En 1777, el médico escocés Edward Stevens (1755-1804) aisló un líquido a partir del estómago (jugo gástrico) y mostró que el proceso disolvente podía tener lugar fuera del organismo, divorciándolo así definitivamente de la influencia directa de la vida. Estaba claro que los jugos gástricos contenían algo que aceleraba el proceso de descomposición de los alimentos… igual que hacían las levaduras.
En 1833, dos químicos franceses, Jean François Persoz (1805-1868) y Anselme Payen (1795-1871), habían aislado en el extracto de malta una sustancia capaz de transformar el almidón en azúcar más rápidamente de lo que lo podía hacer un ácido. Designaron a dicha sustancia como diastasa (del griego diá, “a través de”, e histanai, “colocar”; es decir, “separar”), pues la habían aislado de la malta. Al año siguiente, Schwann añadió cloruro de mercurio al jugo del estómago y precipitó un polvo blanco. Tras liberar al polvo del compuesto de mercurio y disolver el residuo obtenido, halló que la solución manifestaba una intensa acción digestiva. Al polvo que había descubierto lo llamó pepsina (de las palabras griegas pepsis, “digerir”, e ina, “sustancia”).
Resultaba, pues, tentador llamar “fermentos” a estas sustancias orgánicas como la diastasa y la pepsina que catalizaban procesos digestivos tan aparentemente similares a una fermentación. Y así, se puso de moda establecer una distinción entre dos categorías de fermentos:
- Unos solo podían actuar dentro de las células vivas como las de levadura, y se les llamó fermentos organizados o formes.
- Otros actuaban fuera de las células vivas para digerir el alimento, y se conocieron como fermentos desorganizados o no formes.
Muchos investigadores no veían clara la relación entre ambos tipos de fermentos. De hecho, y aunque ya estaba desacreditada la teoría del vitalismo, había aflorado en su lugar una nueva forma de la misma vieja idea. Los nuevos vitalistas afirmaban que los procesos de la vida únicamente podían operar por mediación de fermentos organizados, que solo se daban dentro de las células vivas. Es más, sostenían que los fermentos organizados eran algo así como la materialización de la fuerza vital.
En el año 1876, con el ánimo de eliminar la confusión reinante, el fisiólogo alemán Wilhelm Friedrich Kühne (1837- 1900), insistió en no llamar “fermentos desorganizados” a los jugos digestivos. La palabra “fermento” estaba tan asociada a la vida que podría comunicar la falsa impresión de estar ocurriendo un proceso vivo fuera de las células. Kühne propuso decir que los jugos digestivos contenían enzimas. Este término, que proviene del griego en, “en” y zyme, “levadura”, parecía apropiado, a causa de la similitud de su actividad con la manifestada por la levadura.
La hipótesis vitalista permitía formular una predicción clara: si los fermentos actuaban solo en células vivas, cualquier cosa que matara la célula debería inactivar el fermento. Por supuesto, al matar las células de levadura dejaban de fermentar. Normalmente se utilizaba con este fin el calor o sustancias químicas potentes. ¿Podrían sustituirse por otra cosa?
El hallazgo clave tuvo lugar en 1897 y fue obra del químico alemán Eduard Buchner (1860-1917). En realidad, como ocurre a veces con las grandes ideas, sucedió en buena medida por casualidad. Por aquel entonces, el bacteriólogo Hans Buchner (1850-1902), hermano mayor de Eduard, trabajaba con un colega llamado Martin Hahn, quien trataba de separar proteínas de las levaduras moliéndolas en un mortero con arena. El extracto de levadura se filtraba en un paño muy fino pero, desafortunadamente para Hahn, era muy difícil de preservar. Hans le recordó que la fruta se conserva agregándola azúcares –es decir, haciendo una mermelada–, y le sugirió añadir sacarosa al extracto de levaduras. Eduard, que visitaba el laboratorio para experimentar con extractos de levadura, hizo exactamente eso pensando que el extracto iba a mantenerse estable. Pero observó algo muy distinto: de la solución brotaban burbujas. Eduard concluyó que en un extracto de levadura cuyas células habían muerto por trituración tenía lugar la fermentación. Posteriormente comprobó que para producir el proceso fermentativo no es necesaria una estructura tan complicada como la célula de levadura. Como vehículo de la acción fermentativa del jugo hay que pensar más bien en una sustancia soluble, sin duda un cuerpo de naturaleza proteica, al que llamó zimasa.
Esquema del famoso
experimento de Buchner
Esquema del famoso
experimento de Buchner que puso fin al vitalismo en el
ámbito científico.
Es decir, a partir de los “fermentos organizados” —las células de levadura— se podían extraer sustancias, como la zimasa, que actuaban in vitro exactamente igual que los “fermentos desorganizados” —las enzimas de Kühne—. De un plumazo se había desvanecido la distinción entre los dos tipos de fermento y, desde entonces, a las moléculas como la zimasa, la pepsina o la diastasa se les llamó enzimas. Los biólogos comprendieron que la fermentación era un proceso catalizado por enzimas producidas por organismos vivos. El término “fermento” fue desapareciendo del vocabulario científico junto con las tesis vitalistas.