CHALEURS DE COMBUSTION DES PRINCIPAUX ALIMENTS SIMPLES

Les trois catégories d’aliments simples que l’on vient de distinguer représentent à poids égal des quantités d’énergie très différentes que l’on peut exprimer par le nombre de calories fournies par la combustion totale de l’unité de poids de chacune de ces substances.

LES ALIMENTS. Ag, , ^gg

Ces déterminations calorimétriques, commencées il y a unefluarantÉfe F™uü,d«T \ ^ Silbermann(1)’ °nt élé rePrises et “Muées par',

h rankland (2) , puis a laide d’une méthode plus précise par Stofom (3) et- Rechenberg et enfin par Danilewsky (4) et Rubner(5). Le principal oSdivue I on rencontre dans des déterminations de ce genre réside dans la difflcùïtinrr' faire subir, dans un temps relativement court, une combustion totale k des substances aussi complexes et aussi résistantes que des albuminoïdes, des corps gras et des hydrocarbonés. De là des causes d’erreur qui n’ont pu être qu’incomplelement évitées par les expérimentateurs que l’on vient de citer. Néanmoins les résultats qu ils ont obtenus et que reproduisent encore aujourd’hui la plupart

tinnfdo ’ i° repreSente P°Ur t0ute Ia Physiologie de la nutrition et des mutations de matière une precieuse acquisition.

Des résultats d’une exactitude remarquable et répondant à toutes les exigences scientifiques ont ete reunis durant ces dernières années par Berthelet et ses eleves a laide du procédé de la bombe calorimétrique. Les matières difficilement combustibles sont brûlées dans une bombe platinée, au sein d’une atmosphère d oxygéné comprime a 25 atmosphères. La combustion est totale et pour ainsi dire instantanée, ce qui élimine toute correction due au refroidissement.

Le carbone et 1 hydrogène sont totalement transformés en acide carbonique et en eau, le soufre des matières albuminoïdes en acide sulfurique, l’azote est mis en liberté a létal élémentaire. Grâce à cette méthode, toute une série de données numériques qui sont à la base de la physiologie, et plus spécialement de la thermcchimie animale, ont pu être soumises à une révision rigoureuse.

Voici les plus importantes parmi ces données; elles ont trait aux trois catégories d aliments simples que nous avons distinguées plus haut e uns de leurs produits de décomposition (urée, ac. urique, etc.).

calCorief(6)ltatS ^ raPP°rtéS 4 de substance et sont exprimés en petites

t à quelques-

Chaleurs de combustion des principales matières albuminoïdes

Albumine de l’œuf.

Fibrine du sang . g53â

Chair musculaire (dégraissée) . 5731

Hémoglobine (cheval) . 5giS

Caséine . 5629

Osséine .

Chondrine . g3ig

Vitelline . ~7R,

Jaune d’ceuf(8). ,

Fibrine végétale . . . ' 5835

Gluten brut.

Colle de poisson Fibroïne ....

Chitine .

Tunicine .

(1) Favre et Silbermann, Ann. de Chim. et de Phys. (3). t XXXIV n

(2) Frankland, Revue scientifique, 1867, p. 81 ’ P’ ’ ,8S2’

(3) Stohmann, Journ. f. prakt. Chem, (nouvelle série), t. XXII n 1 et 227

p. 273 et XXXII, 80, 93 et 407, 1885. ’ P- 223’ 1880i XXXI,

(4) Danilewski, Med. Centralbl., 1881, p. 465 et Pflüqer’s Arch t vxvvr M

(5) Bubner, Zeitsch. f. Biol., t. XXI, p. 250 et 337, 1885. ' VI’ P' 237’ 188S-

(6) C’est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de\° i„ 1 .

(V Berthelet et André, Comptes rendus, t CX, P. 884 1890 -InndTchim /Tm -1891, t. XXII, p. 25. u’ Ann~ de Chlm- et de Phys.

(8) On a fait figurer ici, à côté de la chaleur de combustion de la vitelline celle du „ total, c est-à-dire d'un mélange de matières albuminoïdes et de orP derniers a pour effet d’élever considérablement la chaleur de combustion du mélange!

ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE. — LAMBLING.

Urée (1) . 2.530

Acide urique (2) . 2.754

Acide hippurique (3) . 5.659

Chaleurs de combustion des principaux hydrates de carbone (4).

Cellulose.

Amidon. .

Inuline. .

Dextrine .

Lactose .

Saccharose. . . .

Maltose (hydrate).

Glucose .

Chaleurs de combustion des corps gras, de la glycérine et de quelques acides gras (5).

Acide caprylique IL) . 7907

— nonylique (L.) . 8147

— laurique (L.) . 8798

— myristique (L.) . 9042

— palmitique (L.) . 9264

— stéarique (L ) . 9443

Glycérine (St.) . 4317

Trilaurine (L.) . 8945

Trimyristine (L.) . 9143

Graisse de porc (St ) . 9380

— de mouton (St.) . 9406

— humaine (St.) . 9398

Huile d’olive (St.) . 9328

Beurre (St.) . .

Les chiffres relatifs aux hydrates de carbone et aux graisses, c’est-à-dire aux principes alimentaires non azotés, sont l’expression suffisamment exacte des quantités d’énergie que ces substances apportent à l’organisme et qui sont mises en liberté au cours de leur désassimilation, puisque la destruction organique des aliments non azotés aboutit sensiblement aux mêmes produits, eau et acide carbonique que leur combustion dans le calorimètre. Il n’en est pas de même pour ce qui regarde les matières albuminoïdes, dont l’azote est mis en liberté à l’état élémentaire dans le calorimètre, tandis que l’organisme l’élimine sous la forme de produits azotés complexes. La chaleur de combustion de ces produits azotés est donc à retrancher de celle des matières albuminoïdes, si l’on veut avoir une expression suffisamment approchée de l’énergie fournie dans l’organisme par cette catégorie d’aliments. L’observation montre que chez l’homme les 9/lo environ de l’azote s’éliminent à l’état d’urée ; le reste étant excrété sous la forme de produits moins simplifiés (ac. urique, créatinine, corps du groupe xan-

(1) Berthelot et Petit, Ann. dechim. et de phys. (6), t. XX, p. 13, 1890.

(2) Matignon, Comptes rendus, t. CX, p. 1267, 1890.

(3) Berthelot et André, Comptes rendus, t. CX, p. 884, 1890. — Ann. de Chim. et de Phus

t. XXII, p. 5, 1891. u '*

(4) Toutes ces déterminations sont de Berthelot et Vieille ( Comptes rendus, t. Cil, p. 1284

1886), sauf celle qui est relative à la maltose et qui est due h Rechenberg \loc. cit.). Voyez

aussi : Berthelot, Comptes rendus, t. CIV, p. 1571, 1887.

(5) La préparation synthétique des graisses offre de très grandes difficultés ; d'autre part, les corps gras naturels sont des mélanges de glycérides dont la séparation exacte est à peu près impossible. Louguinine a pu cependant déterminer directement la chaleur de combustion de la trilaurine et de la trimyristine de la glycérine sur des matériaux d’une pureté suffisante. On a, de plus, introduit dans ce tableau les chaleurs de combustion de quelques graisses naturelle', c’enh-dire de mélanges en proportions variables de divers principes gras. Ces derniers chiflres sont de Stohmann. (Louguinine, Ann. de Chim. et de Phys. (6), 1887, t. XI, p. 220, et Stohmann Journ. f. prakt, Chem., nouvelle suite, t. XXXI, p. 273, 1885.)

LES ALIMENTS

thique, etc.). On peut, dans les circonstances normales, faire abstraction de ces substances et admettre que tout l’azote des albuminoïdes s’élimine à l’état d’urée. Or, 100*rde matière albuminoïde contiennent en moyenne 16'r d’azote; comme 1«» d’azote correspond à 2,143 d’urée, ces 16e»- d’azote fournissent 34,29 d’urée. En chiffres ronds les albuminoïdes fourniraient donc, en urée, environ le tiers de leur propre poids. Il faut donc, des chaleurs de combustion des albuminoïdes citées plus haut, retrancher le tiers de la chaleur de combustion de l’urée, soit environ 850 calories (1). Cette correction s’élève en moyenne aux quinze ou seize centièmes de la chaleur de combustion totale.

Le fait que la combustion intraorganique des aliments azotés s’arrête, pour la partie azotée de la molécule, à l’urée au lieu d’aboutir à l'azote libre, est donc la cause d un déficit sensible. Ce déficit est plus considérable encore lorsqu’il y a production d’acide urique ou d’acide hippurique, corps moins simplifiés que 1 urée et dont la chaleur de combustion est sensiblement plus forte. Toutes ces questions seront reprises dans une autre partie de l’ouvrage, quand viendra 1 élude générale des mutations de matières dans l’organisme et de la production de la chaleur animale.

En résumé, et en tenant compte de la correction qu’on vient de formuler relativement aux albuminoïdes, c’est-à-dire en supposant que tout l’azote de ces substances s’élimine à l’état d’urée; en remarquant, en outre, que la masse principale des hydrates de carbone de notre alimentation est constituée par les féculents tels que l’amidon, on peut attribuer, en chiffres ronds, les valeurs moyennes suivantes aux chaleurs de combustion des trois catégories d’aliments, pour 1<» de substance (sèche à 120°).

Corps gras . 9.400e*1 2

Albuminoïdes . . 4 850

Hydrates de carbone . 4.200

Il peut être utile, en vue de certains rapprochements, de rapporter les chaleurs de combustion non plus à l*r de matière, mais à un poids de matière tel qu’il contienne ds» de carbone. Il vient alors pour un gramme carbone de la matière.

Corps gras (2) . 12.400'*'

Albuminoïdes . • . . . 9.370

Hydrates de carbone . 9.470

On voit que les corps gras l’emportent en puissance calorifique sur les deux autres catégories de principes alimentaires, ce qui était à prévoir, attendu qu’il s agit de substances qui ne renferment que très peu d’oxygène déjà combiné et susceptible de faire disparaître en tout ou partie l’influence calorifique de l'hydrogène. On verra plus tard l’influence capitale que jouent les corps gras dans

(1) Cette règle n’est qu’approchée puisque la teneur en azote des matières albuminoïdes s'éloigne assez sensiblement pour certains d’entre eux du chiffre moyen de 16 p. 100. Pour l’albumine de l’œuf citée dans le tableau de la page 99, et qui contenait exactement 15,43 p. 100 d’azote, la chaleur de combustion (5690'*') est i diminuer de 833, ce qui la ramène à 4857e*1.

(2) Le chiffre oscille entre 12.200'*1 et 12.500'*1. (Berthelet et André, Comptes rendus, t. CX,

ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE. — LAMBLING.

le phénomène de la thermogenèse animale. A l’état normal la combustion des graisses est complète : elle aboutit à l’eau et à l’acide carbonique et cette oxydation totale produit une quantité de chaleur considérable. Mais lorsque, faute d’un exercice musculaire et d’une activité respiratoire suffisants, l’organisme a perdu la propriété de brûler les corps gras, ceux-ci se déposent de tous côtés et encombrent les tissus. Les aliments gras qui possèdent la puissance calorifique la plus considérable sont aussi ceux qui cessent les premiers de fournir leur énergie à une organisation affaiblie (1).

Les hydrates de carbone et les albuminoïdes s’équivalent à peu près en ce qui concerne la quantité d’énergie qu’ils apportent, à poids égal, à l’organisme. On verra dans la suite que les premiers sont la source sinon exclusive du moins prépondérante de l’énergie dépensée par le fait du travail musculaire. Cette réserve d’énergie immanente aux hydrates de carbone est considérable et l’organisme subit à cet égard une perle énorme, dans les cas pathologiques (diabète) où ces corps s’éliminent en nature, l’économie ne développant plus à un degré suffisant les agents capables d’assurer, comme à l’état normal l’oxydation complète des hydrates de carbone, introduits par l’alimentation ainsi que de ceux qu'elle élabore elle-même dans ses tissus.

Quant aux albuminoïdes, on ne saurait dire encore à quelles fonctions phy Biologiques spéciales correspond leur destruction dans l’organisme, ni pourquoi cette catégorie d’aliments ne saurait être remplacée par aucune autre. On com prend à la vérité qu’une certaine quantité d’albumine soit quotidiennement nécessaire pour réparer les pertes inévitables en matières azotées que nous subissons par la desquamation épithéliale, par la chute des cheveux des ongles, par l’excrétion intestinale (voy. p. 114, la note relative à une expérience de Voit), et bronchique, par l’élimination du sperme, etc.... Mais le tiers ou le quart de notre ration azotée minima suffirait largement pour couvrir ces pertes d azote qui s’élèvent à peine à quelques grammes (2), et l’on s’explique mal que notre organisme ait besoin d'une quantité trois à quatre fois plus considérable de matière protéique, d’autant plus qu’il est bien établi aujourd’hui que le travail musculaire consomme surtout des hydrates de carbone.

A quelles fonctions physiologiques correspond la destruction de ce surplus d albuminoïdes et pourquoi l’énergie fournie par cette destruction ne peut-elle pas etre empruntée aussi bien aux graisses et aux hydrocarbonés? C’est ce que nous ignorons encore à peu près totalement. On verra, dans la dernière partie de cet ouvrage, quelles sont les hypothèses que l’on peut aujourd’hui hasardera ce sujet, mais il était utile, après avoir comparé les trois catégories d’aliments au point de vue physico-chimique, de les rapprocher aussi, dès à présent bien que très sommairement, au point de vue de leur rôle physiologique.

(1) Berthelot et André, loc. cit., p. 933.

(2) La grandeur de ces diverses pertes en azote sera établie plus tard dans l’étude d’ensemble des mutations de matière.

LES ALIMENTS COMPLEXES