CHAPITRE XI

Transformation de l’amidon.

Nous avons déjà vu (voir page 30) que le bacille mesentericus vulgatus se développe excessivement bien sur les pommes de terre cuites, et que son développement y est si caractéristique et si riche que lorsque R. Koch le reconnut comme une espèce particulière, il lui donna le nom de Karto/ffel-bacille. Il est donc probable qu’il sécrétait une diastase capable de dédoubler l’amidon, car sa végétation sur la pomme de terre est trop exubérante pour qu'il vécüt uniquement aux dépens du protoplasma des cellules de ce tubercule.

Or, il est probable qu'avant d'utiliser l’amidon il le transforme en un produit soluble, probablement la glycose ou la maltose. Ces deux sucres réduisant la liqueur de Fehling, je fis pour m'en assurer l'essai suivant : je raclai la surface d’une pomme de terre sur laquelle il avait été cultivé et je fis bouillir le produit du raclage avec de l’eau additionnée d’un peu de soude caustique, le liquide filtré précipitait abondamment la liqueur de Fehling.

Cet essai nous montre que ce bacille a transformé l’amidon de la pomme de terre en une matière sucrée réductrice de la liqueur de Fehling. J'ai alors tenté de le cultiver sur un empois d’amidon fait avec de l’eau, je n’ai pas obtenu la moindre trace de culture, comme nous l'avons déjà vu précédemment, je fis encore infructueusement plusieurs tentatives dans ce sens en ajoutant à l'empois des sels de potasse, qui, comme nous le savons déjà, paraissent lui être des plus favorables. Ayant ainsi acquis la conviction que ce bacille ne pouvait pas vivre sur un empois d’amidon fait simplement avec de l’eau et pensant qu’il lui fallait nécessairement une matière albu-

minoïde, j'ai fait un empois avec du bouillon faible, c'està-dire avec une partie de bouillon nutritif et trois parties d'eau. Mes prévisions se réalisèrent; au bout de vingtquatre heures, si je plaçais mon empois à l’étuve chauffée vers 36°-38°, la surface était recouverte par une belle membrane plissée, formée par le micro-organisme et l’empois essayé alors à la liqueur de Fehling contenait une quantité notable de sucre réducteur.

Mais, avant d'aller plus loin, je dois dire qu’il ne faut pas songer à stériliser l’'empois d'amidon à 150°, car à cette température il occupe un tel volume qu’il déborde hors des ballons, de plus une si haute température peut transformer un peu d’amidon en glycose, aussi faut-il employer la stérilisation fractionnée de Tyndall et de Koch et le chauffer pendant quinze minutes trois jours de suite, pendant une heure, à une température variant entre 80° et 90°.

Mais avant d'étudier la marche de la transformation de l’amidon par la diastase que sécrète le bacille mesentericus vulgatus, il faut rechercher en quel corps il est transformé, nous savons en effet que les diastases peuvent le transformer soit en maltose et dextrine, soit en maltose, soit en glycose et dextrine, soit enfin en maltose, glycose et dextrine. La diastase du malt ou amylase dédouble l’amidon en maltose et dextrine, le liquide pancréatique ou l'extrait de pancréas, d'après Musculus et Hering, forme d’abord du maltose et l'hydrate ensuite. La diastase de l'Eurotium orizeæ (Ahlburg) avec laquelle les Japonais font fermenter le riz servant à la fabrication du kôji forme d'abord aux dépens de l’amidon du maltose qu’elle hydrate ensuite pour former du glycose, Il est donc absolument nécessaire de faire la recherche que je viens d'indiquer; pour la faire, commençons à chercher si tout l’amidon est transformé en glycose. Pour faire cet essai préliminaire, j'ai introduit dans un ballon 200 grammes de bouillon et 6 grammes d'amidon, donc 30 p. 1000. Le neuvième jour, tout l’amidon avait disparu, l’essai à la liqueur de Febling ne me donna que 105,43 de glycose par litre, au lieu de 325°,10 que l’empois traité par l'acide sulfurique faible au bain-marie m'avait donnés.

Il faut donc que l’amidon ait été transformé en maltose

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ou en dextrine, ou enfin qu'il ait été brûlé par le microorganisme. Quant à la transformation totale de l'amidon en maltose, nous pouvons l’écarter de suite, car le chiffre trouvé est beaucoup trop faible; en effet, la maltose, d'après M. Soschlet, réduit la liqueur de Fehling comme le feraient environ les deux tiers de son poids de glycose, c’est donc environ 20 grammes de sucre réducteur estimé en glycose que nous aurions dù trouver.

Mais il reste encore les hypothèses suivantes : 1° une partie de l’amidon peut être transformée en dextrine. Pour le savoir, j'ai ensemencé trois ballons contenant chacun 900 grammes d’un empois d’amidon à 40 p. 1000, puis, lorsque tout l’amidon fut transformé, c'est-à-dire qu’au microscope il n'était plus possible de trouver trace de grains d’amidon et que la teinture d’iode ne donnait plus de coloration bleue, j'ai concentré les liqueurs, après les avoir filtrées pour les débarrasser des micro-organismes, puis je les ai traitées par l'alcool à 90°, afin de profiter de l’insolubilité de la dextrine dans l'alcool. J'ai ainsi constaté que le liquide contenait un ou des sucres solubles dans l'alcool et un corps insoluble dans ce dernier; ce dernier corps était de la dextrine ; 2° tout l’amidon est transformé en maltose et dextrine et une partie de cette maltose est brûlée; s'il en est ainsi 0,15 du produit qu’on obtient par l’évaporation de l'alcool de l'opération précédente, desséché à 100°, devront réduire exactement 20 centimètres cubes de liqueur de Fehling.

Or, si on dissout dans 200 centimètres cubes d’eau 0,15 de ce produit, il faut seulement 142 centimètres cubes pour réduire complètement la liqueur de Fehling. Ce n’est donc pas de la maltosé pure que nous avons, mais de la maltose et de la glycose.

Il restait à savoir si, les conditions restant les mêmes, la quantité de maltose, de glycose et de dextrine formée restait toujours la même. Dans le but de résoudre cette question, je fis l'expérience suivante. Dans deux ballons de 2 litres de capacité, j'introduisis 1 litre d’empois d’amidon fait avec du bouillon et contenant 30 grammes d'amidon par litre, je les ensemençai en même temps et les ballons furent placés l’un à côté de l’autre à l’étuve à

36°-38°; le huitième jour, la teinture d’iode ne décelait aucune trace d’amidon, la liqueur de Fehling iudiqua que l’un des ballons A contenait 11,74 de sucre réducteur estimé en glycose. Le liquide du second ballon B en contenait 105,53. Le liquide de chacun des ballons après filtration fut évaporé jusqu'à ce qu'il füt réduit à 50 centimètres cubes. Les liqueurs furent reprises par l'alcool à 90° puis jetées sur un filtre, on obtint ainsi avec le liquide du ballon À 65,24 de dextrine, l’alcool évaporé abandonna 165,25 de mélange ee maltose et glycose. Le liquide du ballon B donna d’un côté 7,10 de dextrine et 155,75 de mélange de maltose et de glycose. De chacun des produits de l’évaporation de l'alcool on préleva ensuite 05,15 qui furent dissous séparément dans 200 centimètres cubes d’eau. 139 centimètres cubes du liquide venant de A précipitèrent 20 centimètres cubes de liqueur de Fehling, tandis qu’il n’en fallut que 137 du liquide venant de B.

Ce qui démontre que, dans des expériences faites avec les mêmes matières dans les mêmes conditions et en même temps : 1° le sucre réducteur n’est pas égal; 2° Ja quantité de dextrine formée n’est pas la même; 3° la proportion de maltose et de glycose est également variable.

Du reste, Bourquelot (1) a déjà signalé que lorsque la diastase de l'orge germé a exercé son action au maximum sur l’empois d’amidon, la liqueur qui en résulte ne précipite complètement la liqueur de Fehling que comme la cinquante et unième ou cinquante-deuxième partie de ce qu’elle devrait précipiter si l’amidon avait été entièrement transformé en glycose, la diastase qui est sécrétée par le bacille mesentericus paraît exercer une action moins complète que celle produite par celle de l'orge germé ainsi que nous le verrons plus loin.

Dans ces conditions, j'ai pensé que je devais me contenter de rechercher la marche de la transformation de l’amidon en me contentant d'évaluer le sucre réducteur en glycose et de constater à la fin des expériences, s’il y avait lieu, la quantité d’amidon restante, car s’il est relativement facile

(1) Bourquelot, Sur les caractères de l'affaiblissement éprouvé par la diastase (amylase) sous l’aclion de la chaleur.

d'isoler la dextrine de la maltose et de la glycose, en mettant à profit l'insolubilité de la dextrine dans l'alcool, il n’en est pas de même de la maltose et de la glycose : pour isoler ces deux substances l’une de l’autre, il est nécessaire de faire de nombreuses et délicates manipulations, aussi ce travail n'étant nullement un travail de chimie, je ne l’ai point tenté et je me suis contenté d'estimer en glycose le pouvoir réducteur de l’empois d’amidon dans lequel j'avais cullivé mon micro-organisme.

La marche de la transformation de l'empois d'amidon est différente, suivant que l’empois est plus ou moins riche en amidon,; aussi, avant de tirer des conclusions, donneraije simplement la copie de quelques expériences.

Le 12 mars. Mis dans douze ballons de 250 grammes de capacité 100 grammes d’un empois contenant :0 grammes d’amidon pour 1000 de bouillon faible, puis après stérilisation et ensemencement, on les place à l'étuve au voisinage l’un de l’autre.

Une portion de cet empois fut traitée par quelques gouttes d'acide sulfurique et chauffée au bain-marie pour transformer l’amidon en glycose, j'ai trouvé 22 grammes de glycose par litre, chiffre un peu inférieur au nombre théorique qui est 22.22, car 162 grammes d’amidon (C®*H"°0"°) produisent par hydratation 180 grammes de glycose (C2H20%) d'où À — 1.11... et 1 gramme de glycose équivaut donc à ee 0,9.

Le 14. Il existe à la surface de l’empois un voile assez épais légèrement plissé, le liquide immédiatement en dessous du voile est clair, transparent, jaunâtre ; en dessous, c’est-à-dire sur une hauteur égale aux deux tiers de la hauteur totale du liquide, il est blanchâtre.

Le liquide renferme 55,50 de glycose par litre.

Le 16. Le voile est plus plissé el commence à se foncer légèrement, le liquide sous-jacent est presque entièrement transparent et jaunâtre, il est blanchâtre sur une hauteur égale à 1/5° de la hauteur totale.

Le sucre réducteur équivaut à 55,60 de glycose par litre.

Le 18. La couleur du voile est assez foncée, jaune brun clair, la plus légère agitation le déchire, le liquide sous-

jacent, sauf un très léger dépôt dans le fond du vase, est jaune et clair.

Le sucre réducteur équivaut à 54,65 de glycose par litre.

Le 20. Le voile est dissocié, de grands lambeaux nagent dans le liquide, qui est, sauf une légère couche au fond du vase, transparent el jaunâtre.

Le sucre réducteur équivaut à 5,80 de glycose par litre.

Le 22. Le voile est complètement brisé, il est précipité au fond du ballon où il forme un dépôt.

Le sucre réducteur équivaut à 6,34 de glycose par litre :

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Une seconde expérience faite dans les mêmes conditions

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Fig. 17. — Tableau montrant la marche de la transformation de l’amidon par le bacille mesentericus vulgatus dans un empois contenant 20 p. 1000 d'amidon sec. La ligne pleine indique la première expérience. La ligne brisée la seconde,

et avec la mème quantité d’amidon nous donne des résultats absolument identiques.

Seulement le voile ne tombe au fond du vase que le

douzième jour au lieu du dixième. Les quantités de sucre réducteur estimées en glycose ont été:

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Le 1% mai. Mis dans douze ballons une quantité égale d’un empois contenant 40 grammes d’amidon pour 1,000 de bouillon, cet empois commence à être sensiblement plus dense que le bouillon ; après stérilisation on ensemence et on met à l’étuve à 36-38°, l’essai après traitement par l'acide sulfurique et la vapeur d’eau donne 436,95 de glycose par litre, chiffre inférieur de 0,49 au chiffre théorique qui est de 44,44.

Le 2. A la surface de l’amidon s'étend une membrane blanche épaisse fortement plissée, en dessous d’elle une très mince zone d’un liquide clair et transparent ; j'en prélève, avec une pipette flambée, 10 centimètres cubes; ceux-ci essayés avec la même quantité de liqueur de Fehling ne la décolorent pas complètement, maïs donnent cependant l'indication qu’il y a déjà un peu de sucre réducteur.

Le 3. La membrane est encore plus épaisse, la zone de liquide clair jaunâtre et transparent qui se trouve entre la membrane et l’empois a une hauteur de 2 centimètres environ.

Le sucre réducteur estimé en glycose est 25,41 par litre.

Le 5. La membrane commence à donner des signes de désagrégation; sa couleur qui était avant d'un blanc pur passe au blanc sale; le liquide clair et transparent à une hauteur de 4 centimètres.

Le sucre réducteur estimé en glycose est de 95,43 par litre.

Le 7. La membrane est précipitée au fond du ballon et mêlée avec l’empois, qui n'occupe plus qu'un centimètre de hauteur.

Le sucre réducteur estimé en glycose est de 95,62.

Le 9, mème aspect. Le sucre réducteur estimé en glycose est de 95,86.

Le 11. Le liquide commence à se foncer ; il existe toujours dans le fond du ballon une couche formée par l’amidon non transformée en glycose et les micro-organismes.

Le sucre réducteur estimé en glycose est de 11 ,99.

Le 13, dem. Le sucre réducteur estimé en glycose est de 145,99.

Le 17. Mème aspect, sauf que le liquide se fonce de plus en plus.

Le sucre réducteur estimé en glycose est 11%°,99 par litre.

Le 21. Même aspect, le sucre réducteur estimé en glycose est de 115,79 par litre.

Le 26. Ce précipité existant dans le fond du ballon paraît être moins abondant, on dirait qu'il n’y a presque plus d’amidon, l'examen avec la teinture d’iode confirme ce fait.

Le sucre réducteur estimé en glycose est de 115,99 par litre.

Le 30. Le précipité existant dans le fond du ballon ne se colore plus par la teinture d’iode.

Le sucre réducteur est estimé à 115,99 par litre.

On ajoute quelques gouttes d'acide sulfurique et on place le ballon au bain-marie, puis on fait l'essai avec la liqueur de Fehling, qui donne également 11,90 de glycose par litre.

Une seconde expérience faite dans les mêmes conditions et pendant le même laps de temps me donna des résultats absolument identiques; la quantité maximum de sucre trouvé estimée en glycose fut de 10#,86 par litre.

Comme on le voit par ces deux expériences, la quantité de glycose trouvée dans l’empois d'amidon sur lequel on cultive le bacille mesentericus vulqatus augmente proportionnellement à la quantité d'amidon contenue dans l’empois, il m'a paru que je devais rechercher comment il agirait sur un eémpois encore plus riche.

Voici les expériences que j'ai faites dans ce sens:

LE BACILLE MESENTERICUS VULGATUS. tt

Le 22 mai. Mis dans des ballons un empois contenant 80 pour 1,000 d’amidon, cet empois est très épais, il forme

une masse presque solide, on les ensemence et on les place à l’étuve à 36-38°.

Fig. 18. — Tableau montrant la marche de la transformation de l’amidon par le bacille mesentericus vulgatus dans un empois contenant 40 p. 1000 d'amidon sec. La ligne pleine indique la première expérience. La ligne brisée la seconde.

Le 24%. À la surface de l’empois s'étend une membrane blanche assez épaisse et plissée, elle est soulevée par place par des bulles gazeuses, la masse de l’empois qui était elle-mème homogène est divisée en gros fragments par ses bulles gazeuses, ce qui fait que l’empois est formé de gros blocs entre lesquels se trouve un liquide clair et transparent et des bulles gazeuses. Le liquide très peu abondant en dessous de la membrane contient 25,43 de sucre estimé en glycose.

Le 26. Il y a un peu plus de liquide en dessous de la membrane, on remarque toujours de grosses bulles gazeuses dans l’empois, celles-ci soulèvent la membrane en de nombreuses places. Le sucre réducteur estimé en glycose est de 45,54 par litre.

Le 28. Pas de changement, sauf en ce que le liquide existant entre la membrane et l’empois est un peu plus abondant. Le sucre réducteur estimé en glycose est de 55,74.

Le 30. La membrane est dissociée, elle est noyée sous le liquide recouvrant l’empois qui ce jour-là a une hauteur de 4 à 5 centimètres. Le liquide commence à foncer légèrement sa couleur. Le sucre réducteur estimé en glycose est 95,41 par litre.

Le 2 juin. Pas de changement, sauf en ce que le liquide est encore plus abondant et en ce que la couleur brune devient très manifeste, le dépôt d’amidon et de micro-organismes qui existe dans le fond du ballon, qui était d'un blanc bleuâtre au début, commence aussi à devenir brunâtre.

Le sucre réducteur estimé en glycose est 335,33 par litre.

Le 6. Le liquide est plus foncé, d’un brun sale, le dépôt lui aussi est devenu complètement sale, il occupe euviron la moitié de la hauteur totale du liquide, en même temps il reprend une odeur d'acide butyrique assez marquée, surtout lorsqu'on le chauffe.

Le sucre réducteur estimé en glycose est de 335,33 par litre.

Le liquide est tout à fait brun, le dépôt au fond du ballon formé par l’amidon non liquéfié et les micro-organismes est d’un brun sale ; l'odeur d’acide butyrique est plus marquée que les jours précédents. Le sucre réducteur estimé en glycose est de 33 gr. par litre.

Le 20. Mème aspect et même quantité de sucre réducteur.

Le 30. Même aspect et même quantité de sucre réducteur. Comme l'expérience paraît être arrivée à un stade d’arrèt, on la cesse et on ajoute quelques gouttes d'acide sulfurique au ballon, après s'être assuré à l’aide de la teinture d’iode qu'il y avait encore de l'amidon non hydraté et on chauffe au bain-marie; la liqueur est essayée après ce traitement, on trouve 625,45 de glycose, il restait donc dans la liqueur assez d'amidon pour fournir 29,12 de glycose ou 265,20 d'amidon.

Une seconde expérience faite exactement dans les mêmes conditions me donna des résultats exactement semblables : la quantité maxima de sucre réducteur fut atteinte aussi le dixième jour au lieu du huitième et elle s’éleva seulement à 295,42. L'expérience fut continuée jusqu'au soixantième jour.

Le 29 mai. Mis dans des ballons un empois contenant 120 grammes d'amidon p. 1,000 de bouillon, cet empois forme une masse homogène et dure tenant d’un seul bloc dans les ballons. On ensemence et on place les ballons à l’étuve au voisinage l’un de l’autre.

Le 31. La surface est recouverte par une membrane d’un blanc éclatant peu plissée, soulevée par places par des bulles gazeuses; la masse qui était ferme et homogène est désagrégée par les bulles gazeuses ; le liquide est si peu abondant, qu'il est impossible d'en recueillir assez pour faire la recherche du sucre réducteur.

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Fig. 19. — Tableau montrant la marche de la transformation de l’amidon par le bacille mesentericus vulgatus dans un empois contenant 80 p. 1000 d’amidon sec. La ligne pleine indique la première expérience. La ligne brisée la seconde.

Le 2 juin. La membrane recouvre toujours la surface, elle est toujours soulevée par des bulles gazeuses ; la masse est divisée en plus petits fragments et qui sont eux-mêmes un peu ramollis ; une partie de l’empois est liquéfiée, car au-dessous de la membrane se trouve une couche liquide ayant environ 1 centimètre de hauteur.

Le sucre réducteur estimé en glycose est de 4%,32 par litre.

Le 4. La membrane commence à se foncer, le liquide situé en dessous d’elle n'a pas sensiblement augmenté de

VIGNAL. — Bactériacées. 8

quantité. Le sucre réducteur estimé en glycose est de 6:,74 par litre. |

Le 6. Même aspect, un peu plus de liquide, en même temps l’empois non transformé est manifestement très ramolli. |

Le sucre réducteur estimé en glycose est de 205,45 par litre.

Le 8. La membrane est tombée dans le liquide qui a augmenté et occupe la moitié environ de la hauteur, qui lui aussi commence à prendre une teinte brune, ainsi que l’empois; en mème temps on commence à percevoir une odeur d'acide butyrique. Le sucre réducteur estimé en glycose est 3155,52.

Le 10. Mème aspect; la couleur du liquide se fonce de plus en plus, la hauteur du liquide est encore augmentée, mais cela paraît dû à un tassement des grains d’amidon hydratés, car l’empois est entièrement désagrégé et ne forme plus une masse solide, et ce qu'il en reste ressemble à une boue brune avec des points blancs.

Le sucre réducteur estimé en glycose est toujours de 318,52.

L'expérience est continuée encore pendant vingt-huit jours, on fait de temps en temps des analyses du pouvoir réducteur de la solution et on atteint constamment 315,52. La couleur se fonce de plus en plus jusqu’à ce qu’elle soit d’un brun fort net, sans cependant atteindre le brun vrai. Le quarantième jour il reste encore dans le fond du ballon une assez grande quantité d’amidon non transformée, on ajoute quelques gouttes d'acide sulfurique et on chauffe au bain-marie, on trouve ainsi 985,43 de glycose, il restait donc dans la liqueur assez d’amidon pour fournir encore 655,91 de glycose ou 595,31 d’amidon.

Je refis la mème expérience dans les mêmes conditions, les résultats de cette seconde expérience sont identiques à ceux de la première ; le maximum de sucre réducteur fut atteint deux jours plus tôt, c’est-à-dire le huitième jour et le chiffre ainsi obtenu fut un peu plus élevé ; il s’éleva à 34,93.

Les expériences montrent que le bacille #mesentericus vulgatus: 1° est capable de sécréter une diastase qui trans-

forme une grande quantité d’amidon, et que la quantité d’amidon transformée est proportionnellement égale à la quantité de matière en présence de laquelle il se trouve.

ie !

OPUS" MAMAN IGUUTSE 2

Fig. 20. — Tableau montrant la marche de la transformation de l’amidon par le bacille mesentericus vulgatus dans un empois contenant 120 p. 1000 d’amidon sec. La ligne pleine indique la première expérience. La ligne brisée la seconde.

2° Passé un certain nombre de jours, la transformation de l’amidon s'arrête, car il se forme dans la culture de l'acide butyrique, et nous avons vu précédemment que 1/100 de cet acide arrête la végétation du micro-organisme.

3° Le bacille est incapable de végéter en présence de l’amidon seul ; il faut pour qu’il puisse le faire qu’il trouve outre des sels minéraux une substance albuminoïde.