酶发现过程中的争论
引发争论的，便是细胞学说的创立者之一——德国伟大的生理学家施旺（Theodor Schwann），他认为，酒精的发酵过程完全就是一个生物学的过程，他发现有一种能促成发酵的小颗粒（即酵母菌），这种小颗粒可以把糖类转化成为酒精和二氧化碳，而这种发酵颗粒实际上就是一种单细胞的真菌。
1854年9月，当时的巴斯德担任着里尔工学院的院长，并兼任化学系的主任，接到了当地一家小有名气的酒精制造厂的邀请，他们请求巴斯德为其研究发酵的具体过程。于是巴斯德就深入工厂里面去实地考察，他把从各种各样甜菜根中提取到的汁液，还有正在发酵中的各种液体，全都取样带回去实验室里面，然后又进行了仔细的研究和观察。经过很多次实验观察后发现：发酵液里面存在着一种小球状的小体，个体比酵母菌细胞小得多，在后来的实验过程中他才发现它们长大后就是人们当时就已经熟悉的酵母菌。酵母菌在人为制造缺氧的条件下，具有能够把蔗糖转化成为酒精和二氧化碳的能力。因此，巴斯德果断推断出，发酵过程应该与发酵液里面的活细胞直接有关。也就是说，发酵过程应该是整个细胞都直接参与的，而不是细胞中产生的某些物质在发挥作用，而且还提出了酿酒过程中发挥发酵作用的是酵母菌的活细胞。他认为要是没有活细胞的直接参与，就不可能把糖类转变成为酒精和二氧化碳。当时这个观点还被科学家们进行了进一步的扩展，他们都共同地认为，代谢过程只是生命现象特有的现象，这些现象只有在活细胞内才能进行，在体外是完全无法实现的，这就是当时人们所接受的“活力论”。因此，当时就已经存在两类“酶”，一类是在生物体外发挥催化作用的“酶（enzyme）”，另一类则是在生物体内发挥催化作用的“酵素（ferments）”。
图2-37 德国生理学家施旺
图2-38 巴斯德在显微镜下观察酵母菌细胞(https://www.daowen.com)
然而，同时期的德国有机化学家李比希（Justus von Liebig）却非常坚决地反对巴斯德所提出的这一观点。李比希认为，能够引起发酵现象的分明就是酵母菌细胞中的“某些物质”，而且这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后，才能发挥出它的作用，也就是说引起发酵的是酵母菌细胞中的“某些物质”，与活细胞是否直接参与根本就没有什么关系。
最终来结束巴斯德和李比希这两位科学家的这一争论的是德国的化学家毕希纳。1897年时，德国慕尼黑大学的毕希纳（E.Buchner，1860—1917）兄弟，他们在实验室中提取到了酵母菌（无酵母菌活细胞）汁液，想要探索酵母菌汁液在医学方面的利用价值。他们加入沙子和硅藻土，然后研磨酵母菌菌液，以充分破坏酵母菌的外壁，随后使用加压过滤的方法把所得到的混合物进行分离，除去未粉碎的酵母菌和酵母菌碎片以及加进去的沙子和硅藻土，从而制备出了较为纯净的不含酵母菌活细胞的提取液。但由于提取液非常不方便保存，毕希纳兄弟尝试通过在这些汁液中加入一定量的葡萄糖，想以此来延长提取液的保存时间（也就相当于生产生活中用盐腌渍食物，防止微生物的生长）。没想到却发生了意外的现象，加糖不仅没有起到延长保存时间的作用，反而导致气泡的产生。进一步分析后发现，是酵母菌提取液发酵产生了酒精和二氧化碳。然而，这一结果与糖液中含有活酵母菌细胞的结果是相同的。因此，毕希纳发现了单独使用酵母菌汁液也具有把糖类分解为酒精和二氧化碳的能力。这就意味着酵素的作用不再是必须要有活酵母细胞存在，在体外也具有相应的活性。毕希纳把这种能够起到催化作用的物质命名为“酿酶（zymase）”。因为发现了“无细胞发酵”及对生物化学研究的卓越贡献，毕希纳荣获了1907年的诺贝尔化学奖。
图2-39 德国化学家毕希纳
图2-40 毕希纳实验