Butylèneglycol Acétylméthylcarbinol Biacétyle

Pour les phénomènes de réduction je signalerai le travail de Saparier et Marne (29). L'oxydation est facile et assez régulière sous l'influence de l’eau de brome et peut se faire par voie biochimique ainsi que l’a établie Kzin@ (28) avec la bactérie du sorbose.

D'autre partle butylèneglycol a déjà été signalé dans diverses fermentations.

En 1882 HenninGer isole un glycol butylénique des produits d'une fermentation alcoolique (3r). Malheureusement les cultures n’élaient pas pures et si la fermentation de ce composé sous l’influence de la levure est vraisemblable, elle n’est pas certaine. D'ailleurs le glycol est le glycol isobutylénique.

CH: CH° NC C—OH raie

Des résultats analogues furent obtenus par CLaupex et Morin (32), Morin (33), et HenniNGer et Sanson (34). En 1906 HAaRDEN et Wazpoce (35) montrent que la fermentation anaérobie du sucre par le 2. lactis aerogenes provoque la formation de traces d'acétylméthylcarbinol et la production abondante du 2.3 butylène-glycol.

Tuompsox observe les mêmes faits avec le B. cloacae (36) Mais dans loutes ces fermentations, soit par la levure, soit par le B. lactis aerogenes, soit par le B. cloacae, le glycol butyléni-

que se forme et s’accumule en l'absence d'oxygène. Jamais on

n'a signalé la présence de ce produit siréduit parmi les composés formés par la combustion du glucose par des microbes aérobies stricts. En particulier Harpe et Norris ont étudié l’action du B. subtilis et d’autres microbes voisins sur le glucose : ils ont trouvé de l’acétylméthylcarbinol mais n’ont pas signalé le 2.3. butylèneglycol (37).

A priori, la formation et surtout l'accumulation d’un tel composé, dans des conditions d’oxydation intense, semblent peu vraisemblables. Mais précisément, les observations que j'ai faites au cours de l'étude des échanges respiratoires me moutrent la présence nécessaire dans les produits de fermentation d’un composé très réduit. C’est pourquoi j'ai recherché si le B. subtilis ne donnait pas, en milieu sucré, du 2.3 butylène glycol.

Pour la recherche de l’isobutylèneglycol dans les produits de la fermentation alcoolique, HexninGer distille et rectifie dans le vide avec un deflegmateur puissant. Le résidu est rectifié à la pression ordinaire et on obtient le glycol par distillation fractionnée.

Harpe à utilisé en somme la même technique mais pour éliminer les neptones et une partie des sucres, il reprend Île résidu de la distillation dans le vide par de l'alcool et c'est cette solution alcoolique qu'il soumet à la rectification.

Ces méthodes sont longues, exigent une quantité importante de culture et ne permettent pas de mettre en évidence de petites quantités de glycol.

Le 2.3 butylèneglycol bout à 183-184° et dans le vide est entratnable par la vapeur d’eau, mais cet entraînement est lent et difficile. Cest cette propriété qui m'a servi à rechercher ce glycol. Dans toutes les manipulations que Je fais pour son extraction j'ai soin d'opérer dans le vide, sans dépasser une température de 45-50°. Les causes d’altération sont

donc réduites au minimum.

Je distille. une culture de B. subtilis en milieu sucré dans le vide à 5o°. Je lave le résidu comme je l’ai indiqué, pour extraire la totalité de l’acétylméthylcarbinol. Quand ce résultat est atteint, je continue les lavages et les distillations successives, avec chaque fois 5 à ro cc. d'eau.

Le liquide qui distille, en se condensant dans le réfrigérant présentent des gouttelettes huileuses comparables à celles provoquées par lalcool.

Le distillat est un liquide incolore, dont l’odeur est surtout celle de la peptone. Ce liquide, additionné d'acide sulfurique, réduit fortement le bichromate de potassium en dégageant une odeur d’aldéhyde. Il y a donc entraînement par la vapeur d’eau d'une matière organique. Cet entraînement a lieu, que la culture soit acide, neutre ou alcaline. Cette matière organique est donc un corps neutre.

Le distillat ne recolore pas la fuchsine décolorée par le bisulfite de soude, il ne donne pas la réaction de LeGaL, il ne réduit pas la liqueur de FeurinG. Traité par la phénylhydrazine en milieu acétique, il ne donne ni hydrazone ni osazone. Donc le produit neutre qu'il coutient n’a ni fonction aldéhydique ni fonction cétonique.

Cependant il réagit un peu avec l’iode en milieu alcalin. Si à ce distillat on ajoute de l’iode et un peu de lessive de soude il ne se forme pas d'iodoforme. Mais si l’action est très prolongée, et surtout si l’alcalinité est assez forte, on perçoit à la longue une légère odeur d'iodoforme et même on observe la formation de ses cristaux caractéristiques.

Donc cette substance ne semble pas donner directement la réaction de l’iodoforme, mais paraît se transformer peu à peu en produit capable de la provoquer.

Je traite ce distillat par un peu d’eau de brome, au bainmarie à 100°, dans un récipient muni d'un réfrigérant ascendant. Après 10 à 15 minutes, je sature l’excès de brome par la quantité Juste nécessaire de bisulfite de soude. Le liquide ainsi obtenu présente des propriétés toutes nouvelles.

Il est fortement réducteur : réduit la liqueur de Fennxe, le

bleu de méthylène, le nitrate d'argent. Il ne recolore pas la fuchsine décolorée par le bisulfite de soude, mais en présence d'iode et de soude donne, à froid, et rapidement un abondant précipité d'iodoforme.

Traité par la phénylhydrazine en milieu acétique, il donne une osazone jaune clair.

Donc, sous l’action oxydante du brome, le produit neutre du distillat s’est transformé en un composé aldéhydique ou acétonique. Il doit donc appartenir à la classe des alcools.

L'osazone que l’on obtient est peu soluble dans les divers solvants, alcool, éther, etc. Elle est, en solution, facilement oxydable. Après purification par l'alcool, puis dessiceaüon dans le vide sur l'acide sulfurique, elle fond exactement à 243°. Cest donc l’osazone du biacétyle CH*.CO.CO.CHS. D'ailleurs, traitée par l'acide chlorhydrique dilué, elle donne un produit qui, isolé par rectification, se présente sous la forme d’un liquide vert comme le biacétyle.

Le distillat oxydé contenait donc soit de l’acétylméthylearbinol, soit du biacétyle. Il réduit la liqueur de Fexzin@ à froid. Donc il contient de l’acétylméthylcarbinol. D'autre part, si on a mis suffisamment de brome, si son action a été suffisamment prolongée, la rectification donne un liquide qui passe avant la vapeur d’eau et qui a la couleur verte caractéristique du biacétyle.

Donc, les produits d’oxydation du distillat sont l’acétylméthylcarbinol et le biacétyle. Par conséquent le produit primitif était le 2.3 butylèneglycol.

La formation de ce glycol en milieu sucré, sous l'influence du B. subtilis, en conditions aérobies est ainsi démontrée.

Il conviendrait maintenant de rechercher comme je lai fait pour l'acétylméthylcarbinol une méthode permettant de doser le butylèneglycol. Malheureusement ce problème est plus difficile : nous l'avons abordé, M. Ruor et moi, mais les

résultats ne sont pas encore assez précis pour que Je puisse m'en servir.

Je me contenterai donc de donner quelques chiffres qui n'auront aucune valeur absolue, mais qui permettront de donner une idée de la marche de l'extraction par la méthode que j'ai proposée, de montrer que cette extraction est lente, mais peut être totale et enfin de voir s'il y a peu ou beaucoup de butylèneglycol formé.

Pour apprécier approximativement la quantité de glycol contenu dans une solution, je traite 20 cc. de celle-ci par 5 ce. d’eau saturée de brome, pendant 5 minutes, à 100°. Après refroidissement, je sature l'excès de brome par la quantité juste suffisante de bisulfite de soude, j’amène à un volume de 5o cc. et je dose avec la liqueur de FenrixG les produits réducteurs formés. J'emploie pour cela a même technique que dans le cas de l’acétylméthylcarbinol.

Ainsi que nous l’avons observé, M. Ruor et moi, les résultats ainsi obtenus n'ont pas de valeur absolue, mais sont assez comparables si l'on opère toujours exactement dans les mêmes conditions.

Pour l'extraction, il y a intérêt à laver souvent, mais chaque fois avec un peu d’eau : 5 ou 10 cc. L’entraînement se fait d'autant mieux que la concentration est plus forte. 100 ce. d’eau mis en une seule fois n’entraînent pas plus de butylèneglycol que ro cc. et le distillat obtenu est beaucoup plus dilué.

Quand l'extrait sec est abondant, il y a intérêt de temps en temps à le mettre complètement en dissolution dans l'eau en agitant fortement le ballon après y avoir ajouté des perles de verre.

L’extraction peut se faire aussi par la vapeur, mais le procédé que j'ai employé a l'avantage de ne pas exiger une température supérieure à 5o°. Le distillat que l’on obtient est ainsi très pur. Pour y concentrer le butylèneglycol, il suffit de le soumettre à la rectification à la pression ordinaire.

Je vais maintenant donner deux exemples d'extraction.