DEUXIÈME PARTIE

ŒNOLOGIE

— 20 mai 1856 —

Considérations générales sur la Fermentation.

Fermentation alcoolique.

Messieurs,

Nous avons terminé l’étude des phénomènes qui se rapportent à la culture de la Vigne ou qui se produisent pendant la végétation de cette plante ; il nous reste maintenant à examiner ceux qui accompagnent la fabrication du vin. Ce liquide n’existe pas tout formé dans le fruit de la Vigne; on ne l’obtient qu’à la suite d ’opérations assez complexes, qui ont pour but de provoquer dans les éléments du raisin arrivé à sa maturité une transformation analogue à celles que nous avons vues se produire au sein de la plante, et que nous devrons

analyser dans tous ses détails. Personne n'ignore quelle est l’importance de cette partie de la vinification que l’on désigne sous le nom de fermentation ; d’un autre côté , les principes qui prennent une partie active aux réactions qui la caractérisent continuent encore à se modifier lorsque le vin est obtenu et renfermé dans les tonneaux; et, par conséquent, pour comprendre le but et le mode d’action des différentes opérations qui constituent cet art difficile , pour nous faire une idée des altérations ultérieures dont le vin est susceptible et des modifications normales qu’il peut éprouver, il faut que nous connaissions intimement la nature de ce phénomène si complexe et si important. Aussi, c’est par son histoire que nous allons commencer cette seconde partie, destinée spécialement à l’étude de la fabrication du vin et de ses propriétés.

On désigne en général sous le noin de fermentation une altération excitée dans une matière organique par la présence d’une autre matière organique qui s'altère et se transforme elle-même , mais le plus souvent sans rien céder à la première et sans rien lui emprunter.

Les deux substances qui se trouvent ainsi en présence nous offrent une grande différence au point de vue de leur nature, de leur composition : l’une, celle qui provoque la fermentation et que l'on désigne sous le nom de ferment , est une substance présentant tous les caractères des matières organisées et contenant de l’azote; l’autre est une substance organique, mais non organisée, cristallisable le plus souvent : c’est celle qui éprouve

DE LA FERMENTATION EN GÉNÉRAL

la fermentation. Sa proportion est ordinairement trèsgrande par rapport à celle de la première.

Le contact de ces deux matières est nécessaire pour que les phénomènes qui caractérisent la fermentation puissent s’accomplir. De plus, cette réaction spéciale ne peut se développer que dans des conditions bien dé- f; terminées : le concours de l’air et de l’eau, une tempé- . rature de 20 à 25 degrés sont indispensables pour qu’elle • " se manifeste. Supprimez ou mocüfiez ces conditions, et JV les phénomènes de la fermentation sont enrayés d’une ' manière complète, ou bien sont seulement ralentis. ■ '*

Nous avons reconnu que les matières organiques

existant au sein des végétaux pouvaient être considérées comme des substances éminemment combustibles ;|£ elles ne renferment jamais assez d’oxygène pour trans-jf|

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former leur carbone* en acide carbonique et leurj hydrogène en eau.

Soumises à une oxydation complète, elles donnent de

l’acide carbonique et de l’eau, auxquels il faut ajouter! de l’ammoniaque quand la matière contient de l'azote.^

Dans cette combustion produite sous l’influence de ' l’oxygène, on ne peut pas admettre que chaque molé:,c cule de la matière combustible donne successivement

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avec cet oxygène de l’acide carbonique et de l'eau. Tous.J?§§lfSf:" les faits s’accordent, au contraire, pour établir qué?t?fgffî$&ç dans cette circonstance les matières organiques coui : plexes perdent

se transforment en matières plus simples ; elles|5|^']ÿ t, par suite de ces réactions intérieures, dè^^^

l'acide carbonique. Une partie de leur charbon a été^^gy.. brûlée , et la matière qui reste est encore combustible ; ^ V’s' :

elle contient relativement plus d’oxygène ; l’action ultérieure de l’oxydation provoquera sur elle-même une nouvelle simplification jusqu’à ce qu’elle se convertisse complètement en acide carbonique et en eau. Nous avons fait observer que ces phénomènes d’oxydation partielle, de combustion incomplète qui se passent au sein des végétaux paraissaient être sous la dépendance des matières albumineuses disséminées dans l’organisation végétale. Il en est de même d’autres transformations dans lesquelles il n’y a pas dégagement d’acide carbonique, mais seulement modification isomérique, fixation ou élimination d’une certaine quantité d’eau.

Or, les phénomènes que l’on désigne sous le nom de fermentations présentent la plus grande analogie avec ceux dont nous venons de rappeler les principaux caractères. La matière qui fermente , cette substance organique et non organisée, cristallisable, nous fournit à l’analyse une composition que l’on peut toujours représenter par une formule chimique renfermant un certain nombre d’équivalents de charbon, d’hvdrogène et d’oxygène; nous admettrons qu’elle ne contient pas d’azote. Les produits auxquels elle donne naissance dans l’acte de la fermentation nous conduisent à une formule plus simple, et cette simplification est le plus souvent accompagnée d’un dégagement d’acide carbonique. Cette opération n’est, pas toujours unique, elle est quelquefois précédée de phénomènes que l’on a tout à fait comparés aux précédents ; ils en forment le prélude, le point de départ obligé, mais ils ne présentent pas le

DE LA FERMENTATION EN GÉNÉRAL

même caractère; tantôt ils consistent dans l’absorption ou l’élimination d’une certaine quantité d’eau, tantôt

ce n’est qu’un dédoublement d’une molécule en deux

molécules isomériques , mais plus simples, et c’est

sur ces molécules déjà modifiées que vient s’accomplir V

la réaction qui constitue le phénomène de la fermenta- t;: ^

tion proprement dit.

Lorsque nous examinons les phénomènes qui se passent au sein de l’organisation animale, il nous est facile de comprendre la cause de l’antagonisme qu’ils nous présentent avec ceux par lesquels on a longtemps caractérisé d’une manière exclusive l'accomplissement de la /'M

vie chez les végétaux. Un végétal est immobile; ses^"' ' parties vertes, caractérisées par leur pouvoir réducteur, %

agissent sous l’influence de la lumière et de la chaleur ? solaire qui leur sont indispensables ; un animal, aiqj contraire, est mobile, doué d une chaleur propre; il brûle incessamment des matières combustibles, il met

en liberté et absorbe à son profit les forces mises enj réserve par le végétal dans Lacté de la végétation.

Cette oxydation opérée au sein dé l'organisation ani-^ji male est la cause et l’origine des forces que l'animal .; dépense d’une manière incessante. Or, les phénomènes^ de la fermentation présentent avec ceux de l’oxydation la plus grande analogie; il y a dégagement d’aei de^:,t'^M.' carbonique, simplification de la matière organique .;

Celle-ci doit être accompagnée d’une mise en liberté,^^;’Ude force qui ne saurait être perdue et qui doit se ma- ^ye nifester quelque part. U y a en effet un dégagement de chaleur très -sensible pendant la fermentation , et la

température est toujours, au sein des masses qui fermentent , supérieure à celle de l'air ambiant. En même temps, une partie du ferment se détruit, une autre portion se forme , et cette matière semble être le point de départ de la fermentation et en même temps le produit de cette même opération.

Nous avons dit que ce ferment était une matière azotée, organisée ; examiné au microscope , il présente des globules de forme elliptique tantôt isolés, tantôt réunis en chapelet. Ces globules sont constitués par une enveloppe formée par de la cellulose et renfermant la matière active azotée ; c’est l’expression la plus simple de toute organisation. La fermentation s’opèret-elle par l’action d une certaine quantité de globules déjà existants, tout formés et mis en présence d’une matière fermentescible , ils disparaissent pendant cette opération , laissant un résidu tou t à fait inerte et sans puissance pour développer de nouveau la fermentation.

Au contraire, fait-on fermenter des liquides contenant, outre les matières fermentescibles, des substances azotées pouvant par l’action de l’air donner du ferment, les phénomènes produits seront plus complexes. Outre ce qui se passait dans le cas précédent, nous verrons la proportion de ferment augmenter, elle pourra devenir très-considérable ; une petite quantité aura été détruite, mais il s’en sera formé encore davantage , et, après l’opération, il en reste plus qu’il n’y en avait auparavant.

Dans les deux cas, qu’il y ait ou non multiplication du ferment , une quantité de cette matière correspondant à la proportion de substance fermentescible décompo-

DE LA FERMENTATION EN GÉNÉRAL

sée a disparu avant de se détruire ; les cellules se sont développées, il s’en est formé d’autres qui, d’abord plus petites, ont grandi à leur tour pour se décomposer

ensuite.

Quand la réaction s’arrête par suite de l’épuisement du ferment et malgré la présence d’une certaine quantité de matière fermentescible , on trouve à la place du ferment un dépôt devenu inactif , où le microscope ne signale plus aucune trace d’organisation , et il est facile de reconnaître dans la liqueur la présence de sels ammoniacaux .

Dans les différentes espèces de fermentation, la coinposition des matières azotées pouvant se transformer en ferment n’a pas été considérée par tous les observateurs comme étant complètement identique ; mais toutes pre- ^ sentent cependant entre elles une grande analogie et sev| rapprochent des matières albuminoïdes. D’après ce que -J nous avons dit sur ces dernières, on voit que, si les* matières qui peuvent donner du ferment doivent toutes |j être placées dans ce groupe de substances, nous nous ^ trouvons conduits naturellement à admettre l’identite ^ de leur composition. Nous pouvons même ajouter que ^ les espèces de ferment les mieux connues et les plus f étudiées jusqu’ici ne présentent , sous ce rapport , que de très-légères différences , tout à fi que fournit l’analyse des matières mêmes.

Ces indications générales suffisent pour nous faire , bien comprendre ce qu’on doit entendre par fermenta-

tion, et nous montrer l’analogie que ces phénomènes nous présentent avec ceux qui caractérisent l’accomplissement des actes de la vie animale et qui se manifestent aussi chez les végétaux. Etudions maintenant cette fermentation, que l’on a désignée sous le nom de fermentation alcoolique , et qui a pour résultat le dédoublement du sucre en alcool et en acide carbonique.

Pour que cette opération s’accomplisse , il faut que du sucre ,se trouve en contact avec une matière azotée pouvant jouer le rôle de ferment; à cette conditionnons devons ajouter celles que nous avons reconnues comme nécessaires à toute fermentation, une température de 20 à 25° et le concours de l’air et de l’eau.

Si nous mélangeons du sucre blanc réduit en poudre avec son poids de ferment à l’état de bouillie, nous verrons tout à l’heure comment on peut l’obtenir, le sucre se fond et la masse se transforme en un liquide ayant la fluidité de l’huile d’amandes douces ; il devient jaunâtre et demi-transparent. Il ne se passe aucun phénomène de fermentation, les globules du ferment examinés au microscope paraissent avoir diminué de volume, et cette matière peut ainsi conserver pendant des années ses propriétés caractéristiques. Le ferment à l’état de bouillie perd par la dessiccation 68 °/0 de son poids; c'est cette eau emprisonnée dans les globules.qui a servi à transformer le sucre en sirop. Nous devons dire cependant que le ferment a lui-mème réagi sur le sucre, et ce dernier se trouve converti eu sucre incristallisable.

Mais si l’on met le ferment en contact avec du sucre

FERMENTATION ALCOOLIQUE

dissous dans l’eau, ou bien, ce qui conduit au même résultat, si on ajoute de l’eau au sirop dont nous venons de parler, les phénomènes se passent tout autrement : le ferment éprouve une altération profonde sur laquelle nous allons revenir ; il se dégage un gaz incolore, et le sucre disparait. Le gaz qui se dégage est de l’acide carbonique, et le sucre est remplacé dans la liqueur par de l’alcool. (Voy. note M, page 356.)

Dans cette opération, l’air n’intervient pas, et il semble que sa présence ne soit pas nécessaire pour produire la fermentation : mais nous avons supposé qu’on avait pris du ferment tout fait, et les choses se passent autrement lorsqu’on met en présence du sucre, de l’eau et les matières azotées telles qu’on les rencontre dans les plantes. Pour que le ferment se forme dans ce cas, l’action de l’oxygène de l’air est indispensable; tant que ce gaz n’a pas été mis en contact avec la matière azotée qui produit le ferment , celui-ci n’existe pas et la fermentation ne peut s’accomplir. 11 est indispensable que l’oxygène de l’air ait agi préalablement sur la matière azotée pour que celle-ci donne naissance au ferment.

Cette altération simultanée du ferment et du sucre mis en présence l’un de l’autre constitue deux phénomènes tout à fait indépendants, en ce sens que l’une des substances ne fournit et n’emprunte rien à l'autre. L’acide carbonique et l’alcool proviennent tous deux du sucre ; le poids de leurs éléments réunis donne une somme précisément égale à celle du sucre décomposé, comme nous allons le reconnaître ; par conséquent ce

dernier n’a rien pris au ferment, sans la présence duquel cependant il n’aurait éprouvé aucune modification.

Cette faculté de se dédoubler en alcool et en acide carbonique, lorsqu’on le place sous l’influence du ferment dans des conditions convenables, nous a servi précédemment à définir les sucres, et nous avons reconnu qu’on devait en distinguer plusieurs espèces qui diffèrent par leur composition et quelques-unes de leurs propriétés. Les formules assignées à ces différentes variétés de sucre rendent très-bien compte de leur différence de composition. Les nombres fournis par l’analyse du sucre de canne correspondent à la formule :

On trouve dans le sucre de fruits une plus grande proportion d’eau :

Il faut donc ajouter au premier environ 5.25 p. 100 d’eau pour le transformer en sucre de fruits. Lorsque ce dernier est cristallisé, il renferme une plus grande quantité d’eau. Dans cet état, sa formule est :

C,sHuOu.

Il a donc encore absorbé 40 p. 100 d’eau.

Or, si nous examinons la composition du sucre de fruits, il est facile d’expliquer son dédoublement en alcool et en acide carbonique. On a, en effet :

G1* H1* O1* = 4GO* -t- 2C*H602.

Sucre. A. carbonique. Alcool.

FERMENTATION ALCOOLIQUE. 327

En poids , une molécule de sucre qui pèse 480 donne :

4 molécules d'acide carbonique pesant 88 et 2 molécules d’alcool pesant . 02

Somme égale. . . 480

Ou bien , 4 00 parties de sucre donnent :