CONSTITUTION DES MATIÈRES ALBUMINOÏDES

De nombreuses tentatives ont été faites pour établir la constitution des matières albuminoïdes. On a essayé diverses méthodes, qui ont conduit à des solutions plus ou moins approchées, et le plus souvent très incomplètes, parce qu’à côté d’une ou deux substances définies les réactions fournissaient une masse incristallisable très abondante et dont la nature restait aussi inconnue que celle de la substance albuminoïde elle-même.

L’action des agents oxydants, tels que l’acide chromique, le bioxyde de manganèse et l’acide sulfurique, le permanganate de potassium, le brome en présence do l’eau, a fourni quelques renseignements utiles; mais les produits obtenus sont trop éloignés de la substance originelle, et leur formation peut s’interpréter de trop de manières pour qu’il soit possible d’en tirer des conclusions ne prêtant pas à discussion.

Agents d'hydratation. — Les agents d’hydratation ont conduit à des résultats importants.

L’expérience a démontré que la molécule d’une matière albuminoïde peut se scinder, en fixant de l’eau, en termes plus simples et de composition définie. La réaction est donc com-

parable à la saponification des corps gras, aux dédoublements des éthers composés, à la transformation des substances amylacées et cellulosiques en sucres; elle s’en distingue néanmoins par une plus grande complication.

L’hydratation et le dédoublement peuvent être plus ou moins complets suivant la nature de l’agent employé et les conditions de son action. Ainsi les ferments solubles, l’ébullition avec les acides ou les alcalis donnent lieu à la séparation de tyrosine et de leucine, qu’accompagnent encore de fortes proportions de substances colloïdales indéterminées. La tyrosine et, la leucine représentent les premiers termes simples et aussi les plus constants du dédoublement. En épuisant l’action des alcalis et en opérant surtout à des températures plus élevées que 100°, on arrive à se rendre maître des colloïdes et a les partager complètement en corps de composition relativement peu complexe. Nous exposerons d’abord les résultats les plus complets pour arriver ensuite aux phénomènes de dédoublements moins avancés, qui se comprendront mieux et pourront recevoir leur véritable interprétation.

M. Schützenberger f Ann, deChim.et de Phys. (5), t. XVI, p. 289) s’est proposé de choisir une réaction de décomposition nette et facile à interpréter, d’étudier cette réaction d’une façon complète et méthodique, et de construire, au moyen des seuls résultats de l’expérience et sans le secours d’aucune hypothèse, une équation de décomposition ayant pour premier membre la matière albuminoïde et pour second membre tous les termes de la réaction.

Ayant observé que les matières albuminoïdes soumises à l’action d’une solution d’hydrate de baryum, dans des conditions convenables, se transforment intégralement en principes cristallisables ou définis, l’auteur a pensé que l’étude complète et approfondie de cette réaction devait conduire à la solution du problème de la constitution des matières protéiques ou albuminoïdes, ou tout au moins avancer la question.

La méthode expérimentale consiste à chauffer, dans un vase hermétiquement clos, un mélange de matière albuminoïde et d'une solution concentrée d’hydrate de baryum.

Les proportions relatives de substance organique et d’hydrate de baryum, la température à laquelle ce mélange est porté, ainsi que la durée de l’expérience, ont varié entre certaines limites. L’influence de ces modifications sur le mode de décomposition a été déterminée par l’examen des produits formés.

Pour éviter l’action assez énergique qu’exerce l’hydrate de baryum sur le verre lorsqu’on dépasse 100°, et même déjà à cette température si Ton prolonge le contact, on a fait constamment usage d’un vase en acier fondu.

p. L’appareil se compose (fig. I)

pour la décompo- 'i'T |oré dans

sition des maiiô- ^ acier fondu, a pa-

res albuminoïdes r01? 1 “ternes bien dressées et par la baryte. polies. L’épaisseur du vase est suffisante pour lui permettre i • . . ?e résister à des pressions

b en supérieures a celles auxquelles il est sou-

TM'r ^tCyhnfre fe.rmé Par bouchon en acier fortement applique par l’intermédiaire d’un étrier en fer forgé et d’une vis de pression. Le joint est rendu hermétique au moyen d’une ron-

delle en plomb placée entre le cylindre et le bouchon. Le métal comprimé pénètre dans une série de fines gouttières circulaires et concentriques, creusées dans la section annulaire supérieure de la paroi du cylindre. On évite ainsi les moindres fuites, et le niveau du liquide ne varie pas, même après huit jours d’expérience, à 200°.

Quelles que soient les conditions de proportion, de température et de durée de chauffe, le traitement du contenu du vase s’exécute de la même manière.

Celui-ci n’est ouvert qu’après complet refroi dissement. Généralement on constate l’absence de pression et de gaz insolubles dans l’eau; quelquefois, si la température a été portée à près de 290° et si l’on a employé une forte proportion de baryte, il sort un peu d’hydrogène du cylindre au moment où l’on desserre la vis. Cet hydrogène, qui n’est mélangé d’aucune trace de carbure, provient, comme on s’en est assuré, d’une action secondaire du fer sur l’hydrate de baryum.

Le contenu répand une odeur ammoniacale prononcée, accompagnée d’une odeur désagréable rappelant celle des matières fécales ; il se compose d’un liquide ou solution aqueuse jaune ambré et d’un dépôt solide formé d’un mélange de cristaux d’hydrate barytique et d’un précipité grenu, grisâtre, constitué par des sels barytiques insolubles.

Le tout est versé dans une grande fiole à fond plat. On lave bien l’intérieur du vase à l’eau froide, de manière à réunir dans la fiole la totalité de la baryte et du dépôt insoluble, et à ne rien laisser dans le vase métallique. Au moyen d’une tige cylindrique en bois, munie d’une brosse en fils de fer, on arrive facilement à détacher les parties du dépôt adhérentes aux parois lisses du cylindre en acier.

La fiole, qui doit être d’une capacité double du volume du liquide qu’elle reçoit, est mise en communication avec un réfrigérant de Liebig descendant. Celui-ci (fig. 2) est relié à deux flacons de 1 litre de capacité, à gros goulot, munis de bouchons en liège percés de deux trous et fonctionnant comme des flacons de Woolf. Le premier, celui qui est en relation avec le réfrigérant, est vide; le second, relié au premier par un tube adducteur plongeant jusqu’au fond, renferme une solution moyennement concentrée d’acide chlorhydrique. f,a fiole est chauffée sur un bain de sable. On distille assez de liquide pour expulser toute l’ammoniaque et tous les produits volatils, en même temps qu’une certaine quantité d’eau.

L’opération étant terminée, on mélange la solution chlorhydrique du second flacon avec l’eau ammoniacale distillée et condensée dans le premier; le tout est étendu à 1 litre et conservé pour le dosage de l’ammoniaque. L’acide chlorhydrique employé doit être plus que sullisanL pour saturer l’ammoniaque.

Le liquide barytique resté dans la fiole, complètement privé d’ammoniaque et de produits volatils, ne répand plus qu’une odeur peu marquée. On le verse encore chaud sur un filtre taré, à l’abri de l’acide carbonique de l’air. La partie insoluble, restée sur le filtre, est lavée a l’eau bouillante, séchée et pesée.

Elle se présente sous forme d’une poudre grenue, cristalline, de couleur gris clair, quelquefois jaunâtre, par suite de la présence de quantités variables d’oxyde de fer formé par l’attaque des parois du cylindre.

Des expériences directes ont montré que vers 200° l’hydrate de baryum en solution concentrée agit sur le fer et donne lieu à la formation d’o.xydule de fer et d’hydrogène.

:3j ALBUMINOÏDES (MATIERES). — 70 — ALBUMINOÏDES (MATIÈRES).

| Le liquide filtré est complètement précipité par un courant prolongé d’acide carbonique, jusqu’à refus d’absorption. Il reste toujours une certaine quantité de baryte non éliminable par l’acide carbonique, et cette quantité varie suivant que la précipitation a lieu dans le liquide i

froid ou maintenu à l’ébullition; dans le second cas, elle est notablement plus élevée.

Il convient donc, pour avoir des résultats constants, d’opérer toujours la précipitation par 1 acide carbonique dans les mêmes conditions, soit à froid, soit à l’ébullition.

Fig. 2. — Dosago de l'azote ammoniacal des matières albuminoïdes.

On filtre et on lave à l’eau jusqu’à épuisement. Le liquide filtré et les eaux de lavage sont concentrés, et la baryte restée en solution est exactement précipitée par l’acide sulfurique; on filtre et on lave le sulfate de baryum, qui est séché et pesé. Ce poids donne en équivalent de

bases la quantité d’acides forts contenue dans le mélange. La constance du résultat fourni dans diverses expériences faites avec une même substance albuminoïde permet d’utiliser cette donnée dans la discussion générale.

Le liquide séparé par filtration du sulfate de

Fig. 3. — Appareil pour évaporer dans le vide los liquides provenant de la décomposition

des matières albuminoïdes.

paryum offre une réaction franchement acide; l'analyse qualitative y démontre la présence d'acide acétique accompagné de traces d'acide formique; il convient donc de doser l’acide acétique, dont la proportion s’est également révélée constante.

A cet effet, une fois la précipitation de la ba yte non éliminable par l’acide carbonique effectuée, au moyen d’une quantité strictement

équivalente d’acide sulfurique, on distille le liquide dans le vide jusqu’à siccité complète, en condensant et recueillant toute l’eau qui distille.

Afin d’éviter l’obligation de distiller une trop grande quantité de liquide aqueux, i l convient d’évaporer dans une capsule à l’air libre, avant la précipitation de la baryte par l’acide sulfurique,

jusqu’au volume de 1 litre environ pour 100 grammes de matière albuminoïde.

Tant que la solution est neutre, l’évaporation à l’air s’effectue sans coloration sensible; mais, une fois la baryte précipitée, il est nécessaire jd'opérer dans le vide et une basse température \i0 à 50°) si Ton veut éviter de voir prendre à »'k solution une teinte de plus en plus foncée.

I L’appareil d’évaporation (fig. 3) se compose d’un /ballon A de 1,5 à 2 litres de capacité, à parois assez épaisses pour résister à la pression de l’atmosphère lorsque le vide y est effectué. Ce ballon, fixé dans un bain-marie, est fermé par un bon bouchon en caoutchouc percé de deux trous. Dans l’un s’engage le tube courbé à angle aigu d’un réfrigérant de Liebig fi, placé dans sa position descendante de distillation. Le second trou porte un tube en verre courbé en siphon, dont l’une des branches pénètre jusqu’au centre du ballon, et dont l’autre se compose de deux morceaux reliés par un tube en caoutchouc muni d’une bonne pince de pression l. L’extrémité inférieure et externe de ce siphon plonge dans le liquide à évaporer. Le siphon est destiné à l’alimentation.

Le vide étant fait dans le ballon, il suffit de desserrer légèrement la pince de pression du caoutchouc pour laisser rentrer une quantité convenable du liquide à distiller. C’est aussi par ce tube qu’on peut laisser pénétrer l’air à la fin de l’expérience.

L’extrémité du tube réfrigérant opposée à celle qui est engagée dans le ballon communique, par un caoutchouc à vide de 25 à 30 centimètres de long, avec un tube recourbé, adapté par sa seconde branche à un bouchon en caoutchouc, fixé à un récipient en verre fort F, plongé dans l’eau froide. Ce récipient communique, d’autre part, avec une trompe à eau d’Alvergniat T, faisant le vide à moins de 1 centimètre près.

Le tout étant en place et le ballon contenant 1/2 litre environ de liquide, on laisse fonctionner la trompe jusqu’à un vide de 750 millimètres, ce qui n’exige que quelques minutes; puis on terme la communication de l'appareil avec la trompe.

La distillation continue à se faire régulièrement si l’on alimente de temps en temps, et si l'on complète le vide de quart d’heure en quart d’heure, pour compenser les très légères pertes que peuvent offrir les joints.

Certaines liqueurs moussent avec une telle facilité, qu’il est presque impossible de les distiller ainsi, sans voir la mousse entraînée dans le récipient, à moins de n’introduire dans le ballon que 20 à 25 centimètres cubes de liquide et d’alimenter goutte à goutte, d’une manière continue, en desserrant très légèrement la pince à vis du tube en caoutchouc.

Cet inconvénient s’observe toutes les fois que l’action de la baryte n’a pas été poussée assez loin et qu’il reste des colloïdes dans la liqueur. Dans les expériences complètes, lorsque tout est converti en cristalloïdes, il n’y a pas de mousse, et l’opération est facile à diriger.

Le liquide aqueux distillé est recueilli pour le dosage alcalimétrique de l’acide acétique; il ne renferme que de l’eau et de l’acide acétique mélangé de traces d’acide formique.

Le résidu solide, resté dans le ballon, est maintenu dans le vide et chauffé à 100° au bainmarie jusqu’à ce qu’il ne passe plus la moindre trace d'eau à l’extrémité du réfrigérant. On arrive ainsi à une dessiccation complète, que l'on peut rendre absolue, dans le vide à 100° en remplaçant le premier flacon condensateur’ par un autre contenant de l’acide sulfurique concentré, et en déterminant une légère aspiration

d’air sec au moyen de la trompe et du tube à siphon, dont on ouvre la pince quelque peu.

Le résidu ainsi obtenu est jaune clair, friable, et se détache très facilement des parois du ballon. Il contient tous les principes fixes formés aux dépens de la matière organique, et il les renferme dans les proportions dans lesquelles ils ont pris naissance. Nous donnerons à ce résidu le nom de résidu fixe.

Si l’on a eu soin de peser le ballon vide en en prenant le poids avec le résidu fixe, on aura par différence le poids de ce résidu. L’importance de cette détermination n’échappera à personne; aussi ne saurait-on apporter trop de soin à la rendre aussi exacte que possible. J’ai reconnu que, malgré des lavages prolongés à l'eau bouillante, le précipité de carbonate de b iryum formé par l’acide carbonique pouvait retenir énergiquement quelques grammes de matière organique. Il est nécessaire de le délayer dans l’eau bouillante, de le décomposer par une quantilé strictement équivalente d’acide sulfurique, de filtrer et de laver le sulfate de baryum, enfin d’évaporer à sec, dans le vide, le liquide filtré et les eaux de lavage, afin de pouvoir ajouter le poids du résidu à celui du résidu fixe obtenu précédemment. En négligeant cette précaution, on peut commettre une erreur de 5 à 8 % dans cette détermination.

Le résidu fixe détaché des parois du ballon est broyé, afin d’obtenir un mélange homogène, puis soumis à l’analyse élémentaire et à l'analyse immédiate. Ce broyage préalable est nécessaire, car, pendant la concentration, certains principes peu solubles, tels que la leucine et la tyrosine, se séparent en cristallisant et peuvent se trouver inégalement répartis dans la masse des eaux mères desséchées.

En résumé, la matière protéique soumise à l’expérience se trouve ainsi décomposée de la manière suivante :

1° Solution chlorhydrique d’ammoniaque contenant des traces de produits volatils (pyrrol et un corps homologue);

2’ Sels barytiques insolubles dans l’eau, formés pendant la réaction de la baryte aqueuse sur la matière albuminoïde;

3° Acide acétique;

4° Résidu fixe ou mélange de tous les principes solides fixes au-dessus de 100°, formés aux dépens de la substance albuminoïde.

L’expérience, conduite comme il vient d’être dit, a fourni pour l’albumine d’œuf coagulée par la chaleur les produits que l’on vient d’énumérer et au sujet desquels nous allons donner quelques indications, en insistant particulièrement sur l’analyse du résidu fixe.

1° ammoniaque. — La dose d’ammoniaque, mise en liberté par la baryte, varie avec la température à laquelle on porte le mélange.

Nasse \Ckem. Centralbh, 1873, p. 124 et 137] avait déjà fait bouillir les matières albuminoïdes pendant 40 à 60 heures avec de l’eau de baryte et déterminé l’ammoniaque devenue libre dans ces conditions.

En appelant Q le rapport de l’azote ammoniacal à l’azote total, on a trouvé :

Albumine d’œuf.... 0,116; 0,134; 0,190; 0,197; 0,207

Caséine 0,112; 0,177

Glutine 0,117

Albumine du sang.. 0,152; 0,158; 0,203

Gluten 0,154; 0,237; 0,261 ; 0,300

Albuminate alcalin.. 0,181; 0,187

Légumine 0,194

Fibrine 0,201

Mucine 0,240

La même recherche a été faite en décomposant

les matières albuminoïdes par l’acide chlorhydrique et en distillant rapidement le produit avec de l’eau de baryte.

On a trouvé ainsi :

Albumine d'œuf

Caséino

Gélatine

Albumine du sang

Albuminato alcalin du sang Albuminate alcalin de l’œuf

Fibrine

Légumine

Gluten

Nasse suppose que l'azote qui se dégage ainsi sous forme d’ammoniaque, c’est-à-dire l’azote faiblement combiné, dérive d’amides et d’amides acides, tandis que la plus grande partie de l’azote se trouve combinée sous forme d’acides amidés.

Dans les conditions où s’est placé Nasse, l’action de la baryte n’est pas complète, et les conclusions à tirer des résultats n’ont qu’une portée limitée. Si l’on emploie 2 à 3 p. au moins de baryte hydratée cristallisée pour I p. d’albumine sèche, et si l’on chaufle à 1 50°, on dégage environ 4 °/0 d’azote ou le quart de l'azote total sous forme d’ammoniaque.

Il se sépare en môme temps du carbonate et de l’oxalate de baryum, dont les doses et les proportions relatives varient avec les quantités de baryte employées, la température et la durée de chauffe.

Le tableau ci-joint résume les résultats en ce qui concerne l’azote ammoniacal, le carbonate et l’oxalate de baryum.

Conditions

Azote

Carbonate

Oxalate

a ra m o -

l'expérience.

niacal.

baryum.

Ébullition à pression or-

dinaire, l|2heureàl h.,

3 p. de baryte

1*20°, 2 à 3 p. do baryte,

. 12 heures

traces.

150°, 2 p. de baryte, 12 li.