Vào tháng 9 năm 1954, Louis Pasteur
được Bộ Trưởng Giáo Dục Pháp bổ
nhiệm làm Giáo Sư Hóa Học và Khoa
Trưởng Khoa Học tại Đại Học Lille.
Đây là một ngôi trường mới được
thành lập tại trung tâm kỹ nghệ rất
giàu có thuộc miền bắc của nước
Pháp. Louis Pasteur với tuổi 32, đã
được giao trọng trách là giáo dục
các sinh viên làm sao đáp ứng được
các nhu cầu thực tế của địa phương.
Giáo Sư Pasteur đã khởi đầu một quan
niệm giáo dục rất tiến bộ đối với
thời bấy giờ, đó là lập ra các lớp
học buổi tối dành cho các công nhân
trẻ của thành phố kỹ nghệ, đồng thời
ông cũng dẫn các sinh viên ban ngày
đi thăm viếng các nông trại và các
nhà máy lớn. Pasteur đã từng nói:
"không có hai loại Khoa Học mà chỉ
có Khoa Học và các áp dụng của Khoa
Học. Hai thứ này liên kết với nhau
như trái cây mọc ra từ cành cây".
Tại vùng Lille, có rất nhiều nhà
máy nấu rượu. Người ta đã cho men
vào nước nho và sau tiến trình lên
men, nước nho trở thành rượu chát.
Nhưng vào thời kỳ đó, không ai biết
rõ tại sao đã có những biến đổi này.
Các nhà khoa học chỉ nói về tiến
trình lên men là "lạ lùng và còn bí
ẩn ".
Vào một ngày mùa hè năm 1856, ông
Bigo là chủ của một lò nấu rượu đã
tới trường đại học, thăm viếng Giáo
Sư Pasteur. Ông Bigo đã trình bầy
rằng một dung dịch củ cải đường
thường được chuyển thành rượu nhưng
lần này, nó đã trở thành dấm chua.
Các nhà sản xuất rượu khác cũng báo
cáo cùng một trở ngại và đây là một
điều xấu cho nền kỹ nghệ trong vùng
bởi vì sự lên men dấm đã gây thiệt
hại hàng ngàn quan tiền trong một
ngày. Không ai biết rõ nguyên do đã
sinh ra sự lên men rượu, tại sao
rượu trở thành dấm chua. Ông Bigo hi
vọng rằng vị Giáo Sư Pasteur dạy
người con trai của ông, sẽ cho các
lời khuyên. Vì vậy Louis Pasteur đã
tới thăm nhà máy nấu rượu và đã lấy
các mẫu dung dịch của cả loại tốt
lẫn loại đã bị hư hỏng. Qua kính
hiển vi, Louis Pasteur nhận thấy
rằng các tế bào men rượu (ferments)
ở dạng hình tròn rất nhỏ, nhưng
trong dung dịch bị hư hỏng, các tế
bào tròn đó đã bị các tế bào hình
que lấn át. Louis Pasteur gọi các tế
bào men rượu là "wee germs" (vi
trùng) (sau này được gọi là các vi
sinh vật = microorganisms). Ông nhớ
lại công trình khảo cứu của nhà khoa
học Charles Cagniard-Latour theo đó
các tế bào men rượu đã sinh sản bằng
cách mọc mầm (budding). Pasteur đặt
giả thuyết rằng nếu các tế bào này
sinh sản được thì chúng có sự sống
và đã sống nhờ đường trong dung dịch
củ cải đường và biến dung dịch này
thành rượu. Louis Pasteur đã cấy men
trong nhiều loại dung dịch đường và
đã nhìn thấy qua kính hiển vi các tế
bào men rượu sinh sôi nẩy nở, ngay
cả trong một môi trường nhân tạo
thiếu khí oxygen, quan niệm này trở
thành hiệu ứng Pasteur (the Pasteur
effect).
Khi nghiên cứu về dung dịch sữa là
thứ dễ bị hư hỏng, Louis Pasteur
cũng thấy sữa trở thành chua khi có
nhiều loại tế bào hình que, loại đã
thấy trong dung dịch củ cải đường bị
hư hỏng của ông Bigo. Do sự khám phá
của mình, Giáo Sư Pasteur đã khuyên
các nhà nấu rượu nên dùng kính hiển
vi để khám xét các thùng rượu đang
lên men.
Năm 1857, sau hai năm khảo cứu về
dung chất củ cải đường, ông Pasteur
phổ biến một báo cáo về sự lên men
theo đó có hai loại men, một loại có
ích đã biến dung dịch củ cải đường
thành rượu và một loại có hại, hình
que, chỉ dài bằng 0.001 mm.
Báo cáo về sự lên men do các vi sinh
vật gây nên, đã tạo ra một cơn bão
phản đối trong giới khoa học vì một
số nhà khoa học thời đó tin rằng sự
lên men là do phản ứng giữa các chất
thành phần. Nhiều nhân viên của Hàn
Lâm Viện cũng không chấp nhận các
chứng cớ nêu ra. Tuy thế, Giáo Sư
Louis Pasteur vẫn tiếp tục nghiên
cứu.
Cuối năm 1857, Louis Pasteur được
gọi về Trường Cao Đẳng Sư Phạm tại
thủ đô Paris và làm giám đốc khảo
cứu khoa học. Vào thời gian này,
Louis Pasteur đã gặp các khó khăn mà
các nhà khoa học đương thời cùng
phải chịu đựng: phòng khảo cứu không
được trang bị đầy đủ dụng cụ, không
có ngân khoản và các tiện nghi khác.
Ông Pasteur phải dùng tiền riêng của
mình để biến đổi hai phòng trên lầu
của nhà trường thành một nơi khảo
cứu. Louis Pasteur tìm cách bác bỏ
lý thuyết về sự sinh sản tức thời
(spontaneous generation). Ông tin
rằng trong không khí có các vi
trùng, vì vậy ông đã nghĩ ra một
cách thí nghiệm theo đó dung dịch
nước đường được đun sôi và chứa
trong hai bình thủy tinh khác nhau,
một bình được gắn kín còn bình kia
để mở ra không khí. Sau vài ngày,
dung dịch trong bình thông với không
khí đã bị hư hỏng, trái với dung
dịch kia. Louis Pasteur cũng làm thí
nghiệm với các loại dung dịch khác
như sữa, nước canh… và đã chứng minh
được rằng vi trùng từ bên ngoài
không khí xâm nhập vào các dung
dịch. Nhưng các nhà khoa học phản
đối vẫn cho rằng việc gắn kín bình
đã làm ngưng lại sự sinh sản tức
thời. Ông Pasteur bèn nghĩ thêm một
cách khác, dùng tới loại bình chứa
dung dịch có cổ dài uốn theo hình
chữ S nhờ đó dung dịch bên trong vẫn
tiếp xúc với không khí mà không bị
bụi chứa vi trung xâm nhập. Louis
Pasteur còn khảo sát ảnh hưởng của
không khí có chứa vi trùng tại nhiều
địa điểm như trong hầm rượu, trên
đồi miền Arbois và trên miền núi cao
Mont Blanc. Chính vào thời kỳ ông
Pasteur bận tâm khảo cứu thì người
con gái đầu lòng của ông tên là
Jeanne mắc bệnh sốt thương hàn và
qua đời vào tháng 9 năm 1859.
Tháng 11 năm 1860, Giáo Sư Louis
Pasteur báo cáo trước Hàn Lâm Viện
Khoa Học Pháp về các kết quả thí
nghiệm của mình theo đó, bụi trong
không khí là nguyên do làm hư hỏng
các dung dịch. Louis Pasteur đã nghĩ
ra một phuong pháp làm sạch vi trùng
mà ngày nay được gọi là cách khử
trùng Pasteur (pasteurization). Nhờ
phương pháp này, các thực phẩm có
thể lưu trữ được lâu hơn và được
chuyên chở mà không bị hư thối. Ngày
8-12-1862, Louis Pasteur được bầu
vào Hàn Lâm Viện Khoa Học, một danh
dự cao quý nhất của các nhà khoa học
người Pháp. Các công trình nghiên
cứu của ông Pasteur đã mở đường cho
nhiều sinh viên và nhà khoa học khác
tìm kiếm các vi trùng tại các phạm
vi khác nhau.