LES TROIS PROPRIÉTÉS DE LA GLUCOSE
Les hydrates de carbone, qu’il importe au physiologiste de connaître, peuvent être rangés dans 3 classes caractérisées respectivement par leur composition centésimale. Ces classes sont :
La classe des glucoses. . . . CGfH^O)6
— saccharoses. C*>(H20)B 02 ou Cl1 2(H20)U
— amyloses... CG(H20)S.
Les corps des deux premières classes, glucoses et saccharoses, sont appelés sucres.
I . Classe des glucoses Cn(H20)G. — Parmi les glucoses, nous devons en considérer 3 :
fia glucose ou ( glycose ), la lévulose, la galactose.
1 . La glucose est soluble dans l’eau et soluble dans l’alcool absolu.
En solution aqueuse, elle peut être bouillie avec les acides minéraux dilués sans subir de modification; — mais elle est altérée à l’ébullition en présence des alcalis caustiques.
La glucose possède 3 propriétés importantes à connaître pour le physiologiste : une propriété physique, une propriété chimique, une propriété biologique; — une propriété physique : elle fait tourner à droite le plan de polarisation de la lumière ; — une propriété chimique : en présence des alcalis caustiques elle réduit certains sels métalliques; — une propriété biologique : elle fermente sous l’influence de la levure de bière.
LES HYDRATES DE CARBONE
On sait que la lumière est considérée actuellement par les physiciens comme un mouvement vibratoire s'accomplissant perpendiculairement à la direction de propagation. Mais comme en un point quelconque d’une ligne droite dans l’espace, on peut mener une infinité de perpendiculaires à cette droite, l’une quelconque de ces perpendiculaires représente indifféremment la direction de la vibration Lumineuse naturelle. La vibration lumineuse est donc seulement perpendiculaire à la direction de propagation; elle n’est pas contenue dans un même plan passant par la direction de propagation lumineuse. Mais il est possible, par des artifices divers, que nous n’avons pas à décrire ici, d’obtenir une lumière telle que la vibration lumineuse se fasse uniquement dans un seul des plans passant par la direction de propagation, et, bien entendu, toujours perpendiculairement à cette direction : une telle lumière est dite polarisée. 11 existe des appareils appelés poturiseurs permettant d’obtenir une lumière polarisée, et des appareils appelés analyseurs permettant de connaître la direction de la vibration lumineuse.
Lorsqu’on fait traverser une solution de glucose par un rayon de lumière polarisée, on constate, au moyen de l’analyseur, que la direction vibratoire de la lumière émergente n’est plus la même que celle de la lumière incidente : cette direction a été déviée. On dit que la glucose dévie le plan de polarisation de la lumière, qu’elle fait tourner le plan de polarisation de la lumière, qu’elle possède le pouvoir rotatoire. — La vibration lumineuse a été déviée vers la droite par la glucose : on dit que la glucose est une substance dextrogyre. A cause de cette propriété on a quelquefois donné à la glucose le nom de dextrose.
Pour une solution donnée de glucose, la déviation
LA GLUCOSE DEXTROGYRE.
observée est proportionnelle à l’épaisseur de la solution traversée parla lumière polarisée; — pour deux solutions inégalement concentrées de glucose, observées sous une même épaisseur, le physiologiste peut admettre, tout en n’ignorant pas qu’il commet de ce fait une erreur, que la déviation observée est proportionnelle à la quantité de glucose en solution.
Le pouvoir rotatoire de la glucose anhydre C6Hl2Os pour la lumière monochromatique donnée par les sels de sodium est de 52°, 6 à droite :
WD = + 52», 6 (1).
Cela veut dire que si l’on fait traverser sous une épaisseur de 1 décimètre, une solution de glucose qui contiendrait 1 gramme de glucose par centimètre cube, par un rayon de lumière (monochromatique obtenue par la flamme sodique) polarisée, on constaterait une rotation du plan de polarisation vers la droite, rotation égale à 52°, 6 (2).
Supposons qu’une liqueur contenant en solution de la glucose et ne contenant pas d’autre substance capable de faire tourner le plan de polarisation de la lumière, examinée sous une épaisseur de 1 décimètre, fasse tourner le plan de polarisation d’un angle p. Soit x la quantité
(1) [«]d représente le pouvoir rotatoire pour une lumière qui occupe dans le spectre la place de la raie D du spectre solaire. Le signe -findique que la rotation se fait vers la droite.
(2) Ce nombre s’applique aux solutions contenant de t à 15 p. 100 de glucose et à la température de 20“.
LES HYDRATES DE CARBONE
de glucose contenue dans 1 centimètre cube de cette liqueur, nous pourrons écrire la proportion :
d’où :
1 gr. Md x p
x = - — grammes.
Md
Pour fixer les idées, supposons que (5 soit égal à 5°, 26
La glucose jouit d e propriétés réductrices : lorsque des solutions de glucose sont bouillies en présence d’alcalis caustiques avec des sels de bismuth, de mercure, d’argent, ces sels sont réduits : le métal est précipité. Notamment, si dans une solution de glucose, additionnée d’une forte proportion de soude caustique (20 à 30 p. 100 par exemple), on met en suspension du sous-nitrate de bismuth, et si on porte à l’ébullition, on voit le sous-nitrate de bismuth blanc passer au noir : ce sel a été réduit à l’état de bismuth métallique pulvérulent noir (■ réaction de Bôttger ).
Les sels cuivriques, en présence d’alcalis caustiques, sont réduits par la glucose, surtout à la température d’ébullition, à l’état d’oxyde cuivreux (oxydule de cuivre], précipité rougeâtre, insoluble dans les alcalis caustiques fixes (potasse et soude caustiques). Par conséquent, lorsqu’on fait bouillir une solution alcaline d’un sel cuivrique, solution transparente d’un beau bleu, après l’avoir addi-
LA GLUCOSE RÉDUCTKICE.
tionnée de glucose, on voit la liqueur devenir rougeâtre et opaque par suite de la réduction du sel cuivrique et de la formation d’un précipité d’oxyde cuivreux. Lorsqu’on abandonne au repos cette liqueur réduite, le précipité cuivreux se dépose au fond d’une liqueur transparente, décolorée si la réduction a été totale, c’est-à-dire si la quantité de glucose ajoutée a été grande, — bleue si la réduction a été partielle, c’est-à-dire si la quantité de glucose ajoutée a été petite. (Réaction de Trommer).
La solution cuivrique généralement employée est la liqueur de Feltling : c’est essentiellement une solution de tartrate cuivrique et de tartrate potassique, fortement alcalinisée par la soude caustique : on l’appelle quelquefois liqueur cupropotassique (1).
Pour une même solution de glucose, la quantité de liqueur de Fehling réduite est proportionnelle à la quantité de solution de glucose ajoutée. Pour deux solutions contenant des proportions différentes de glucose, le physiologiste peut admettre, tout en n’oubliant pas qu’il commet par là une légère erreur, que la quantité de liqueur de Fehling réduite est proportionnelle à la quantité de glucose ajoutée. Inversement, le physiologiste peut admettre, tout en n’oubliant pas qu’il commet par là une légère erreur, que pour réduire une même
(t) Pour préparer cetle liqueur de Fehling, on dissout 34sr,65 de sulfate de cuivre cristallisé pur dans 200 c. c. d’eau d’une part; — on dissout 173 grammes de tartrate de sodium et de potassium (sel de Seignelte) dans 480 cc. de lessive de soude de densité 1,14 (contenant 12 p. 100 do soude caustique), d'autre part. On mélange les deux solutions, et on ajoute de l’eau pour faire t litre.
LES HYDRATES DE CARBONE
quantité de liqueur de Fehling il faut ajouter des volumes de deux solutions de glucose, contenant la même quantité de glucose.
Ces faits permettent de doser la quantité de glucose contenue dans line liqueur, pourvu que cette liqueur ne contienne pas de substances, autres que la glucose, capables de réduire la liqueur de Fehling.
Dans un volume déterminé de liqueur de Fehling maintenue à l’ébullition, faisons tomber goutte à goutte la solution de glucose jusqu’à ce que la liqueur dans laquelle flotte le précipité d’oxyde cuivreux formé soit complètement décolorée. La quantité de la solution de glucose ajoutée renferme une quantité de glucose suffisante pour réduire le volume employé de la liqueur de Fehling. — Si nous savons le titre de cette liqueur de Fehling, c’est-à-dire si nous avons déterminé la quantité de glucose pure qu’il faut ajouter à un volume donné de cette liqueur de Fehling pour en produire la réduction totale, nous pourrons savoir quelle est la quantité de glucose contenue dans la liqueur analysée.
Supposons, par exemple, que 10 centimètres cubes de liqueur de Fehling soient totalement réduits par 0sr, 05 de glucose pure. Supposons d’autre part que, pour réduire totalement ces 10 centimètres cubes, il faille ajouter 20 centimètres cubes d’une solution de glucose analysée : ces 20 centimètres cubes contiennent 0sr,05 de glucose;
— 100 centimètres cubes contiennent 08r,05 x — soit
0Br,25 de glucose ; — la solution contient donc oef^S pour 100 de glucose.
Mais il est difficile de déterminer rigoureusement la quantité exacte de solution de glucose qu’il faut ajouter à un volume donné de liqueur de Fehling pour en produire la réduction totale : le précipité d’oxyde cuivreux rouge masque la coloration bleue du liquide dans lequel il se forme : il faut, par conséquent, laisser ce précipité se déposer en supprimant l’ébullition du liquide tout en
LA GLUCOSE FERMENTESCIBLE.
maintenant la température voisine de 100°, pour pouvoir observer la coloration du liquide; le faire bouillir de nouveau, ajouter une petite quantité de la solution de glucose, laisser déposer, etc., jusqu'à décoloration complète.
On simplifie cette manœuvre en employant une liqueur de Fehling / errocyanurée , obtenue en faisant dissoudre dans 100 centimètres cubes de liqueur de Fehling, ‘2 grammes de ferrocyanure de potassium. Lorsqu’on porte à l’ébullition cette liqueur additionnée d’un excès de glucose, on observe une décoloration de la liqueur ; mais il ne se produit pas de précipité d’oxyde cuivreux : la liqueur reste constamment d’une transparence parfaite. Il est par conséquent facile de saisir exactement le moment où, par addition goutte à goutte d’une solution de glucose, un volume donné de la liqueur bleue titrée est exactement décoloré. En opérant ainsi le dosage de la glucose dans une liqueur on gagne en rapidité et en exactitude.
La glucose fermette sous l'influence de la levure de bière. Lorsqu’on met de la levure de bière dans une solution de glucose, on voit bientôt se dégager des bulles de gaz carbonique. Sous l’influence de cette levure, la glucose est décomposée fournissant essentiellement mais non exclusivement de Yalcool éthylique et du gaz carbonique (boissons fermentées) :
C6(H20)6 = 2(CH3 — CII2QH) + 2C02.
La décomposition de la glucose se poursuit jusqu’à disparition totale : si donc on connaît la quantité d’alcool, ou la quantité de gaz carbonique produits, lorsque la décomposition est terminée, on peut calculer la quantité de glucose contenue dans la liqueur : en effet 100 grammes de glucose
LES ÜYDRATES DE CARBONE
fournissent théoriquement 50Br,llt d’alcool et 48b'r,888 de gaz carbonique (1).
Pratiquement, on se sert d’un appareil disposé comme l’indique la figure ci-contre: 2 ballons, l’un A contenant la solution de glucose et la levure, l’autre B contenant de l’acide sulfurique concentré. Au moment où l’on mélange la levure et la solution de glucose, on pèse l’appareil. Le tube a étant fermé, on laisse fermenter; le gaz
carbonique se dégage par le tube t, barbote dans l’acide sulfurique B qui retient la vapeur d’eau entraînée, et s’échappe par b. Lorsque le fermentation est terminée. on fait passer par a dans tout l’appareil un courant d’air desséché ; ce courant d’air entraîne tout le gaz carbonique contenu encore dans les ballons et dans le liquide A. On pèse de nouveau l'appareil : la perte de poids p correspond à la perte de gaz carbonique produit dans la fermentation de la glucose. La quantité de glucose contenue dans la liqueur A est calculée au moyen de l'expression :
2: La lévulose comme la glucose est soluble dans l’eau, soluble dans l’alcool absolu, insoluble dans l’éther. C’est un sucre doué du pouvoir rotatoire, un sucre réducteur, un sucre fermentescible.
(1) Ccci n’est qu' approximativement vrai, parce que l’alcool et le gaz carbonique ne sont pas les seuls produits dérivant de la transformation de la glucose. 11 y a production notamment de petites quantités de glycérine, d’acide succinique, etc.
LA LÉVULOSE. — LA GALACTOSE.
Elle agit sur la lumière polarisée : elle fait tourner le plan de polarisation de la lumière vers la gauche, c’est une substance lévogyre, d’où son nom de lévulose. Son pouvoir rotatoire
La lévulose réduit la liqueur de Fehling, mais son pouvoir réducteur n’est pas aussi grand que celui de la glucose. Si, par définition, on représente par 100 le pouvoir réducteur de la glucose, le pouvoir réducteur de la lévulose est représenté par 96. Cela veut dire que si un poids donné de glucose peut réduire totalement 100 centimètres cubes de liqueur de Fehling, le même poids de lévulose ne peut réduire que 96 centimètres cubes de cette liqueur.
Enfin la lévulose fermente par la levure de bière, fournissant de Yalcfol et du gaz carbonique, comme la glucose.
3. La galactose' est un sucre soluble dans l’eau, soluble dans l’alcool absolu, insoluble dans l’éther. C’est un sucre dextrogyre, réducteur et fermentescible.
Son pouvoir rotatoire est :
WD= + 83».
Son pouvoir réducteur est égal à 93, en supposant égal à 100 celui de la glucose.
Elle fermente par la levure de bière en donnant de l 'alcool et du gaz carbonique.
