PRINCIPES IMMÉDIATS QUI COMPOSENT LES TISSUS

Corps eeiiniofliqaea. — On donne le nom de corps cellulosiques à un ensemble de principes immédiats qui se trouvent dans presque tous les organes élémentaires des végétaux, quelquefois à l'état de pureté, et plus souvent à Tétat d'association avec d'autres substances organiques ou minérales.

Les corps cellulosiques constituent les membranes utriculaires, les poils, etc. Tous les corps cellulosiques avaient été jusqu'à présent confondus entre eux et étudiés sous le nom de cellulose. Ils sont liés entre eux, en effet, par des caractères spécifiques du même ordi*e que ceux qui rapprochent les gommes, les sucres, les matières amylacées, les corps albumineux.

Us paraissent isomériques et sont ramenés au même état par l'action des réactifs. La formule générale de ces corps est C»^H*°0*®, ou un multiple.

On distingue dans ce groupe :

l** LaxT/losCy qui se trouve dans le coton, dans les fibres corticales,

(1) Nous empruntons ce paragraphe au Traité général de chimie de MM. Pelouse et Fremy ; c*est^ en eflet, à ce dernier savant qu'on doit Tensemble des connaissances importantes que nous possédons aujourd'hui sur ce sujet difficile.

dans le tissu utriculaire des racines, des feuilles, des fleurs et des fruits. Ce principe immédiat est caractérisé par sa solubilité immédiate dans un réactif précieux découvert par M. Schweitzer, et qui porte son nom. M. Péligot a heureusement modifié sa préparation en faisant passer un courant d'air, bien dépouillé d'acide carbonique, dans de Tammoniaque concentrée où Ton a placé de la tournure de cuivre : il se forme un mélange d'azotite d'ammoniaque et d'azolite de cuivre qui présente une belle couleur bleu foncé.

La xylose est soluble à froid et sans coloration dans l'acide sulfurique concentré, soluble à chaud dans l'acide chlorhydrique, insoluble dans la potasse, dans l'acide azotique légèrement étendu, dans les hypochlorites.

2® La paraxylose constitue certains tissus utriculaires, tels que ceux de la moelle; elle est insoluble dans le réactif ammoniaco-cuivrique, mais se transforme en xylose sous de faibles influences, telles que l'eau bouillante, les acides ou les alcalis. La paraxylose, métamorphosée en xylose, devient alors soluble dans le réactif de Schweitzer.

3** La fibrose existe dans les fibres du bois ; les réactifs ne la modifient qu'avec une extrême lenteur; elle résiste à l'action des dissolutions alcalines.

4* La médullose forme les cellules des rayons médullaires, et présente une grande analogie avec la fibrose; elle est plus altérable qu'elle par l'action des alcalis, de l'acide azotique ou des hypochlorites alcalins.

5** La dermose constitue les cellules épidermiques. Les réactifs la modifient encore plus difficilement que la fibrose : ainsi, l'acide chlorhydrique, qui dissout avec tant de facilité les premiers corps cellulosiques, ne désagrège pas la dermose; l'acide sulfurique concentré exerce seul une action immédiate sur la dermose.

En définitive, nous voyons que si ces principes immédiats diflérent nettement les uns des autres, s'ils constituent des espèces chimiques distinctes, ces espèces sont extrêmement voisines les unes des autres , elles ont beaucoup de caractères communs. Tous ces principes immédiats sont en effet attaqués par l'acide azotique, qui les transforme en pyroxyline ou coton-poudre ; tous sont transformés par l'acide sulfurique moyennement concentré en dexlrine et en sucre, comme l'amidon lui-même, et ce n'est pas sans étonnement que nous voyons avec quelle simplicité procède la nature, qui forme, avec le charbon et l'eau, les matières ternaires qui constituent la majeure partie des organes des végétaux.

> C»^H*^*2, le glucose et ses isomères, paraît se transformer en perdant de l'eau, ainsi que nous le verrons plus loin, et donner

(]i2gno", le sucre de canne ; celui-ci est encore un pro4uit transitoire destiné à disparaître, pour fournir

Ci2H«oo»«, l'amidon, réserve de la plante pour former de nouveaux organes au moment du retour de la vie active, et constituer

Ci2H«oO*®, la cellulose et ses isomères.

Dosage 4e la ceiiaiosc. — Dans les laboratoires de chimie agricole, on a souvent à doser la cellulose, et, pour y réussir, on met habituellement à profit son insolubilité dans les réactifs qui dissolvent les autres matières avec lesquelles elle est mélangée. En attaquant un organe végétal successivement par Téther pour enlever les matières grasses et la matière verte, par Teau bouillante pour dissoudre les matières sucrées et les acides, par Tacide chlorhydrique étendu pour métamorphoser en sucre l'amidon et dissoudre les matières azotées, par la potasse étendue pour dissoudre les résines et transformer la pectose en acide pectique soluble dans les alcalis, on peut considérer comme cellulose le résidu lavé et séché. On calcine, après la pesée, afin de déduire du poids de la cellulose les matières minérales retenues par les fibres végétales ; on trouve souvent ainsi un nombre trop faible, la cellulose se transformant partiellement en glucose par Tébullition avec les acides.

Ce dosage peut être contrôlé par l'emploi du réactif de Schweitzer. En effet, les actions précédentes suffisent pour transformer les corps cellulosiques en xylose, et par conséquent pour les rendre attaquables par la liqueur ammoniaco-cuivrique. On procède donc à cette dissolution, puis on précipite la cellulose dissoute par l'acide chlorhydrique étendu; on lave à l'eau bouillante jusqu'à ce que le ferrocyanure de potassium ne donne plus, dans la liqueur légèrement acide, la moindre trace de coloration brune; on filtre, on dessèche et l'on pèse : si les deux nombres concordent, on a opéré régulièrement.

L'emploi de la liqueur de Schweitzer permet de distinguer la cellulose de la pectose. Quand on la fait agir sur un tissu utriculaire, la cellulose disparaît et le composé pectique persiste à l'état insoluble ; il a toutefois, en général, éprouvé une modification importante: la pectose s'est transformée en acide pectique et est devenue soluble dans les alcalis fixes, d'où les acides peuvent ensuite le précipiter.

Madère incmatante. — Quand OU compare l'analyse du bois à celle de la cellulose ou de ses isomères, on reconnaît que le bois est sensiblement plus riche en carbone et en hydrogène que la cellulose ; il faut

donc que le tissu ligneux renferme une matière différente de la cellulose et plus chargée qu elle en matières combustibles. Celte substance, étudiée d'abord par Mohl et Payen, a été désignée par eux sous le nom de ligneux ou matière incrustante ; mais cette dénomination n'a pas été acceptée par M. Fremy, qui, dans ces dernières années, a réussi à démontrer qu'on avait confondu en une seule espèce un certain nombre de matières appartenant certainement au même genre, mais cependant distinctes les unes des autres.

Les corps épiangiotiques (c'est le nom sous lequel M. Fremy désigne la matière incrustante du bois) diffèrent des corps cellulosiques par leur composition et toutes leurs propriétés. Lorsqu'on les soumet à Tanalyse élémentaire, on reconnaît qu'ils contiennent plus de carbone que la cellulose, et que l'hydrogène s'y trouve en trop grande quantité pour que la matière puisse être représentée par du carbone et de l'eau.

Les corps épiangiotiques se reconnaissent aux caractères suivants : Ils sont insolubles dans les dissolvants neutres, mais sont attaqués plus facilement que les corps cellulosiques par une dissolution de potasse très-concentrée. La chaleur les modifie plus facilement que les corps cellulosiques, et les ti'ansforme en acide ulmique immédiatement soluble dans les alcalis.

Les corps épiangiotiques paraissent en générai recouvrir les membranes cellulosiques et ne les incrustent pas. En effet, lorsqu'on enlève dans un tissu végétal les corps cellulosiques qui s'y trouvent au moyen de Tacide sulfurique concentré, on obtient comme résidu un tissu épiangiotique qui présente à tel point l'organisation première du tissu primitif, que, en l'examinant au microscope, on pourrait croire que l'acide sulfm-ique ne lui a enlevé aucune substance; et cependant, en opérant sur du tissu ligneux, l'acide sulfurique dissout plus de 70 pour 100 du corps cellulosique. Cette conservation de la forme prouve bien que les corps épiangiotiques n'incrustent pas les membranes cellulosiques, mais qu'ils les recouvrent.

Caticaie. — On désigne sous ce nom le tissu qui forme l'épiderme des feuilles. Pour l'obtenir à l'état de pureté, on fait bouillir l'épiderme de la feuille avec de l'acide chlorhydrique étendu ; cette action est prolongée pendant une demi-heure ; on lave les membranes à grande eau, et on les soumet à l'action du réactif cuivrique, qui dissout la xylose. Ces membranes sont traitées ensuite successivement par l'eau, par l'acide chlorhydrique qui enlève l'ammoniaque et l'oxyde de cuivre, par une dissolution étendue de potasse qui dissout les matières albumineuses et l'acide pectique, par l'alcool et l'éther qui entraînent

tous les corps gras. Examinée au microscope, la cuticule ainsi préparée offre l'aspect d'une membrane continue ne présentant pas d'apparence d'organisation, et conservant des ouvertures correspondant aux stomates.

A l'analyse, la cuticule des pommes, qu'on prépare facilement, présente la composition suivante :

Carbone 73,66

Hydrogène 11,37

Oxygène 14,97

Cette composition remarquable, qui établit une si grande différence entre la cuticule et les autres tissus des végétaux, place en même temps cette substance à côté des corps gras. En effet, la membrane épidermique, soumise à Faction de la potasse concentrée et bouillante, perd, à un moment, son aspect membraneux et se saponifie comme un corps gras. Il faut donc reconnaître que la cuticule est formée par un principe immédiat particulier auquel M. Fremy a donné le nom de cutose.

Analyse imniéiiiate du bols. — MM. Fremy et Terreil ont donné une méthode générale de dosage des principes immédiats du bois, de la cuticule ligneuse, de la cellulose et de la matière incrustante {Comptes rendus^ 1868, t. LXVI, p. 459). On prend un gramme de sciure de bois desséchée à 130 degrés, et, pour y doser la matière cellulosique, on l'introduit dans un flacon d'un litre rempli d'eau de chlore ; on laisse l'action se prolonger pendant trente-six heures.

Le chlore dissout la cuticule ligneuse et certaines parties de la matière incrustante ; il laisse à l'état insoluble la substance cellulosique mêlée à une partie de la matière incrustante que le chlore a transformée en un acide complètement soluble dans la potasse. Reprenant donc le résidu par une dissolution alcaline, le lavant à l'acide, puis à l'eau, et le desséchant à 1 30 degrés, on obtient la substance cellulosique dans un état de pureté absolue.

11 résulte des déterminations exécutées au Muséum, que le bois de chêne contient environ 40 pour 100 de substance cellulosique; on en trouve 39 pour 100 dans le bois de frêne.

Pour doser la cuticule ligneuse, on soumet pendant trente-six heures un gramme de sciure de bois à l'action de l'acide sulfurique qui contient h équivalents d'eau : sous cette influence, les parties cellulosique et incrustante se dissolvent complètement; la cuticule

ligneuse reste seule en suspension dans la liqueur. Dans quelques cas, il est convenable de remplacer Tacide à h équivalents par un auti*e qui ne contient que 2 équivalents d'eau ; le résidu est lavé à l'eau ordinaire et à Teau alcaline jusqu'à ce que les liqueurs de lavage ne soient plus colorées; il est soumis ensuite à la dessiccation.

Le dosage de la cuticule se fait ainsi avec exactitude. On constate que la cuticule est pure en essayant de la dissoudre dans Teau de chlore ou dans l'acide azotique, où elle doit disparaître sans laisser de résidu. On en a trouvé 20 pour 100 dans le bois de chêne et 17,5 dans le frêne.

La matière incrustante se dose par différence ; toutefois, on peut y distinguer plusieurs substances et la séparer en matières solubles dans l'eau bouillante, en substances solubles dans les alcalis, en corps transformés en acides par l'action du chlore humide.

En résumé, l'analyse d'un tissu ligneux comme celui du chêne se présenterait comme suit :

Cuticule ligneuse 20

Substance cellulosique 40

Matière soluble dans

l'eau 10

Corps soluble dans

Matière incrustante 40 ^ les alcalis 15

Corps transformé en acide par raclion du chlore humide. 15

S 88. — ACIDES VÉGÉTAUX

On rencontre dans les feuilles, dans les fruits, dans la séve, des acides végétaux libres ou combinés avec des bases,telles que la potasse, la chaux ou la magnésie. Sans entrer, sur ces combinaisons, dans des détails qu'on trouvera dans tous les traités de chimie, nous devons indiquer ici les principales propriétés de ces acides et les procédés employés pour les caractériser et les doser.

Aci4e ffaivii^ve (G^^^O^). — L'acidc formique se rencontre dans les orties, qui lui doivent leurs propriétés irritantes, et aussi dans les fourmis rouges, d'où on Ta extrait d'abord. En distillant de l'eau dans laquelle on a placé des fourmis rouges broyées, on obtient une petite quantité d'acide formique; mais on le prépare plus facilement par l'oxydation des matières organiques neutres, telles que le sucre ou l'amidon, et surtout parla décomposition de l'acide oxalique sous l'in-

fluence de la glycérine. Enfin il peut être produit directement par synthèse, en déterminant l'union de Toxyde de carbone et de Teau (M. Berthelot).

Sa recherche dans les végétaux ne se présente que rarement, et nous n'y insistons pas.

L'acide formique est volatil, corrosif; son odeur rappelle celle du vinaigre ; quand on le fait bouillir avec de l'oxyde d'argent ou de l'oxyde de mercure, il les réduit en dégageant de l'acide carbonique :

C2H20* + 2Ag0 = 2Ag -f 2110 + 2C02.

Ces propriétés suffisent à le caractériser.

Acide aeéci^ve (G^H^O'j. — L'acide acétique se rencontre dans la sève de toutes les plantes ; il y est combiné avec la potasse ou la chaux. On le rencontre dans les fruits parfois combiné avec les alcools, et constituant des éthers dont l'odeur est caractéristique. On sait qu'on peut préparer artificiellement un liquide dont l'odeur rappelle absolument celle de la poire, et qui est formé d'alcool amylique et d'acide acétique.

L'acide acétique est volatil ; il est corrosif lorsqu'il est concentré. Pour le caractériser dans un tissu végétal, on devra faire un extrait aqueux, précipiter la plupart des autres acides par la chaux, puis distiller la liqueur filtrée à une douce chaleur avec de l'acide sulfurique. On distinguera dans le produit distillé l'acide acétique de l'acide formique par l'action réductrice que ce dernier exerce sur l'oxyde d'argent.

Acide oxalique (C^H^O^). — L'acide oxalique est solide, cristallin, transparent, soluble dans l'eau.

Il se rencontre abondamment dans certains végétaux, notamment dans les cactus, où il est uni à la chaux. On l'extrait habituellement du Riimex Acetosa ou grande oseille^ où il est combiné avec la potasse.

Pour rechercher l'acide oxalique dans le tissu des végétaux, on doit les attaquer par de l'acide sulfurique étendu et bouillant : on formera du sulfate de chaux peu soluble, du sulfate de potasse et de l'acide oxalique ; on filtre la liqueur, et l'on y ajoute de l'acétate neutre de plomb, qui précipite l'acide oxalique à l'état d'oxalate de plomb. I^ précipité est lavé, mis en suspension dans l'eau, et décomposé par l'hydrogène sulfuré. On continue le courant jusqu'au moment où le précipité se rassemble au fond du vase ; on filtre, et l'on évapore doucement la liqueur. Quand elle est suffisamment rapprochée, on la laisse refroidir, et l'on achève la concentration sous une cloche garnie

PRINCIPES IMMEDIATS CONTENUS DANS LES VEGETAdX CULTIVES. 129

d'acide sulfurique : on ne tarde pas h voir se déposer des cristaux qui, redissous dans l'eau, donnent avec les sels de chaux un précipité blanc, soluble dans l'acide chlorhydriqne et insoluble dans l'acide acétique. Aei4e tartri^ac (C^H*0'®.'2H0). — L'acide tartriquc est solide, blanc, cristallin. Il se rencontre en abondance dans un grand nombre de fruits, de feuilles ou de racines; il se trouve notamment dans les raisins et dans le vin, combiné avec la potasse et la chaux : les tartrates se déposent peu à peu au fond des tonneaux et constituent une grande partie de la lie.

Pour rechercher l'acide tartrique dans un tissu végétal, on doit opérer comme pour l'acide oxalique, c'est-à-dire faire bouillir la matière avec de l'eau aiguisée d'acide sulfurique, de façon à décomposer les sels de chaux et de potasse, et k mettre l'acide tartrique en liberté. On le précipite ensuite à l'aide de l'acétate de plomb ; on lave le précipité, qu'on décompose par l'hydrogène sulfuré; la liqueur, rapprochée, est mise à cristalliser sous une cloche renfermant de l'acide sulfurique concentré.

Les cristaux obtenus, dissous dans Teau bouillante et mis en contact avec de la potasse, fournissent un précipité cristallin de bitartrate de potasse; avec l'eau de chaux, ils donnent un précipité qui n'apparaît que par l'agitation et qui se fixe sur les raies tracées sur le verre par l'agitateur.

Acide ci(ri4|iie (C*-H^0^».3H0). — Cet acide est solide, soluble dans l'eau et dans l'alcool, insoluble dans l'éther. On le rencontre dans un grand nombre de fruits acides, tels que les citrons, les oranges, les tamarins, les groseilles à maquereau vertes, les groseilles communes rouges, les fraises, les tomates, etc.

Le procédé employé pour séparer les acides précédents réussit également pour l'acide citrique, qu'on distingue des acides précédents, parce qu'il ne donne pas avec la potasse un sel cristallin peu soluble, et parce qu'il fournit avec la chaux un sel qui n'est insoluble qu'à chaud. Acide maUiinc (OH^Os^HO) . — L'acide malique se présente sous forme de mamelons qui sont composés de prismes à quatre ou à six faces réunis en faisceaux. Ces cristaux sont déliquescents à l'air; ils n'ont pas d'odeur, leur saveur est acide et agréable; ils sont solubles dans l'eau et dans l'alcool.

L'acide malique se rencontre dans l'organisation végétale, soit isolé, soit combiné avec les bases. Il existe dans presque tous les fruits rouges, dans les pommes, les prunelles, les pruiies vertes et les groseilles vertes, les poires, les baies de sureau, les baies du sorbier des

DEHtRAlR. d

l30 DU DEVELOPPEMENT DES VÉCiÉTAlX.

oiseaux, dans les feuilles de joubarbe, dans Tananas, Tépinard, la gaude, l'absinthe, etc.

La méthode de recherche précédente peut être employée. Les cristaux obtenus par Tévaporalion de la liqueur provenant de la décomposition du malate de plomb par l'hydiogène sulfuré se distinguent des cristaux d'acide oxalique, d'acide tartrique et d'acide citrique, parce qu'ils présentent une réaction acide prononcée, et que cependant ils ne précipitent l'eau de chaux ni à chaud ni à froid.

M. Schlœsing a en outre indiqué une méthode très- ingénieuse d'extraire les acides végétaux : Le tissu, desséché et pulvérisé, est diusé dans une matière inerte, puis mélangé à de l'acide sulfurique étendu de façon à former une sorte de bouillie, qu'on introduit dans l'appareil à déplacement avec de l'éther; celui-ci entraîne les acides végétaux. On continue les lavages à l'éther pendant vingt-quatre heures; quand les acides sont rassemblés dans l'éther, on agite avec un peu d'eau, qui enlève les acides à l'éther ; on fait ensuite évaporer le mélange sous le vide sec.

DoMige des aeldea Tégétaax précédenta mélangéfl. — II est rare que

les végétaux ne renferment que l'un des acides précédents : ils sont habituellement mélangés ; leur séparation est laborieuse, et nous renverrons le lecteur qui désire l'opérer aux traités de chimie analytique (voy. Bullet. de la Soc. ckim.^ t. XIII, p. 51). Mais nous pouvons indiquer ici, sans sortir de notre cadre, une méthode simple de dosage qui permet de déterminer approximativement la proportion d'acide libre et combinée contenue dans les végétaux.

60 grammes de la substance à étudier sont d'abord épuisés par l'eau bouillante jusqu'à ce que celle-ci ne présente plus de réaction acide ^ on mesure exactement le liquide; on en prélève 50 centimètres cubes, on ajoute quelques gouttes dejeinture de tournesol, et l'on procède à un essai acidimétrique avec la liqueur alcaline décime (1) qui sert aux dosages d'azote (voy. plus loin, § 43). Imaginons que 32«^,5 de cette liqueur saturent 10 centimètres cubes de l'acide titré qui renferment O'^^Oôl 5 d'acide sulfurique, et que, pour saturer leslO centimètres cubes de la liqueur acide provenant de l'extrait, il faille employer ^l'^^S; nous dirons qu'il y a dans ces 10 centimètres cubes une

quantité d'acide qui équivaut à ^'^^^^^^^^^^ {a) d'acide sulfurique.

(1) On désigne ainsi une liqueur dix fois plus étendue que la liqueur normale. On prépare facilement la liqueur dont il est question en ajoutant à 100 centimètres cubes de la liqueur alcaline normale, employée pour le dosa^^^e d'azote, assez d'eau pour faire un litre.

PRINCIPES IMMÉDIATS CONTENLS DANS LES VÉC.ÉTALX GCLTIVÉS. iU

Mais ce n*est pas de Tacide sulfurique qui se trouvait dans Teau qui a servi au lavage de l'organe végétal étudié, c'est un mélange d'acide dont nous ignorons la nature exacte. Si cependant nous avons fait un dosage qualitatif et que nous ayons vu quel est l'acide dominant, nous admettrons que celui-là seul existe, et nous calculerons sa quantité à l'aide des équivalents : si c'est, par exemple, de l'acide oxalique qui est en plus grande quantité, nous écrirons que x' (quantité d'acide

oxalique contenue dans la liqueur) j:'=?^; 90 et 49 étant respectivement l'équivalent de l'acide oxalique et de l'acide sulfurique, et x étant le poids sulfurique trouvé par F équation {a) , nous inscrirons au tableau de l'analyse : acides évalués en acide oxalique : x'.

Pour apprécier l'acide combiné, on prendra la matière épuisée par l'eau bouillante, on l' épuisera de nouveau par l'eau aiguisée d'acide chlorhydrique, et l'on précipitera par l'acétate de plomb, qui, comme nous l'avons vu plus haut, détermine la précipitation de tous les acides végétaux fixes (oxalique, tartrique, malique et citrique). Le filtre sera bien lavé de façon à enlever l'acide acétique et l'acide chlorhydrique, et, quand l'eau de lavage sera neutre, on relèvera le précipité du filtre, et, après l'avoir mis en suspension dans l'eau, on décomposera par l'hydrogène sulfuré, on filtrera la liqueur, on la rapprochera; puis, quand elle sera réduite à 200 ou 300 centimètres cubes, on la mesurera avec soin, on prélèvera encore 60 centimètres cubes, et l'on procédera à un nouveau dosage alcalimétrique. On trouvera un nombre qui, évalué par un calcul analogue au précédent, donnera Y acide combiné évalué en acide oxalique, ou tartrique, suivant qu'on introduira dans l'équation 90, équivalent de l'acide oxalique, ou 150, équivalent de l'acide tartrique, ou enfin les équivalents respectifs des acides citrique ou malique.