Louis Pasteur, pasteurisatie

5.5

Werkstuk door een scholier
6e klas vwo | 2725 woorden
15 maart 2011
64 keer beoordeeld

5.5

64 keer beoordeeld

Taal

Nederlands

Vak

ANW

ADVERTENTIE

Inspiratie nodig voor je profielwerkstuk?

Ben jij op zoek naar een onderwerp voor je profielwerkstuk, maar weet je niet waar te beginnen? Bij de Universiteit Twente vind je volop inspiratie. Van organen op chips tot fast fashion tot het programmeren van een robot – er is altijd wel een onderwerp dat bij jouw interesses past.

Lees meer!

Voorwoord
Wij hebben onze praktische opdracht voor het vak ANW over Louis Pasteurgedaan. Wij zijn op dit idee gekomen doordat wij tijdens het studeren geïnteresseerd raakten in zijn bijzondere werk. Ook hebben wij eerder gewerkt met voedingsbodems, wat we graag nog een keer wilden doen. Dit komt doordat het de vorige keer een misser geworden was en daarom hebben we besloten om het opnieuw te proberen en het experiment beter uit te voeren.

We hebben veel geleerd van dit project. Onder andere over pasteurisatie, UHT en HTST, rabiës en dat Louis Pasteur een grote invloed heeft gehad op de medische kennis.

Biografie Louis Pasteur

Louis Pasteur werd geboren op 27 december 1822 in Dôle (Frankrijk). Hij overleed op 28 september 1895. Pasteur was getrouwd met Marie Laurent, samen kregen zij 5 kinderen. Pasteur was een Frans scheikundige en bioloog. Hij werd vooral bekend vanwege zijn pasteurisatietechniek en het ontdekken van een vaccin tegen hondsdolheid, maar verrichte ook andere diverse onderzoeken. Vooral onderzoeken naar micro-organismen. Hij hield zich onder andere bezig met problemen met het brouwen van bier, een besmettelijke ziekte bij de zijderups, bestrijding van hondsdolheid en het houdbaar maken van voedsel (pasteurisatie).

Pasteurs carrière begon in 1848 met onderzoeken naar wijnsteenzuurkristallen.

In 1854 werd hij tot hoogleraar in de scheikunde benoemd aan de Universiteit Lille Nord de France. Dit bleef hij tot 1857. Daarna werd hij directeur voor natuurwetenschappelijk onderzoek aan de École Supérieure in Parijs.

Toen Pasteur nog op de Universiteit van Straatsburg verbleef, kreeg hij interesse in gisten. Ook toen hij op de universiteit van Lille ging werken bleef hij hierin geïnteresseerd. In die tijd waren er veel problemen bij het produceren van alcoholische dranken. Omdat dit zo’n groot problem was, had Pasteur genoeg middelen voor een onderzoek. En zo kwam hij erachter dat het bederf van bier, wijn, melk en vlees werd veroorzaakt door aanwezige micro-organismen. Pasteur ontwikkelde de microbe-theorie. Dit hield in dat de oorzaak van veel ziekten een miniscuul levend wezen was, een micro-organisme. Deze theorie is één van de belangrijkste ontdekkingen in de medische wetenschap. Hiermee introduceerde Pasteur nieuwe concepten als sterilisatie (het opzettelijk doden van micro-organismen) van gereedschappen en wonderverbanden.

Door deze grote ontdekking vroegen lokale brouwerijen om Pasteurs hulp. Het zuren van wijn en bier was een groot probleem. Hij ontdekte staafvormige bacteriën in plaats van ronde in het bedorven bier. Pasteur maakte zo het bier brouwen een meer scheikundig proces.

Pasteur was de uitvinder van het pasteuriseren. Dit is een proces waarin voedsel kort wordt verhit, waardoor schadelijke micro-organismen worden vernietigd, zonder het voedsel te beschadigen. Deze techniek wordt onder andere toegepast op producten als melk, wijn, bier, vruchtensap, honing, eieren en water.

Verder toonde Pasteur aan dat bedorven voedsel geen micro-organismen voortbrengt. Rotting en gisting worden veroorzaakt door micro-organismen die in de lucht aanwezig zijn. In 1874 kreeg hij de Copley Medal en in 1881 werd hij verkozen tot lid van de Académie Française.

Generatio Spontanea

Pasteur heeft een belangrijke bijdrage geleverd aan de discussie over de Generatio Spontanea. Dit wil zeggen dat organismen spontaan ontstaan uit levenloze organismen of uit dode materie.

In 1668 toonde Francesco Redi aan dat alleen levende vliegen verantwoordelijk waren voor de vliegen in kadavers. Als experiment vulde hij een paar potten met vlees en dekte er een paar van af. Alleen in de niet afgedekte potten ontstonden maden. Toch heeft men tot de ontdekking van Pasteur geloofd dat bacteriën zelf ontstonden.

Pasteur had een rivaal. Zijn naar was Félix-Archimede Pouchet. Hij meende te hebben aangetoond dat primitieve levende organismen spontaan kunnen ontstaan in niet levende organismen. Pasteur daagde Pouchet uit om een openbare demonstratie te geven. Pasteur wilde laten zien dat bacteriën pas beginnen te groeien in ontsmette omgeving, nadat ze zijn blootgesteld aan buitenlucht. Pasteur werkte hiermee met bouillon. Pouchet echter werkte met gesteriliseerde hooioplossing. De vraag is dus of dit hetzelfde resultaat oplevert.

Hondsdolheid

Pasteur was de eerste die een vaccin ontwikkelde tegen hondsdolheid. Hij slaagde erin een hond immuun te maken en hij behandelde ook paarden. In juli 1885 werd Joseph Meister naar Pasteur gebracht. Het was een negenjarige jongen die was gebeten door een hondsdolle hond. Pasteur begon met een behandeling. Dit was voor hem persoonlijk riskant, omdat hij geen erkend geneesheer was. Maar na een wekenlange behandeling genas de jongen.

Hondsdolheid, ook wel Rabiës genoemd, is een virus dat zich in het speeksel bevindt van een besmet dier. De ziekte wordt overgegeven via beten en/of wonden. Hondsdolheid, rabiës, is een acute virale infectie die encefalomyelitis (ontsteking van hersenen en ruggenmerg) veroorzaakt. De ziekte is een zoönotische ziekte, wat inhoudt dat de ziekte overgegeven kan worden van dier op mens. De ziekte komt alleen voor bij warmbloedige wezens. De dragers van de ziekte zijn meestal vossen, zwerfhonden of –katten en vleermuizen. De ziekte is een virusinfectie van de hersenen die altijd dodelijk verloopt.

Het virus dat de ziekte veroorzaakt is van het geslacht Lyssavirus, wat tot de familie van Rhabdoviridae behoort. Europese vleermuis lyssavirussen (European Bat Lyssavirus, EBLVs) zijn een groep van negatief geladen enkelstrengs RNA virussen met een wereldwijde verspreiding. RNA staat voor ribonucleïnezuur en bestaat uit ketens van nucleotiden. Nucleotiden zijn moleculen die uit drie componenten bestaan: een fosfaatgroep, een suiker met vijf C-atomen (pentose) en een purine of een pyrimidine. Een Pyrimidine is een organische base die bestaat uit een heterocyclische aromatische ring met twee stikstofatomen. Afhankelijk van het type nucleïnezuur, dubbel of enkelstrengs DNA is het virus dubbel of enkelstrengs RNA. Tot de groep van negatief enkelstrengs RNA-virussen behoren bijv. de paramyxovirussen, rhabdovirussen en arenavirussen. Bij negatief enkelstrengs RNA-virussen is de polariteit van het virus RNA tegengesteld aan het viraal Messenger RNA (mRNA). Dit zorgt voor het tot uiting brengen van genetische informatie. mRNA verbindt twee processen met elkaar: de transcriptie, waarbij een stuk DNA (een gen) overgeschreven wordt tot mRNA, en de translatie, waarbij het mRNA wordt vertaald naar een keten van aminozuren (een eiwit). Bij deze groep bevatten de virusdeeltjes een enzym dat zorgt voor de synthese van de complementaire RNA-streng, die vervolgens als mRNA fungeert.

De incubatietijd van hondsdolheid is variabel. Zo kan men het na een paar dagen al opmerken maar ook pas na een aantal maanden. De duur van de incubatietijd kan verschillen door de dosis die is overgebracht van het virus, de plaats waar men is gebeten en hoe erg de wond is. Het virus dringt het lichaam binnen door wondjes in de huid of via de slijmvliezen (ogen, mond). Hoe dichter de wond zich bevindt bij het centrale zenuwstelsel en hoe meer ze in een gebied zit met veel zenuwuiteinden, hoe eerder men de ziekte ontdekt. Eenmaal, als het virus in het zenuwstelsel terechtkomt, zal de ziekte hondsdolheid zich ontwikkelen en is er geen genezing mogelijk. Men kan wel voorkomen dat het virus in het zenuwstelsel terechtkomt.

De ziekte kan zich uitdrukken in een ‘furieuze vorm’ waar die ziekte zich laat zien met krampen en overactief zijn of een ‘paralytische vorm’, waarbij een verergerende verlamming optreedt. In de aanvang van de ziekte treden weinig specifieke symptomen op zoals koorts, verminderde eetlust, misselijkheid, braken en hoofdpijn. Later treden zenuwverschijnselen op als krampen of verlammingen, nekstijfheid, hyperactiviteit en stuipen. Bij ongeveer de helft van de mensen treden spasmen op van de slikspieren en halsspieren wanneer water of speeksel weggeslikt moet worden. Mensen krijgen dan watervrees. Samen met een verhoogde speekselvloed leidt dat tot schuimvorming op de mond. In een verder stadium treedt coma op, leidend tot de dood door ademhalingsstilstand en hartproblemen.

Ziekte bij het dier komt deels overeen met de verschijnselen die bij de mens optreden, waarbij honden en katten vaak vooral de ‘furieuze vorm’ laten zien en landbouwhuisdieren de ‘paralytische vorm’. Bij vrijwel alle dieren is een veranderend gedrag één van de eerste symptomen. Bij honden en katten is het zo dat ze vooral agressief gedrag gaan vertonen en bij landbouwhuisdieren valt het op als ze zich gaan afzonderen van de kudde. Dieren die rabiës hebben, zijn niet altijd te herkennen, sommige dieren dragen het virus bij zich zonder er zichtbaar last van te hebben.

Hondsdolheid is een fatale ziekte die voorkomen kan worden door vaccinatie. In het geval van mogelijke blootstelling aan hondsdolheid moet met spoed medische hulp worden gezocht. Dit geldt ook voor mensen die voorafgaand aan de blootstelling zijn gevaccineerd.

Het meest voorkomende rabiësvirus komt wereldwijd voor. In landen als India circuleert het nog veel onder (zwerf) honden, katten en wilde dieren. Daar komen ook de meeste gevallen van humane besmettingen voor. Wereldwijd sterven er jaarlijks ongeveer 50.000 mensen aan rabiës.

In Nederland komt hondsdolheid bij huisdieren en wilde dieren in principe niet meer voor. Het virus kan wel voorkomen bij vleermuizen, vooral bij de soorten laatvlieger (Episicus serotinus) en de meervleermuis (Myotis dasycneme). Echter dit is een ander type virus, zijn hier toch enkele mensen in Europa dodelijk mee getroffen. Uit recent onderzoek blijkt dat circa 21% van de laatvliegers en ongeveer 4% van de meervleermuizen besmet zijn met het virus.

In Europa komt rabiës vooral voor bij wilde dieren zoals de vos en de vleermuis, maar in Afrika, Azië en Zuid-Amerika is de ziekte verdeeld en zijn ook veel honden en katten die door het virus besmet zijn. In Europa zijn menselijke slachtoffers vrij zeldzaam. De laatste jaren zijn mensen gestorven als gevolg van een rabiësbesmetting overgebracht door vleermuizen (Groot-Brittannië, 2002) of opgelopen in het buitenland of na transplantatie van organen afkomstig van een geïnfecteerde donor in het jaar 2005 in Duitsland.

Pasteurisatie

Wat is pasteuriseren?

Pasteuriseren is een proces in de voedselindustrie waarbij schadelijke bacteriën worden vernietigd door het product kort te verhitten. Hierdoor beschadigt het product niet. Het pasteurisatieproces is vernoemd naar de uitvinder, Louis Pasteur. De eerste test met pasteuriseren werd uitgevoerd op 20 april in 1862 door Louis Pasteur en Claude Bernard.

Er is een verschil tussen pasteuriseren en steriliseren. Bij pasteuriseren worden namelijk niet alle micro-organismen vernietigd. Het doel van pasteuriseren is het aantal micro-organismen verminderen tot een niveau waar ze niet meer schadelijk zijn. Op dit niveau waarop ziektes zich waarschijnlijk niet meer kunnen ontwikkelen. Producten die gepasteuriseerd worden zijn: melk, halvarine, wijn, bier, sake, vruchtensap, cider, honing, eieren, sportdrank, voedsel in blik en water.

Steriliseren daarentegen is wel vergelijkbaar met pasteuriseren, maar dan op veel hogere temperatuur. Hierdoor verandert de smaak sterk omdat de eiwitten in het product wijzigingen ondergaan. Door de hitte vinden er chemische reacties plaats. Mede dankzij de grote smaakverandering wordt steriliseren niet vaak gebruikt bij voedselproducten. Steriliseren kun je verdelen in voedselsterilisatie, luchtsterilisatie, watersterilisatie en instrumentsterilisatie.

Melkpasteurisatie

Er zijn twee methodes om melk te pasteuriseren. De eerste is HTST (High Temperature Short Time) en de tweede is UHT (Ultra High Temperature). Bij HTST wordt melk verhit tot 72°C voor minstens 15 seconden. Bij UHT wordt de melk verhit tot 138°C voor minstens 2 seconden. Wij zullen gebruik maken van de HTST methode.

De HTST methode vermindert het aantal micro-organismen tot log 5 (0.00001 keer het aantal voor de pasteurisatie). Dit zorgt voor voldoende uitroeiing van ziekteverwekkende organimsen. Er moet wel voor gezorgd worden dat geen deel van de melk langer of korter het proces ondergaat. Ook moet de temperatuur van gelijk zijn voor ieder deel van de melk. Deze methode zorgt ervoor dat de melk gekoeld 2 tot 3 weken goed te houden is. UHT zorgt ervoor dat de melk wel 2 tot 3 maanden houdbaar is.

Het praktische deel

Zelf pasteuriseren

Het pasteuriseren van melk is zelf niet erg ingewikkeld. We hebben gebruikt gemaakt van de HTST techniek (High Temperature Short Time). Deze houdt in dat men het product voor 15 seconden moet verwarmen op 72 Celcius.

Eerst hebben we alle spullen bij elkaar gezocht:
• Bakjes die niets doorlaten
• Thermometer
• Ongepasteuriseerde melk
• Een pan
• Theedoek
• Een stopwatch
• Soda

Eerst hebben we alle spullen afgewassen, het is namelijk de bedoeling dat we zo steriel mogelijk werken om het beste effect te krijgen in de voedingsbodems die we later gaan gebruiken.

Vervolgens hebben we alle spullen, de pan en de bakjes, uitgekookt met soda, om te zorgen dat echt alle bacteriën zijn verdwenen. Nadat we dat hebben gedaan, hebben we alles afgedroogd met een schone theedoek.

Daarna is het tijd om te gaan pasteuriseren. We hebben de melk in de pan gedaan, en zo hoog gezet zo dat het 72 graden Celcius kon worden. Toen we dat aantal graden hadden bereikt, hadden we het vuur lager gezet en later de pan van het vuur gehaald en 15 seconden laten staan op 72 Celcius. Nadat de 15 seconden voltrokken waren hebben we de pan mee naar buiten genomen, zodat het snel zou afkoelen en hebben we het in het bakje gedaan, wat we daarna meteen hebben gesloten zodat bacteriën zo min mogelijk de kans kregen om bij de melk te komen.

Nadat wij de melk hebben gepasteuriseerd hebben wij de volgende schooldag zelf gepasteuriseerde melk, verse melk van de boer, gepasteuriseerde melk en gesteriliseerde melk in voedingsbodems gedaan. Wat houden deze voedingsbodems in?

Een voedingsbodem is een soort plaatje met deksel waarin voedingsstoffen zitten, die bedoeld om schimmels, bacteriën, planten of dieren te kweken. Deze bodem levert voedingsstoffen voor de organismen die erin/-op leven.

Er zijn twee verschillende soorten voedingsbodems. Een is voor plantaardige substanties en deze heet ‘voedingsbodem bij plantaardige weefselkweek’ de andere voedingsbodem heet ‘voedingsbodem voor micro-organismen’. Van de laatste maken wij gebruik.

Voor het onderzoek van micro-organismen, zoals schimmels en bacteriën, wordt in een petrischaal een voedingsmedium gegoten dat bestaat uit agaragar met daarin opgeloste voedingsstoffen.

Het woord agaragar komt uit het Maleis en betekent gelei. Het is een onvertakte polysacharide, koolhydraten die zijn opgebouwd uit een groot aantal monosacharide-eenheden, de eenvoudigste koolhydraten, die uit de celwanden van sommige soorten roodalg of zeewier gewonnen wordt. Agaragar een polymeer opgebouwd uit subeenheden van de suiker galactose. Agaragar-polysachariden zijn de primaire ondersteunende structuren voor de celwand van een alg. Opgelost in heet water en daarna afgekoeld is agaragar te gebruiken als gelatine, hoewel het bindend vermogen duidelijk groter is. Het wordt hoofdzakelijk gebruikt voor microbiologisch werk. Het kan ook gebruikt worden als:
• Laxeermiddel
• Vegetarische gelatine-vervanger
• Bindmiddel voor soep
• Gelei
• IJs en Japanse nagerechten zoals anmitsu

Conclusie praktische deel

Conclusie hoofdvraag

Wat heeft Louis Pasteur betekend voor de hedendaagse samenleving?

Pasteur heeft veel betekend voor onze hedendaagse samenleving. Zijn belangrijkste bijdragen zijn pasteurisatie, zijn micro-organismen theorie, het principe van het vaccin, onderzoek naar hondsdolheid en onderzoek naar generatio spontanea. Al deze uitvindingen en onderzoeken worden tot op de dag van vandaag gebruikt.

Pasteurisatie is een van zijn belangrijkste uitvindingen geweest. Vroeger in zijn tijd was bederf van wijn en bier een groot probleem, wat ook grote invloed had op de economie. Pasteurisatie heeft ervoor gezorgd dat het aantal levende micro-organismen zodanig wordt verminderd dat het niet meer schadelijk is. Hierdoor bederft voedsel en drank minder snel. Zo is gepasteuriseerde melk wel een week goed te houden, terwijl ongepasteuriseerde melk hooguit 2 dagen goed te houden is. Hierdoor is veel bederf en verspilling van eten en drinken voorkomen.

Ook zijn ontdekking van de micro-organismen is zeer belangrijk geweest. Deze theorie heeft ons enorm geholpen met het bestrijden van ziekten en het voorkomen van kruisbesmetting. Zijn ontdekking veranderde handelswijzen in ziekenhuizen zodat de verspreiding van ziektes door micro-organismen kleiner werd.

Het principe van vaccinatie is er tevens één waar we tot op de dag van vandaag gebruik van maken. Het gaat om mensen besmetten met een zwakke vorm van de ziekte waardoor ze er immuun voor worden. Ook al was Pasteur niet de eerste die dit principe gebruikte, hij heeft wel voor een doorbraak gezorgd.

Het vaccin tegen hondsdolheid heeft vele besmettingen voorkomen. Deze ziekte komt tegenwoordig nauwelijks meer voor.

Ten slotte zijn bijdrage aan generatio spontanea. Ook hier was Pasteur niet de eerste, maar wel heeft hij zeer belangrijke bewijzen geleverd. Hierdoor zette hij de eerste stap naar moderne biologie en biochemie.