У різних галузях промисловості все більшого значення набувають мембранні процеси поділу та очищення: зворотний осмос, мікро- та ультрафільтрація, електродіаліз. Ці процеси дозволяють створювати замкнуті виробничі цикли споживання води.
Поділ та очищення речовин сприяють вирішенню завдань, пов'язаних із необхідністю поліпшення якості продуктів хімічної промисловості (зниження вмісту домішок), з використанням сировини з низьким вмістом цінних сполук, з необхідністю охорони навколишнього середовища (зменшення скидання промислових стоків, очищення стічних вод).
Повернення цінних компонентів промислових стічних вод у виробничий цикл дозволяє не тільки захистити оточення від забруднення, а й підняти ефективність різних стадій промислового виробництва, знизити обсяг споживаної сировини. Утилізація цінних компонентів стічних вод підприємств харчової та мікробіологічної промисловості є додатковим джерелом отримання сировини для продуктів харчування та кормів.
В даний час якість природних вод погіршується через зростання в них солевмісту. Щоб уникнути деградації природних вод, потрібні замкнуті водооборотні системи на підприємствах. Екологічний стан, що склався, такий, що без мембранних процесів неможливе збереження життєво важливих якостей води. Однак для деяких технологічних стадій виробництва мембранні процеси ще не дають високого ефекту, тому потрібне їх поєднання із традиційними методами очищення та поділу з урахуванням техніко-економічних показників водоспоживання.
Економічна ефективність та конкурентоспроможність мембранних процесів можуть бути значно підвищені, при комплексному підході до переробки технологічних та мінералізованих вод, що передбачає повернення у виробничий цикл не лише основного компонента – води, а й інших цінних речовин. І тому має проводитися як відділення домішок, а й їх поділ, т. е. необхідно підвищувати селективність мембран і мембранних процесів. У багатьох процесах хімічної технології під час використання кислоти і лугу відбувається нейтралізація, т. е. деградація величезних кількостей цих сполук, зрештою що призводить до забруднення природних джерел води.
Мембранні процеси очищення та поділу можуть бути основними при синтезі хімічних сполук, виведенні речовин з реакційної суміші, регулюванні умов проведення процесу: pH, концентрації реагенту тощо. Поверхня мембран може мати каталітичну активність або окисно-відновні властивості.
Дослідження мембранних процесів розвиваються у кількох напрямках: розробка нових мембранних матеріалів, моделей явищ перенесення, методів розрахунку мембранних модулів, проведення оптимізаційних розрахунків для різних об'єктів та виробничих стадій. Найбільший ефект передбачається отримати від досліджень у галузі гідродинаміки та хімії поверхні.
Мембранні процеси успішно застосовуються для поділу сумішей органічних та неорганічних речовин. Ці процеси відрізняються передусім рушійними силами. Різниця гідростатичних тисків - ультрафільтрація та зворотний осмос (баромембранні процеси); різницю електричних потенціалів - електродіаліз, різницю концентрацій - діаліз. Існують і «перехресні» мембранні процеси, що використовують дві рушійні сили або більше: п'єзодіаліз, електроосмос та ін. і т.д.
В основі цієї класифікації мембранних процесів, що традиційно склалася, лежить їх поділ на групи за ознакою фізико-хімічних властивостей, що використовуються для поділу сумішей на компоненти. Проте ця натуральна, чи природна, класифікація певною мірою стримує розвиток мембранних процесів загалом через проведення різких граней між окремими процесами.
Визначення мембрани.
В даний час більшість дослідників, що працюють в області мембранної технології, під мембраною розуміють область, що розмежовує дві фази. У зв'язку з цим мембрани можуть бути газоподібними, рідкими, твердими або бути комбінацією цих трьох станів. Поняття «область» у цьому визначенні використовується замість звичайного поняття «кордон поверхонь». У той же час міжфазні межі двох рідин, що не змішуються, газу і рідини, газу і твердого тіла не повинні вважатися мембранами. Кожен дослідник, як правило, має уявлення про мембрану. У цьому контексті важко дати точне і повне визначення мембрани, що охоплює її аспекти. Однак дати таке визначення стане простіше, якщо обмежитись лише синтетичними структурами. У найбільш загальному сенсі синтетична мембрана служить кордоном, що поділяє дві фази та обмежує перенесення різних речовин з однієї фази до іншої певним способом.
Мембрани можуть складатися з різноманітних матеріалів та мати різні структури. Мембрани можуть бути гомогенними або гетерогенними, симетричними або асиметричними за своєю структурою, можуть бути «нейтральними», проводити тільки негативні або тільки позитивні заряди, або й ті та інші разом. Масообмін через мембрану може бути викликаний дифузією або конвективним потоком, які обумовлені градієнтами гідростатичного тиску, температури, хімічного або електрохімічного потенціалу. Багато матеріалів фактично є мембранними, це захисні покриття та пакувальні засоби. Всі матеріали, що діють як мембрани, мають одну загальну властивість: вони обмежують проходження різних хімічних речовин через мембрану певним способом.
Едуард Бухнер народився 20 травня 1860 р. у Мюнхені (Німеччина) у сім'ї потомствених вчених, що походила з баварської Швабії. Його батько, Ернст Бухнер (1812-1872), був професором судової медицини, організатором та редактором журналу "Мюнхенський медичний тижневик". Велика наукова організаційна завантаженість не завадила йому, однак, бути тричі одруженою. Від третього шлюбу на Фредериці Мартін, дочки касира, народилися двоє синів - Ганс в 1850 р. і Едуард, після смерті батька Ганс, який згодом став відомим гігієністом і епідеміологом, за визнанням Едуарда, "зробив неможливе, щоб я здобув освіту". Виняткова дружба, взаємна підтримка та наукова співпраця об'єднуй братів протягом усього їхнього життя.
Після складання іспитів на атестат зрілості в 1877 р, в Мюнхенській реальній гімназії Едуард як вільновизначається однорічник служив у полку Польової артилерії. Він був солдатом тілом і душею", писав про нього К. Гаррієс. Це було вірно і в буквальному, і в переносному сенсі - він завжди був бійцем, долаючи будь-які труднощі в досягненні залишеної мети. Однак дар дослідника дуже рано підкорив собі всі захоплення. Вступивши в хімічну лабораторію вищої політехнічної школи, Бухнер повністю віддався вивченню хімії під керівництвом Е. Ерленмейєра, проте стиснуті матеріальні обставини змусили, його незабаром перервати роботу і вступити на консервну фабрику. залишилася для нього безслідною, тут він вивчив можливість познайомитися з областю, яка стала основною справою всього його життя-з хімією бродильного виробництва.
Дослідницьку діяльність Бухнер зміг відновити лише в 1884 р., коли він вступив до Мюнхенського університету лабораторію знаменитого А. Байєра і одночасно до Інституту фізіології рослин, керованого К. Негелем. Тут у лабораторії, очолюваної братом Бухнера, Гансом, він провів дослідження "Про вплив кисню на бродіння", в результаті другого, на противагу Л. Пастеру, дійшов висновку, що кисень на бродіння не впливає.
У роки Бухнер познайомився з Р. Пешманном і Т. Курциусом. Останній, який незабаром став найближчим другом і колегою Бухнера, запросив його на один семестр в Ерлангер, в хімічну лабораторію, керівником якої він став за пропозицією О. Фішера. Глибокий вплив Курціуса позначилося на тому, що саме від нього Бухнер сприйняв любов і навички до копіткої праці дослідника. У 1888р. Бухнер став доктором, а 1891 р. обійняв посаду приват-доцента Мюнхенського університету. У 1893 р. Бухнер. на запрошення Курціуса пішов за ним у Кіль, де 1895 р. став професором. Через рік Пешманн запросив його зайняти вакантну посаду екстраординарного професора в Тюбінгенському університеті, де Бухнер провів та опублікував у 1897 р. роботу "Спиртове бродіння без дріжджових клітин". Подальший розвиток цієї теми в Берлінській сільськогосподарській школі, куди в 1898 р. його запросили на посаду професора загальної хімії, швидко принесло Бухнеру визнання в науковому світі. У 1905 р. він був нагороджений золотою медаллю Ю. Лібіха, яку присуджує Товариство німецьких хіміків. У 1907 р. Бухнер був удостоєний Нобелівської премії "За біохімічні дослідження та за відкриття безклітинного бродіння".
Напружена дослідницька діяльність, часті переїзди, багате на захоплення життя, мабуть, були причиною того, що Бухнер лише у віці 40 років у 1900 р., одружився з Лотте Шталь, донькою Тюбінгенського математика. Від цього шлюбу він мав двох синів і доньку.
У Берліні Бухнер прожив 11 років. У 1909 р. у зв'язку з відходом Ладенбурга йому запропонували кафедру у Бреславлі (нині Вроцлав). У 1911 р. він став завідувачем кафедри в Хімічному інституті Вюрцбурга, де, за словами Гаррієя, "відчув себе особливо вдома". Бухнер був людиною винятково живої та серцевої вдачі. Ці риси характеру незмінно залучали до нього численних і вірних друзів, сприяли створенню його сім'ї радісної і щасливої обстановки. Живий інтерес до політики (Бухнер був палким прихильником Бісмарка) поєднувався з любов'ю до образотворчого мистецтва. У юнацькі роки ортодоксальна відданість католицизму, але в 40 років цілком свідомий перехід у протестантство, пристрасне захоплення полюванням та альпінізмом (подолав близько ста гірських вершин!) - все це було перейнято особливою любов'ю до боротьби з труднощами, схильністю до пригод. Виняткова пам'ять і жива уява, мужність, сердечність – такі відмінні риси Бухнера, що збереглися у пам'яті його друзів та співробітників. Коли почалася перша світова війна 54-річний капітан Бухнер 11 серпня 1914 року. Вступив до армії. Вже у грудні він був нагороджений залізним хрестом, а в січні 1916 р. зведений у чин майора. У лютому Бухнера викликали з фронту до Вюрцбурга для продовження наукової та педагогічної діяльності, однак у червні 1917 р. він знову повернувся на фронт. 11 серпня в Румунії (під Фокшанами) Бухнера було смертельно поранено. Він помер 12 серпня 1917 р. і там же похований на братському цвинтарі.
У науковій діяльності Бухнера можна назвати два напрями: дослідження у сфері органічної хімії; розробка методу безклітинного бродіння, вивчення біохімії низки бродіння та ферментного комплексу дріжджових клітин.
Основною темою першого напряму досліджень, проведених з Курціусом, було вивчення реакцій між ефірами діазооцтової кислоти та ненасиченими сполуками складними ефірами та ефірами ацетиленкарбонової кислоти, з одного боку, і з бензолом та його гомологами, з іншого. Якщо першому етапі цих досліджень автори змогли виділити лише вторинні продукти взаємодії ефірів, пізніше їм вдалося у чистому вигляді: ізолювати і первинний продукт, який містив азот диазооцтового ефіру - ефір піразолінкарбонової кислоти.
Приводом для початку досліджень біохімії бродіння послужило спостереження Ганса Бухнера, який у 1890 р. виявив,що з багатьох бактерій шляхом відповідної обробки можна екстрагувати білкову речовину. Введене під шкіру тваринам, воно викликає запальний процес, проте є захистом проти інфекцій. Підтвердженням є туберкулін Р. Коха, отриманий шляхом екстрагування бактеріальної маси.
У зв'язку з необхідністю винаходу методу консервації мікробних клітинних екстрактів, серед яких, як показав Бухнер в 1893, найбільш зручним виявився сік пивних дріжджів, був детально розроблений метод отримання стерильного безклітинного дріжджового соку. Задля збереження соку від загнивання Ганс Бухнер запропонував його звичайну цукрову консервацію. Під час канікул у Тюбінгені Е.Бухнер виявив типові ознаки бродіння у безклітинній цукровій суміші та одразу зрозумів величезне загальнобіологічне значення виявленого факту. Ніщо не втекло від його уваги. Допитливий розум і наукова інтуїція підказали йому можливість нарешті з'ясувати істину в глибоко принциповій полеміці між Лібіхом і Пастером про причину, яка обумовлює такий складний процес, як бродіння.
Наступні дослідження Бухнера та його співробітників привели до висновку про можливість відтворення бродіння різних цукрів за відсутності живого організму за допомогою "продукту перетворення білкових тіл протоплазми, що є хімічною речовиною, позбавленою обміну". Цю речовину, користуючись терміном П. Вешана, Бухнер назвав "зімазою". Подальші роботи (у співпраці з Я. Мейзенхеймером) також виявили можливість відтворювати молочнокисле та оцтовокисле бродіння за допомогою виділених з бактеріальних клітин "молочнокислої бактеріальної зимази" та "спиртокисляючого ензиму".
Відкриття Бухнера викликало бурхливу реакцію у наукових та філософських колах. Воно не відповідало загальноприйнятим уявленням, за якими бродіння могло бути лише результатом життєдіяльності повноцінного живого організму. Дослідження Бухнера критикували за, нібито, допущені ним методичні неточності. У свою чергу, теоретичні висновки Бухнера стали предметом гострої критики з боку неовіталістів, які посилили свою активність наприкінці XIX ст. Однак впевненість у своїй правоті, мужність і виняткова завзятість у досягненні мети дозволили Бухнеру переконливо довести бездоганність та наукову значущість зробленого ним відкриття. Невипадково тому, що дослідження Бухнера швидко отримали високу оцінку, яке науковий авторитет - широке визнання. Ще до присудження Нобелівської премії 1907 р. Бухнер був 1904 р. одноголосно обраний головою Німецького хімічного товариства. Потім було обрання його чл.-кор. Академії наук Болоньї. Для читання спеціального курсу лекцій з хімії бродіння його запрошували до Парижа та Відня. В історію науки він увійшов як дослідник, який, за словами голови Нобелівського комітету з хімії Г. Седербаума, "провів демаркаційну лінію між двома різними епохами, вказавши напрямок до розвитку нової фази в історії хімії бродіння".
ЛІТЕРАТУРА
1. Les Prix Nobel у 1907. Stockholm, 1908.
2. С. Harries. Chem. Ztg., 41, 753 (1917).
3. С. Harries. Ber. Dtsch. Ges., 50, 1843 (1918).
4. Dtsch. biograph. Jahrb. 1917-1920, Berlin - Leipzig, 1928.
, Королівство Баварія
Під час Першої світової війни Бухнер служив у польовому шпиталі в Румунії у чині майора. Він був поранений 3 серпня 1917 і помер від цих ран через дев'ять днів у Мюнхені у віці 57 років.
Напишіть відгук про статтю "Бухнер, Едуард"
Посилання
- (англ.)
| Це незавершена стаття про вченого-хіміка. Ви можете допомогти проекту, доповнивши її. |
Уривок, що характеризує Бухнер, Едуард
- Dieu, quelle virulente sortie [О! який жорстокий напад!] – відповів, нітрохи не зніяковівши такою зустріччю, що ввійшов князь, у придворному, шитому мундирі, панчохах, черевиках, при зірках, зі світлим виразом плоского обличчя. Він говорив тією вишуканою французькою мовою, якою не тільки говорили, а й думали наші діди, і з тими тихими, поблажливими інтонаціями, які властиві старій у світлі і при дворі значній людині. Він підійшов до Анни Павлівни, поцілував її руку, підставивши їй свою надушену і сяючу лисину, і спокійно сів на дивані.– Avant tout dites moi, comment vous allez, chere amie? [Насамперед скажіть, як ваше здоров'я?] Заспокойте друга,— сказав він, не зраджуючи голосу й тоном, у якому через пристойність і участь просвічувала байдужість і навіть глузування.
– Як можна бути здоровою… коли морально страждаєш? Хіба можна залишатися спокійним у наш час, коли є у людини почуття? – сказала Ганна Павлівна. - Ви весь вечір у мене, сподіваюся?
– А свято англійського посланця? Нині середа. Мені треба здатися там, – сказав князь. – Дочка заїде за мною та пощастить мене.
– Я думала, що цьогорічне свято скасовано. Je vous avoue que toutes ces fetes et tous ces feux d'artifice commencent a devenir insipides.
- Якби знали, що ви цього хочете, свято б скасували, - сказав князь, за звичкою, як заведений годинник, кажучи речі, яким він і не хотів, щоб вірили.
- Ne me tourmentez pas. "Не мучте мене. Ну, що ж вирішили з нагоди депеші Новосильцова? Ви всі знаєте."
– Як вам сказати? – сказав князь холодним, нудним тоном. – Що це означає, що бонапарте спалив свої кораблі; і ми теж, здається, готові спалити. наші.] – Князь Василь говорив завжди ліниво, як актор каже роль старої пієси.
Завдяки допомозі брата Ганса Б. зміг у 1884 р. відновити заняття. Незабаром після цього він отримав трирічну стипендію. Він вивчав хімію у Адольфа фон Байєра в Мюнхенському університеті та ботаніку у Карла фон Негелі в Інституті ботаніки. У цьому інституті працював брат вченого Ганс Бухнер, який згодом став відомим фахівцем з гігієни та бактеріології. Б. розпочав дослідження процесу спиртового бродіння під його керівництвом. У 1885 р. він опублікував свою першу статтю про вплив кисню на процес бродіння. Проведені Б. досліди спростовували точку зору, що переважала в той час, якої дотримувався і Луї Пастер, що бродіння не може проходити в присутності кисню.
У 1888 р. Б. отримав докторський ступінь, а через два роки, після короткого періоду, проведеного в Ерлангені, став асистентом Байєра. У 1891 р. був призначений приват-доцентом (позаштатним викладачем) Мюнхенського університету. На приватні пожертвування, надані Баєром, Б. заснував невелику лабораторію, де продовжував дослідження в галузі хімії бродіння. У 1893 р. він виїхав із Мюнхена і очолив секцію аналітичної хімії у Кільському університеті, а 1895 р. став професором цього університету. Наступного року Б. викладав аналітичну хімію та фармакологію у Тюбінгенському університеті. У 1898 р. він обирається професором загальної хімії Вищої сільськогосподарської школи Берліні і призначається директором Інституту промислового застосування процесів бродіння.
У 1893 р., коли Б. почав пошук активних речовин, що сприяють бродінню, переважали дві теорії бродіння, що суперничають між собою. Відповідно до механістичної теорії, дріжджі, постійно розкладаючись до рідкого стану, створюють хімічну напругу, яка змушує розкладатися молекули цукру. Відповідно до цієї точки зору спиртове бродіння являло собою хоч і складну, але, загалом, звичайну хімічну реакцію. Проти цієї теорії заперечували віталісти, які, подібно до Луї Пастера, вірили, що в живих клітинах міститься якась життєва субстанція, яка і «несе відповідальність» за бродіння. На їхню думку, без якогось «життєвого», хоча поки що не знайденого, компонента в живих клітинах лише хімічні речовини не могли б викликати процес бродіння. Незважаючи на те, що прихильники механістичної теорії довели, що речовини, виявлені в живих клітинах, можуть бути синтезовані, нікому ще не вдавалося виділити речовину, що сприяє бродіння, або викликати цей процес у неживих речовинах.
Підбадьорюваний своїм братом, Б. вирішив знайти активну речовину шляхом отримання чистих зразків внутрішньої рідини дріжджових клітин. Використовуючи метод, запропонований помічником свого брата Мартіном Ганом, Б. подрібнив у ступці дріжджі разом з піском і землею, уникнувши таким чином руйнівної дії високих температур і не користуючись розчинниками, які спотворювали результати, отримані його попередниками. Віджата в марлі під тиском пориста речовина випустила рідину. Б. припустив, що ця рідина здатна викликати бродіння. Пізніше, однак, коли він разом із Ганом спробував зберегти цю рідину, додавши концентрований розчин сахарози, виділився вуглекислий газ. Це було вражаюче, бо, навіть незважаючи на те, що дріжджові клітини були мертві, ясно було, що щось у виділеній ними рідині викликало бродіння. Б. висунув гіпотезу, що активною речовиною є ензим, або фермент, який він назвав зімазою. Його відкриття означало, що бродіння відбувається внаслідок хімічної активності ензиму як усередині, і поза дріжджової клітини, а чи не під впливом так званої життєвої сили.
Опублікована в 1897 р. робота Б. «Про спиртове бродіння без участі дріжджових клітин» ("On Alcoholic Fermentation without Yeast Cells") викликала суперечки серед його колег-науковців, і в наступні роки Б. витратив чимало часу на збирання фактів на підтвердження своєї теорії. У 1902 р. він опублікував ще одну статтю на 15 сторінках, в якій пояснював та захищав цю свою роботу, а також кілька інших, де викладав результати проведених ним досліджень хімічного впливу дріжджів на молочний цукор.
У 1907 р. Б. було присуджено Нобелівську премію з хімії «за проведену ним науково-дослідну роботу з біологічної хімії та відкриття позаклітинної ферментації». Через смерть короля Швеції Оскара II церемонія нагородження була відкладена, однак у письмовій поданні від імені Шведської королівської академії наук К. А. X. Мернер узагальнив суперечливі погляди на процес бродіння, яким поклали край проведені Б. дослідження. "Поки бродіння розглядалося як вираз життя, - писав Мернер, - мало було надії на можливість глибше проникнути в проблему протікання цього процесу". Ось чому «відбулася сенсація, коли Б. вдалося показати, що спиртове бродіння може викликатися соком, виділеним із дріжджових клітин, які не містять живих клітин... Недоступні до цього часу області тепер стали об'єктом хімічних досліджень, а перед хімічною наукою відкрилися нові раніше небачені перспективи».
У Нобелівській лекції Б. описав свої відкриття та віддав належне попередникам та колегам. «Ми все більше переконуємося в тому, що клітини рослин і тварин подібні до хімічних фабрик, – сказав він, – де в різних цехах виробляються різні продукти. Ензими у яких виконують роль контролерів. Наші знання про ці найважливіші частини живих речовин постійно збільшуються. І хоча, можливо, нам ще далеко до мети, ми крок за кроком наближаємось до неї».
Через два роки після здобуття Нобелівської премії Б. перейшов працювати до університету в Бреслау (нині Вроцлав, Польща), де став завідувачем кафедри фізіологічної хімії. Його останнім академічним призначенням було призначення у Вюрцбурзький університет у 1911 р. З початком першої світової війни Б. добровільно пішов на військову службу. У 1917 р., працюючи в чині майора медичної служби в польовому шпиталі в Румунії, він був поранений шрапнеллю і помер у Фокшані 13 серпня, переживши свою дружину Лоту (Шталь) Бухнер, дочку математика з Тюбінгена. Від цього шлюбу, укладеного в 1900 р., у них народилося двоє синів і дочка.
Едвард Бухнер(1860-1917) почав дослідження процесу спиртового бродіння під керівництвом свого брата вченого, Ганса Бухнера.
У 1885 р. він опублікував свою першу статтю про вплив кисню на процес бродіння. Виконані Е. Бухнеромдосліди спростовували точку зору, що переважала на той час, якої дотримувався і Луї Пастерщо бродіння не може проходити в присутності кисню.
У 1893 р., коли Едвард Бухнерпочав пошук активних речовин, що сприяють бродінню, переважали дві конкуруючі між собою теорії бродіння. Згідно механістичної теоріїдріжджі, постійно розкладаючись до рідкого стану, створюють хімічну напругу, яка змушує розкладатися молекули цукру. Відповідно до цієї точки зору спиртове бродіння являло собою хоч і складну, але, загалом, звичайну хімічну реакцію. Проти цієї теорії заперечували віталісти, які, подібно Луї Пастеру, вірили, що у живих клітинах міститься якась життєва субстанція, що й «несе відповідальність» за бродіння. На їхню думку, без якогось «життєвого», хоча поки що не знайденого, компонента в живих клітинах лише хімічні речовини не могли б викликати процес бродіння. Незважаючи на те, що прихильники механістичної теорії довели, що речовини, виявлені в живих клітинах, можуть бути синтезовані, нікому ще не вдавалося виділити речовину, що сприяє бродіння, або викликати цей процес у неживих речовинах.
Підбадьорений своїм братом, Едвард Бухнервирішив знайти активну речовину шляхом одержання чистих зразків внутрішньої рідини дріжджових клітин. Використовуючи метод, запропонований помічником свого брата Мартіном ГаномВін подрібнив у ступці дріжджі разом з піском і землею, уникнувши таким чином руйнівної дії високих температур і не користуючись розчинниками, які спотворювали результати, отримані його попередниками. Віджата в марлі під тиском пориста речовина випустила рідину. Він припустив, що ця рідина здатна викликати бродіння. Пізніше, однак, коли він разом із помічником Мартіном Ганомспробував зберегти цю рідину, додавши концентрований розчин сахарози, виділився вуглекислий газ. Це було вражаюче, бо навіть, незважаючи на те, що дріжджові клітини були мертві, ясно було, що щось у виділеній ними рідині викликало 
бродіння. Едвард Бухнервисунув гіпотезу, що активною речовиною є ензим, або фермент, який він назвав зімазою. Його відкриття означало, що бродіння відбувається внаслідок хімічної активності ензиму як усередині, і поза дріжджової клітини, а чи не під впливом, так званої життєвої сили.
Опублікована в 1897 р. робота « Про спиртове бродіння без участі дріжджових клітин» викликала суперечки серед його колег-науковців, і в наступні роки Едвард Бухнервитратив чимало часу на збирання фактів на підтвердження своєї теорії.
У 1902 р. він опублікував ще одну статтю на 15 сторінках, в якій пояснював та захищав цю свою роботу, а також кілька інших, де викладав результати проведених ним досліджень хімічного впливу дріжджів на молочний цукор.
У 1907 р. Едварду Бухнерубула присуджена Нобелівська премія з хімії«за проведену ним науково-дослідну роботу з біологічної хімії та відкриття позаклітинної ферментації».
Через смерть короля Швеції Оскара II церемонія нагородження була відкладена, однак, у письмовій поданні від імені Шведської королівської академії наук До. А. X. Мернерузагальнив суперечливі погляди на процес бродіння, яким поклали край проведені Бухнеромдослідження. «Поки бродіння розглядалося як вираз життя, – писав Мернер, – мало було надії на можливість глибше проникнути в проблему протікання цього процесу». Ось чому «відбулася сенсація, коли Бухнерувдалося показати, що спиртове бродіння може викликатися соком, виділеним із дріжджових клітин, які містять живих клітин... Недоступні до цього часу області тепер стали об'єктом хімічних досліджень, а перед хімічної наукою відкрилися нові, раніше небачені перспективи».
У Нобелівській лекції Едвард Бухнерописав свої відкриття та віддав належне попередникам та колегам. «Ми все більше переконуємося в тому, що клітини рослин і тварин подібні до хімічних фабрик, – сказав він, – де в різних цехах виробляються різні продукти. Ензими у яких виконують роль контролерів. Наші знання про ці найважливіші частини живих речовин постійно збільшуються. І хоча, можливо, нам ще далеко до мети, ми крок за кроком наближаємось до неї».
Подальший розвиток дослідів братів Бухнерів спричинив вивчення процесу ферментації англійським хіміком. Артуром Гарденом.
Деякі вчені все ще вважали, що бродіння відбувається внаслідок впливу загадкової «життєвої сили» на живу клітину, але до 1904 р. А. Гарденастало очевидним, що ферментація – це сукупність хімічних процесів. Для підтвердження своєї гіпотези він отримав препарат зимази та профільтрував його під високим тиском через пористу порцеляну, просочену желатином. Він відкрив, що фермент зимаза складається з двох компонентів, один із яких проходить через такий фільтр, а інший – ні. Артур Гардентакож виявив, що бродіння припиняється, коли він видаляє якийсь компонент дріжджового екстракту. Це було першим доказом того, що один компонент ферменту потребує присутності другого для ефективного функціонування. Він залишив назву "зимаза" за одним компонентом, а інший компонент (або кофермент) став називати козимазою. Надалі він виявив, що зимаза є білком, тоді як козімазу білком не є (речовина небілкової природи).
У 1905 р. Артур Гардензробив своє друге основне відкриття: процес ферментації вимагає наявності фосфату, що складається з одного атома фосфору та чотирьох атомів кисню. Він зазначив, що швидкість розпаду молекули цукру та утворення двоокису вуглецю та спирту з часом повільно падає. Однак, коли він додав розчин фосфат, активність ферментації різко зросла. Ґрунтуючись на даних спостереження, Гарден уклав, що молекули фосфату зв'язуються з молекулами цукру, створюючи умови для ферментативного індукування бродіння. Більше того, він виявив, що фосфат, відокремлюючись від продуктів реакції, внаслідок складного ланцюга перетворень залишається вільним.
У 1929 р. Артуру Гарденуспільно з Гансом фон Ейлер-Хельпіномбула вручена Нобелівська премія з хімії « за дослідження ферментації цукру та ферментів бродіння».