CHAPITRE III

Les principales substances chromogènes végétales étudiées jusqu’à présent

Les premières recherches sérieuses concernant la matière datent de la fin du xrx® siècle : les auteurs s’efforcèrent de mettre en lumière les caractères de solubilité, l'influence de l’acidité ou de l’alcalinité, des réducteurs et des oxydants sur les pigments isolés.

Depuis l’essor prodigieux de la physique et surtout l’affranchissement des sciences nouvelles que celle-ci à engendrée et parmi lesquelles au premier plan se place la spectrographie (la plus précieuse pour le scientifique étudiant les pigments), a bouleversé toutes les données, toutes les techniques antérieures et la chimie-physique a doté le chercheur bactériologiste du spectrographe, instrument devenu indispensable complément du microscope.

Vu la complexité des pigments et la difficulté de leur étude, il est nécessaire de dire un mot, tout d’abord, sur leur classification. On a cherché à les ranger en groupements plus ou moins artificiels en se basant sur leur localisation anatomique, sur leur fonction réelle ou présumée. Logiquement le premier caractère à utiliser était la notion couleur; on les a donc répartis avant tout suivant leur teinte, puis suivant leur état d’agrégation; nous sommes donc en présence d’un classement opéré suivant des faits de nature physique. L'observation a révélé la présence chez les êtres vivants de pigments de teinte très variées : on peut dire que les couleurs du spectre solaire sont toutes représentées ; en effet, les teintes vertes, jaunes et rouges sont très communes de même que le violet, le brun et le noir. Pour ce qui est de l’état d’agrégation de ces substances chromogènes, on distingue l’état liquide, l’état granuleux ou cristallin. C’est POUCHET (48)

qui, guidé à la fois par la teinte et par l’état de ces corps, a essayé d’établir une classification rationnelle sur ces données. Cet auteur distingue trois séries de pigments :

19 la série comprenant les couleurs noires et brunes;

20 celle appelée xanthique renfermant des colorants rouges ou jaunes (ces deux séries se trouvent surtout à l’état grenu) ;

3° la série cyanique (bleue ou violette) à l’état dissous.

Certains chercheurs ont envisagé les couleurs d’absorption et les couleurs de reflexion. Mais, comme le dit à juste titre VERNE (49), tous ces essais ne sont que des tâtonnements, tous ces caractères n’ont qu’une valeur secondaire; l’analyse d’un pigment doit être plus pénétrante et l’on doit avant tout rechercher sa nature, tenter son isolement, se demander quelle est sa constitution, son origine, son mode de formation, sa fonction physiologique. Pour répondre à toutes ces questions, il n’y a qu’un moyen: effectuer l’analyse chimique; c’est donc la classification chimique des matières pigmentaires, qui est appelée à rendre le plus de services dans cette voie.

Nous exposerons ici la classification chimique des pigments donnée par VERNE (49) qui constitue, nous le pensons, une synthèse très bien adaptée à nos connaissances actuelles. Elle comprend neuf séries de matières colorantes :

19 Série terpénique : hydrocarbures et pigments dérivés; Carotinoïdes :

Ce sont les plus simples des pigments; formés de carbone et d'hydrogène. Leur type est donné par le carotène végétal : CH, dont le lycopène est un isomère. On leur rattache un certain nombre de pigments comprenant outre les deux corps simples précédents, de l’oxygène; ces deux types forment le groupement de carotinoïdes dont la couleur varie du jaune au rouge. Ces corps ne sont pas solubles dans l’eau, mais dans les lipides et leurs solvants; la solubilité dans l’alcool est peu accusée. Ces substances peuvent s’unir aux matières protéiques et donnent par combinaison chimique les carotiprotides, qui sont solubles dans l’eau et dont la couleur va du rouge au brun et du bleu au violet noir.

29 Pigments ternaires non azotés rattachés à des séries de carbures aromatiques ; anthraquinones :

La plupart des pigments de ce groupe peuvent être rattachés à l’antraquinone, qui résulte de l'oxydation de l’anthracène. Ces corps sont teintés en jaune ou en rouge; ils ne sont pas solubles dans l’eau, sont faiblement solubles, quelquefois même insolubles dans l'alcool et ont la propriété de se combiner avec certains sels. Les pigments du groupe anthraquinonique se trouvent surtout chez les végétaux : acide chrysophanique, alizarine, alcaline. On leur rattache également certains pigments d’origine animale comme l’acide carminique, le kermès et l’acide laccaïnique. Des pigments secondaires végétaux peuvent aussi trouver leur place dans cette série : par exemple l’acide vulpinique qui contient le radical toluène.

3° Groupe de la pyrone:

On peut grouper dans cette série trois familles de pigments qui sont exclusivement végétaux : ce sont les oxyxanthones, les oxyflavones et les anthocyanines, dont la teinte varie du bleu au rouge. Tous ces corps sont solubles dans l’eau; ils existent la plupart du temps sous forme de glucosides; leur importance est très grande et leur nombre immense.

49 Pigments lipidiques :

Ces corps se forment par auto-oxydation lente dedifférents lipides ; la couleur est jaune, brune ou noire selon le processus. On les appelle des chromolipoïdes ; jusqu’à présent on ne les a trouvés que chez les animaux. Ils peuvent contenir de l’azote.

50 Série indolique :

Le phéno-pyrrol ou indol est leur noyau constitutif : ces pigments sont végétaux ou animaux; la couleur est généralement bleue; ils sont insolubles dans l’eau et l’alcool; solubles dans le chloroforme. Le type est l’ind1g0.

6° Groupe du tétrapyrrol :

Le noyau ici est caractérisé par l’association de quatre molécules de pyrrols, c’est pour cette raison qu’on l’appelle noyau tétrapyrrolique : pas mal de pigments végétaux et animaux entrent dans cette catégorie. Ce noyau se retrouve dans les porphyrines ; l’adjonction de radicaux métalliques,

l’association avec des protides peuvent donner à ces corps une grande complexité; les principaux pigments de ce groupe sont, au point de vue végétal: la chlorophylle et chez les animaux : l’hémoglobine.

79 Pigments protéiques :

Chez ces substances souvent le caractère pigmentaire est lié à la présence d’un groupement prosthétique coloré dont l’individualité pigmentaire est propre. Mais ces composés, parmi lesquels on peut citer les carotiprotéides, se rattachent à des groupements étudiés.

Dans certains cas en dehors du corps protéique, le groupement chromogène ne possède pas d’existence pigmentaire individuelle. Dans l’hémocyanine, dans l’hémérythrine, le protide est coloré en vertu de la présence d’un métal. Il existe aussi des pigments protéiques dont le radical coloré n’est pas connu en dehors de cette combinaison. Nous pou vons citer ici la phyco-érythrine et la phycocyanine, pigments rouges et bleus des algues: on a rapproché de ces deux substances la fabréine et la stentorine trouvées chez des protozoaires.

80 Pigments de désintégration des protéiques :

Quand elles se désintègrent, les matières protéiques engendrent des composés qui peuvent être directement colorés ou qui par oxydation peuvent donner des pigments. Ces corps ne paraissent se former que chez des animaux. On y trouve des uranidines, l’urochrome, les mélanines, dont la constitution est complexe; la couleur vraie du jeune au brun et au noir.

9° Pigments de désintégration des nucléines :

Tout comme les matières protéiques les nucléines en: dogènes ou exogènes produisent par dislocation des composés capables d’engendrer des couleurs exclusivement animales : les pigments puriques, dont la coloration est jaune ou blanche ces matières se trouvent souvent à l’état cristallisé.

Nous étudierons chacun de ces groupes de pigments en insistant particulièrement sur ceux qui semblent jouer un rôle primordial chez les végétaux :

Les carotinoïdes :

En 1911, O. SCxrMox (50) publie un travail très documenté sur la question et il s’exprime ainsi : «la présence de carotines n’est pas seulement limitée aux organes jaunes et rouges, on les trouve aussi dans les parties vertes où ils font partie des chloroplastes végétaux ». La substance chromogène qui fut isolée et étudiée la première dans ce groupe, est la matière colorante retirée de la carotte; WACKENRODER (51) la mentionne déjà en 1826. Elle a fait l’objet d’analyses, plus tard, par VAUQUEIIN (28) et BoucHARDAT (52) et aussi par ZEISE (53). Cet auteur a donné la formule suivante (C * H$) 10. HUSEMANN (34) a par contre pu trouver dans son produit 6 %, d'oxygène; il a donné la formule: € '8 HO. ARNAUD (55) a démontré qu’il s’agissait d’un hydrate de carbone très facilement oxydable er il a proposé la formule : C#H%. Cependant la constitution définitive de cette substance a été trouvée par WILLSTÆTTER et M1eG (56) comme étant C H %; les auteurs lui ont donné le nom de carotène; elle fournit un produit d’addition: C®HS%TI?. Les réactions d’identification de la carotine sont les suivantes :

19 Au moyen de la carotine cristallisée ou par le contact de substances carotinigènes en présence d’acide sulfurique concentré ou d’acide azotique, on obtient une coloration foncée bleue ou indigo qui, par une action prolongée, passe du violet ou jaune foncé.

20 La carotine mise en présence d’acide chlorhydrique avec addition de phénol ou de thymol donne une coloration bleue foncée.

3° En ajoutant à une solution de carotine un liquide iodo-ioduré, il apparaît une teinte verte.

4° Jes carotines, sous l’action de l’acide sulfhydrique gazeux, passent au bleu indigo. Le même réactif employé à l’état liquide donne une teinte brun, couleur de café. Dans les deux cas, si on ajoute de la potasse on revient à la teinte rouge.

5° Ie chlore produit avec la carotine un dérivé de substitution, la carotine tétra-chlorée, poudre blanche amorphe obtenue en faisant passer un courant sec de gaz

chloré sur la carotine et en précipitant la solution alcoolique ainsi obtenue au moyen d’eau. Le carotène tétrachloré à l’état pur, se colore en rouge par chauffage à 100°; son point de fusion est de 120°. Une solution alcoolique de carotène fournit les trois bandes d’absorption suivantes (d’après TSCHIRSCH (57)).