismert tény az, hogy néhány évvel Pasteur felfedezése előtt javasolta a bor felmelegítését stabilizálás céljából!)

A fertőző betegségekkel 1865-ben, a selyemhernyókat pusztító járvány alkalmával kezdett foglalkozni. A járványt okozó szemcsekórral kapcsolatos kutatásai 1870-ben vezettek eredményre, amikor megtalálta a betegség két kórokozóját (Pebrine és Flacherie). A peték összegyűjtésének szükségességére rámutatva megmentette a lyoni selyemipart a tönkremeneteltől.

Számos infektív mikroorganizmust (Staphylococcus, Streptococcus) azonosított. A medicina szempontjából legjelentősebbek a lépfene kórokozójával (anthrax) foglalkozó, 1877-ben írt tanulmányai, melyekben kimutatta, hogy a betegséget egy különleges baktériumfaj okozza. Annak, hogy a kórokozó legyengítésével védőoltást, vakcinát is előállított, a jelentősége még nagyobb. 1879-ben, Chamberlanddal és Roux-val együtt a baromfikolerát tanulmányozva, a megelőző szeroterápia elvét dolgozta ki.

Pasteurnek a legnagyobb hírnevet hozó eredménye azonban az addig rettegett betegség, a veszettség elleni oltóanyag kifejlesztése volt. 1881-ben kezdte meg Roux-val közösen az ezirányú kutatásokat és 1885-ben sikerült a vakcinát előállítania.

A krisztallográfia, az immunológia, az ipari és orvosi mikrobiológia területén egyaránt óriási eredményeket ért el.

Liebig kémiai szemléletmódja biztosította az alapot az erjedési folyamat enzimológiai vizsgálatához. Először 1858-ban Traube feltételezte, hogy az erjedés az élesztősejtekben jelen levő élettelen anyag, fermentum hatására következik be. Buchner tovább fejtegette az enzimes folyamatok jelentőségét. Erjedést idézett elő kvarchomokkal eldörzsölt élesztőkből elkülönített, élő sejtet nem tartalmazó lével, és az erjedést előidéző, általa még egy enzimnek tartott fermentumot zimáznak nevezte el. Elméletének továbbfejlesztése vezetett a mai cukorbontási sémák kialakulásához, a borászati biokémiához.

Az 1800-as évek végén Müller-Thurgau fontos megállapításokat tett a nemes rothadásra, a must erjedésre, valamint a borbaktériumok tevékenységére vonatkozóan.

Osterwalder-ral együtt adta ki a biológiai almasav-bontásra vonatkozó munkáját.

Hansen elsőször készített és alkalmazott tiszta tenyészetű élesztőt a söriparban. Ennek

alapján Wortmann 1892-ben kezdte meg a borélesztők gyakorlati tulajdonságainak

vizsgálatát, majd kezdeményezte a jó tulajdonságokkal rendelkező tiszta tenyészetű törzsek,

az ún. starterek gyakorlati alkalmazását. Magyarországon a borélesztők gyűjtését,

tulajdonságainak vizsgálatát és szelektált törzsek használatát Requinyi Géza kezdte meg,

majd Soós közreműködésével folyatta a munkát. Munkásságuk során több mint 80 kedvező

borászati tulajdonsággal rendelkező, hazai borvidékekről származó élesztőt izoláltak. Ezeket

1907-ben használták is. Soós kutatási eredményei hasznosak a borbakteriológia és borecetgyártás területén is.

A XX. század második felében a biotechnológia, rekombináns DNS technika

fejlődése újabb lehetőséget adott a borászati mikrobiológia fejlődésének is. Lehetővé váltak a

hagyományos törzs screening mellett a tudatos keresztezések, transzgének bejuttatása a

sejtekbe (transzformáció) stb. A borászati biotechnológia óriási ismeretanyagát egy újabb

kurzus keretein belül lenne lehetőség ismertetni, így a mikrobiológia tananyagban csak

érinteni fogjuk a fontosabb módszereket.

In document Borászati mikrobiológia (Pldal 12-15)