TREIZIÈME LEÇON

CASÉINES. — GLOBULINES

CASÉINES

Les caséines sont ces substances albuminoïdes qui se précipitent de leurs solutions ou plasmas naturels dès que, par addition des acides les plus faibles, on neutralise les carbonates ou phosphates alcalins auxquels elles sont unies. L’acide carbonique ne parvient pas toutefois à dédoubler leurs sels solubles et à les mettre en liberté, tandis qu’il décompose

CASÉINE ANIMALE

es caséoalbuminates et les alcalialbuminates solubles (voir plus loin), jes caséines se redissolvent dans le moindre excès d’acide. Elles sont irécipitées aussi par un excès de sels neutres, tels que le sel marin u le sulfate de magnésie. Elles sont solubles dans les carbonates de ôtasse, de soude et d’ammoniaque et même dans les phosphates alcains; ce dernier caractère les distingue des syntonines et des caséoalbuuines. La présure les rend insolubles en présence des sels de chaux. ,es caséines végétales se coagulent lorsqu’on les chauffe dans leurs dasmas naturels acidulés, mais non pas neutres. Les solutions de .aséines dans les sels neutres donnent, il est vrai, un léger coaguum vers 70°, mais celui-ci disparaît par refroidissement. Ces caracères distinguent les caséines des globulines. Ilammarsten a montré pie les caséines végétales et animales laissaient généralement comme ésidu de leur digestion une substance phosphorée, la nucléine , [lie nous étudierons plus loin. Il en a conclu que ces caséines étaient n réalité des combinaisons de nucléine et d’albumine. Nous ne sauions adopter tout à fait cette manière de voir : le poids de la nucléine. ariant dans les caséines précipitables par les acides de 0, 1 à 6 pour 100 t plus. La nucléine nous paraît provenir d’une substance plus complexe, a nucléo albumine, fournie par les noyaux cellulaires et qui se mélange :n proportions variables avec les vraies caséines.

CASÉINE ANIMALE

La caséine ordinaire est la substance albuminoïde principale du lait, l’est elle qui lui communique la propriété de se cailler lorsqu’on l’aci- 'ifie légèrement ou lorsque agit sur lui la présure. Elle paraît exister n petites proportions dans les muscles, le sang, les sérosités.

Préparation. — La caséine peut être obtenue sous deux formes :

0 à l’état de caséinate alcalin soluble (caséine soluble, caséinogène) ; ,û à l’état de caséine proprement dite (caséine insoluble).

11 suffit de laisser du lait additionné d’une à deux gouttes d’acide cyanhydrique au 10e deux ou trois jours sur un dialyseur qui en sépare e sucre et les sels, puis de le filtrer sur de bon papier préalablement nouillé, qui retient à peu près tous les corps gras, pour obtenir une soluion de caséine. Le caséinate soluble du lait n’y existe qu’en très faible 'roportion (A. Schmidt). — On peut encore traiter le lait froid et étendu feau par de l’acide acétique affaibli tant que la liqueur ne colore pas Nettement en rouge le papier bleu de tournesol, laver le précipité à eau> 1 essorer, l’épuiser à l’éther, qui enlève les corps gras, délayer le esulu dans un volume d’eau égal au volume primitif et alcaliniser la !queur par du sesquicarbonate d’ammoniaque, qui dissout presque tout,

CASÉINES.

à l’ exception de quelques membranes. Eu filtrant on obtient une liqueur qui, soumise h la dialyse, laisse la caséine à l’état soluble.

On peut enfin, comme le faisait Denis, précipiter le lait par le sel marin ou par le sulfate de magnésie, reprendre ce précipité, le laver avec une solution de sulfate de magnésie, enfin le traiter par de l’eau distillée. Grâce taux sels qui restent cette eau dissout la caséine et laisse les graisses. On purifie la caséine par dialyse ou par précipitation avec l’acide acétique et redissolution dans un carbonate alcalin (').

Ainsi préparées, ces diverses caséines sont en réalité des caséinates alcalins. Pour obtenir la caséine libre, il suffit de précipiter le lait de vache par de l’acide acétique faible, sans chauffer; de laisser agir l’acide quelques heures; d’épuiser les caillots à l’eau, à l’alcool et à l’éther; de les redissoudre dans du sesquicarbonate d’ammoniaque, de filtrer, et de reprécipiter enfin la caséine par l’acide acétique.

Composition. — La caséine a presque la composition de l’albumine; elle est un peu moins riche toutefois en soufre :

Caséinogène

Caséine

du lait de vache

caséine

précipitée

lait

soluble.

par l’alcool.

par les acides

de lemme (-

Carbone

Hydrogène. . . . Azote

Soufre

Oxygène

( Cliiltenden .)

( Scherer .)

(Dumas et Caliours.)

La caséine des divers laits n’est pas identique (voir JP Partie : le Lait). De plus, une portion de cette caséine serait, d’après Hammarsten, unie à la nucléine sous forme de nucléo-albumine, ce qui expliquerait la présence dans ces caséines d’une certaine quantité de phosphore dans un état où les sels magnésiens ne le précipitent pas.

Propriétés. — La caséine précipitée par l’acide acétique et redissoute dans le sesquicarbonate d’ammoniaque possède, en solution dans 1 eau, un pouvoir rotatoire de [a] = — 150', pour la teinte sensible. [A. Béchamp). La caséine reprécipitée de sa solution par l’acide acétique se dissout légèrement dans l’eau (P, 0005 dans 1000 centimètres cubes). Son pouvoir rotatoire est [a) = — 1 1 7°.

Chauffée au bain-marie à l’état de bouillie épaisse, elle se ramollit vers 75°, d’après le précédent auteur, et devient tout à fait molle à 90°. Un litre d’eau dissout 2gr,57 de cette caséine.

La caséine semi-fondue provenant de l’opération précédente se con-

(i) Qn a donné à cc produit le nom de caséinogène. Il diffère de la caséine par sa soin bilité ; mêlé avec un peu de carbonate de chaux ou d’eau de chaux jusqu à alcalinité, ce produit se coagule en présence de la pressure et donne la caséine insoluble.

(s) On verra que la caséine du lait de femme n’est pas de la caséine proprement dite.

CASÉINE ANIMALE

crête à froid et peut être alors broyée. Elle conserve son aptitude à se redissoudre dans les carbonates alcalins et à former des caséinates avec les bases. Celui de chaux est remarquable en ce qu’il se trouble à 100° lot se redissout à froid {même auteur) .

La caséine est insoluble dans les sels alcalins à réaction neutre qui précipitent même les caséinates solubles.

Les solutions de caséine sont incoagulables à 100° : elles se coagulent,' d’après 0. Hammarsten, lorsqu’on les chauffe en tubes scellés vers 155°. L’alcool précipite ces solutions et redissout en partie le précipité. Les substances ainsi dissoutes à chaud par l’alcool à 50° centésimaux ont été considérées par Danilewski comme sensiblement identiques à celles qu’on obtient par l’action des alcalis faibles sur l’albumine. Il les nomme substances protalbiques .

La caséine dissoute précipite par les solutions concentrées de sel marin, ou par addition de sulfate de magnésie en poudre, dans ce dernier cas, sous forme d’une matière emplastique, assez soluble dans l’eau.

Les solutions de caséine sont rapidement coagulées par une infusion tiède d’estomac de jeune veau, ou de testicules secs de ces mêmes animaux si toutefois ils se nourrissent encore exclusivement de lait. L’alcool précipite de ces infusions un ferment qui porte le nom de présure ( lab des allemands, rennett des anglais) dont les moindres traces rendent la caséine insoluble surtout en présence des sels de chaux. Selmi, Ileintz, Hammarsten, etc., ont remarqué que les infusions neutres ou même très légèrement alcalines de caséine, même lorsqu’elles sont entièrement privées de sucre de lait et ne peuvent s’acidifier, sont encore coagulables par la présure (*). Le ferment n’agit donc pas en acidifiant le lait, et l’acidité du milieu n’est pas nécessaire à la coagulation. La caséine précipitée redissoute dans les solutions alcalines faibles peut être neutralisée par l’acide phosphorique ordinaire sans qu’elle se trouble sensiblement; mais si l’on ajoute alors un peu de chlorure de calcium, il se fait un précipité abondant. Ce phénomène serait, d’après Hammarsten, le résultat d’un dédoublement de la caséine naturelle en deux parties, l’une insoluble abondante (caséine coagulée), l’autre soluble et en faible proportion (2). Ces expériences démontrent en tous cas l’intervention du phosphate de chaux dans la coagulation de la caséine.

La caséine dissoute est précipitée par les acides faibles, minéraux ou organiques, qui la redissolvent ensuite lorsqu’ils sont en léger excès. La solution dans l’acide chlorhydrique très étendu possède le pouvoir rotatoire spécifique — 87° ( Hoppe-Seyler ). On peut, par neu-

0 Elles le sont aussi par l’infusion aromatique de fleurs d’artichaut et d’autres plantes.

H Voir aussi à ce sujet Dédoublement, de la caséine par le lab ferment, par MM. Arthus et Pagès ( Arch . de physiol., 1890, p. 340).

CASÉINES.

tralisation de l’acide, retirer de ces liqueurs la caséine avec toutes ses propriétés primitives. Ainsi précipitée, puis privée de ses sels et spécialement de son phosphate calcaire, enfin redissoute dans les carbonates alcalins, la caséine ne précipite désormais plus par la présure, dont l’action coagulante ne se produit qu’en présence du phosphate de chaux.

La caséine précipitée spontanément dans le lait aigri ou par l’addition d’acide acétique dilué se dissout dans la liqueur de lavage dialytique du lait, ce que A. Schmidt, à qui est due cette observation, explique en admettant l’existence dans le lait d’une substance cristallisable azotée qu’il considère comme un ferment apte à tenir la caséine en dissolution.

Dissoute dans de la soude très étendue, la caséine possède un pouvoir rotatoire moléculaire [?]„ — — 76°, pouvoir qui va en augmentant avec la concentration de l’alcali jusqu’à ce que la caséine se transforme en alcalialbumine.

JElle joue dans ses combinaisons salines le rôle d’un acide : lorsqu’on additionne de magnésie une solution de caséine, qu’on filtre, et qu’on ajoute de l’alcool à la liqueur, on en précipite un caséate de magnésie soluble dans l’eau, que Millon et Commaille, qui font découvert, considèrent comme une combinaison définie. Tous les acides (l’acide carbonique excepté) et beaucoup de sels précipitent ces caséates.

On admet l’existence de combinaisons de caséine et d’acides. Elles existent certainement, mais rien ne permet de les différencier ni de les séparer des acidalbumines qui tendent à se former en même temps.

Les solutions de caséine dans l’acide acétique ou chlorhydrique faible sont précipitées par le platino-cyanure de potassium.

La caséine soluble obtenue sans l’emploi des acides donne toujours 8 à 9 pour 100 de cendres alcalines riches en phosphates de chaux; la précipitation par les acides les lui enlève en partie, mais elle contient encore de 1 à 4 pour 100 de matières minérales.

Dans le lait chauffé, conservé ensuite durant des années, la caséine passe en très grande partie à l’état de peptone soluble : cc lait ne coagule plus alors par les acides faibles.

En finissant, mentionnons l’opinion de Danilewski, qui pense que la caséine de lait est une combinaison de protalbine et de caséoalbuminc, la première assez soluble, la seconde insoluble dans l’alcool à 50 pour 100; mais Hammarsten et Chittenden ont démontré l’homogénéité de la caséine.

CASÉINES VÉGÉTALES

L’existence des caséines végétales a été reconnue depuis le commencement de ce siècle. On les extrait des graines de beaucoup de végétaux. Liebig les crut identiques de composition avec la caséine du lait:

CASÉINES VÉGÉTALES.

Dumas et Caliours démontrèrent qu’elles sont plus riches en azote et moins riches en carbone que les caséines animales.

Ritthausen, à qui l’on doit à ce sujet une importante série de recherches, distingua d’abord trois sortes de caséines végétales : le gluten- caséine, la légumine et la conglutine. Le premier constitue la principale partie du gluten, celle qui est insoluble dans l’alcool; les autres s’extraient des fruits des légumineuses (pois, fèves, haricots, lupin), des rosacées (amandier, pêcher, etc.), des graines de courge, etc. Pour cela, les graines pulvérisées sont épuisées par des liqueurs alcalines faibles et froides, puis les caséines dissoutes sont précipitées par l’acide acétique. Mais Ritthausen reconnut plus tard, avec Drecksel et Griibler, qu’on sépare ainsi deux substances : l’une soluble dans l’eau salée au 10“ qui est la conglutine ou vitelline végétale , véritable globuline appartenant à une classe que nous étudierons bientôt; l’autre qui est insoluble dans le sel marin, qu’on nomme légumine ou amandine , suivant son origine, et qui constitue la véritable caséine végétale.

Ainsi dissoutes grâce à la potasse très faible, précipitées par l’acide acétique dilué, lavées au sel marin au 10e, enfin dialysées pour les purifier complètement, les caséines végétales constituent des substances insolubles dans l’eau, solubles dans les liqueurs alcalines à 1 ou 2 millièmes, et dans les carbonates et phosphates alcalins d’où les acides affaiblis et la présure les reprécipitent. Ces précipités contiennent toujours une dose notable d’acide phosphorique que Ritthausen considère comme entrant dans leur constitution, et qui par ébullition, même prolongée, avec les acides minéraux étendus ne devient que très difficilement précipitable par les sels magnésiens. Il semble donc que cet acide phosphorique existe dans ces substances à l’état de combinaison conjuguée à peu près comme il se trouve dans le protagon et la lécithine. Nous avons même dit que Ilammarsten pense que le plus souvent la caséine se trouve unie à la nucléine, substance très riche en acide phosphorique, comme on le verra.

Voici quelques analyses de ces caséines végétales, d’après Ritthausen :

GLUTEN CASEINE.

Blé.

Fèves.

Pois.

Carbone .

Hydrogène Azote. .

Oxygène .

Soufre. .

pour 100 50,98

Pa-05

Ces analyses montrent que, quoique analogues de propriétés, ces substances ne sauraient se confondre entre elles; leur carbone et leur hydro-

130 CASÉINES.

gène les différencient suffisamment; la légumine de haricots contien drait même, d’après Rittliausen, 51,5 de carbone et 14,7 d’azote; on peut toutefois craindre que, dans ce cas, l’auteur ait analysé une matière impure mélangée dans ces graines à un mucilage spécial qu’on enlève difficilement. Dumas et Cahours avaient trouvé 17,5 d’azote dans cette légumine, et 18,15 dans celle de pois. Cette dernière paraît être une véritable nucléoalbumine.

Gluten-caséine. — Rittliausen a donné ce nom à la partie principale du gluten, celle qui reste lorsqu’on l’a épuisé successivement par l’alcool froid affaibli, puis concentré. C’est cette matière élastique insoluble dans l’eau que Dumas considérait comme analogue à la fibrine animale. Mais sa grande solubilité à froid dans les alcalis à 1 ou 2 millièmes et sa facile précipitation de ses solutions par les acides étendus l’ont fait considérer par Rittliausen comme une caséine. On la prépare en épuisant le gluten à l’alcool, puis dissolvant à froid le résidu dans une lessive de potasse à 1,5 millième. La liqueur trouble qui se forme est traitée par de l’acide acétique faible, et le précipité ainsi obtenu est lavé à l’eau et à l’alcool froid puis chaud. La substance qui reste est insoluble dans l’eau froide ou bouillante; elle se gonfle d’abord et se dissout ensuite dans l’acide acétique ou tartrique un peu concentrés. L’alcool mêlé d’acide acétique la dissout plus facilement. Elle est très soluble dans les alcalis étendus. Soumise à l’action hydratante de l’eau, en présence des acides, elle donne, outre la leucine et la tyrosine, 5 pour 100 d’acide glutamique et 0,53 d’acide aspartique^).

Légumine. — Elle existe dans les pois, fèves, lentilles, haricots, en partie à l’état soluble, en partie et surtout à l’état insoluble. Pour l’extraire, on mélange d’eau à une température de 5 à 6°, et en agitant souvent, les farines de ces graines. Après quelques heures on décante et l’on abandonne au repos à basse température; on reprend le dépôt resté insoluble par une nouvelle proportion de lessive très faible de potasse. Les liqueurs clarifiées par dépôt ou filtration sont alors acidulées d’acide acétique étendu et le précipité est lavé à l’eau salée au dixième, à l’alcool faible et fort, enfin à l’éther. Cette préparation, où intervient comme dans les précédentes l’emploi des lessives même affaiblies de soude, laisse penser que la légumine de Rittliausen pourrait n’être qu’un albuminate transformé par les alcalis en alcalialbumine ou caséoalbumine (*).

(*) Les propriétés de cette substance, en particulier celle de se dissoudre difficilement et après s’être gonflée, dans l'acide acétique, indiquent qu’elle a été changée en alcalialbumine.

(*) D’après les recherches plus nouvelles de Hoppe-Seyler, de Weyl, etc., la légumine de Rittliausen serait un produit d’altération par les alcalis de véritables globulines végétales (voir plus loin). Weyl ( Zeils . physiolog. Chem., t. I, 72) n’a trouvé dans le graines des végétaux ni albumine, ni légumine, mais seulement des globulines et une sorte de myosinc dans les pois, la graine de moutarde blanche, les amandes douces, l’avoine.

NUCLÉOALBÜMINES.

La légumine ainsi précipitée possède un aspect chatoyant et se dépose en flocons. Elle est insoluble dans l’eau, l’acool, l’éther. En solution dans ses infusions naturelles, telles que celles de pois, de haricots ou en liqueurs presque neutres, elle se coagule par la chaleur en flocons cohérents, sans doute en perdant CO2. L’acide acétique ou l’acide chlorhydrique faibles la précipitent, puis la redissolvent dès qu’ils sont dans le plus léger excès. L’acide phosphorique tribasique la précipite également, mais non l’acide carbonique.

La légumine des infusions de farines de légumineuses est coagulée et rendue lentement insoluble par la présure.

Les liqueurs alcalines faibles et froides, à chaud ou même à froid, la dissolvent en la transformant en caséoalbumine.

La légumine se dissout sans altération dans les phosphates alcalins.

On a dit qu’on la séparait de la conglutine ou vitelline végétale grâce cà la propriété que possède cette dernière de se dissoudre dans l’eau salée et dans divers sels neutres qui précipitent les caséines.

La légumine forme des léguminates entièrement semblables aux caséates. Le léguminate de chaux insoluble incruste et durcit les légumes lorsqu’on les fait bouillir dans de l’eau calcaire.

L 'amandine des amandes de rosacées est plus particulièrement formée de légumine mêlée de conglutine. Cette dernière se rencontre dans les graines du lupin et autres. L’amandine et la conglutine sont plus glutineuses, plus solubles dans l’acide acétique, plus riches en azote que la légumine.

NUCLÉOALBÜMINES

Ces substances paraissent être mélangées à la plupart des caséines naturelles, animales ou végétales, et même, d’après Hammarsten, les caséines ordinaires en dériveraient par dédoublement. Lorsqu’on soumet en effet à la digestion les caséines naturelles, elles laissent un résidu inattaquable aux sucs digestifs, très riche en phosphore, qui est la nucléine qu’on éUuliera plus loin, tandis qu’il se dissout une matière albuminoïde. Ces micléoalburnines, que l’on trouve dans tous les protoplasmas, dans le lait, le sperme, la matière nerveuse, le mucus, le pus, la levure, la plupart des jeunes cellules et des glandes, les muscles {myostroïne) , etc., se confondraient donc avec ce que nous nommons depuis longtemps des caséines et seraient des combinaisons d’une matière à fonctions acides, la nucléine, avec un albuminoïde variable pour chacunes d’elles.

Les nucléoalbumines se comportent comme des acides faibles. Elles sont presque insolubles dans l’eau et dans les sels neutres d’alcalis,

GLOBULINES.

mais elles se dissolvent dans les alcalis très faibles et dans le carbonate sodique cristallisé en solution à 1 pour 100 d’où l’on peut les précipiter par l’acide acétique. Les nucléoalbumines se dissolvent dans l’acide chlorhydrique au y—, et ces solutions peuvent être chauffées à 40° sans s’altérer, mais, additionnées de pepsine, elles donnent bientôt un précipité de nucléine. Les solutions de nucléoalbumines précipitent par le ferrocyanure de potassium acétique. Même légèrement acidulées, elles ne se coagulent pas par la chaleur. Les nucléoalbumines se distinguent des caséines, des albuminates et des albumines proprement dites en ce que la digestion gastrique en sépare plus ou moins abondamment la nucléine, substance non albuminoïde dont on parlera plus loin. Les nucléoalbumines paraissent être plus pauvres en soufre que les albuminoïdes déjà étudiés et contenir un peu de fer.

GLOBULINES

Iloppe-Seyler a généralisé ce nom attribué d’abord par Berzelius à la matière albuminoïde incolore que l’on peut retirer des globules rouges du sang ou du cristallin, et l’a appliqué aux substances protéiques insolubles dans l’eau, mais pouvant se dissoudre à la faveur des chlorures (2 à 10 pour 100 de sel marin) et quelquefois des nitrates alcalins, donnant ainsi des solutions d’où les précipitent sans altération un excès d’eau ou les acides les plus faibles, même l’acide carbonique, sans que ces acides puissent les redissoudre; les globulines se dissolvent également dans les carbonate et phosphate alcalins. Leurs solutions dans les sels neutres se coagulent par la chaleur. Elles se dédoublent, au contact des alcalis faibles ou des acides, en albuminates et phosphates acides. Elles précipitent en général par un excès de sels (NaCl ou MgSO1). La coagulabilité par la chaleur des solutions de globulines dans les sels neutres (‘) et leur insolubilité dans les acides affaiblis séparent les globulines des caséines.

Kowalewski a montré que le mélange de ferrocyanure de potassium et d’acide acétique ne précipitait plus les globulines en présence du sulfate de magnésie, mais qu’elles étaient entièrement précipitées, même en présence de ce sel, par l’acide tricldoracétique et par l’acétate d’urane.

Les vitellines animales et les conglutines ou vitellines végétales, la myosine des muscles, la sérumglobuline et la substance fibrinogène forment cette famille. Il faut en rapprocher la globuline du cristallin et la fibrine du sang.

(') Cctle solubilité est très variable. Il est des globulines solubles dans les solutions à | ou 2 pour 100 du sel marin ; d’autres, telles que celles de la cornée ou de la rétine, qui ne se dissolvent que dans la solution du sel presque saturée.

VITELLINES.