قصة البسترة وكيف تغيرت العالم

2024 مؤلف: Sherilyn Boyd | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 09:38

واليوم يتم تقريب كل سائل تباع في المتاجر تقريبا لمنع نمو البكتيريا واحتمالية المرض بسبب هذه الكائنات الدقيقة غير المرغوب فيها. نظرًا لطبيعة الحليب العضوي والعناصر الغذائية الغنية ، يعتبر الحليب من أكثر السوائل حساسية لهذا الغرض ، ويعتبر الحليب المعقم فقط آمنًا من قِبل إدارة الأغذية والعقاقير ، مما يزعج عشاق الحليب الخام. ومع ذلك ، هناك سبب وجيه للقلق هنا. حتى مع أفضل الممارسات الحديثة ، فإنه من المستحيل إنتاج حليب معقم ومن نباتات حلمة القناة أو الضرع إلى تلويث برازي للمياه المستخدمة لتنظيف معدات الحلب ، وسوف تجد الميكروبات المختلفة طريقها إلى الحليب ، وليس كل منها ضار. لعدة قرون ، تسببت الأمراض المنقولة بالحليب ، من مرض السل إلى السالمونيلا ، وحمى التيفوئيد ، والدفتريا ، وغيرها الكثير ، في مقتل الملايين من الناس كل عام. حتى في الآونة الأخيرة في أوائل القرن العشرين ، كان حليب البقر مسؤولاً عن حوالي ربع جميع الأمراض التي تنقلها الأغذية. في المقابل ، اليوم ، يموت 3 أشخاص فقط بسبب المرض المرتبط بالحليب كل عام في الولايات المتحدة ، ويرجع الفضل في ذلك إلى حد كبير إلى البسترة. هنا الآن هو تاريخ وعلم لماذا تعمل بسترة الحليب ولماذا تستمر هذه العملية في إنقاذ ملايين الأرواح كل عام بعد مرور 154 سنة على اكتشافها لأول مرة.

لقد كان البشر يستهلكون منتجات حليب الحيوانات منذ ما لا يقل عن 7500 عام ، على الرغم من عدم تطور الطفرة الجينية على نحو هش للحليب بشكل صحيح خارج مرحلة الطفولة إلا بعد حوالي ألف عام. الجين الذي يسهل إنتاج اللاكتاز في جسم الإنسان ، ضروري لمعالجة اللاكتوز في الحليب - انظر ما الذي يسبب عدم تحمل اللاكتوز ، عادة ما يتم إيقاف تشغيله في مرحلة المراهقة. يرجع الفضل في ذلك إلى زيادة إنتاج الألبان كمصدر غذائي هام ، في البداية إلى حد كبير في منتجات الجبن واللبن التي يمكن استهلاكها على نطاق واسع بسبب انخفاض محتوى اللاكتوز ولديها فترة صلاحية أفضل ، وأولئك الذين لديهم تقلبات وراثية تسمح لهم بإنتاج اللاكتاز إلى مرحلة البلوغ. ازدهرت ، وسرعان ما انتشرت هذه الطفرة عبر نسبة كبيرة نسبيا من السكان على مر القرون. بحلول عام 4000 قبل الميلاد (قبل ستة آلاف سنة) ، كان هناك اقتصاد ألبان في وسط أوروبا وآسيا ومصر القديمة ، ومعه جاء المرض.

إن الأمراض الناجمة عن الأغذية الملوثة لها تاريخ طويل في كونها قاتلة متكافئة الفرص. هناك تكهنات بأن الإسكندر الأكبر قد مات من السالمونيلا بسبب الماء الملوث أو الطعام أو الحليب. ربما مات الملك هنري الأول ملك إنجلترا بسبب أكل ثعابين سيئة. يعتقد العلماء أن أول مستوطنة جيمستاون قد تكون قد تلاشت بفضل تفشّي السالمونيلا. "مرض الحليب" ، الناتج عن شرب حليب بقرة قد أكلت النبات الأبيض سناكيروت ، قتل والدة أبراهام لينكولن. كان يمكن أن يموت الرئيس زاكاري تايلور من شرب الحليب المثلج. النقطة ، كان المرض المرتبط بالأغذية حدثًا شائعًا إلى حدٍ ما قبل ابتكار باستير ، خاصةً الحليب المحدَّد.

إذن ، كيف توصل باستور إلى ابتكاراته الرائعة؟ في عام 1854 ، انضم باستير إلى جامعة ليل كأستاذ وعميد كلية العلوم. كان هنا أن تناول باستور مشكلة المشروبات الكحولية. في عام 1856 ، بعد تكليفه بأب أحد طلابه ، M. Bigot ، لاكتشاف ما كان يدمر كحول جذر البنجر ، فحص باستير العينات تحت المجهر ، واكتشف ليس فقط الخمائر الكروية ، ولكن أيضا الكائنات الدقيقة على شكل قضيب ، Acetobacter aceti ، الذي يتحول يحول الكحول إلى حمض الأسيتيك.

بتجربة منهجية ومنهجية مع كل من التخمير اللاكتيك والكحولي ، خلص باستور إلى أن التخمر لم يكن نتاجًا لتوليد تفاعلات كيميائية بواسطة الإنزيمات (وجهة نظر الأغلبية في ذلك الوقت) ، بل عمل هذه الكائنات الدقيقة.

في عام 1857 ، عاد باستور إلى مدرسة نورمال كمدير للدراسات العلمية وواصل بحثه حول المشكلة. على وجه الخصوص ، في 20 أبريل 1862 ، أكمل أول اختبار له من الغليان ثم تبريد النبيذ لقتل البكتيريا المتوترة. في هذا الوقت تقريباً ، كلف الإمبراطور نابليون الثالث باستور بإنقاذ صناعة النبيذ الفرنسية بكاملها ، والتي أصبحت قد تجاوزتها "الأمراض" التي تسببت في أن يكون النبيذ حاملاً أو مريراً. في حوالي عام 1863 ، تفقد باستير مجموعة متنوعة من مصانع النبيذ ، وتوصل إلى استنتاج مفاده أنه "قد لا يكون هناك مصنع نبيذ واحد في فرنسا ، سواء كان غنيا أو فقيرا ، حيث لم تتعرض بعض أجزاء النبيذ إلى تغيير أكبر أو أقل".

وواصل بحثه في تسخين السائل ، Pasteur ، الذي قام بتسجيل براءة اختراعه في عملية التدفئة والتبريد في عام 1865 ، واكتشف أن النبيذ يمكن أن ينقذ من توتر والنكهة الأصلية المحفوظة بتسخينها إلى مجرد 50-60 درجة مئوية أو 122-140 درجة فهرنهايت. اعتمدت عملية صناعة البسترة العامة بشكل سريع على صناعة النبيذ ، ولم يتم تطبيقها على نطاق واسع على الحليب إلا بعد مرور سنوات على وفاة الكثير من الناس.

ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه مثل كل الابتكارات تقريباً ، لم يكتشف لويس باستور هذه العملية في فراغ. وكما هو الحال مع كل قفزة عملاقة تقريبًا تقريبًا ، فإن الفحص الأوثق يظهر دائمًا قرونًا من التقدم التدريجي والخطوات الأمامية نحو هذا الإعلان. على سبيل المثال ، يعتقد بعض المؤرخين أن عملية مماثلة للبسترة ربما كانت موجودة في القرن الحادي عشر في الصين. في محاولة للحفاظ على الخمر ، كان الصينيون يملؤون الجرار الطينية الساخنة بالنبيذ الطازج ، ويغطون الأوراق ، ويختتمون بالطين ، ثم يدفن في التربة الباردة. أول عملية موثقة للبسترة (على الرغم من أنها لم تكن تسمى في ذلك الوقت) كانت في القرن السادس عشر في اليابان فيما يتعلق بصلصة الصويا. من أجل شحنه إلى أوروبا دون أن يفسد قبل أن يصل إلى هناك ، ابتكر اليابانيون عملية غليها في وعاء حديدي ، وتوجيهها إلى زجاجات وإغلاقها على الفور.

حتى قبل دخول المرعى مباشرة ، كان هناك عدد من العلماء الأوروبيين الذين ساعدوا في تمهيد الطريق للاكتشاف. أدرك قس و عالم إيطالي يدعى Lazzaro Spallanzani أن "درجة كبيرة من الحرارة" يمكن أن تستخدم لقتل الميكروبات ، ثم يمكن منع الظهور مرة أخرى عن طريق "الإحكام بإحكام" الجرة (على عكس الفلين ، "التي هي مسامية للغاية").

فاز الطاهي الباريسي نيكولاس آبير بجائزة مالية من الجيش الفرنسي عن عمله في توفير الجرار الآمن ، المغلي ، المغلق بإحكام للأغذية المحفوظة للجيش. (راجع: لم يتم اختراع The Can Opener حتى 48 عامًا بعد اختراع العلبة) باستخدام هذا المال ، افتتح أول مصنع لتعبئة الطعام في العالم في عام 1812 ، حيث قام بتغذية جميع أنواع الطعام (بما في ذلك الحليب) وغليها. كانت طريقته تتكون من غليان زجاجة الزجاج في ماء أكثر سخونة ولفترة أطول من ذلك الوقت الذي يعتبره المرعى ضروريًا لاحقًا. ونتيجة لذلك ، كان الطعام المحفوظة غالباً ما يتغير مذاقه وتكسر الزجاجات أحياناً. بعد بضع سنوات ، ابتكر الإنجليزي بيتر دوران علبة حديدية ذات طبقة رقيقة من القصدير حول السطح الخارجي يمكنها مقاومة عملية الغليان بشكل أفضل. بينما يفهم كل من Spallanzani و Appert و Durand هذا الأمر ، فهم لم يفهموا حقاً أسباب ذلك. في عام 1862 ، أجاب لويس باستور على هذا السؤال.

في حين أن العلم وراء البسترة ربما لم يكن معروفًا نسبيًا في منتصف القرن التاسع عشر ، إلا أن الفهم الأساسي للبيولوجيا يساعد على تفسيره. والبكتيريا كائنات حية أحادية الخلية تحتوي على غلاف الخلية ، السيتوبلازم (أشياء داخل الخلية مثل ريبوسوم ، كروموزومات ، إنزيمات ، إلخ) ، وسلالة (الجزء الذي يسمح للخلايا بالالتصاق بأشياء أخرى). عندما تصبح درجة الحرارة ساخنة بدرجة كافية ، فإن الإنزيمات الموجودة داخل السيتوبلازم تتغير كيميائياً ولا تعد قادرة على العمل بشكل صحيح. هذا بشكل أساسي يجعل الخلية بأكملها غير قادرة على العمل. يمكن للحرارة أيضاً أن تدمر غلاف الخلية ، مما يؤدي إلى تدمير الخلايا.

وبمجرد نفوق الخلايا المخالفة ، من المهم التأكد من عدم إمكانية دخول أي شيء مرة أخرى. هذا هو السبب في أن الجرار والعلب والأشياء المبسترة تحتاج إلى إغلاقها أو تبريدها بإحكام (والتي لا تقتل الخلايا ، بل تبطئ نموها) على الفور بعد تسخينها لأقصى فترة صلاحية.

وكما هو الحال مع المنتجات الأخرى ، فإن عملية البسترة في الحليب يتم ضبطها على وجه التحديد لقتل معظم البكتيريا الضارة في السائل ، على الرغم من الحفاظ على النكهة ، فإن الحليب عادة لا يتم تسخينه بما يكفي لقتل جميع الميكروبات ، وأحيانًا يحدث تلوث ما بعد البسترة. وبما أن اللبن لا يغلق بإحكام ، فإن هذه الميكروبات لا تزال تتغذى بسعادة على الأشياء الموجودة في الحليب وتتكاثر. يؤدي تبسيطه إلى إبطاء هذه العملية ببساطة ، ولكنه لا يمنعها. عندما يصبح الحليب سيئًا (يتحول إلى حامض) ، فهذا يعني أن البكتيريا قد نمت فيه لتخمر كمية معينة من اللاكتوز ، والتي تسبب الرائحة الحامضة. في حين أن اللبن الفاسد قليلاً لا يذوق طعم جيد ويمكن أن يصيب المريض بالمرض ، فإن الرائحة عادة ما تأتي قبل أن يكون الحليب ضارًا بالفعل ، وربما قاتلًا. وبعبارة أخرى ، فإن الرائحة هي علامة تحذير للسلائف.

في القرن والنصف منذ اكتشافه باستور ، فإن بسترة الحليب والعديد من السوائل والأطعمة الأخرى أنقذت الملايين من الأرواح ، مما غيّر التاريخ البشري منذ طرق غير معروفة. من يدري ، بالنظر إلى العدد الكبير من الأرواح التي تم توفيرها في الفترة الانتقالية ، إن لم يكن لهذه العملية ، فقد لا يكون أحد أسلافك المباشرين موجودًا ، وبالتالي ، لا أنت كذلك.