ROLE DU SUCRE DANS LA FERMENTATION ALCOOLIQUE

Nous venons de voir une partie du sucre distraite de la production de l’alcool pour donner de la glycérine et de l’acide succinique. Un court instant de réflexion prouve que son rôle ne peut pas être borné là, au moins dans les fermentations dans lesquelles on met une trace de levure comme semence, en présence de sucre, de matières minérales et d’un sel ammoniacal. On peut retirer d’un pareil liquide, une fois la fermentation terminée, des cellules vivantes et actives, en poids très notablement supérieur à celui de la semence, et formées d’une enveloppe de cellulose, dans laquelle se trouvent renfermées une masse protoplasmique azotée et des matières grasses. On trouve en outre, dissoute dans le liquide, une matière organique qui n’y existait pas auparavant. Cette cellulose et ces matières grasses ne peuvent provenir que du sucre ; la matière azotée est aussi un résultat de la réunion de l’azote du sel ammoniacal avec des produits provenant du sucre; et il est évident que tout le sucre, consacré à ces divers usages, est perdu pour la production d’alcool, comme celui qui a servi à faire la’glycérine et l’acide succinique.

11 est vrai que nous n’avons pas, apnon, le droit d’assimiler une fermentation lente et pénible, comme celle qui s’accomplit dans les conditions que nous venons d’indiquer, avec celles qui s’accomplissent dans de l’eau de levure ou dans les jus végétaux. Mais nous allons voir que, là aussi, nous allons retrouver le même phénomène, plus difficile à mettre en évidence à cause de la moins grande simplicité du point de départ, mais avec les mêrhes caractères;

Formation de» matière» srasses» — La présence de ces matières a été signalée depuis longtemps par Braconnot dans la lie, qui n’est guère autre chose que la levure du vin. M. Payen en a trouvé 2 p; 100 dans la levure dé bière et M. Nægeli encore davantage. On sait du reste qu’il y en a dans tous les végétaux. D’où vient celle que la levure possède?

En mettant une trace de levure comme semence dans un milieu ne renfermant que de l’eau, du sucre candi très pur et de l’extrait d’eau de levure traité à plusieurs reprises par l’alcool et l’éther, M. Pasteur a obtenu une fermentation régulière) et recueilli à la fin quelques grammes de levure formée aU

DUCLAUX. — CHIMIE BIOLOGIQUE

moyen de substances ne renfermant pas la plus petite quantité de matières grasses. Or cette levure renfermait néanmoins 1 ou 2 p. 100 de corps gras facilement saponiflables et à acides gras cristallisables. C’est donc le même résultat que dans le liquide de tout à l’heure, et nous sommes conduits à admettre que, dans un cas comme dans l’autre, c’est aux éléments du sucre que la matière grasse de la levure est empruntée.

Formation de la cellulose. — Nous allons arriver à la même conclusion pour la cellulose. Le problème est ici un peu plus difficile à cause de la difficulté qu’on éprouve à doser cette substance. On pourrait éluder cette difficulté en opérant comme précédemment, en ensemençant une trace de levure dans un liquide convenable, et en procédant au dosage approximatif de la cellulose dans la levure résultant de la fermentation. Toute celle qu’on trouverai serait évidemment de création récente.

M. Pasteur a abordé le problème autrement. Avec un poids de levure représentant 2*',626 à l’état sec, il fait fermenter 100 grammes de sucre dissous dans 750 centimètres cubes d’eau pure, et recueille à la fin de la fermentation 2®'',965 de levure sèche. Il fait alors bouillir de six à sept heures, dans de l’acide sulfurique étendu de 20 fois son poids d’eau, d’un côté, ces 2'', 965 de levure sèche; de l’autre, un poids de.levure fraîche égal à celui qu’il avait employé dans son expérience, c’est-à-dire à 2*'’,626.-

L’acide sulfurique laisse un résidu insoluble azoté et transforme en sucre là cellulose. Le résidu est desséché et pesé, le sucre dosé par la liqueur de Fehling, Voici les nombres trouvés :

Poids Poids Proportion Poids de sucré. Proportion

de levure. du résidu azoté, pour 100, (cellulose). pour 100.

Avant fermentation. . . 2*', 626 0s‘',391 14,8 O»', 532 20,2

Après fermentation. . . 2 ,963 O ,634 21,4 O ,918 31,9

On voit non seulement que la quantité totale de cellulose a augmenté dans là fermentation, mais aussi que sa proportion dans la levure est devenue plus grande.

Nous retrouverons bientôt l’étude de ce second fait et aussi de ceux qui së rapportent au résidu azoté. Pour le moment, le premier seul nous intéresse^ Il nous prouve que dans la fermentation de 100 grammes de sucre avec 2", 626 de levure, il s’est fixé sur celle-ci environ 0,4 de matière hydrocarbonée, transformable par l’acide sulfurique étendu en sucre fermentescible.

C’est donc encore le même résultat que dans les fermentations accomplies dans un milieu purement azoté et minéral; et comme il est manifestement impossible de faire de la cellulose des globules, à la fin de notre fermentation) deux parts ayant chacune une origine distincte, on trouvera naturel d’admettre comme extrêmement probable, sinon comme certain, que la cellulose de tout globule de levure est constituée par les éléments du sucre.

ï'ormation des matières altiumiiioïdes. — Nous voici arrivés à “n point très délicat de cette étude. A propos des matières grasses et de la cel-

lulose, nous avons pu affirmer que les choses se passaient de la même façon quand le sucre fermente en présence d’un sel ammoniacal ou des matières albuminoïdes. Nous l’avons pu, parce que les matières grasses et la cellulose sont des individualités chimiques assez bien définies pour qu’on puisse les séparer, les doser et montrer qu’elles augmentent dans un cas comme dans l’autre.

Avec les matières albuminoïdes, cela ne nous est plus permis ; et lors même que nous constaterions que leur poids augmente pendant les fermentations ordinaires comme dans celles d’un liquide minéral et azoté, nous ne pourrions pas en conclure que les éléments du sucre sont intervenus dans leur formation, parce que ces matières sont en général des mélanges complexes de snbstances mal connues, et que rien ne prouverait que leur augmentation de poids n’est pas due à ce qu’eUes se sont mélangées, pendant la fermentation, d’un ou plusieurs corps particuliers, dont aucun n’aurait de relation avec la matière azotée proprement dite. La glycérine et l’acide succinique, par exemple, si on ne les avait pas isolés, compteraient comme résidu azoté, et il suffit d’appliquer dans ces conditions le raisonnement que nous supposons fait plus haut, pour voir combien il est vicieux pour la matière albuminoïde, après avoir été excellent pour les matières grasses et la cellulose.

Nous sommes donc obligés de laisser de côté la question de savoir si le sucre doit se fixer sur les matériaux albuminoïdel offerts aux globules pour les rendre de nouveau assimilables; en d’autres termes, si le sucre entre dans la constitution de la matière azotée du globule. Si nous songeons à ce qui se passe dans les fermentations avec un sel ammoniacal, où le sucre intervient nécessairement, nous sommes conduits à résoudre cette question dans le sens affirmatif; mais il nous manque pour cela, dans le cas général, des preuves solides.

Quoi qu’il en soit, nous n’avons pas besoin d’entrer aussi intimement dans la connaissance du phénomène pour atteindre le but que nous poursuivons, et qui est d’établir une sorte de balance de comptes entre les phénomènes de la fermentation. Nous n’avons qu’à nous demander s’il y a pendant la fermentation une augmentation du poids des matériaux de la levure autres que ceux pour lesquels nous venons d’en constater; en d’autres termes, si l’augmentation totale du poids de la levure dépasse celle de la cellulose et des matières grasses.

Augmenta tioii €le poitls» de la levure |ieu€laiit la fermentation. — Le fait de l’augmentation de poids de la levure, quand elle produit une fermentation dans un liquide organique approprié, est de connaissance ancienne et vulgaire. On retire du vin de grandes quantités de lie sans avoir visiblement introduit aucune trace de levure. Dans la fabrication delà bière, où le brasseur est obligé d’ajouter de la levure pour éviter que la fermentation ne dévie, il en recueille 5 ou 6 fois plus qu’il n’en a semé ; et il pourrait, à la rigueur, en récolter proportionnellement bien davantage, car théoriquement sa semence pourrait être composée d’une seule cellule vivante.

Mais on a cru longtemps que les choses étaient tout autres quand la levure produisait une fermentation sur du sucre dissous dans de l’eau pure. Les résul-

tits de Thénard, que nous avons signalés plus haut, avaient montré dans un cas 20 parties de levure réduites à 10, après avoir produit deux fermentations successives. On croyait que ce fait était le fait général, et on l’exprimait en disant que, dans ce cas, la levure agit en se détruisant, tandis qu’elle agit et se reproduit dans le cas de la fabrication de la bière.

Ce que nous savons déjà nous autorise à repousser l’établissement de cette différence théorique. La levure que nous mettons en présence d’une dissolution de sucre dans l’eau pure ne reste pas dans de l’eau pure. Aussitôt après son introduction, et plus rapidement si le liquide a des propriétés osmotiques, nous savons qu’elle cède au milieu environnant une partie de ses matériaux azotés et minéraux; de sorte que les globules nouveaux qui se forment se développent à l’intérieur d’un liquide organique approprié à leurs besoins, comme s’ils étaient plongés dans de l’eau de levure. Ce liquide peut être plus ou moins chargé qu’un autre, permettre un développement plus ou moins facile, plus ou moins abondant, mais il est partout de même nature, et la différence fondamentale que nous admettions tout à l’heure n’existe pas.

Voyons maintenant si la diminution de poids, qu’on dit avoir constatée dans ces conditions, est réelle. Pour le savoir, pesons la levure à l’entrée et à la sortie. Seulement, comme, pendant son séjour dans ce qui était primitivement de l’eau pure sucrée, elle a laissé se dissoudre des matériaux divers, albuminoïdes et salins, il sera j uste de mettre à son actif le poids de l’extrait que nous trouverons dans le liquide, débarrassé de l’acide succinique et de la glycérine que nous savons provenir du sucre. Le reste viendra évidemment de la levure, ou au moins, si on ne veut pas accepter cette distinction, sera à ajouter au poids de la levure, pour que la différence entre le poids total delà levure à la sortie et le poids de la levure à l’entrée nous donne la quantité de sucre qui s’est fixée sur les matériaux de la levure pendant la fermentation.

En opérant ainsi, nous allons nous convaincre que, dans la fermentation des sucres en présence de l’eau pure, la levure se reproduit et augmente de poids comme dans tous les autres cas.

Voici sur ce sujet le résumé des observations de AI. Pasteur :

390 ENCYCLOPÉBIE CHIMIQUE.

du

sucre

de levure lavée,

frais en pâte plus

do levure

desséchée

100 degrés

desséchée