I. — Fermentation acétique

Lorsqu’on soumet l’alcool à l’action ménagée de certains agents oxydants (bichromate de potasse et acide sulfurique étendu), on obtient un composé, l’aldéhyde acétique, qui constitue un premier degré d’oxydation.

+ 0' = CMP 0'^ + H" 0'

Alcool. Aldéhyde.

L’aldéhyde est un corps très instable qui s’oxyde au contact de l’air en fournissant de l’acide acétique.

C^H^ Q^ + 0^ = CMP 0'‘

Aldéhyde. * Ac. miétique.

Cette transformation de l’alcool en aldéhyde puis en acide acétique, que nous obtenons par le jeu des forces chimiques, peut se produire à l’aide d’uu ferment figuré. Elle constitue alors ce qu’on désigne sous le nom de fermentation acétique.

On sait depuis longtemps que les boissons alcooliques^, exposées à l’air deviennent du vinaigre, et cette substance, à raison de la facilité avec laquelle elle se produit, doit avoir été connue aussi anciennement que le vin. C’est le fait fondamental sur lequel repose la fabrication du vinaigre.

Les perfectionnements qu’on a apportés successivement à cette fabrication ont d’abord été empiriques. Ils n’ont pris de réelle importance qu’à partir de l’époque où l’on a commencé à avoir quel-

ques premières notions scientifiques sur les conditions du phénomène.

Si l’on se reporte au commencement du siècle, on voit que nos connaissances sur ce sujet étaient alors fort restreintes. On pensait bien que l’alcool du vin devrait servir à la formation du vinaigre. On admettait aussi que l’air favorisait l’acétiflcation ; mais, même sur ces faits qui sont si clairs aujourd’hui, on était en désaccord.

Gela est si vrai qu’en 1820 la Société de pharmacie de Paris proposait comme sujet de concours :« La détey^mination des phénomènes qui accompagnent Vacétification, » (1) et que, parmi les questions que la Société désirait voir traitées plus particulièrement, nous remarquons les suivantes :

1° Déterminer quels sont les phénomènes essentiels qui accompagnent la transformation des substances organiques en acide acétique dans l’acte de la fermentation ?

2“ Quelle est l’influence de l’air dans la fermentation acide t Estil indispensable ? Dans ce cas, comment agit-il? Joue-t-il le môme rôle que dans la fermentation alcoolique, ou bien s’il est absorbé, devient-il'partie constituante de l’acide, ou forme-t-il des produits étrangers ?

Ce n’est guère qu’entre 182Ü et 1830 que la science a été fixée définitivement sur les changements éprouvés par l’alcool quand il se change en acide acétique. En 1821, EdmoiUl Davy avait découvert le noir de platine (2). Il avait constaté que ce produit devenait incandescent lorsqu’on l’humectait avec de l’esprit de vin et que dans cette combustion l’alcool fournissait de l’acide acétique.

C’est en utilisant cette propriété que Dœbereiner a pu, deux années plus tard, étudier théoriquement la transformation de l’alcool en acide acétique (3). Ce dernier chimiste démontra, en effet, que l’alcool, en absorbant de l’oxygène, donne de l’eau et de l’acide acétique sans dégager d’acide carbonique. En mesurant le volume d’oxygène absorbé par une quantité déterminée d’alcool, il parvint à prouver que les éléments d’une molécule d’alcool absorbent 4 équivalents d’oxygène, de sorte que, la composition de l’acide acétique étant d’ailleurs connue, il était facile d’en conclure qu’il devait se former 1 molécule d’acide acétique et 1 molécule d’eau.

G'‘ IP 0'^ + 4 O = G'‘ ri'‘ O' + IP 0^

Les relations quantitatives existant entre l’alcool, l’oxygène

absorbé et l’acide acétique formé étant ainsi établies, la question (lu rôle de l’oxygène de l’air dans la fermentation acétique se trouvait par là même résolue (4).

On a mis plus de temps pour arriver à découvrir la véritable cause de la fermentation acétique. Il y a longtemps qu’on sait qu’à la surface des liquides qui s’acétifient, il se forme un voile mince, velouté, qui augmente peu à peu d’épaisseur. C’est cevoile,^ bien connu des vinaigriers, qui porte le nom d’écumes, de fleurs de vinaigre, de mère du vinaigre (a). On pensait anciennement que cette sorte d’écume intervenait comme ferment ; mais sur l’autorité de Berzelins (5) on admit que c’est l’acide acétique lui-même qui est le ferment. Cette opinion paraissait d’ailleurs assez en harmonie avec la pratique, puisque dans la fabrication du vinaigre, on ajoute le vin à acétitier à une certaine quantité de vinaigre déjà formé.

La découverte du noir de platine et de ses propriétés a donné ensuite naissance à une troisième hypothèse. En voyant un corps poreux produire la transformation de l’alcool en acide acétique, on en conclut que, dans la fabrication du vinaigre, l’acétification est due aussi à des corps poreux, et l’on supposa que les fleurs

de vinaigre agissent simplement comme corps poreux.

Puis la publication du mémoire, où Cagniard-Latour exposait que la fermentation produite par la levure était due à l’action d’un être vivant, lit naître la pensée que l’acétification n’était aussi qu’un elfet dû à ces végétations superficielles. C’est cette pensée qu’on voit exprimée en 1837 par Kiltzirig qui donne en môme temps une description assez exacte du ferment acétique (G). Mais, il faut le reconnaître, il n’y avait dans l’assertion de Kützing qu’une idée préconçue sans preuve expérimentale à l’appui. La véritable nature du ferment, les conditions do son développement et de son'

action n’ont été découvertes que longtemps après par Pasteur.

Description du ferment acétique, {b) Bacterium aceti (Kiitz) = IJlvina aceti (Kütz) (7). Il existe plusieurs espèces de bactéries

(a) On appelle l'igalomont mûre de vinaigre les tonneaux dana lesquels on fait lo vinaigro.

(b) Pasteur, dans ses Eludes sur le vinaigre, p. 11, dit que Persoon en 1823 a désigné cotte espèce sous le nom do Mycoderma aceli. Ilunsen dans lo inénioire que nous citons pins loin, fait remarquer qu’il n’a pas rencontré ce nom dans les oiivragos de Persoon. .l’ai fait également des rocherclios à cet égard et l’ouvrage le plus ancien que j’ai pu trouver, dans lequel il est fait moutioii de cotte espèce, est celui que je cite au u» (7).

pouvant donner naissance à de l’acide acétique pendant leur développement dans différents milieux : mais le ferment le plus commun, et le plus actif, celui qui intervient toujours dans la fabrication du vinaigre est le ferment étudié par Pasteur sous le nom de Mycoderma aceti (8), que nous classons ici avec Zopf dans le genre Bacterium. Le B. aceti étant d’ailleurs la seule de ces espèces qui soit bien connue, c’est elle que nous aurons toujours en vue dans ce chapitre. Nous nous bornerons à dire quelques mots en dernier lieu des autres ferments acétiques signalés par divers observateurs.

Le B. aceti consiste essentiellement, tà l’état normal, en cellules cylindriques qui ne sont guère plus longues que larges et dont le diamètre transversal est en moyenne de 1 à 1,5 ik Ces cellules se multiplient par allongement et division transversale. Gomme les nouvelles cellules.restent souvent réunies entre elles, il en résulte des chapelets qui paraissent composés de doubles cellules, les étranglements étant alternativement plus ou moins courts. Quand le microbe est en couche un peu serrée, on croirait avoir sous les yeux un amas de petits grains ou de petits globules ; mais cette apparence n’est surtout pronoiicée que quand la préparation est vieille.

Cette forme de bactéries, eu cellules presque rondes, est souvent

accompagnée de cellules allongées dont quelques-unes sont fusiformes ou renflées de manière à dépasser en diamètre dans leur plus grande largeur de quatre fois les cellules ordinaires et même davantage. Il ne serait pas possible de rapporter ces cellules renflées à celles qui sont plus petites si ces deux formes ne se trouvaient réunies dans un même filament, soit alternant, soit passant de l’un à l’autre par tous les intermédiaires possibles (9) (fig. 21).

Tous ces chapelets finissent par se rejoindre et forment à la surface du liquide, un voile gris, velouté dont la consistance est différente suivant l’âge du ferment. Tout d’abord ce voile se déchire facilement. Une baguette de verre qu’on enfonce dans le liquide perce le voile et emporte, en se retirant, des fragments qui s’en séparent pour s’étaler à la surface d’un nouveau liquide où on la plonge.

En vieillissant, le voile s’épaissit de plus en plus, se ride et devient plus difficile à briser. On peut l’enlever tout entier eu une seule fois. Ce groupement particulier des cellules du B. aceti provient de ce que les membranes cellulaires se sont gélifiées extérieurement et soudées entre elles. On donne comme on sait le nom de Zooglée à ces sortes de groupements chez les bactéries.

La formation du voile, telle que nous venons de la décrire, n’a lieu que lorsque rensemencement des liquides alcooliques s’est fait à la surface.

Si les germes se trouvent primitivement séparés dans toute la masse du liquide, ce qui arrive par exemple lorsqu’on mélange du vinaigre à du vin, il en résulte un mode de développement particulier du ferment. Au lieu de former à la surface une pellicule mince et grasse, il se présente sous la forme d’une peau gélatineuse immergée qui s’épaissit et tombe au fond du vase lorsqu’elle est devenue trop lourde. Cette peau est ensuite remplacée par une nouvelle formation semblable et ainsi de suite, jusqu’à ce que le liquide soit complètement épuisé de ses éléments assimilables.

Besoins alimentaires du ferment acétique; substances fermentescibles ; produits de la fermentation acétique. — On se procure aisément de la semence de B. aceti en abandonnant au contact de l’air un liquide à la fois alcoolique et acide, par exemple un mélange de 1 partie de vin rouge ou blanc avec 2 parties d’eau et 1

Fig. 21. — n. Aceti et B. Pasteuriiinum (d’après Hansen).

partie de vinaigre. Ce qui est important, c’est que le liquide contienne environ 1 1/2 à 2 p. 0/0 d’acide acétique, et à peu près autant d’alcool et qu’il soit pauvre en matières organiques.

La bière (1 vol. pour 1 vol d’eau et 1 vol. de vinaigre), l’eau de levûre {a) (100 parties pour 1 ou 2 d’acide acétique et Sou 4 d’alcool) sont des milieux également très propres au développement du ferment acétique.

Les germes du microbe se trouvent dans les poussières que l’air charrie et tombent à la surface de ces liquides. Ou bien ils existent déjà dans le vinaigre employé. D’autres fois, d’après Duclaux (10) ' c’est la mouche du vinaigre (Musca cellaris L.), mouche qui vit sur les liquides vinaigrés, qui transporte la semence d’un liquide à l’autre.

De même que le ferment alcoolique, le ferment acétique peut se développer dans des milieux exclusivement minéraux, par exemple dans un liquide ne renfermant que des phosphates d’ammoniaque, de magnésie, de potasse et de chaux, de l’alcool et de l’acide acétique. C’est là le fait principal sur lequel Pasteur s’est appuyé pour démontrer que dans la fermentation acétique, les matières albuminoïdes ne sont pas nécessaires et par conséquent ne constituent pas le ferment, comme on l’avait supposé, mais n’en sont que l’aliment.

L’aliment hydrocarboné par excellence du ferment acétique, la SLisbtance fermentescible est l’alcool, et le produit principal de la fermentation est l’acide acétique.

On peut admettre que la réaction se passe en deux temps :

(1) Çy- O- -h O' = C^ bP O"" -f 1-P O

Alcool. Aldéhyde.

Aldéhyde. Ac. acétique.

Par le fait, il est possible de déceler l’aldéhyde dans le vinaigre au cours de sa fabrication. 11 a été également constaté que lorsque l’arrivée de l’air est insuffisante, il se forme des ({uantités notables d’aldéhyde (11).

Suivant Naegeli il se formerait aussi de très petites quantités d’acide carbonique et d’eau (12). Mais cette production doit sans

(a) Décoction do lovùro eu pâte ; ûü gr. dans un litre d’oau.

doute être rapportée à l’action ultérieure du ferment sur l’acide acétique formé. Pasteur a démontré en effet, que le B. aceti possède la propriété d’oxyder lentement l’acide acétique en donnant de l’acide carbonique et de l’eau.

Enfin, on trouve encore dans les produits de la fermentation un peu d’éther acétique, qui résulte de la réaction réciproque de l’alcool sur l’acide acétique.

. D’après des recherches récentes de Adrian Brown (13), le B. aceti peut être cultivé à l’état de pureté dans des milieux renfermant, au lieu d’alcool ordinaire, de l’alcool propylique normal; celui-ci est changé en acide propionique. Les alcools méthylique., isobutylique et arnylique ne sont pas attaqués.

Parmi les hydrates de carbone, le sucre de canne, l’amidon, le sucre de lait et le lévulose résistent à son action. Au contraire, le glucose est transformé en acide gluconique., fait signalé déjà par Boutrouxen 1880 (14).

Glucose. Ac, glucoiiiquo.

Il ne se forme ni alcool, ni acide volatil durant cette fermentation.

Si enfin on ensemence le B. aceti dans une solution de mannite, il se forme, comme produit principal, du lévulose. C’est là une observation très intéressante ; comme on peut passer du glucose à la mannite en hydrogénant le premier de ces deux corps à l’aide de l’amalgame de sodium, on voit que le B. aceti fournit le moyen de convertir le glucose en lévulose (13).

Circonstances qui favorisent ou entravent le développement du ferment acétique. Le ferment acétique ne se développe pas à une température inférieure à lü®. Son activité croit jusque 20 et 30“ ; elle s’affaiblit ensuite et cesse vers 35“ ; mais la bactérie n’est tuée qu’aux environs de 50“ (15).

Le B. aceti est un organisme essentiellement aérobie et a besoin de proportions assez grandes d’oxygène pour vivre et se développer. Le produit auquel il donne naissance (l’acide acétique), étant d’ailleurs un produit d’oxydation de la substance fermentescible (l’alcool), il va de soi ({ue la présence de l’oxygène est nécessaire pour que la fermentation soit régulière. Toute cause capable de supprimer cet oxygène ou d’en diminuer la proportion est par

conséquent une cause capable d’arrêter ou d’affaiblir la fermentation.

L’alTaiblissement, de la fermentation a lieu en quelque sorte •mécaniquement lorsque l’aération des liquides est insuffisante. Mais fréquemment, lorsqu’après ensemencement du ferment du •vinaigre dans un liquide alcoolique, la fermentation acétique ne ■prend pas, s’arrête ou diminue d’activité, cela peut tenir à l’existencô, dans les liquides, d’organismes dont le développement ■vient contrarier celui de la bactérie acétique.

L’un de ces organismes est le Mycoderma vini Desm.. Morphologiquement il ressemble aux levures ; mais, physiologiquement il est tout différent. Il se développe spontanément sur le vin rouge et particulièrement sur le vin rouge nouveau. D’après M. de Seyues les cellules du M. vini produisent des endospores (16) quand on le fait vivre dans un milieu pauvre en matières alimentaires et même exclusivement aqueux. Ces endospores ont, comme on l’a vu, une autre signification que celles des Saccharomyces.

Lorsqu’on a ensemencé un vin avec le B. aceti et qu’il a commencé à former un voile, il n’est pas rare de voir la surface envahie par le M. vini dont le voile épais et rugueux refoule le voile mince et velouté du premier et finit par le couler au fond du liquide.

La fermentation acétique se trouve ainsi arrêtée, car le B. aceti submergé n’acétifie pas.

Le M. vini est aussi un organisme aérobie, qui détermine l’oxydation des substances dissoutes dans les liquides qu’il recouvre. Il agit sur différentes matières hydrocarbonées et sur plusieurs accides organiques. Mais il ne nous intéresse ici que par l’action qu’il exerce sur l’alcool et l’acide acétique.

Avec l’alcool, il détermine une combustion complète ; il le transforme en acide carbonique et eau sans donner naissance à des produits intermédiaires.

G’est à cette action que doit être attribuée la diminution de force alcoolique et la saveur plate que prennent les vins en vidange, dans un tonneau mal bouché.

- Avec l’acide acétique, il en est de môme. Il y a aussi combustion complète.

La présence de M. vini peut donc nuire à une fermentation

• acétique de plusieurs manières : en submergeant le B. aceti qui ainsi ne se trouve plus en contact avec l’oxygène de l’air ; en détruisant l’alcool et l’acide acétique formé. Mais la facilité de développement des deux organismes ensemencés dans un même liquide dépend dans une mesure très étroite, de la proportion d’acide. Si dans de l’eau alcoolisée ou ajoute 2 p. 0/0 d’acide acétique, le B. aceti se développe seul (17). C’est précisément pour cela que dans la composition des liquides de culture, dont'jious avons donné la formule, entre toujours une assez forte proportion d’acide acétique.

Il existe un autre organisme dont la présence nuit à la fermentation acétique. Cet organisme appartient au règne animal : c’est un tout petit nématode qui porte le nom iVcmguillule du vinaigre, Anguillula aceti. Les anguillules, qu’on voit si fréquemment dans les vinaigres et qui envahissent quelquefois les tonneaux des vinaigreries, ne peuvent vivre en dehors de l’action de l’air. Aussi tendent-elles toujours à se rapprocher du niveau supérieur des liquides. On comprend dès lors aisément « que les bactéries du vinaigre et les anguillules doivent se contrarier sans cesse dans les tonneaux, puisque ces deux productions vivantes ont chacune un impérieux besoin du môme aliment et qu’elles habitent le même lieu » (18).

On a fait peu de recherches sur l’influence des composés chimiques sur la fermentation acétique. Nous signalerons seulement les suivantes.

L’alcool, qui est l’aliment fermentescible par excellence, doit cependant être en proportions assez faibles (10 p. 0/0). Lorsqu’au liquide en fermentation on ajoute de l’alcool concentré qui s’étale à la surface, la fermentation est irrégulière, l’oxydation incomplète. Il se fait divers produits à odeur suffocante, parmi lesquels domine l’aldéhyde. Il en est de même si on ajoute au liquide de l’alcool méthylique ou de l’alcool amylique. Cette variation dans le fonctionnement du ferment correspond à une altération dans sa constitution morphologique : le voile se déchire et tombe au fond du vase.

L’acide sulfureux tue le B. aceti. De là vient la pratique de conserver le vin, pour en empêcher l’acétification, dans des tonneaux où l’on a brûlé des mèches soufrées.

Applications. Le ferment acétique, comme on sait, sert industriellement à transformer le vin en vinaigre. Nous ne pouvons rapporter en détail les dillerents procédés de fabrication du vinaigre, linons suffira, en prenant spécialement pour exemple le procédé qui a été imaginé par Pasteur à la suite de ses recherches sur la fermentation acétique, de montrer que le succès de cette fabrication repose sur l’utilisation des connaissances théoriques que nous venons d’exposer.

Le procédé Pasteur, réduit à ses caractères essentiels, revient à étaler en surface le liquide alcoolique, à ensemencer à sa surface le B. aceti, et à maintenir les vases qui le renferment à une température convenable, pas trop basse pour que le ferment se développe bien, pas trop élevée pour que l’action ne dépasse pas le but en devenant trop énergique, et que l’évaporation n’enlève pas trop de l’alcool de la liqueur.

On emploie des cuves peu profondes dans lesquelles on met, sous une épaisseur de 20 à 25 centimètres, des mélanges de 2 de vin et 1 de vinaigre provenant d’une opération précédente. L’ensemencement se fait en enfonçant dans une cuve en marche une spatule de porcelaine qui se charge de portions de voile. En la rapportant dans la cuve nouvelle, ces portions se détachent, s’étalent à la surface et en deux ou trois jours à 15" l'envahissement est complet.

Ces cuves sont munies de couvercles. Deux petites ouvertures pratiquées aux extrémités d’un diamètre assurent l’aération constante du liquide. Quand la fermentation est en train, on ajoute chaque jour de petites quantités de vin, et comme il est important que le voile ne soit pas déchiré, l'addition se fait par le fond au moyen d’un dispositif spécial.

11 est indispensable de ne pas laisser la plante manquer d’alcool, car nous savons que son activité se porterait alors sur l’acide acétique.

Quand l’action se ralentit, on laisse la fermentation s’achever à peu près complètement et on soutire le vinaigre ; on recueille la membrane, on la lave et on obtient ainsi un liquide un peu acide et azoté capable de servir ultérieurement. Dans ce procédé il n’y a jamais développement d’anguillules.

Dans le procédé d Orléans, on opère dans des tonneaux de 200 à 400 litres que l’on remplit au tiers de vinaigre aussi limpide

que possible; on ajoute 10 à 12 litres de vin et-on ensemence comme ci-dessus. On soutire à des intervalles convenables une partie du liquide que l’on remplace par du vin. L’opération se fait dans des celliers dont la température est maintenue entre 25 et 80". L’aération est assurée par deux trous diamétralement opposés, placés à la partie supérieure du tonneau. En somme, les liquides sont ici en couches plus épaisses que dans le procédé Pasteur, aussi l’acétilication marche-t-elle beaucoup plus lentement.

Enfin, dans le procédé dit allemand ou de Schützenbach, on augmente la surface de contact de la solution alcoolique avec l’air en présence du ferment en faisant couler lentement le liquide suides copeaux de hêtre ensemencés de B. aceti. Ces copeaux sont placés dans des tonneaux, que traverse un courant d’air et que l’on maintient à une température voisine de 30°. L’acétification est rapide; mais en raison de la température élevée, et du courant d’air il se produit des pertes notables d’alcool (20 à 25 p. 0/0).

Théorie de la fermentation acétique. Nous avons vu que l’analogie existant entre l’oxydation de l’alcool par la mousse de platine et cette même oxydation en présence du ferment acétique avait donné naissance à une hypothèse d’après laquelle le ferment agirait simplement comme un corps poreux. Cette hypothèse a été reprise en dernier lieu par Liebig qui s’est toujours refusé à voir dans la fermentation acétique un acte physiologique. Le savant allemand pensait que le champignon du vinaigre pouvait être remplacé par d’autres substances organiques à grande surface, et en 1870, il invoquait encore, pour défendre sa thèse, l’exemple des copeaux de hêtre du procédé Schntzenbach qui, disait-il, n’étaient ni recouverts ni pénétrés d’un ferment organisé et par conséquent, n’avaient pu agir que par leur porosité (19).

11 est reconnu aujourd’hui qu’il y avait là une erreur d’observation. Ces copeaux sont, non pas le ferment, mais le support du ferment; ils multiplient les surfaces et rendent plus facile l’oxydation (15).

On peut d’ailleurs prouver directement que le copeau n’a aucune action oxydante. Si on dépose une pile de copeaux dans un tube cylindrique dont l’air peut se renouveler constamment, si ensuite on laisse couler lentement sur ces copeaux, au sommet de la colonne, un liquide alcoolique comme celui des vinaigreries allemandes.

on trouve que le titre acétique du liquide ne varie pas, malgré le passage à grande surface au contact de l’air. Mais ensemence-t-on le liquide avec un peu du ferment du vinaigre, les germes s’arrêtent sur les copeaux et la fermentation commence.

Il est donc bien établi que la fermentation acétique est un acte spécial au B. aceti. Mais quel est le mécanisme par lequel la bactérie du vinaigre peut ainsi provoquer l’oxydation de l’alcool? D’après Pasteur cet organisme « aurait la faculté de condenser l’oxygène de bail' à la manière du noir de platine et de porter cet oxygène sur les matières sous-jacentes » (20). En réalité, la théorie de Pasteur se rapproche beaucoup de celle de Liebig. La seule différence consiste en ce que le premier ne concède Paction oxydante qu’à des organismes vivants alors que le second l’accorde à des matières organiques inertes.

Ad. Mayer et V. Knieriem sont allés plus loin dans cette question et ont montré que l’action du B. aceti est bien un phénomène biologique spécial, qui ne peut pas être rapporté uniquement à l’état physique de la plante. En effet, toute cause qui nuit à la végétation de la bactérie arrête la formation de l’acide acétique. Ainsi une température de 50“ arrête l’acétification, non pas que la structure du ferment soit sensiblement modifiée mais parce que le végétal est tué. La fermentation cesse lorsque le liquide renferme de 10 à 13 p. 0/0 d’acide, parce qu’à cette concentration l’acide nuit à la végétation de l’organisme.

Au contraire, la formation d’acide acétique à l’aide delà mousse de platine peut être obtenue à des températures plus élevées, et presque pour toute concentration de l’alcool.

Existence de jilusieurs espèces de ferments acétiqves. — On a décrit dans ces dernières années plusieurs espèces de bactéries possédant, comme celle dont nous venons de faire l’histoire, mais en général à un moindre degré, la propriété de transformer Falcool en acide acétique. Nous citerons :

Le Micrococcus ohlongus Boutroux (14). Cette bactérie est dans sa jeunesse plus grosse que la bactérie du vinaigre. En vieillissant, sa grosseur diminue. Elle forme un voile sans ténacité qui se disloque à la moindre agitation. Elle a été trouvée dans la bière.

Le Bacteriuni Fastetirianum lUnseu (9, fig. 21;. Ce Bacterium

diffère du B. aceti seulement en ce qu’il se colore en bleu par l’iode. A été trouvé dans la bière.

Duclaux, Mayer, Wurm, Macé (21) ont signalé plusieurs antres espèces de ces organismes, mais sans leur donner de nom particulier. Il est probable que, comme les espèces de levûres, les espèces de ferments acétiques sont très nombreuses.

IL — Fermentation nitrique. — Nitrification.

Le salpêtre (azotates de potasse, de chaux ou de soude), est abondant dans la nature. L’azotate de potasse se rencontre effleuri à la surface du sol de certains pays, pendant la saison sèche, notamment au Bengale, en Égypte, à Ceylan. L’azotate de soude existe au Pérou en bancs d’une étendue considérable et l’azotate do chaux constitue la majeure partie des efflorescences salpêtrées qui se forment sur les murailles humides des écuries ou des caves. Enfin on peut produire artificiellement le salpêtre en mélangeant des terres meubles, contenant de la potasse et de la chaux, avec dos matières organiques en voie de décomposition (fumier). On construit avec ce mélange des murs étroits que l’on garantit de l’eau du ciel par un toit: on les humecte fréquemment avec de Lurine. Les nitrates formés viennent s’effleurir sur la face du mur la plus exposée aux vents.

L’importance industrielle du salpêtre a fait rechercher depuis longtemps quelles étaient les causes de la formation naturelle ou artificielle de ce produit. La théorie à laqüelle s’étaient ralliés la plupart des chimistes reposait sur l’expérience suivante due à Kuhlmann.

Lorsqu’on fait arriver un mélange d’air et de gaz ammoniac dans un tube renfermant de la mousse de platine légèrement chauffée, celle-ci devient incandescente et il se forme de l’azotate d’ammoniaque. Sous l’influence d’un corps poreux, le gaz ammoniac se brûle donc à 300° environ au contact de l’air. Dans la nature, pensait-on, ce sont encore les corps poreux qui jouent le rôle de nitriflcateur, mais alors à la température ordinaire. Ainsi dans une écurie, le carbonate d’ammoniaque, provenant de la fermentation de l'urée, se répand dans l’atmosphère et éprouve sous rinlluence du mur (qui est le corps poreux) et de

l’air une transformation semblable à celle qui a lieu dans l’expérience de Kuhlmann. Môme explication pour les terres nitrées : Ces matières organiques fournissant de l’ammoniaque et la terre servant de corps poreux.

Cette théorie, comme on le voit, ressemble à celle qu’on avait tout d’abord acceptée pour expliquer la transformation de l’alcool en acide acétique dans la fabrication du vinaigre. L’analogie existant entre l'acétification et la nitrification a fait supposer que le dernier phénomène devait également avoir pour cause un ferment organisé. C’est en effet ce qu’ont démontré Schlœsing et Müntz. Ces savants ont découvert un organisme qui, placé dans des conditions convenables, nitrifie l’ammoniaque. Ils lui ont donné le nom de ferment nitrique (1).

Ferment nitrique. — Le ferment nitrique de Schloosing et Müntz ressemble au ferment acétique ; mais il est plus petit. Ce sont de petits corpuscules brillants, arrondis ou légèrement allongés. Les dimensions sont variables dans la môme préparation ; les contours sont fins et nets, le contenu homogène.

Ils paraissent se multiplier par bourgeonnement ; on les voit fréquemment sous la forme de globules accolés deux à deux.

Ce ferment existe abondamment dans la terre végétale, surtout dans les terrains riches en nitrates. On le trouve en général dans les eaux qui contiennent des matières organiques ; les eaux d’égout par exemple. Schlœsing et Müntz ne l’ont pas rencontré dans l’air; ils n’ont jamais pu ensemencer l’eau d’égout stérilisée en y introduisant la poussière de plusieurs mètres cubes d’air. Peutêtre cette absence du ferment nitrique dans l’air est-elle attribuable à la dessiccation qui le tue.

Conditions de développement du ferment nitrique. Pour le cultiver, on se sert d’un matras à fond plat et de grand diamètre dans lequel on dispose, en couche très peu épaisse, un liquide nutritif. Celui-ci se trouve ainsi en contact avec l’oxygène de l’air sur une large surface. Le ferment nitrique est en efi'et un être aérobie qui ne paraît pas pouvoir vivre longtemps sans oxygène.

Le liquide nutritif peut être une solution aqueuse d’un sel ammoniacal renfermant des éléments minéraux et carbonés propres à fournir au microbe les matériaux d’organisation de ses

tissus. Il ne faut pas qu’il y ait trop de matières organiques; autrement le liquide serait envalii par d’autres ferments qui disputeraient la place au ferment nitrique et paralyseraient son action-

On peut employer comme matières organiques les substances carbonées les plus diverses ; notamment le sucre, la glycérine, l’alcool, l’acide tartrique, l’albumine, etc., aussi bien que les débris organiques, ou l’humus du sol. De l’eau d’égout filtrée et stérilisée par un chauliage à llü degrés constitue un excellent terrain de culture. Une légère alcalinité des milieux est nécessaire. C’est pour cela que dans un liquide dont l’ammoniaque est à l’état de cblorhydrate, il convient d’ajouter une petite quantité de carbonate de chaux qui donne de l’azotate de chaux. Les carbonates alcalins produisent le même résultat ; mais lorsque leur degré de concentration dépasse 2 à 5 millièmes, ils deviennent nuisibles, ou même arrêtent complètement l’action du ferment nitrique.

Quant à la semence du végétal, bien qu’on puisse la rencontrer dans des milieux très divers, il est préférable de l’emprunter à la terre arable dont une parcelle donnera presque toujours une culture féconde.

Aciions des agents phgsiqnes et des antiseptiques sur le ferment nitrique (1 et 2). D’après Warington, la lumière arrête la nitrification on plutôt la ralentit considérablement.

Comme toutes les réactions qui dépendent du développement d’êtres organisés, la nitrification s’elFectue entre des limites de températures déterminées. Au-dessous de 5 degrés, elle est très faible, sinon tout à fait nulle. Elle devient appréciable vers 12 degrés. En continuant à élever la température, on constate que les quantités de nitrate formé croissent rapidement. A 37“ le maximum est atteint et l’activité du phénomène dix fois plus grande qu’à 14“. A partir de 37“ il y a une diminution rapide, et toute fermentation cesse à 55“ (4Ü“ d’après Warington). Le ferment est tué à 100“.

Le ferment nitrique est très sensible à l’action des antiseptiques. Le chloroforme d’après Scbloesing et Miintz, le sulfure de carbone d’après Warington arrêtent son action ([ui reprend lors- ([ue ces corps ont disparu. L’acide pbénique, à un moindre degré, possède la même propriété.

Substances fermentescibles ; produits de la fermentation. Les composés sur lesquels le ferment nitrique exerce principalement son action sont les sels ammoniacaux. Il oxyde ces corps en les transformant en produits azotés oxygénés.

Bien que l’acide azotique soit le produit habituel d’une bonne fermentation nitrique, l’oxydation de Bazote ne va pas toujours jusque-là. On peut également observer la formation des nitrites. Dans le sol cette formation est rare. Elle est plus fréquente dans les milieux liquides de culture. Toutes choses égales d’ailleurs, les liquides placés sous une épaisseur de 1 à 2 millimètres ne donnent que des nitrates, lorsque, sous une épaisseur plus grande, ils donnent des nitrites en abondance. Il se produit également des nitrites lorsque la température est peu élevée (inférieure à 20"). On peut dire en résumé qu’il y a formation de nitrites quand les conditions de température et d’aération sont peu avantageuses.

La concentration de la solution ammoniacale paraît aussi jouer un rôle dans ce phénomène. Ainsi, l’acide azoteux se produit de préférence dans les dissolutions concentrées dont on élève la température.

Peut-être la nitrification se produit-elle en deux phases successives? la première aboutissant à l’acide nitreux, la seconde correspondant à la transformation des nitrites en nitrates ? Le phénomène serait en quelque sorte parallèle à l’acétification dans laquelle l’alcool s’oxydant donne de l’aldéhyde, qui s’oxj^de à son tour et donne de Pacide acétique»

Quoiqu’il en soit, les azotites qui se forment quelquefois dans le cours d’une fermentation nitrique se changent à leur tour en nitrates lorsque l’ammoniaque a entièrement disparu (2).

L’ammoniaque n’est pas le seul corps que le ferment nitrique peut oxyder. Müntz a constaté que lorsqu’on introduit de l’iodure de potassium ou du bromure de potassium dans un liquide en fef mentation nitrique, il y a oxydation de l’iodure et du bromure et formation d’iodate et de bromate de potasse (3). Ces faits ont une très grande importance dans la théorie de la formation des gisements de nitrate de soude du Chili.

Théorie de la format ion des nitr lèves naturelles et artificielles. Avec ce que nous venons d’apprendre sur les propriétés du ferment nitrique, nous pouvons nous rendre compte des conditions de

formation du salpêtre dans les nitrières naturelles ou artificielles.

Nous avons vu que l’oxygène est indispensable à la vie et au fonctionnement du ferment nitrique ; nous trouvons là l’explication d’une condition essentielle des nitrières, où l’air, circulant par les interstices et par les pores de la terre, doit toujours être en excès. La porosité du sol, en multipliant les surfaces, favorise l’oxydation.

Si la terre vient à être noyée, la nitrification cesse. Il faut pourtant une certaine dose d’humidité,; sans quoi le ferment interrompt son action tant que la sécheresse dure. Le fait était bien connu pratiquement, puisque dans VInstruction sur Vétablissement des nitrières publiée en 1777, il est recommandé pour les arrosages d’urines de les faire « plus fréquents qu’abondants ».

Pour les nitrières artificielles, on employait des terres meubles renfermant du carbonate de chaux. Ces terres convenaient parfaitement : la matière organique s’y trouve sous une forme déjà élaborée par les ferments des substances a/otées et par là môme moins capable d’en nourrir de nouveaux. Le champ est alors plus libre pour le fermentnitrique. Quant au carbonate de chaux, nous savons que sa présence est nécessaire au développement du ferment.

Il nous reste à expliquer l’origine des gisements naturels de salpêtre. 11 nous suffira pour cela de résumer les recherches que Muntz et Marcano ont publiées récemment sur ce sujet (4 et 5).

1. Terres nitrées. Les terres iiitrées sont très abondantes dans diverses parties du Venezuela, sur les contreforts des Cordillères, dans les vallées du bassin de l’Oréiioque, ainsi que sur le littoral de la mer des Antilles. Dans toutes ces terres on rencontre du phosphate de chaux, et de la matière organique azotée. Le nitre s’y trouve toujours à l’état de nitrate de chaux.

Elles sont surtout abondantes aux voisinages des cavernes qui servent de refuge à des oiseaux ou à des chauves-souris. Les déjections de ces animaux s’accumulent et forment de véritables gisements de guano qui débordent au dehors. Là où elles se trouvent en contact avec la roche calcaire, et où l’accès de l’air est suftisant, le fermentnitrique se développe rapidement. Celui-ci estplus gros que le ferment observé par MM. Schlœsing et Muntz. L’ammoniaque qui se nitrilie provient de la décomposition des matières ani-

males. Ces nitrates ont donc une origine purement animale. Les terres à nitre de l’Inde qui se forment autour des villages, là où se dispersent les déjections des habitants, ont une origine semblable.

IL Gisements de nitrate de soude. Ces nitrates que l’on rencontre sur la côte du Pacifique, à la limite du Pérou et du Chili, renferment de l’iode surtout à l’état d’iodate, du brome à l’état de bromate et du chlorure de sodium. Nous savons que l’iode et le brome se trouvent en proportion notable dans la mer, et ailleurs seulement à l’état de traces. Leur présence dans les nitres, ainsi que celle du sel marin, montrent donc que la mer est intervenue. Si l’iode et le brome sont à l’état de combinaisons oxygénées, c’est ùne preuve de plus que la formation de ces gisements a eu lieu sous PinJluence du ferment nitrificateur. 11 a été établi en effet par Muntz que l’iodure et le bromure de potassium sont transformés sous son action en iodate et en bromate.

Cela nous apprend en outre que les éléments de la mer ont dû se trouver mélangés aux produits nitrifiables avant la nitrification; le ferment a oxydé simultanément l’azote, le brome et Piode. Si la mer était intervenue postérieurement à la nitrilication, on ne trouverait que des iodures et des bromures.

Il n’est guère probable que ces nitres aient été formés à l’état de nitrate de soude. Par analogie avec ce qui a été dit des terres nitrées, ou doit supposer qu’ils étaient d’abord à l’état de nitrate de chaux. La présence du chlorure de sodium nous explique encore comment ce nitrate s’est changé en nitrate de soude.

Lorsqu’on laisse évaporer un mélange de sel marin et de nitrate de chaux, il y a double décomposition et formation de nitrate de soude et chlorure de calcium. Mais tandis que pour les terres nitrées la présence de phosphate de chaux indique clairement que leur nitre résulte de la nitrification des substances azotées contenues dans des matières d’origine animale (déjections d’oiseaux ou guano), il y a absence de phosphate dans les nitrates de soude naturels. Comment ce phosphate a-t-il disparu ? D’après Muntz les nitrates de soude ne se sont pas formés là où ils existent actuellement; ils ont été entraînés par les eaux, alors que les sels les moins solubles comme le phosphate de chaux sont restés sur le lieu de formation.

Pour nous résumer, supposons qu’un important gisement de

guano soit recouvert par les eaux de la mer, puis que ces eaux emprisonnées par quelque mouvement du sol s’évaporent peu à peu au contact de la matière azotée. Les sels de l’eau de mer n^ayant pas d’iniluence sur le fonctionnement du ferment nitrique, celui-ci se développera et donnera naissance à du nitrate de chaux qui deviendra du nitrate de soude, ainsi qu’à des iodates et à des bromates. Admettons maintenant que le gisement soit de nouveau envahi par les eaux et que celles-ci s’écoulent dans un autre endroit, elles laisseront le phosphate de chaux insoluble, mais entraîneront les nitrates, iodates et bromates qui cristalliseront là où ces eaux s’évaporeront.