II. Fermentation giycérique de* sucres
La formation de la glycérine a été signalée récemment comme Tun des effets secondaires de la fermentation alcoolique' des sucres provoquée par la levure de bière (i). Sa proportion s'élève à quelques centièmes. Mais on ignore si Ton pourrait réussir à produire la glycérine en proportion plus forle, en vertu d'un dédoublement plus net et avec le concours d'un ferment spécifique. •
FKRmnTATlONS SACCBAEllVBS DB LA MANNITE KT DE LA GLYCfifUNE (?).
1. A côté des fermentations mannitique et glycérique des sucres viennent se ranger les fermentations réciproques. Leur existence présente un caractère jusqu'ici unique dans Thlstoire des fermentations et dont l'importance est extrême : elle prouve que les effets des premières peuvent être renversés, de façon à revenir des produits fermentes aux principes fermentescibles eux-mêmes; car la mannite et la glycérine, soumises à la fermentation» ont été changées à leur tour en un sucre véritable, appartenant à la famille des glucoses.
Voici le point de départ de ces nouveaux résultats relatifs à la fermentation saccharine. Les analogies qui existent entre la fermentation alcoolique de la mannite et de la glycérine et la fermentation alcoolique des sucres proprement dits, avaient conduit tout d'abord à penser que ces deux fermentations pouvaient bien n être pas réellement distinctes : si la mannite et la glycérine fournissent de l'alcool, c'est qu'elles ont passé, au préalable, par Tétat de sucre? Pour examiner celte question, S>n a entrepris des expériences très-variées : leurs résultais ont varié suivant les circonstances. Ils appartiennent à deux
(i) PAstÉLU, Artnahs de Chimie et de Ph^si^ue^ y^éériCt t. LVMJ, |». 3^(^; i86o. ('/) B«Rniii.OT, Annales dç Chimie et de Phr^i^ut, y »6ric, l, Iv p. 3^>9; i^f)7.
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catégories tiès-différenies, car ils monirent que la ittétatnopphos^ préalable d^ la.manniie et de la glycérine en sMcre peui* taai<6l se produire , unioL être évitée, suivant les condition» dans le^queiles on opère.
2. Jamais on ne Fobserve dans les conditions normales de la fermentation alcoolique de la manniie et de la glycérine, on veut dire 3pus les intluences simultanées du carbonate de chaux ex de la caséine. Dans ces circonstances la transformatioB de (a mannite et de la glycérine eu alcool, soit à la température. d<; 4o degrés, soit même à celle de 10 degrés, s'opère d'unç mornière directe, sans qu'à aucun moment de Texpérience on puisse sçiLsir le moindre indice de l'existence temporaire. d*im sucpc proprement dit. Tous ces Caîts ont été signalés pluS( haui, (p. 6:18),
Mais la marche régulière de ces expériences, au poipt de vue de la, production de Talcool, est subordonnées la présence d^ cacbonate.de chaux; s'il est supprimé, la fermentation ccis^ en général de se développer : la mannite et la glycérine de- , meurent inaltérées. Toutefois il n'en est pas toujours. aîosi, car on a reconnu des circonstances particulières, dans 1^-r quelles on observe encore la fermentation de la mannite et de la glycérine et la production de l'alcool, même en l'absence du carbonate de chaux ; mais, cette fois,* elle est précédée par lu formation d'un sucre proprement dit. Ce sont ces nouvelles. observations qui constituent l'objet essentiel du présent parshgraphe,
3. Divers résultats accidentels ayant mis sur cette nouvelle voie, pour en .poursuivre l'étude d'une manière systématique,, on a dissous» dans l'eau la mannite et la glycérine et on les a t abandonnées à la température ordinaire, au contact de tous les. tissus et substances azotées de nature animale ou analogues que l'on a pu se procurer. Dans plusieurs cas, et notammei^l avec Talbumine, la caséine, la tibrine, la gélatine, les -tissus cutané, rénal, pancréatique, etc., il s'est produit un sucre proprement dit, susceptible de réduire le tartrate cupropolas^
.sique et d'éprouver immédiatement, sous Tinfluence de la levure de bière, la fermentation alcoolique. Mais avec les substances précédentes, les conditions de cette formation de sucre, ne s'obtiennent pas à volonté.
Au contraire, îl ôsi un !?^«u; c^lul duiesUcule, qui provoifti^ d'une manière à peu près eofislanle là l^nsformailon de la nfifatt* nile el de la glycérine en dn sucre proprement dit. Voici dan^ quelles conditions : on prend des testicules d'homme oii d'ânl-^ maux (coq, chien, cheval), on les coupe en petits moreeatix é\ on les abandmne dans une solution formée de lo parties 'd'eau et «de I partie de mannîte ou de glycérine.* Le poids du tissu animal (supposé sec) doit représenter-^ environ du poids de la mannite ou de la glycérine. On opère dans un flacon ouvert,' sousTinfluence de la lumière diffuse et d'une température qtiï doit rester comprise entre lo et 9.0 degrés. Le tissu demeure en général sans se putréfier: s'il pourrit, Texpérience est manquée. La formation des moisissures el particulièrement celle du Pénicillium glaucuni est également nuisible, quoique à un' moindre degré. On essaye de temps en temps la liqueur. Au bom d'un intervalle qui varie entre trois mois et une seule semaine, on constate d'ordinaire l'apparition d'une substance apte à réduire le tartrate cupropotassique et à fermenter immédiatement au contact de la levure de bière. A ce moment, on sépare par décantation "les fragments testîculaîres, et on Icî^ soumet à des lavages réitérés, jusqu'à élimination totale de b mannite ou de la glycérine. Amenés à cet état, les tissus indiqués ont acquis la propriété de transformer ces deux principes^ en un sucre véritable.
En effet, on "peùî atteindre le but, en reproduisant avec les tissus préparés l'expérience qui vient d'être décrite, c'est-àdire en les mettant de nouveau en contact avec une solution aqueuse de mannite ou de glycérine. L'expérience réussit en général et fournit presque toujours une certaine proportion de sucre. Il suffit même d'imprégner le tissu avec une solution de mannite ou de glycérine pour observer au bout de quelques semaines une formation de sucre ii^ès-abondanie.
Quelques expériences réalisées avec la dulcitc ont donné lieu à des résultats semblables.
k. Le sucre ainsi formé est analogue à la glucose parla plupart de ses propriétés. Il n'a pu être obtenu sous forme cristallisée; il est très-soluble. dans l'eau, dans l'alcool aqueux et dans la glycérine, (l'est un corps assez hygrométrique, trèsaltérable durant révoporaiion de ses dissolutions, ?uscepiibio
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de brunir sous Tinfluence des alcalis et de réduire le tarualc capropotassique. L'acétate de plomb ammoniacal ne le préci* pîte pas en proportion sensible. Au contact de la levure de bière, ce sucre fermente immédiatement avec production d al* cool et d'acide carbonique.
Il était fort important de vérifier si ce sucre pofaèile le pouvoir rotaloire et de déterminer la valeur numérique de ce pouvoir. Le premier point a été vérifié avec soin et ne demeure point douteux. La glucose produite par la- fermentation de- la manniie jouit du pouvoir rotatoire. Quant au second polnl,, la facilité avec laquelle ce sucre se colore, et is'altère»,4untnt la concentration de ses dissolutions, a empêché de le préci^^u Tout ce que Ton peut affirmer, c'est que ce sucre est Jévog^r^ et qu'il paraît distinct des autres sucres par la valeur nun^ér rique de son pouvoir rotatoire.
5. Pour établir complètement le caractère de c^tte nouvelle fermentation, il reste a déterminer quelle est l'origine du sucre auquel elle donne naissance, et quelle influiwçe le tissu testiculaire exerce sur sa formation.
Il n'est pas douteux que ce sucre emprunte ses élément^, à la mannite et à la glycérine : ce fait résulte des déterminations de poids qui vont être indiquées plus loin» Mais il a fallu se livrer à bien des essais pour réussir à l'établir» car sa prQ(K)rtiau varie extrêmement. Tantôt elle représente à peine quelques dix-millièmes du' poids de la mannite ou de la ^y.oéffne employées; tantôt elle s'élève jusqu'au dixième. du poids de ces mêmes matières : la dernière proportion n'a pu être dépassée. Ces variations s'expliquent par deux eauâe:^ piwà-r pales : d'une part, le milieu au sein duquel la fero^entation s'opère, change par le fait même de cette fermentation t'd*0uire part, le sucre formé se détruit sous des influencer (»Desque identiques à celles qui lui ont donné naissance;. DiUran^Aes chaleurs de l'été, par exemple, ou trouve eouvent d^n$ les liqueurs une certaine proportion d'alcool, et ce dernier résulte vraisemblablement de la destruction du sucre formé.* t04iA4'<^* bord. Aussi le poids de la mannite et de la glycérine c|iir* parues est-il toujours supérieur au poids du sucj?e que.jl'oa r(;trouve par l'analyse à la fin des expériences :• , i
Quelles que soient ces diffîcultés, la proportion du SM/cr^
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formé dans les circonsunces les plus iivorables est assez forte pourtioe Ton soit obligé de le regarder contme produit aux dépens des éléments de la mannite et de la glycérine. Entre les nombreuses expériences faites pour éclaircîr ce point, voici Tune des plus décisives.
Le i8 décembre i856, on a pesé 2 grammes de testicules fi^is de ooq (représentant à Téiat sec 0*^,380), 5 grammes de mannite et 5o grammes d'eau ; on a introduit le tout dans un flacon communiquant avec Tatmosphère à travers un tube rempli de coton cardé ; le flacon a été abandonné dans un laboratoire médiocrement chauffé. Le 12 avril 1857, on a mis fln à Texpérience. La liqueur renfermait o(%25o de sucre proprement dit. Les fragments de testicule avaient conservé leur forme et leur aspect microscopique ; un examen très-attentif y fit découvrir quelques traces presque inappréciables de végétaux. Lavés et sèches, ces fragments pesaient o*',23o; ils avaient donc perdu o<',o5o. Cette perte est d'ailleurs plus apparente que réelle, car les testicules frais renferment une certaine proportion de substances salines et autres, solubles dans Teau ; de plus, une partie du tissu se désagrège durant Texpérience et devient également soluble, sans se changer en sucre; tous ces produits sont évalués ici comme perte, bien qu'on Tes retrouve en réa* llté à rétat soluble et en partie coagulable durant Tévaporatlon des liqueurs.
Malgré ces complications, la proportion du sucre formé dans Texpérionce qui précède et dans dive-rses autres est telle, qu'il doit être regardé comme résultant surtout, et probablement excttisivement, de la transformation de la mannite et de la glycérine* On a pu confirmer cette conclusion par d'autres ex^lences dans lesquelles le tissu testiculaire a produit, sans ditfiinuer notablement de poids, jusqu'à sept fois consécutives la transformation de la mannite en sucre.
Ces phénomènes tendent à assimiler rinfluenco du tissu testiculaire aux actions de contact proprement dites, interprétation confirmée par la permanence de la structure microscopique du tissu testiculaire.
Mais ce sont là des probabilités plutôt qu'une démonstration. En effet, les tissus animaux ne jouissent pas de celte invariabilité absolue de composition qui caraolorisc souvent les corn-
posés minéraux agissant par contact. En même temps que le tissu agit, il s'altère d'une manière continue et se déconïpose, sans pourtant se putréfier. Les analyses qui en ont été faites dans le cours des expériences prouvent que la proportion de carbone peut y diminuer de 54 jusqu'à 46 centièmes; celle de l'azote de i6 jusqu'à 4 centièmes; tandis que l'hydrogène s'accroît de 7,3 à 8 centièmes et l'Qxygène de 23 à 39 cen* tîèmes. D'après ces résultats, on ne peut décider avec toute rigueur si le tissu opère par action de contact, en raison de sa structure organique, ou de sa constilution chimique; >ou bien si le fait même de sa décomposition exerce quelque influence.
Enfin le concours de l'air, nécessaire au succès de ces ex|>ériences, introduit une complicatioa nouvelle : car il permet le développement d'êtres miscroscopiques animatix et surtout végétaux. Ce développement n'a jamais pu être* «hité complètement; mais il semble plus nuisible que favorable à b formation du sucre. Dans les expériences les plus heureuses, la produclion des êtres organisés était la plus faible possible; ainsi, dans celle dont on a cité plus haut les résultats uuinériques, leur présence ne s'est manifestée que par un exuineu très-mînutieux. Ces détails, que Ton a cherché à rendre au^i fidèles que possible, montrent combien sont complexes les phénomènes de fermentation, combien ils renferment d'éléments inconnus ou obscurs.
Quoi qu'il en soit, les résultats que l'on vient d'exposer se distinguent parleur caractère synthétique des fermcntaiion^s connues jusqu'à ce jour. Au lieu de changer le sucre, la nian- 'nite et la glycérine en alcool, en acide làcliquc, en acide butyrique, tous composés plus simples et plus difficiles à décomposer, elles conduisent à transformer la mannite et la glycérine, corps assez stables, et qui touchent à ceux que nous savon;} produire, en une substance d'un ordre de complicatiQn plu3. élevé et d'une slabilité moitidro, on veut dire en un sucre véritable, analogue aux sucres qui se forment sous 1 innueiKe4lc la vie, au sein des tissus des végétaux et des animaux.
FFR^MENÏATIO^S. GjJ
Jetons mainlonniu un coup d*œil en arrière et tâchons do résumer en qui^lques mots les caractères essentiels des fermentations et les effets que Ton peut en allendre.
Dans tonle fermentation nous a\ons dtslinguc trois choses : le principe fermcnicscible, les produits fermenlés et le ferment. Les deux premiers objets peuvent être déflnis avec précision, tandis que la nature des ferments demeure obscure et leur mode d'action controversé. Pour éclaircir ces points, nous avons examiné séparément les ferments solubles et les ferments insolubles.
Les ferments solubles sont les ferments typiques. On peut les isoler, les purifier à la manière des principes chimiques déflnis; ils ne possèdent aucune structure organisée. Tels sont la diastase qui transforme lamidon, Témulsine qui a 1q propriété de dédoubler la salicîne, le ferment glucosique du sucriî de canne, la pancréaline, si efficace pour décomposer l'es corpï» gras neutres, etc.
L'étude comparée des effets produits par ces ferments csi particulièrement décisive; car elle comprend les cas les plus simples; ceux dans lesquels l'analyse du phénomène peut être poursuivie le plus profondément. Aussi est-elle définie au point de vue chimique avec beaucoup de précision. Cette étude prouve d'ailleurs que les ferments solubles, une fois prodtiits, exercent leur action indépendamment de tout acte vital ultérieur; leur action né présente de corrélation nécessaire à l'égard d'aucun phénomène physiologique. On insiste sur ces mois, pour ne laisser aucune équivoque sur la manière d'envisager Taclion des ferments solubles. Ce qui augmente eacare la netteté des résultats obtenus à l'aide de semblables fermées, c*est que ces résultats peuvent être reproduits par des • procédés purement chimiques, et principalement avec le concours des acides étendus. Or il n'est point douteux que les derniers corps opèrent par action de contact.
Dès lors l'identité des effets obtenus sous l'influence des acides avec les effets obtenus sous l'influence des ferments solubles conduit à admettre l'analogie des causes. Dans l'ac-
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tion de l'acide suhVirique étendu sur le sucre de canne, comme dans celle du ferment glucosique, on retrouve également un corps qui se modifie, des produits modifiés et un corps modilicatcur dont les éléments ne concourent point à former ces derniers produits. Toute la différehce réside dans le corps modificateur. S'il est constitué par l'acide sulfuriqne ou par tout autre agent analogue, il est nettement défini et il demeure inaltéré; tandis que les ferments correspondants sont Impar^ l^ltement connus et s'altèrent pendant la durée de l'action qu'ils exercent. Mais ces différences ne sont poi«t un obstade aux opinions qui comparent le mode d'action des acides étendus h celui des ferments solublcs. En effet, l'altération que le ferment soluble éprouve pendant la fermentation est indépen* dante de celle du sucre et semblable à la décomposition que l'eau oxygénée éprouve au contact de l'oxyde d'argent.
Pour pénétrer plus avant dans l'intelligence du phénomène, il faudrait préciser la cause en vertu de laquelle le femieni provoque Taltératiôn du principe fermentescible. Il est pro^ bable qu'elle est due à quelque antagonisme d'affînités, eonn parable à celui par lequel nous avons expliqué l'aiction des acides étendus sur les sucres (p. 56i). Mais la science n'fôt pas encore assez avancée pour dissiper cette obscurité. Qtioi qu'il en soit, en appliquant au mode d'action des ferments sôlubles les explications par lesquelles on Interprète le mode d'action pareil qu'exercent les agents chimiques, on procède suivant des analogies régulières^ du connu à l'inconnu, con*^ fermement k la marct^e générale des sciences expérimeiliales.
Venons à la seconde catégorie, celle qui comprend leë ferments insolubles. Ceux-là sont moins connus; car on »'a point encore découvert de méthode capable de les séparer ûei matières organisées auxquelles ils sont atisoeiés d'une rotnière nécessaire, en raison de leur origine. Ils ofA*ent d'ailleurs un caractère nouveau et qui rend leur étude encore plus difficiie : la plupart de ces ferments se multiplient, lorsqu'ils agissent dans un milieu convenable. Celte mu-hipllcatton s'explique parce que les ferments qui en sont susceptibles 6ont renfermés au sein de certains êtres organisés: c'est une compUcatîon' nouvelle qui récldme une analyse plus développée des phénomènes.
Oa peut oependant r^meiier ceuK-<:i d'une manière vraiseni* bliible à kl même Interprétation quo les premiers. U suflU d admettre que les êtres vivants qui les renferment ne sont pas les ferments véritables, mais qu'ils ont la propriété de les séercter, au même titre que l'orge germée sécrète la diastase, les amandes sécrètent Témulslne, la levure de bière sécrète le ferment glncosique, le pancréas d'un animai sécrète la paneràâtine,et Testomacdu même animal sécrète la pepsine, etc. Les ferments insolubles seraient dès lors, comme les ferments sfrfiibkiS) des principes particuliers, produits par Kaction d'uiin l>lante ott d'un animal. Dans les cas relatifs aux* ferments solubles, oa voit clairement que l'être vivant n'est pas le ferment ; mais c'est lui qui l'engendre. On admettra ici comme la plus vraisemblable une opinion pareille sur la nature des ferments insolubles. Il est d'ailleurs évident que chacun de ces ferments pettt être formé de préférence, sinon même exclusivement, par tel ou tel végétal ou animal déterminé. Cet être organisé produit et multiplie le ferment qui lui correspond, au même titre et de la même manière qu'il produit et multiplie tous les autres principes immédiats chimiquement déflnis qui le constituent. De là le succès des expériences sur l'ensemencement des ferments, ou plutôt, des êtres organisés qui sécrètent les ferments véritables. Remarquons d'ailleurs qu'un même fernoént peut être sécrété par plusieurs végétaux différents, au même titre que tout autre principe immédiat. Enfin rien ne s'oppose Q priori à ce qu'un ferment soit formé par l'art et indépendamment de la vie, de la même manière que l'on prépare de toutes pièces les autres principes immédiats. C'est même par cette voie que l'on peut espérer démontrer cornpié(eiii«nt la réalité d'une telle interprétation^
Si une étude plus approfondie conduit à étendre la manière de voir que l'on propose ici et à l'appliquer avec certitude auxTei^fnèms insolubles» aussi bien qu'aux ferments solubles, toutes les fer menttttions se trouveront ramenées à une même conception générale, et elles pourront être définitivement assimilées aux actions de présence provoquées par le contact des acides et des agents chimiques proprement dits. C'est là un résultat tout à fait essentiel. £n effet/dans toute fermentation* un doit tendre à reproduire les mêmes phénomènes par des
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méthodes chiuiiques et à les iniorpréier par dos coiisidéralions exclusivement mécaniques. Bannir la vie de toutes les explications relatives à la chimie organique, tel est le but de nos études. Cest ainsi seulement que nous réussirons à constituer une science complète et subsistant par elle-même, c*e$t-à-dire telle qu'elle doit être pour concourir efficacement à rintelligence des métamorphoses physiologiques et à leur reproduction artiftcielle.
11 est d'autant plus important de chercher à atteindre ces résultats, que les fermentations ont été toujours envisagées comme des phénomènes intermédiaires entre les actions chimiques et les actions vitales. De Taveu de tout le monde, elles représentent l'un des mécanismes fondamentaux auxquels on doit recourir dans l'interprétation des métamorphoses chimiques qui s'effectuent au sein des êtres organisés. Aussi paratt-il nécessaire de rendre la notion de ce mécanisme indépendante de là vie elle-même et de le concevoir d'une manière aussi abstraite que possible, en le déterminant d'une manière exclusive par ses caractères les plus généraux.
Dès aujourd'hui, et sans entrer dans des hypothèses prématurées, les fermentations peuvent être regardées comme constituant une méthode spéciale, propre à donner lieu à des transformations définies, comparables par leurs effets, aussi bieA que par leur mécanisme, à celles qui se produisent dans les animaux et dans les végétaux. Les chimistes, en effets sans avoir besoin de connaître clairement le caractère véritable des fermentations, peuvent mettre en jeu les forces qui les provoquent, les faire agir sur des corps définis et les diriger vers l'accomplissement de métamorphoses déterminées. C'est à peu près de la même manière qu'ils emploient les affinités ordinaires, dont la nature intime ne leur est guère mieux connue. La mise en œuvre des ferments ne s'en distingue que par la préexistence d'une forme ou d'une constitution particulière, extrêmement mobile et produite jusqu'ici en dehors de notre intervention.
Jusqu'à présent leurs effets ont été principalement analytiques; mais à l'occasion de ces effets, et au même titre que dans toutes les métamorphoses exposées dans cet ouvrage, vient se poser le problème synthétique. Ici, comme toujours,
PBiiiiirrATioif6> 6Sf^
les causes qui provoquent la décomposition d*un princîf>e paraissent liées intimement avec celles qui président à sa formation. Si noua connaissions à fond le mode d'action des premières de ces causes, il serait probablement facile d*en lenveiser le jeu et d'opérer, par leur concours même» la synthèse du principe naturel. En effet, c'est ainsi que toute symthèse peut être accomplie, en renversant le jeu des forces révélées par l'analyse. La synthèse serait ici d'autant plus essentielle, qu'elle atteindrait son but par le jeu des mêmes forces, suivant les mômes mécanismes qui se rencontrent dans les êtres vivants et à l'aide desquels s'effectuent toutes les métamorphoses de la matière qui les constitue.
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