古老的發現
當人們饑餓時看到熱氣騰騰的饅頭,鬆軟的麵包時,一定會嘴饞的。而當你咬上一口細細品味的時候,不知注意過沒有:饅頭和麵包裏麵全是大大小小的窟窿,就像海綿一樣。正是由於這些小窟窿使饅頭和麵包鬆軟而富有彈性。
這些小窟窿是從哪兒來的?
有不少人吃了十幾年的饅頭,卻從來沒有想到過這個問題,這也難怪。千百年來,不知有多少人吃過饅頭或麵包,也沒有弄清是怎麼回事。
相傳古埃及人在尼羅河河穀種植小麥,他們把小麥搗成麵粉,然後跟水、鹽和在一起烤餅吃,但這樣的餅又幹又硬,並且不容易消化。有一天,一個粗心人把和好的麵放在太陽底,自己卻因為去幹別的活而把這件事忘了。等他回來以後,發現麵團臌了起來。他不知道這是什麼緣故,但仍然用這塊麵團烤餅。結果,發現這次烤出來的餅不再發硬,而且鬆軟可口。人們以為這是太陽神的恩賜,就都把和好的麵放在太陽光下曬曬,等麵團臌起來後再烤餅吃。
這時有幾個聰明人認為,既然曬過的麵團裏有一股“神力”,那麼每次留下一小塊來,在下次和麵時再摻在新麵裏也一定會靈驗的。果然,這樣摻在一起的麵團不放在太陽底下曬便也能臌起來……現在,一般人家裏和麵蒸饅頭,也可能是用這個古老的方法,隻是人們並不一定知道這裏邊的奧秘。
這個問題後來完全弄清楚了。人們在顯微鏡下可以看到麵團裏有許多微小的生物,叫做酵母菌,它們是從空氣中進入麵團的。一旦進入麵團後就繁殖得很快,同時它還能分泌出一種物質,使麵團中的一小部分澱粉變成酒精,並且產生一種叫二氧化碳的氣體,正是由於這些氣體在麵團中撐起許許多多的小泡,這樣,麵團就發了起來。你看到的大小窟窿就是二氧化碳撐出來的。1878年,人們把活酵母分泌出來的物質叫做“酵素”,而把麵團膨起來的現象則稱為“發酵”。
後來,科學家又在人的胃液裏發現了一種跟酵素相同的物質,它也能使食物發酵後分解。但是,這種物質卻並不是酵母菌分泌出來的,因為在胃液裏找不到酵母菌。為了把這種物質與酵母菌分泌出來的酵素分開來,而把它叫做“胃酶”。1897年,有個叫布希納的德國化學家用沙子把酵母菌磨碎,發現磨碎後的死酵母液同樣的具有發酵的功能。看來酵素和酶的功能並沒有什麼區別,它們都能促進物質起一定的化學變化,以後,科學家就把這類物質都稱為酶。
現在該明白了,饅頭和麵包中的很多小窟窿就是酶的傑作。那麼酶究竟是一種什麼物質呢?
從發現酶以後的幾十年之中,科學家們一直沒有將這個問題解決。科學家們曾想盡辦法想從磨碎的酵母液中把酶單獨分離出來,但是,誰也沒有辦到。因為酵母液的成分太複雜了。混在一起的物質很多,酶的含量又非常的少!但是,人們在實驗中卻發現,隻要稍稍加熱,酶就“死”了,這一點與蛋白質的特性十分相似。當時,便有人猜測:酶很可能就是蛋白質。
德國的一位化學權威——威爾斯塔特曾做了這樣一個實驗:在含有酶的液體中,把他自己認為是蛋白質的東西統統除掉,結果這種液體仍表現出酶的特性,這便說明剩下來的物質還是酶。既然液體中的蛋白質已經全部清除了,剩下來的酶就應該不會是蛋白質。最後他便斷言:酶不是蛋白質,而是一種比較簡單的化學物質。但究竟是什麼物質,他卻不願意進一步做實驗。因為威爾斯塔特是諾貝爾獎金獲得者,因此在當時很多人都非常相信他。其實,威爾斯塔特的實驗是有錯誤的,實際上他並沒有把溶液中的蛋白質全部消除掉,留下來的酶恰恰就是蛋白質,而他根本就不相信酶也是一種蛋白質,因而他得出的結論是錯誤的。
1926年,美國有一個叫薩姆納的人,當時在科學界還是一個“無名小卒”,他從刀豆的種子裏分離出一種純的結晶體,然後把這種結晶體放進人尿中去,這時人尿裏的尿素便很快就分解成了二氧化碳和氨。薩姆納發現,它所起的作用和當時已經知道的脲酶一樣。經過進一步分析,證明這種結晶體就是脲酶。最後,薩姆納證明了脲酶確實是一種蛋白質!他用實驗結果否定了化學權威威爾斯塔特的實驗結論,從而證明了酶就是蛋白質。他因此而獲得了1946年的諾貝爾化學獎金。
從薩姆納證明脲酶就是蛋白質到現在,人們提取出來的酶已有1000多種,它們都是蛋白質,沒有一種是例外的。現在,我們完全有把握地說:所有的酶都是蛋白質。在人體內的1000多種酶中,大家比較熟悉的可能要數消化酶了。