CIRCONSTANCES QUI FAVORISENT OU ENTRAVENT LA FERMENTATION ALCOOLIQUE

Une suffit pas, pour avoir une fermentation régulière, de fournir à la levure les aliments minéraux, azotés, et hydrocarbonés qu’elle préfère, il faut encore l’entourer de certaines conditions physiques et chimiques que nous allons apprendre à connaître en -passant en revue l’effet de divers agents sur la levure. Nous commencerons tout naturellement par les agents physiques.

Action de Ba pression. — D’après M. Melsens, la levure peut supporter une pression de 8.000 atmosphères sans perdre son pouvoir ferment. Cela ne veut pas dire qu’une fermentation pourrait se produire sous cette pression énorme, pour laquelle l’acide carbonique serait liquide, mais seulement qu’une levure exposée à cette pression s’est montrée vivante lorsqu’on l’a réensemencée dans un liquide sucré.

La fermentation peut commencer et se poursuivre à une pression très faible. D’après M. L. Mach, elle est même plus active qu’à la pression ordinaire. A une pression supérieure à 760 millimètres, elle marche au contraire plus lentement; mais les variations sont faibles.

Action de la clialenr. — Nous allons trouver sur ce sujet, qui a été très étudié, une foule de résultats en désaccord et même contradictoires, parce que la plupart des expérimentateurs, ou bien ont opéré dans des conditions différentes, sur de la levure en pâte ou de la levure en suspension dans un liquide, par exemple, ou bien n’ont pas fait attention à la réaction neutre ou acide de la liqueur chauffée, ce qui a une grande influence sur le résultat.

Hoffmann a vu la levure périr entre 76 et 83° lorsqu’il la chauffait à l’état humide, mais il affirme que, bien sèche, elle peut être portée à 215° sans périr. Elle ne produit plus, il est vrai, de fermentation alcoolique, mais elle croît encore sous forme rameuse. Cette observation me semble absolument inexacte.

Wiessner fixe à 66°,5 la température de la mort de la levure quand on la prend très fraîche. Si on la laisse séjourner quelque temps dans l’eau, ce qui augmente lagrosseur de ses vacuoles, elle ne meurt qu’à 2 ou 3 degrés plus haut. Ses vacuoles disparaissent alors, et leur contenu se répand en fines goutte-

Jettes dans toute la masse protoplasmique. Cet aspect est, d'après Wiessner, caractéristique de la mort du globule.

Quand la levure est sèche, on peut la chauffer des heures à 100° sans la tuer complètement. Les cellules à vacuoles périssent, les jeunes, qui n’en ont pas encore, résistent, et, portées dans une solution sucrée, peuvent encore la faire fermenter.

Quand la levure n’est pas complètement sèche, et qu’on la chauffe sans la mettre en suspension dans un liquide, on peut provoquer, à des températures beaucoup plus basses que tout à l’heure, cette disparition des vacuoles que nous indiquions plus haut. On l’observe chez un grand nombre de cellules après un long chauffage a 35 et même à 29° : températures pourtant très favorables ii la fermentation. Elle existe chez toutes à 45°. Toutefois, rien ne dit que, dans ces conditions nouvelles, cet aspect accompagne la mort de la levure.

En effet, d’après d’autrts observations faites dans le laboratoire de Wiessner par M“' MarieManassein, la levure fraîche, en masse, a pu supporter une demiheure à trois quarts d’heure de chauffage à 45°,5, et même à 60°, sans périr,

A 70°, elle se liquéfie en laissant exsuder rapidement son eau. Enfin , chauffée quinze minutes à 70-72°, elle meurt.

Desséchée à l’air et contenant encore 13 p. tOO d’eau, elle apu être portée àt00°, élmêmeàl30°, pendantsept à vingt minutes, sans périr. Elle n’est tuée qu’a 140°. Un long chauffage à 115-120° conduit au même résultat. Il est vrai que M“'M. Manassein affirme que cette levure, qui lui a paru morte parce que ses vacuoles avaient disparu et qu’elle ne pouvait plus bourgeonner, pouvait encore exciter la fermentation alcoolique, et cela, même encore portée a 258”. Mais toute cette partie de son travail ne mérite aucune créance. L’alcool trouvé dans ces conditions provenait sans doute de celui q,ue la levure apporte toujours avec elle; et, en outre, la réaction de Lieben, employée pour le déceler, n’est pas, comme nous l’avons dit, caractéristique de l’alcool, de sorte qu’il y a là au moins deux causes d’erreur, infirmant d’avance les résultats.

Cette mise en suspicion légitime de la dernière partie du travail de M‘*'M, Manassein rend un peu douteuse encore l’affirmation relative à l’innocuité d’une température do 130°; mais les autres résultats sont assez d’accord, soit avec les faits généraux de l’histoire des microbes, soit avec les conclusions de la pratique industrielle, qui apprend qu’un chauffage à 60° dans un liquide à peu près neutre comme la bière, ou à 55° dans un liquide acidulé comme le vin, a pour effet d’y supprimer toute fermentation ultérieure.

Action du fcoitl. — Nous avons vu que Cagniard-Latour avait exposé de la levure à — 60° sans la tuer. M. Melsens est allé ensuite jusqu’à — 90°. Enfin M. Schumacher a trouvé qu’elle était encore vivante après avoir été soumise à — 113* dans un mélange d’acide carbonique solide et d’éther. Même en faisant la part des causes d’indécision dans la fixation de ces températures, et des causes nombreuses d'erreur de ces expériences, on peut conclure que la levure résiste sans mourir à des froids excessifs.

Action de la temiiérdtupc 8üp le» fermentations. — DanS tout ce qui précède, il n’a été question que de racHoh de la chaleur sUr le vé-

DUCLA.UX. — CHIMIE BIOLOGIQUE. 859

gétal levure. Tout autres seront nos conclusions si nous cherchons seulement entre quelles limites peut s’accomplir une fermentation.

Ainsi, à la température de la glace fondante, l’action de la levure sur le sucre est déjà à peu près nulle. Même les levures habituées à agir au voisinage de 0% comme par exemple celles qui servent à la fabrication des bières viennoises, perdent au bout de peu de temps, à cette température, la faculté d’exciter de nouvelles fermentations, et ont besoin, comme nous le verrons, d’être revivifiées de temps en temps par la chaleur.

Les limites ordinaires des fermentations industrielles sont 2 à 3° au minimum pour les bières basses, 23 à 30° au maximum pour les distilleries. D’après M. A. Mayer, la fermentation est déjà pénible à 51-54°. MM. Blankenhorn et Moritz, qui ont soigneusement étudié l’influence de la température sur la fermentation du moût de raisin, n’ont pu rien obtenir à 55°. A 43°, il n’y avait fermentation que lorsque la température avait été amenée insensiblement à ce degré. Portée immédiatement à 45°, ou même à 40°, la levure restait inerte, et ne devenait capable d’agir que lorsqu’on abaissait la température.

La question de savoir quelle influence la pression, le froid ou la chaleur ont sur les produits de la transformation du sucre, est distincte de celle que nous traitons ici, et on ne sait, du reste, que peu de chose sur elle. C’est en général à la température à laquelle une fermentation marche le mieux qu’elle est la plus complète. Plus au chaud ou plus au froid, il reste du sucre. Il ne paraît pas que les produits de la fermentation puissent varier. Les résultats qu’on a annoncés sur k production d’aldéhyde à une pression inférieure à la pression ordinaire sont loin d’être certains. Mais il peut très bien se faire que les proportions d’alcool et d’acide carbonique ne soient pas les mêmes à toutes les températures ou à toutes les pressions. Il y aurait là un intéressant sujet d’études.

Action de l’électricité. — Des nombreuses expériences faites pour savoir si l’électricité dynamique favorise ou retarde la fermentation, il n’y a rien à conclure, tant elles ont été ou grossières, ou mal conduites, ou contradictoires.

A propos de l’électricité statique, on sait, par M. Dumas, qu’une série d’étincelles d’une puissante machine de Iloltz, et aussi les étincelles provenant d’une forte bobine de Ruhmkorff ne modifient en rien l’activité de la levure de bière.

Action de la lumière. — Les renseignements un peu vagues qu’on a sur l’action de la lumière se résument en ceci, que la marche des fermentations est plus lente dans l’obscurité. Mais les causes d’erreur dàns l’étude de ce phénomène sont si nombreuses qu’on ne saurait considérer le fait comme démontré. C’est une question à reprendre.

Influence de l’eau. — Wiessner est arrivé à quelques résultats intéressants en étudiant les relations réciproques qui s’établissent, par voie d’endosmose, entre la levure et le liquide où elle baigne. D’après lui, les cellules de levure, pour produire la fermentation, doivent renfermer une quantité minimum éeau comprise entre 40 et 80 p. 100, suivant la nature et la constitution du liquide fermentescible. Plus ce liquide est sucré, moins il reste d’eau dans la levure, Dans une liqueur très concentrée, la levure ne contient guère que 25 p. 100

d’eau. Du moins, de la levure à ce taux d’humidité ne subit aucun changement apparent quand on l’introduit dans un sirop de sucre.

La mort n’arrive que lorsque la teneur en eau tombe au-dessous de 13 p. loo, et elle est précédée de certains phénomènes que révèle l’examen microscopique.

A l’état normal, les cellules un peu vieilles contiennent de 1 à.3 vacuoles bien limitées. Si on leur enlève de l’eau, en les chauffant fort ou vite, ou en ajoutant de l’alcool, du sirop de sucre, ou des solutions concentrées de sel, les vacuoles disparaissent, le protoplasma devient granuleux, se contracte et se sépare de l’enveloppe extérieure. Les cellules très jeunes, qui ne présentent de vacuoles que lorsqu’elles se sont formées dans une solution de sucre à plus de 8 p. tOO, montrent la même contraction du protoplasma. Sous cet état, toutes les cellules sont mortes. Si on a enlevé l’eau plus graduellement, quel que soit le moyen employé pour cela, la levure passe par un état intermédiaire, sous lequel ses vacuoles ont disparu, le protoplasma s’est concentré, et les cellules sont devenues un peu plus petites. A cet état, la levure n’est pas morte, mais elle ne peut produire une fermentation que dans un liquide où elle peut reprendre ses vacuoles.

L’activité de la fermentation produite par les cellules dépend de leur richesse en eau. Elle est nulle dans les liqueurs concentrées. Elle est maximum, d’après Wiessner, dans les liqueurs à 2-4 p. tOO et à 20-25 p. tOO de sucre. Ce résultat est singulier, et plus singulier encore cet autre que les liqueurs a 2-4 p. tOO de sucre donnent proportionnellement moins d’acide carbonique que les solutions à 20-25 p. tOO. 11 est sans doute intervenu dans les expériences de Wiessner une cause d’erreur qu’il n’a pas aperçue.

lies «iiiantités de leTUve et du teuiits. — La fermentation étant un phénomène placé sous la dépendance de millions d’organismes microscopiques, on peut s’attendre à retrouver pour elle la loi de proportionnalité inverse entre les quantités de levure employée et les temps de l’action, que nous avons déjà constatée quand nous avons étudié les diastascs. M. Dumas s’est, en effet, assuré qu’il en était ainsi ; et il suffit, pour vérifier la loi, de mettre de grandes quantités de levure en présence du sucre, de façon que les centres d’action soient aussi multipliés que possible, puis, que les conditions de vitalité oe chacun des globules ne soient pas modifiées par la présence en trop fortes quantités des produits de la réaction.

Avec le glucose, M. Dumas a reconnu, sur quatre essais simultanés, que 40 grammes de levure en avaient fait disparaître, en seize minutes au plus,

1 gramme dissous dans 200 fois son volume d’eau environ.

Avec le sucre candi, l’expérience a marché avec la même régularité, mais la transformation a demandé plus longtemps. La destruction de] i gramme de sucre decannespar40 grammesdelevure de bière a duré trente-quatre minutes. Comme lalevure mise en usage dans lesdeuxséries d’expériences était la même, on peut conclure que, dans les conditions où M. Dumas s’est mis, il faut à la levure autant de temps pour intervertir le sucre de cannes que pour le convertir ensuite’ en alcool et en acide carbonique. Remarquons pourtant que l’interversion du sucre dépend de la quantité de diaslase, qui peut ôti'e plus ou moins abondante

DUCLAUX. — CHIMIE BIOLOGIQUE. 361

dans une levure, suivant qu’elle est plus ou moins vieille, plus ou moins essorée, de sorte que ce qui est vrai pour la levure employée par’M. Dumas ne le serait peut-être pas pour toutes.

Les faits ci-dessus règlent la question de régularité du phénomène, lorsqu’il s’accomplit dans les mêmes conditions de mise en train. Puisque nous pouvons compter sur cette régularité, étudions l’influence des quantités de sucre et de levure.

En ajoutant à des liquides semblables, renfermant, par exemple, 150 centimètres cubes d’eau et 10 grammes de levure, des quantités de sucre représentées par 0",5, 1 gramme, 2 grammes, 4 grammes, M. Damas a trouvé que les temps nécessaires à la fermentation du sucre étaient les suivants ;

Rapports,

Pour 4 grammes de sucre . 430 minutes 4

0sr,S - 55 — 0,5

Ainsi, dans des circonstances identiques, la levure étant en excès, la durée de la fermentation est proportionnelle à la quantité de sucre.

La régularité de ces phénomènes est donc très grande. Elle étonne moins, dit M. Dumas, lorsqu’on se rend compte de la multitude des corpuscules qui, intervenant dans leur production, doivent déterminer une moyenne générale uniforme, quelques différences individuelles qu’on puisse supposer entre eux.

En recherchant, en eft'et , quel pouvait être le nombre de cellules compris dans les 10 grammes de levure de l’expérience ci-dessus, M. Dumas a trouvé qu’il était compris entre 20 et 30 milliards. On peut donc dire qu’il faut 20 à 30 milliards de cellules pour détruire, par minute, 1 centigramme de sucre et pro ^ [luire 5 milligrammes environ d’alcool.

Ces nombres énormes font naître une réflexion qui trouve bien sa place ici. La transformation, en une minute, de ce centigramme de sucre candi en sucre incristallisable exige, comme nous l’avons vu, un poids de sucrase qui n’est que d’une fraction de milligramme. On voit que chaque cellule n’a besoin que de sécréter cette sucrase en proportions infinitésimales. On voit de plus, par la différence énorme des poids de matière nécessaire pour produire dans le même temps les deux phénomènes d’inversion du sucre d’abord, de fermentation alcoolique ensuite, quelle différence profonde il y a entre eux, et combien le mécanisme du second doit être plus compliqué que celui du premier.

Nous allons pouvoir maintenant étudier l’influence favorable ou retardatrice de diverses substances sur la fermentation alcoolique. Voici tout d’abord, sur ce sujet, les résultats d’un important travail de M. Dumas.

Action des gaz sur la fermentation. — On sait que la levure peut supporter, sans perdre son pouvoir, le contact de l’acide carbonique et celui de l’air. Elle n’y est a coup sûr pas indifférente, nous l’avons vu. Le contact de l’air favorise son bourgeonnement ; et sans que cela ait été prouvé, on peut dire qu’elle redoute le contact de l’acide carbonique; mais enfin l’ac-

tion est faible avec l’un et avec l’autre. Comment se comportent les autres gaz?

M. Dumas a mis la levure de bière, en bouillie épaisse, en contact pendant trois jours avec les gaz suivants : oxygène, hydrogène, azote, oxyde de carbone, protoxyde d’azote, hydrogène protocarhoné. Les levures, mises ensuite en contact avec une solution de sucre, se sont comportées comme la même levure laissée à l’air. La levure qui avait séjourné dans l’hydrogène a paru peut-être un peu plus paresseuse; celle qui avait séjourné dans le protoxyde d’azote, un peu plus active; celle qui avait été en contact avec les gaz des marais exhalait un peu l’odeur des matières animales avancées. Mais toutes ont produit une fermentation régulière et, examinées au microscope, n’ont montré aucune différence.

ActSon des métalloïdes. — L’action de la levure ne produit pas d’ozone. Elle ne suscite aucun phénomène d’oxydation ou de combustion. On peut dire qu’elle est un peu hydrogénante, en se fondant sur ce fait que du soufre en fleurs, môlé à une fermentation, donne, mélangés à l’acide carbonique, quelques centièmes d’hydrogène sulfuré répandant l’odeur d’oignon. Les autres métalloïdes que le soufre ne s’associent pas aux réactions du ferment. Le chlore, le brome et l’iode se changent en acides chlorhydrique, bromhydrique et iodhydrique dans un liquide en fermentation, mais par une action indépendante, car on sait qu’ils peuvent prendre directement l’hydrogène aux substances organiques.

Action des acides. — La levure de bière a toujours une réaction acide. Si on essaie de la faire disparaître en ajoutant de l’eau de chaux, par exemple, on reconnaît que la neutralité obtenue n’est que momentanée. La réaction acide se manifeste de nouveau en moins de cinq minutes, et ce n’est qu’après trois ou quatre additions de la liqueur alcaline, amenant 'a chaque fois une neutralité provisoire, que celle-ci devient un peu stable.

L’équivalent du pouvoir acide de la levure fraîche, essorée sur plusieurs doubles de papier buvard, jusqu’à ce qu’elle devienne ferme et contienne environ 20 p. 100 de matière sèche, oscille entre et de son poids d’acide 10000 10000 ^

sulfurique monohydraté.

Cette acidité peut-elle être augmentée ou diminuée sans que le pouvoir de la levure en souffre, et la nature spécifique de l’acide employé a-t-elle ou non quelque influence sur le résultat? Pour résoudre ces deux questions, M. Dumas a essayé des acides sulfurique, sulfureux, azotique, phosphorique, arsénieux et borique, parmi les acides minéraux; les acides oxalique, acétique ettartrique, pour les acides organiques.

L’addilion de l’un de ces acides, à faible dose, ne hâte ni le commencement de la fermentation ni sa fin. Quand on en ajoute beaucoup, il y a retard ou arrêt. En ajoutant 10 fois l’équivalent de l’acide contenu dans la levure, la fermentation devient traînante et s’arrête avant d’être terminée, lorsqu’il y a encore de grandes quantités de sucre candi à l’état interverti dans le liquide. Avec 100 équivalents, la fermentation ne commence pas. Cependant l’acide chlorhydrique et l’acide tartrique, môme à cette dose, ne l’ont pas complète-

DUCL/VUX. — CHIMIE BIOLOGIQUE. 363

ment supprimée, et pour ce dernier, il a fallu en mettre 200 fois l’équivalent de l'acide de la levure pour arrêter la fermentation.

Act»«n «Ses liases. — M. Dumas a examiné la manière d’agir de la soude, de la potasse et de l’ammoniaque sur la levure, et leur effet sur la fermentation à diverses doses. Il suffira de préciser en ce qui concerne l’ammoniaque.

Cette base s’est montrée sans influence sur le commencement et la marche de la fermentation, tant que la quantité ajoutée a été au plus égale à 4 fois ce qu’il aurait fallu pour saturer l’acide de la levure. Avec 8 et 16 fois cette quantité, le commencement de la fermentation a été retardé de quelques heures. L’acidité a reparu dans les divers essais, mais les fermentations ont été d’autant plus incomplètes que l’alcalinité originelle était plus forte. Avec une quantité d’ammoniaque égale à 24 fois l’acide de la levure, il n’y a plus de fermentation. La présence de l’ammoniaque n’a pas amené dans les liqueurs qui ont le mieux fermenté la formation de l’acide nitrique ou de l’acide nitreux.

La chaux et la magnésie se comportent comme l’ammoniaque. On s’explique bien, d’après cela, l’emploi de la chaux, dans certains procédés industriels, pour la fabrication du sucre. Avec les bases saturant mal les acides, oxyde de zinc, oxyde de fer ou môme litharge, la fermentation suit son cours régulier.

Ainsi les alcalis puissants tendent à arrêter la fermentation, mais ne la suppriment que lorsque la dose est assez forte. Il y a peut-être là une action de diastase; nous avons vu en effet que le sucrase n’agit pas dans un liquide un peu alcalin. Mais il y a aussi celte circonstance curieuse, que la levure peut produire ou excréter un acide capable de neutraliser les bases dont elle est entourée, et cela, dans une eertaine mesure, en proportion de l'effet à produire.

Action rtes carltonates alcalins. — Il suffit, dans les expériences où on met la levure en contact avec un alcali, que la fermentation puisse commencer et dégager un peu d’acide carbonique, pour qu’elle continue sans difficulté. Une fois l’alcali carbonaté, il en faut de beaucoup plus fortes quantités pour retarder ou arrêter la fermentation. Avec 10 grammes de levure, 10 grammes de carbonate de soude et 200 centimètres cubes d’eau sucrée au dixième, la fermentation a marché à peu près comme à l’ordinaire. Mais avec 70 grammes de carbonate de soude, il n’y a eu ni interversion ni fermentation.

Avec le sous-carbonate de magnésie, on peut faire une expérience curieuse. Le sel est alcalin, mais peu soluble; il ne gêne donc pas le commencement de la fermentation, et à mesure qu’elle marche, le sel absorbe l’acide carbonique et devient bicarbonate soluble qui est sans action. Il ne se dégage donc pas de gaz, mais la liqueur filtrée se trouble à l’air et à l’ébullition, en dégageant son acide carbonique et déposant du carbonate de magnésie hydraté.

La craie se comporte de la même manière, mais la faible solubilité relative du bicarbonate de chaux rend le phénomène moins frappant.

Action des sels. — Voici comment M. Dumas a étudié l’action des sels. On prépare des solutions saturées de chacun de ces sels et on met ces solutions en contact avec de la levure de bière bien essorée, dans le rapport de 30 à 40 grammes de solution pour t gramme de levure. Après trois jours, on décante

la solution saline et on la remplace par une solution de sucre pur, au dixième.

L’elîet qu’on observe dans ces conditions est évidemment complexe. 11 y a d’abord l’action subie par la levure, qui tantôt ressort de la solution saline comme elle serait ressortie de l’eau pure, tantôt s’y contracte, s’en sépare plus ou moins vite, peut même se précipiter au fond, comme le ferait du sable fin, et crier sous le doigt, comme de la fécule ; tantôt enfin s’y caillebotte et s’y prend en grumeaux cohérents qui se laissent difficilement écraser entre deux plaques de verre.

L’effet produit en mettant au contact d’une solution sucrée cette levure modifiée dans ses propriétés ne peut pas être assimilé à celui qu’on observerait en mettant en présence à la fois le sel, la levure et le sucre. En opérant, comme nous venons de le dire, avec le tartrate de potasse, la fermentation s’établit et marche avec activité, et le liquide fermenté se trouble par la chaleur et l’acide nitrique, comme s’il renfermait de l’albumine en solution. On a aussi une fermentation très régulière en mettant en contact, simultanément, le tartrate de potasse, le sucre, la levure de bière et l’eau, mais le liquide fermenté ne donne plus de précipité par la chaleur. 11 s’est produit dans le premier cas une action complexe, par suite de l’endosmose et de l’exosmose successives de la solution saline, et la différence des réactions du liquide fermenté traduit a la fois les différences apportées par l’osmose et celles qui résultent de ce que la quantité de tartrate de potasse, présente pendant la fermentation, n’est pas la même dans les deux cas.

Quoi qu’il en soit, le procédé opératoire de M. Dumas permet de classer les sels en plusieurs catégories : 1° ceux qui favorisent la fermentation, ou du moins lui laissent parcourir son cours tout entier sans contrariété ; 2“ ceux qui retardent la fermentation et la rendent incomplète, en laissant comme résidu du sucre interverti; 3“ ceux qui ne permettent pas à la fermentation de s’établir, tout en permettant l’interversion du sucre; 4“ ceux qui empêchent à la fois l’interversion et la fermentation.

Voici, parmi les sels étudiés, ceux qui appartiennent aux diverses catégories :

1* Fermentation totale du sucre, plus ou moins rapide:

Sulfate de potasse.

Chlorure de potassium.

Phosphate de potasse.

Sulfovinate de potasse.

Sulfométhylate de potasse.

Hyposulfate de potasse.

Hyposulfite de chaux.

Formiate de potasse.

Tartrate de potasse.

Bitartrate de potasse.

Sulfocyanure de potassium. Cyauoferrure de potassium.

Cyanoferride de potassium.

Phosphate de soude.

Sulfate de soude.

Bisulfite de soude.

Pyrophosphate de seude.

Lactate de soude.

Phosphate d’ammoniaque.

Sulfate de magnésie.

Chlorure de calcium.

Sulfate de chaux.

Chlorure de strontium.

Sulfate de zinc.

Sulfate de cuivre au TôJîrî'

2° Fermentation partielle du sucre, plus ou moins ralentie :

Bisulfite de potasse.

Nitrate de potasse.

Butyrate de potasse, lodure de potassium.

Arséniate de potasse.

Sulfite de soude.

Hyposulfite de soude.

Hyposulfite de potasse.

DUCLAUX. CHIMIE BIULOGIQUE.

Savon blanc.

Nitrate d aniinoniaque.

Tarlrate d’ammoniaque.

Sel de Seignette.

Chlorure de baryum.

Protosulfate de fer au Protosulfate de manganèse au

3” Interversion plus ou moins avancée du sucre, sans fermenlaüon ;

Azotite de potasse.

Chromate de potasse.

Bichromate de potasse.

Nitrate de soude.

Sel marin.

Acétate de soude.

Sel ammoniac.

Cyanure de mercure.

4“ Ni interversion ni fermentation :

Acétate de potasse. | Monosulfure de sodium.

Cyanure de potassium. |

Il est curieux de voir l’acélate de potasse arrêter l’interversion et la fermentation du sucre. L’elîel n’est pourtant pas absolu pour l’interversion, ainsi qu’on pouvait s’y attendre avec ce que nous avons vu sur l’action de la sucrase. L’interversion a lieu dans des proportions très faibles, vers 28° ou 30°, et elle semble être plus marquée à 35°. Mais la fermentation ne commence à aucune température.

Parmi les sels du tableau ci-dessus, ceux qui, sans être des sulfates, renferment du soufre, présentent une particularité dans leur action sur la fermentation. Nous avons vu que le soufre, mêlé à la levure, fournit de l’hydrogène sulfuré. Les sulfite et hyposulfite de soude, le sulfocyanure de potassium donnent un liquide alcoolique qui, distillé en présence d’une dissolution de potasse, fournit un alcool donnant de l’aldéhyde et une matière odorante exhalant fortement l’odeur agréable des fruitiers. Cet alcool se trouble et devient laiteux par addition de l’eau. Le résidu de distillation dépose par refroidissement de la résine d’aldéhyde en abondance.

Avec l’hyposulfite de potasse, pendant le cours delà fermentation, il se dégage de l’hydrogène sulfuré mêlé à l’acide carbonique, et le produit qui accompagne l’alcool à la distillation exhale l’odeur de l'ail.

Le sulfate de cuivre, à la dose de , ne trouble pas la fermentation, comme cela est écrit au tableau de plus haut; mais, à ü détruit chez la levure le pouvoir ferment quelle possède.

Le moyen d’étude qui nous a fourni les renseignements qui précèdent est assez éloigné de ceux que réclame la pratique industrielle, qui a besoin surtout de connaître les substances dont l’introduction dans une liqueur fermentescible peut en empêcher la transformation. Il semble au premier abord que ce moyen d’investigation soit d’un emploi très facile, puisqu’il suffit théoriquement d’introduire, en diverses proportions, dans un liquide sucré, la substance à étudier, et de voir si elle permet ou arrête la fermentation.

Mais dans la pratique, quand on veut arriver à des conclusions débarrassées de toute contingence, précises et scientifiques, on rencontre des difficultés dont nous allons nous faire une idée en discutant quelques-unes des observations faites sur ce sujet.

Action rte l’acirte cyanïnyrtrliiHe. — D’après Liebig, une quantité infiniment petite de cet acide suffit pour ralentir et suspendre complètement la fermentation. Ce savant opérait sur des mélanges fermentescibles contenant 5 grammes de sucre, et une égale quantité de levure de bière lavée et purifiée par lévigation , le tout dans tOO centimèlres cubes d’eau. A un ou plusieurs de ces mélanges on ajoutait la substance étrangère dont on voulait étudier l’action. Un autre, resté sans addition, servait de terme de comparaison. Ce sont bien les conditions que nous indiquions tout a l’heure, et il semble, au premier abord, que les résultats ne puissent rien laisser à désirer.

Voyons pourtant ce qu’ils disent. Dans un mélange où Liebig avait introduit l’équivalent de 0«’',018 d’acide cyanhydrique anhydre, il a trouvé qu’au bout de seize heures, la quantité de sucre détruite était six fois plus laible que dans le mélange témoin, et qu’une «plus forte addilion d’acide cyanhydrique empêchait complètement la fermentation de se produire ».

On doit penser a priori que l’action ne peut pas être indépendante de la pro* portion de levure. C’est en effet ce que l’expérience vérifie. Les doses d’acide cyanhydrique qui empêchent une fermentation de commencer se montrent impuissantes si on augmente la proportion de levure initiale. De même, M. Mayer a vu que les doses d’acide cyanhydrique qui arrêtaient une fermentation à son début restaient inactives lorsqu’on les ajoutait !à une fermentation identique déjà en train, et où ^ du sucre avait déjà fermenté, parce que, pendant cette fermentation préliminaire, le poids de levure présente avait augmenté.

Nous verrons bientôt que dans cette expérience de M. Mayer est intervenue une autre influence. Les globules jeunes, formés à l’origine de la fermentation, ne se comportent pas, vis-à-vis des substances introduites, comme des globules vieux, tels qu’on les obtient après lévigation et lavage. Ils sont plus résistants, et exigent des doses plus considérables de toxique. Mais sans insister pour le moment sur ce sujet, on Voit combien d’incertitudes s’accumulent sur les résultats d’expériences en apparence bien conduites et très probante.s.

La première observation sut les effets de l’acide cyanhydrique est due à Schônbein, et avait été le point de départ d’une série curieuse de déductions. Schlossberger avait montré qu’au contact delà levure de bière, une solution d’eau oxygénée se. décompose rapidement avec un abondant dégagement d’oxygène. Une addition d’acide cyanhydrique suspend cette action, comme celle de la levure sur le sucre. D’un autre côté, du sang frais, pur ou étendu d’eau, dédouble aussi l’eau oxygénée, comme la levure, et se montre inactif comme elle, en présence de l’acide prussique. Si on ajoute à ces faits cet autre fait erroné, en général, mais que Liebig, qui l’a publié, peut bien avoir observé une fois, que le sérum pur, à l’état de concentration qu’il possède dans le sang, peut rester pendant des semaines inaltéré à l’air, tandis que du sang défibriné, c’est-à-dire un mélange de sérum et de globules, entre rapidement en fermentation putride, à moins qu’il ne soit additionné d'acide cyanhydrique, on comprendra qu’il ait été possible de rapprocher les phénomènes de fermentation et de putréfaction des phénomènes d’action de contact, et que Liebig n’ait pas du négliger cet ordrd

Di:Cr.Al,'X. -«• ÜIIIMIE BIOLOÜIQUB. 367

(i’ar"uments dans son mémoire lu, en 1869, à l'Academie des sciences de Munich, et où il critiquait les théories de M. Pasteur.

Nous en savons déjà assez pour comprendre que cette aîîimilalion est purement artificielle. S’il y a une propriété dans la levure qui soit assimilable à une action de contact, c’est celle qu’elle présente d’intervertir le sucre de canne. Or, sur cette propriété, l’acide cyanhydrique n’a aucune action. L’action sur l’eau oxygénée n’est, selon toute apparence, d’après les expériences de M. Cernez, qu’une action purement physique, que des corps inertes peuvent exercer tout aussi bien et même mieux que la levure. L’acide cyanhydrique, employé en quantité suffisante, tue la levure, arrête par conséquent du coup sa respiration et les échanges gazeux dont elle est le siège. Au microscope, on voit qu’elle perd ses vacuoles et que son protoplasma devient granuleux. Elle subit en somme, dans sa constitution physique et dans ses propriétés physiologiques, des altérations qui peuvent se traduire à l’extérieur par des phénomènes nouveaux, sans qu’on soit autorisé à voir dans ces phénomènes l’action d’une cause commune ou un lien plus étroit que celui qui résulte de ce qu’on les observe sur le même corps.

ActSon (lu ctiSorofoPHie. — Liebig a encore étudié, parle procédé que nous avons indiqué plus haut, l’action du chloroforme. En ajoutant aux mélanges fermentescibles dont nous connaissons la composition, 30 centimètres cubes d’une solution filtrée de chloroforme dans l’eau chaude, exempte de gouttelettes en suspension, il a trouvé un retard, très accentué dans les premières heures, déplus en plus faible ensuite, du mélange avec chloroforme sur le mélange témoin. Le rappoi t entre les poids de sucre décomposés dans les deux liquides était de 0,14 au bout de dix-huit heures, de 0,53 au bout de vingt-cinq heures, de 0,92 au bout de quarante heures. La fermentation avec chloroforme, en retard sur l’autre tout d’abord, la rattrape donc assez vite.

On peut donc être surpris de cet autre résultat de Liebig, que quelques gouttes de chloroforme, ajoutées à 100 centimètres cubes de liqueur fermentescible, arrêtent complètement la fermentation. Il est clair qu’il ne doit y avoir encore qu’un retard. Je nn^ suis en effet assuré.qu’une fermentation, avec 5 p. 100 de sucre et 1 p. 100 seulemenl de levure pressée, était ralentie de moitié tout au plus par l’addition de 1 p. 100 de chloroforme.

Employé en cette proportion, le chloroforme est en excès, et reste en gouttelettes au fond du liquide. On ne gagne rien à en ajouter davantage. Comment donc Liebig a-t-il pu observer un arrêt complet de la fermentation? C’est sans doute que la levure dont il se servait était vieille et épuisée. La même levure que celle qui m’a servi dans fcxpérience que je viens de citer, conservée huit jours, restait complètement inactive quand on la mettait dans un liquide sucré avec 1 p. 100 de chloroforme, l.’âge etl’état de conservation de la levure doivent donc entrer en ligne de compte dans tous ces phénomènes.

Cette remarque nous autorise à insister sur le caractère contingent des autres résultats de Liebig, observés avec la même levure, et qu’il nous reste maintenant à résumer.

Action (le la (^uidiiic, de la nicotine, de la stcyclinine, de

la créatine et île la créatiiiiue. — De petites quantités de quinine ralentissent la fermentation, une plus forte proportion l’arrête complèlenienl. Avec de sulfate de quinine, la quantité de sucre détruit au bout de qua rante-huit heures n’était que de tandis que les 5 grammes de sucre du

mélange témoin avaient disparu.

La nicotine, en solution neutre, semble accélérer un peu la fermentation, k peu près dans le rapport de H à 10.

La strychnine, employée en petites quantités, accélère d’abord la fermentation, puis la ralentit. Le ralentissement est plus prononcé si on augmente la dose du sel.

La créatine semble ralentir, la créatinine accélérer la fermentation. La créatine se transforme partiellement en créatinine.

Action ilu liorate de sonde. — Dans les expériences de M. Dumas, le borax est donné comme permettant une fermentation partielle du sucre, plus ou moins ralentie. Ce sel coagule, en outre, le protoplasma du globule. Malgré cette action puissante, la fermentation peut s’accomplir régulièrement en présence de doses assez considérables de ce sel, bien qu’avec une lenteur plus grande.

Avec 2 p.lOO de borax, j’ai vu la fermentation marcher environ deux fois moins vite qu’en l’absence de ce sel, mais elle finit par être complète. Elle est encore complète avec 4 p. 100 de borax. Si on augmente la proportion de levure, la dose de borax peut être aussi impunément augmentée. De sorte que ce qui est important dans tous ces phénomènes , ce n’est pas tant la proportion de la substance antifermentescible dans la liqueur que sa proportion vis-à-vis de la levure.

Nous venons de voir intervenir dans ces questions des influences diverses. Nous n’avons pourtant pas examiné encore toutes les influences qui peuvent entrer en jeu. Nous n’avons encore opéré que sur des liquides dont l’introduction de la substance fermentescible ne modifiait pas la réaction légèrement acide. Avec le borax, nous avons déjà l’intervention de l’alcalinité de la liqueur. Nous allons la voir apparaître plus nettement avec d’autres substances.

Action tlu silicate île soiiilc. — MM. Rabuteau et F. Papillon ont observé, par exemple, que la fermentation du moût de raisin est complètement arrêtée par la présence de 1 à 2 p. tOO de silicate de soude. Mais, comme nous avons eu l’occasion de le faire observer, ce sel, pour entrer en solution dans l’eau, doit être fortement alcalin. Dès lors, il y a à se demander si son intervention certaine dans le phénomène de fermentation n’est pas dû à son alcalinité, et par conséquent, si l'a silice qu’il contient y joue un rôle quelconque. Ceci a de l’importance au point de vue théorique, parce que, tant que cette question n’est pas réglée, on n’a pas le droit de placer le silicate de soude à côté du borate de soude. Au point de vue pratique, si c’est la base qui agit, le sel ne produira pas le même effet sur une liqueur neutre comme la bière, ou sur une liqueur acide comme le vin ou les sirops de fruits.

MM. Rabuleau et Papillon ont opéré sur du moût de raisin, sans doute débarrassé de cellules de levure. S’il y a déjà de la levure dans le liquide, s’il y en a plus ou moins, comme elle sécrète naturellement une substance acide, il faudra

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sans doute, pour arrêter la fermentation, changer les doses de silicate. Du moins M. Petit a vu que, en présence de — de borax ou de silicate de soude, il n’y avait aucune entrave à l’achèvement de la fermentation d’une solution à 5 p. 100 de sucre, additionnée de 5 p. 100 de levure fraîche. I

Le résultat obtenu avec le borax est, comme plus haut, en contradiction avec ceux de M. Dumas et d’autres expérimentateurs, mais la différence s’explique par la différence des modes opératoires. Les contradictions apparentes ne se bornent pas à celles que nous venons de signaler. M. Petit a vu la fermentation s’opérer lentement, mais régulièrement, avec une solution de sulfate de fer au centième. Avec le sulfate de cuivre, la fermentation s’est arrêtée au bout de quelque temps. L’ordre de ces deux corps employés dans ces proportions est inverse de celui que leur avait donné M. Dumas.

Action d’un certain nombre d’autres corps. — D’après MM. P. Bert et Regnard, l’eau oxygénée tue subitement la levure de bière, et la fermentation ne reprend pas, même après élimination de l’eau oxygénée par l’une des substances qni la détruisent le plus rapidement. 11 y a là sans doute en jeu une question d’oxydation analogue à celle qu’exerce l’oxygène comprimé, et qui n’a aucun rapport direct avec la propriété, que nous avons signalée dans la levure, de pouvoir décomposer elle-même le peroxyde d’hydrogène.

Voici maintenant un court résumé de l’action d’un certain nombre d’autres corps. J’ai trouvé que l’éther, aux doses de 1 et 2 p. 100, est tout à fait sans action sur la levure. D’après M. Petit, le phosphore, l’essence de térébenthine (1 p. 100), la créosote à faible dose, la poudre de moutarde (1 p. 100), l’acide tartrique et l’acide sulfurique (1 p. 100), n’ont nullement entravé la fermentation. L’acide arsénieux à 1 p. 100 la ralentit, ainsi que l’acide malique à A dose égale, l’acide

acétique paraît plus antifermentescible que les acides minéraux. Les corps les plus actifs, sous ce rapport, sont le sublimé corrosif et surtout l’oxyde rouge de mercure, dont 0,5 )). 100 suffisent à arrêter une fermentation très active.

Tous ces résultats sont évidemment encore contingents et dépendent dans une large mesure, et surtout le dernier, de la réaction neutre ou acide du liquide dans lequel la fermentation est établie.

On a un exemple très net de cet ordre de faits dans l’étude de l’acide salicylique. Neubauer avait montré, par des expériences sur du moût de vin, l’action antifermentescible très nette de l’acide salicylique sur le moût de raisin. Fleck ivait ensuite révoqué en doute cette même action à la suite d’expériences faites sur du moût de bière. Neubauer a fait voir depuis qu’il n’y avait entre les résultats qu’une contradiction apparente, et que si l’acide salicylique, aux mêmes doses, empêchait la fermentation du vin et non celle du guillage de bière, c’est qu’il conservait son acidité dans le premier de ces liquides et la perdait dans le second. Kolbe avait montré, en effet, que l’acide libre est infiniment plus actif que ses combinaisons avec les bases. Comme contre-épreuve, il suffit d’ajouter ou guillage de bière un peu d’acide chlorhydrique pour que l’addition d’acide salicylique le préserve de la fermentation comme le vin,

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«NfiŸefiSPtoïi 6IÏÏJ«Qt/S.

Enfin, nous pouvons emprunter au même travail de M. Neubauer quelques autres résultats montrant l’intervention dans ces phénomènes des doses plus ou moins grandes de levure.

En ajoutant des quantités variables d’acide salicylique et de levure à du moût de raisin, on a vu que 0''',02 d’acide salicylique suffisaient à paralyser l’action de 0*’',5 environ de levure sèche dans 100 centimètres cubes de moût, mais n’avaient aucun effet pour des poids de levure supérieurs.

Dans une autre expérience sur la bière, 0,05 d'acide salicylique ont suffi à rendre 0,5 de levure sèche absolument inactive dans lOO centimètres cubes de guillage, cet acide ayant été maintenu, au moins partiellement, à l’état libre, par l’addition de 0",2 d’acide chlorhydrique.

Ces chiffres ne sont pas absolus. Ils peuvent varier avec la qualité de la levure, avec la nature du moût, avec la température. Ils peuvent varier aussi, comme nous l’avons vu, avec la nature de la substance fermentescible, n’ôtre pas les mêmes, par exemple, sur une solution de glucose et de sucre candi. Jusqu’ici, en effet, nous n’avons pas eu à nous préoccuper des effets de diastases, dont l’intervention eût encore compliqué les phénomènes. Nous aurions vu se manifester alors une autre influence, celle du mode opératoire. Nous pouvons être assurés, par les résultats consignés au chapitre XIII, que l’effet d’un paralysant de la sucrase ne serait pas le même, si on l’ajoutait îi la dissolution de sucre cristallisable avant l’addition de la levure de bière, ou après que celle-ci aurait eu le temps de transformer tout ou partie du sucre en glucose. Bref, on voit, par cette courte discussion, qu’il n’y a rien de variable comme les effets observés avec ce procédé expérimental sur l’action des antiseptiques, et qu’il n’y a rien à conciure de général des travaux nombreux où il a été employé. Nous nous croyons donc autorisé à les passer sous silence.

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