HISTORIQUE

Les acides organiques forment une série très vaste de composés que l’on rencontre constamment dans la nature. La plupart des plantes vertes en élaborent ; et il est bien connu que de nombreuses moisissures placées sur des milieux convenables, sont capables d’en fournir des quantités qui peuvent être considérables et susceptibles d’un emploi industriel.

Ces composés possèdent également une molécule capable de fournir aux divers organismes une source de carbone qu’ils peuvent utiliser.

L'étude sur les champignons est particulièrement intéressante : ce sont des organismes qui supportent des concentrations élevées en ions H, et qui, par leur tendance marquée à produire ces acides, semblent mieux organisés pour s’adapter à leur présence.

Mais l’étude rationnelle de la nutrition par ces composés était impossible tant que l’on n’a pas su cultiver les moisissures sur des milieux synthétiques de composition parfaitement définie. C'est a PASTEUR (1860), qui le premier, utilisa les milieux artificiels pour la culture des Levures et des Mucédinées, qu'il faut faire remonter cet historique.

Les méthodes, au début, sont encore bien imparfaites.

C’est ainsi que JopiN (1862), remplace dans ses milieux de culture le sucre par la glycérine, les acides tartrique, succinique, lactique. acétique, oxalique. Il obtient de belles cultures, mais il avait laissé pousser sur ces milieux tout ce qui voulait bien s’y développer, sans même en déterminer les espèces.

Si plus tard les méthodes se perfectionnent et si l'organisme eat étudié en culture pure, l’espèce n’en est pas toujours déterminée avec précision, et les auteurs se contentent de placer le champignon en présence de l’acide ou de son sel en quantité connue dans un milieu complexe contenant parfois d’autres acides, sans même déterminer Île plus souvent l'acidité finale.

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Ils trouvent, en général, que les acides sont bien assimilés ; mais on note de nombreux résultats contradictoires.

RauULIN (1869) montre que l’acide tartrique à la concentration de 1 à 83 pour 1000 est favorable au développement de lAspergillus niger. DucLAUx (1885) signale que les acides acétique et butyrique ont également une action favorisante.

Mais WEHMER (1892) trouve, en général, une influence néfaste des acides organiques sur la germination, et LESAGE (1896) la confirme avec l’acide acétique et le Penicillium glaucum.

Tandis que pour STU?ZER (1877), puis NAEGELI (1882) l'acide formique n’est utilisable par aucun champignon, DiaKoNow (1887) avec le Penicillium glaucum obtient un bon résultat avec le formiate de potassium comme seule source de carbone.

Duccar (1901), contrairement à l’opinion de WEHMER, estime que les acides organiques ont une influence excitatrice sur la germination du Penicillium glaucum et de l’Aspergillus niger.

Les acides utilisés par les auteurs furent nombreux : acides gras, acides lactique, malique, suceinique, oxalique.

Si dans les travaux, que j’ai cités pour ea montrer les contradictions, les champignons utilisés étaient le plus souvent l’Aspergillus niger et le Penicilliun glaucum, de nombreuses autres espèces ont été également mises en expérience

Les Levures de bière, par LAURENT (1889), BEIJERINK (1893), BokorNy (1896), ScHuKxow (1296), Kavyser et BOULANGER (1898) qui montrent l’action favorable de divers acides, SEIFURT en 1899 et MEISMER en 1901 qui trouvent une influence nuisible de l'acide tartrique ; par OTTo RIPKE (1910), qui étudie également le comportement de Mycoderma aceti, Monilia candida et Oidium lactis, dans un travail déjà plus précis, mais où il utilise un milieu complexe renfermant avec l’acide de la glycérine et de l’asparagine.

KRüGER (1894) avec Prototheca Zopjii et P. moriformis, obtient un beau développement sur un milieu au tartrate d’ammoniaque à la dose de 0 gr. 25 pour 1000.

Laporpe (1896) fait l’étude de l’Euriotropsis Gayoni, champignon qu’il découvre sur l’empois d’amidon.

BRUHNE emploie Hormodendron hordei ; WESr un Monilia : ARTARI le Sacharomyces Zopfii.

RaAviN en 1914 étudie, dans un important travail, la nutrition carbonée à l’aide des acides organiques chez les plantes supérieures, les Algues et les Champignons. Pour ces derniers il utilise comme sujet d'expérience le Penicillium glaucum qu’il fait pousser sur un

milieu de RAULIN privé de sucre et d’acide tartrique et additionné de l'acide organique en quantité telle que chacun représente la même acidité. [1 dose après culture l'acidité totale, les acides organiques libres et combinés, et l’ammoniaque, ce qui lui permet de tracer les courbes de consommation des acides et les courbes de rendement.

Les acides employés sont les acides succinique, malique, citrique, tartrique et oxalique, dont il classe la valeur nutritive dans l’ordre cité.

Il constate qu'avec les acides bibasiques le sel acide est encore un aliment, tandis que les sels neutres de tous les acides sont inutilisés ; mais ses conclusions manquent de netteté, et pour lui, toxicité et valeur alimentaire sont deux phénomènes inverses.

CoupiN, en 1927-1928, dans une série de notes sur la nutrition carbonée de Penicillium glaucum et de Rhizopus nigricans, s'attache surtout à trouver un substrat favorable, sans se préoccuper de l'acidité du milieu. Il aboutit à cette conclusion étonnante que seuls dans la série grasse les acides malique et butyrique sont capables de fournir au P. glaucum, une source de carbone acceptable.

La question s’est éclairée d’un jour nouveau avec le travail de Bac (1925), sur l’Aspergillus repens, qu’il cultive sur des milieux contenant 5 p. 100 de saccharose et le sel ammoniacal de différents acides en proportions variables. L’acidité réelle est déterminée avec précision au moyen de la notation pH. L'application des formules de MICHAELIS permet à l’auteur de connaître, en fonction du pH. la concentration du milieu en acide non dissocié.

L'arrêt de la culture se produit à des pH de plus en plus élevés à mesure que croît la concentration totale en acide. BacH montre qu’à ces différents pH la quantité d’acide non dissocié contenue dans le milieu est sensiblement constante.

Cette dose infertilisante d’acide à l’état moléculaire est comprise entre 0,015 M et 0.027 M par litre pour l'acide acétique. Pour l'acide formique elle se place aux environs de 0,015 M par litre ; pour l'acide propionique entre 0,013 et 0,014 M. L’acide butyrique est sensiblement plus toxique, puisque la dose infertilisante est aux environs

de 0,005 M.

Devant des résultats aussi nets, BACH conclut à la toxicité exclusive des molécules non dissociées.

Toutefois l’expérimentation avec l’acide oxalique lui donne des résultats un peu différents, et l’amène à conclure à la toxicité de l'ion oxalate acide, sans pouvoir présumer de l’action de la molécule entière.

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Ce qui fait pour nous l'intérêt de ce travail, c’est qu’il montre qu’un même acide peut se comporter à différents pH de façon bien différente. Mais si l’auteur a montré avec précision les conditions de toxicité des acides et s’il a pu la chiffrer, il n’a étudié leur consommation que par un moyen détourné et imprécis : la détermination du pouvoir tampon avant et après culture.

S'inspirant des travaux de BACH, SAKAMURA en 1927. dans une note publiée au Japon, étudie systématiquement en fonction du pH, la consommation de l’acide oxalique par l’Aspergillus niger.

En cultivant le champignon sur un milieu contenant une constante minérale et l’acide à la concentration N/8, en présence de NO;NH, comme source d’azote, il constate que, même lorsque tout le glucose est consommé, l’Aspergillus niger ne peut plus assimiler l'acide oxalique si le pH est supérieur à 3,5 - 3.6. En calculant, comme l’avait fait BACH, la concentration de l'acide sous forme moléculaire en fonction du pH, il s'aperçoit que précisément à ces pH 3,5 - 3,6, l’acide à cet état disparaît pratiquement de la solution.

Il conclut en ces termes (loc. cit., p. 260)

« On peut conclure de ces expériences que l’Aspergillus niger ne peut consommer l'acide oxalique qu'à l’état moléculaire, et que l’âge du mycélium et la quantité de sucre dans le milieu de culture ne jouent aucun rôle important. [l est évidemment difhcile de généraliser la conclusion tirée des expériences sur la consommation de l’acide oxalique par l’Aspergillus niger, à d’autres acides et à d’autres champignons. Il est très probable que cette relation entre la consommation et l’état de dissociation d’un acide organique peut être différente selon le champignon et selon l’acide. Les champignons acidophiles, comme l’Aspergillus niger, se sont peut-être adaptés de la façon la meilleure dans la nature, à consommer les molécules libres d’acide oxalique, tandis que les champignons peu acidophiles au contraire peuvent être en état de consommer celui-ci à l’état d’ions ».

La question ainsi posée par SAKAMURA change l'orientation du problème.

Les études antérieures ont surtout porté sur la valeur comparée, comme aliment, de différents acides sur différentes sortes de champignons, en faisant intervenir surtout la structure moléculaire de l'acide. Les auteurs indiquaient bien pour la plupart si les acides étaient donnés sous forme d’acides libres ou de sels, mais sans tenir compte de leur état constamment variable dû aux changements de pH au cours de la croissance du mycélium.

Les travaux de BACH et de SAKAMURA mettent en valeur un

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facteur plus important encore que la structure moléculaire : le pH du milieu, et par suite l’état moléculaire ou ionisé de l'acide en présence.

L’acide, à l’intérieur de la cellule, règle son état d’ionisation sur le pH du contenu cellulaire. Comme celui-ci ne subit que des variations très faibles, tant que la cellule reste vivante, l’acide qui a pénétré se trouve sous une forme identique quel que soit le pH du milieu externe. La consommation et la toxicité ne peuvent donc dépendre que de la perméabilité ou au contraire de l’imperméabilité de la membrane cellulaire aux acides sous les différentes formes. Il en résulte que la valeur alimentaire et la toxicité ne sont pas, comme il le semblait à RAVIN, deux phénomènes inverses, mais bien deux manifestations d’un même phénomène : la pénétration plus ou moins rapide de l’acide à travers la membrane cellulaire.

(C’est sous cet angle que je me suis placé et le problème se résume en ces quelques mots :

L’acide organique pénètre-t-il dans la cellule à l’état moléculaire ou à l’état ionisé ou bien indifféremment sous les deux états ?

Avant d'aborder l’exposé des résultats expérimentaux, il me semble utile de donner un aperçu des travaux que le sujet a suscités.

Depuis les travaux de DE VRIES, de PFEFFER et d'OVERTON, sur la semi-perméabilité du protoplasme vivant, de nombreux essais ont été faits pour déterminer de façon plus ou moins directe les facteurs qui contrôlent la pénétration des acides dans les cellules.

Alors que pour les acides minéraux la théorie de la dissociation d'ARRHENIUS offre une explication satisfaisante de leur action, il apparaît bientôt que pour les acides organiques le phénomène est tout autre. Ces acides ont une activité plus considérable que ne le voudraient les ions H qu'ils libèrent.

Le phénomène a prêté tout d’abord à de nombreuses controverses du fait de la difficulté de son analyse, avant l’apparition des travaux de SGRENSEN (1909), de MicHaAELIS (1914), de CLark et LuBs (1917- 1922) sur la notion de pH et sa mesure facile dans les milieux utilisés.

Il faut donc distinguer, à ce point de vue, les travaux antérieurs à 1915 où les auteurs ont exprimé leurs résultats en fonction de la concentration moléculaire des acides utilisés, et ceux où l’on a utilisé la notation pH de l’acidité. Dans les premiers on a exprimé, en fonc-