II

Ces tableaux nous fournissent plusieurs indications intéressantes.

Si nous examinons d’abord les colonnes V des deux premiers, nous reconnaissons :

1° Dans les dernières lignes de chacune d’elles, l’augmentation notable du poids de cellules vivantes qui résulte de la fermentation, ou plutôt de la vie en présence du sucre ;

2“ Dans l’augmentation proportionnellement très grande des chiffres relatifs [ au carbone, à l’hydrogène et à l’oxygène, le fait, que nous connaissions déjà, de la fixation sur les tissus de la levure d’un élément hydrocarboné;

3° Dans la diminution faible du chiffre de l’azote, un fait en relation avec ce que nous savons sur l’élimination de ce corps pendant la fermentation. Le phénomène est seulement ici peu marqué, la fermentation ayant été courte et rapide; mais la teneur en azote de la levure a notablement diminué pendant la fermentation, par suite de la fixation des éléments du sucre, signalée plus haut.

La comparaison des chiffres relatifs à l’azote dans les colonnes II et IV des deux mêmes tableaux montre que cet appauvrissement en azote a porté également sur les substances insolubles et les substances solubles dans l’eau bouillante, mais plus spécialement sur celles-ci. C’est encore un fait en rapport avec l’appauvrissement en azote de la levure et l’enrichissement du liquide dans les fermentations.

La comparaison des mêmes chiffres dans les colonnes I et III prouve ce que nous avions déjà signalé, que l’effet de la fermentation est de rendre soluble l’azote déposé à l’état insoluble dans les tissus de la levure.

Enfin il nous reste encore à signaler, comme résultat intéressant et imprévu.

406 ENCYCLOPÉDIK CHIMIQUE,

l’augmentation notable de la proportion et de la quantité absolue d’oxygène dans le résidu soluble, après la fermentation.

Si nous comparons maintenant, sous les mêmes points de vue, le premier et le dernier tableau, nous voyons d’abord, en rapprochant les derniers chiffres des colonnes V, qu’au lieu d’augmenter de poids, comme elle le faisait tout à l’heure, la levure a diminué pendant cette opération. La perte, ainsi qu’il est facile de s’en assurer, a porté surtout sur le carbone, et s’est à peu près également répartie sur le carbone du résidu soluble et sur celui du résidu insoluble. Ce fait est d’accord avec le dégagement constaté d’acide carbonique. Quant à l’oxygène, il a été sans doute fourni soit par l’air, soit par la levure elle-même.

Une petite erreur dans les chiffres de l’oxygène de l’une des colonnes I, III ou V empêche une conclusion plus précise; tout ce qu’on peut dire, c’est que la partie soluble, après fermentation et macération, est moins riche en carbone et plus riche en oxygène, plus brûlée par conséquent que la partie insoluble, tandis que c’est l’inverse dans la levure fraîche. L’effet de la vie, dans cet organisme microscopique comme dans les autres, est donc d’oxyder une portion des matériaux qui, à raison de leur solubilité, sont précisément les matériaux d’élimination.

Envisagés en eux-mêmes, les deux phénomènes, si différents en apparence, de macération et de fermentation, reviennent à oxyder la portion soluble dans l’eau chaude du globule aux dépens de l’autre partie. Ils se ressemblent donc sous ce point de vud.

Ils paraissent différer du tout au tout en ce qui concerne l’azote; ce corps ne paraît jouer aucun rôle actif dans le phénomène de la macération. C’est ce que la façon dont nous avons calculé les nombres des colonnes II et IV met tout à fait en évidence. Ces nombres se retrouvent à peu près identiques pour l’azote dans le premier et le troisième tableau, dans la composition centésimale des résidus. Ils diffèrent au contraire notablement dans le second tableau, mais il faut tenir compte de l’augmentation de poids due à l’adjonction en proportion notable des éléments du sucre, comme nous l’avons indiqué. Si l’on consulte la distribution pondérale de l’azote, pour éviter cette difficulté, on constate, malgré une petite erreur de chiffre qui est encore à signaler ici, que le passage de l’azote de la partie insoluble à la partie soluble est plus notable dans le cas de la fermentation que dans le cas de la macération, ce qui est encore d’accord avec ce qu’on aurait pu prévoir de la vie plus active de la levure dans le premier cas.

En résumé, le travail que nous analysons prouve par des chiffres quelques-uns des résultats et est d’accord avec quelques-unes des conceptions de nos études antérieures sur la fermentation. Il établit en outre entre les mutations qui se produisent chez la levure abandonnée à elle-même, ou mise en présence du sucre, des rapports bien dignes d’intérêt. Des deux grands phénomènes d’assimilation et de désassimilation qu’exige le maintien de la vie, le premier l’emporte chez la levure en présence du sucre, et entraîne le second dans son accroissement. Ce second phénomène est à son tour plus marqué dans la levure abandonnée à elle-même ; et bien que le premier ne disparaisse pas totalehient, car l’un ne peut aller sans l’autre, comme le nronve d’ailleurs la

OUCLAÜX. CHIMIE BIOLOGIQUE.

prolifération des cellules visible quelquefois au microscope, son influence et ses résultats sont complètement masqués par ceux du premier. Mais dans tous les cas, c’est la même vie qui continue, la même cellule qui assimile et désassimile ; et ce que nous venons d’apprendre confirme cette conclusion, en désaccord avec nos vues actuelles, que la décomposition du sucre en acide carbonique n’est pas un fait extérieur à la cellule, mais le résultat d’une action qui s’exerce profondément à l’intérieur de ses tissus, et qui, soit que la cellule se soit constituée une réserve alimentaire, soit par tout autre mécanisme, se continue après que le sucre a disparu, sans changer notablement de nature.

Dans tout ce qui précède, nous avons appliqué, à la suite de MM. Schutzenberger et Destrem, le mot de fermentation au phénomène qui se produit dans notre levure mise en contact avec le double de son poids de sucre. Ce mot peut induire en erreur sur la nature vraie de l’action qui se produit. La levure venant de l’air, mise dans un liquide aéré et avec aussi peu de sucre, est à peu près dans les conditions où nous nous sommes placés quand nous avons voulu cultiver chez elle le végétal, en supprimant le ferment. S’il y a fermentation et reproduction actives dans nos expériences actuelles, il y a aussi nutrition. Ce qui le prouve, c’est que le poids sec de cellules vivantes, avant et après fermentation, s’est accru, comme le prouvent les nombres du tableau qui précède, dans le rapport de 38,95 à 27,63, soit de 140 p. 100; et il faudrait augmenter ce nombre déjà très élevé, si l’on y faisait entrer, comme cela est nécessaire, le poids des matériaux de la levure solubles à froid et abandonnés par elle dans le liquide nourricier. 11 y a peut-être eu, en somme, dans ces expériences, pour 100 grammes de levure introduite, 150 ou 160 grammes de levure produite, dont 140 environ à l’état de cellules, et le reste en matériaux dissous. Ce sont là des proportions qui se rapprochent de celles que nous avons obtenues dans nos essais de reproduction et de culture de la levure végétale.

La seule différence est que, dans nos essais, nous donnions à la levure un aliment extérieur, tandis qu’actuellement elle est obligée, qu’elle ait du sucre ou qu’elle n’en ait pas, de vivre sur elle-même et sur les matériaux qu’elle apporte. De là cette sorte de liquéfaction du résidu primitivement insoluble, dont nous venons de démontrer l’existence, cette augmentation très notable du poids des éléments du globule solubles dans l’eau chaude, et cette diminution proportionnelle du poids de ce que MM. Schutzenberger et Destrem appellent résidu insoluble.

Ce dernier résidu décroît, même lorsqu’il y a présence du sucre, mais un peu moins que lorsque la levure est abandonnée à elle-même. On peut, comme l’ont aussi montré MM. Schutzenberger et Destrem, le faire décroître davantage, et l'amener à être inférieur à ce qu’il est avec la digestion seule, en lavant à l’avance la levure employée, et la débarrassant ainsi, aussi bien que possible, de ses éléments solubles dans l’eau froide. Cette levure lavée, bien qu’ évidemment un peu atteinte dans sa vitalité, dégage encore de l’acide carbonique lorsqu’elle est délayée dans l’eau et mise à l’étuve. Mais ses mutations de tissus sont moins rapides qu’avec la levure non lavée. Mise en présence du sucre, elle se reconstitue de son mieux, et le même phénomène que tout à l’heure recominence, avec cette différence que les nouveaux globules, ayant moins d’azote à

leur disposition qu'avec la levure non lavée, épuisent plus profondément la matière azotée restée primitivement insoluble dans les globules du début, lors de leur lavage à l’eau froide. Le poids de la portion de ces globules, insoluble dans l’eau bouillante, après fermentation, peut alors devenir plus faible que dans le cas de la macération seule, parce que la vie a été plus active et a nécessité un épuisement plus parfait des matériaux disponibles. C’est ce que prouvent les nombres suivants, qui se rapportent à 100 grammes de levure fraîche lavée, et qui indiquent ce qu’est devenu, après transformation de 200 grammes de sucre en vingt-quatre heures, et après macération de vingt-quatre heures, le poids total du résidu insoluble et la quantité d’azote qui y est contenu.

Levure Levnre Leviire

initiale. aprèsfermentation. après macératien.

Résidu insoluble dans l’eau bouillante. . . ISs’',*

Azote contenu . . 1 ,89S

Perte en résidu . i

On voit que la perte totale et la perte en azote sont plus grandes dans le cas où il y a du sucre, mais il n’y a là, quoi qu’en disent MM. Schutzenberger et Destrem, rien qui soit en désaccord avec notre manière de concevoir le phénomène. La proportion d’azote empruntée au résidu pendant la fermentation est énorme. Si l’on supposait qu’il fait partie d’une matière albuminoïde véritable, renfermant 15 p. 100 d’azote, le poids de cette matière albuminoïde serait de 6", 5, supérieur par conséquent à la perte réelle. De là la conclusion qu’il doity avoir eu un apport de matière de l’extérieur, venant évidement du sucre. Malgré l’incertitude évidente de ce mode de calcul, on voit que nous retrouvons ici la fixation du sucre sur la levure; et si MM. Schutzenberger et Destrem avaient mesuré, dans ce cas comme dans le précédent, l’augmentation totale de poids du résidu insoluble et du résidu soluble dans l’eau chaude, mieux encore, s’ils y avaient ajouté l’étude du poids de matière dissoute dans le liquide après fermentation, ce résultat eût été plus évident. La nutrition de la levure s'est produite dans ce cas comme dans tous ceux qui précèdent. Il n’y a de nouveau qu’une inégale intervention des éléments primitifs, les globules nouveaux ayant davantage recherché ceux dont ils avaient le moins à leur disposition. C’est là une notion qui est trop d’accord avec le sens général des phénomènes que nous étudions pour que nous ayons pu la négliger.

Produits de l’autoiiltagie de la levure. — Nous avons demandé à l’analyse élémentaire de la levure les renseignements qu’elle était seule en état de nous fournir, au sujet des migrations que subissent pendant l’autophagie les divers éléments du globule. Une analyse immédiate, bien faite et complète, nous conduirait certainement à des résultats plus intéressants, en nous montrant à la fois le combien et le comment de ces mutations. Malheureusement, elle est impossible dans l’état actuel de la science, et ne s’applique guère, et encore avec quelles incertitudes, qu’aux derniers produits de transformation vitale des matières albuminoïdes, à ceux qui, à raison de la moindre

DUCLAUX. — CHIMIE BIOLOGIQUE

complexité de leurs molécules, peuvent prendre l’état cristallin, sont plus ou moins assimilables aux amides, et précèdent immédiatement les sels ammoniacaux dans l’échelle de destruction des matériaux azotés.

Toutefois, nous n’avons pas le droit de négliger ces données de l’analyse immédiate, malgré leur caractère imparfait. Nous allons donc abandonner de la levure « elle-même, comme l’ont fait M. Béchamp d’abord, M. Schutzenberger ensuite, pendant un temps suffisant pour que son épuisement physiologique soit porté à ses dernières limites, et nous étudierons les produits qu’elle aura laissés passer en dissolution dans le liquide qui la baigne ou qu’elle a exsudés. Il faudra seulement éviter l’intervention de cellules étrangères à celles de la levure; c’est un point sur lequel il faut dire tout de suite que ni M. Béchamp ni M. Schutzenberger n’ont assez insisté. M. Béchamp a compté, pour arriver à ce résultat, sur l’action de l’acide phénique, qui n’empêche pas, d’une façon absolue, des êtres nouveaux de s’implanter dans une masse de levure, mais qui surtout n’empêche pas d’agir les cellules de diverse nature que renferme toujours la levure de brasserie employée par ce savant. M. Schutzenberger employait aussi de la levure du commerce, mélangée quelquefois, comme il l’indique lui-même, de ferment lactique. Il ne la protégeait par aucun antiseptique, et se contentait de vérifier qu’à la fin de l’expérience la levure n’avait pas d’odeur putride. Mais l’envahissement d’une masse de levure par les ferments peut être complet avant que la putréfaction se développe, et même sans qu’il se développe aucune putréfaction. Toutefois, si ces causes d’érreur ont pu intervenir dans certains cas, et peuvent servir à expliquer certaines affirmations trop absolues, elles laissent intacts, croyons-nous, les faits que nous avons maintenant à résumer.

Travaux de M. Béclianip. — M. Béchamp a signalé dans les produits d’épuisement de la levure, outre l’alcool, de l’acide acétique, de l’acide carbonique, et aussi de l’azote dont l’existence normale nous paraît très douteuse :

1“ Une albumine différente de l’albumine des œufs et se rapprochant de la caséine, soluble comme elle dans le carbonate de soude après sa coagulation, précipitée de cette solution par l’acide acétique, comme la caséine;

2“ De la sucrase, qui était déjà connue;

3“ Une substance gommeuse fournissant de l’acide mncique sous l’action de l’acide nitrique, mais qui diffère de la gomme arabique en ce qu’elle est dextrogyre. Elle est saccharifiable par l’action de l’acide sulfurique étendu, mais plus difficilement que la gomme arabique. Elle ne réduit pas plus que la gomme le réactif cupropotassique, mais elle donne avec lui un coagulum volumineux, qui se contracte en une combinaison cuivrique bleue dès que l’on chauffe. Dans les mêmes conditions, la gomme ne donne rien de semblable. M. Béchamp a vainement cherché ce corps dans les produits de fermentation du sucre, et dans l’eau de levure fraîche. Il est probable qu’il faut le rapprocher des matières solubles dans l’eau chaude que nous avons rencontrées, au chapitre XXVI, dans les analyses de M. Nægeli. C’est un produit de la liquéfaction et de la désassimilation de l’enveloppe extérieure du globule de bière sous l’influence de l’inani-

lion, ce qui explique son absence, toute relative, remarquons-le, dans les circonstances signalées par M. Béchamp;

4° De la leucine et de la tyrosine qui avaient déjà été signalées par MM, Mullei et Hesse dans les produits de la levure putréfiée, mais non dans les produits de la cellule de levure abandonnée à elle-même;

5° Enfin un résidu sirupeux incristallisable qui a été soigneusement étudié par M. Schuteenberger.

Travaux de M. Scluitzenberger. — La levure sur laquelle M. Schut zenberger a opéré contenait, fraîche, 29 à 30 p. iOO de matière solide. Elle abandonnait au lavage à l’eau bouillante de 8 à 9 p. 100 de matériaux divers. Elle en abandonnait 17 à 18 p. 100, c’est-à-dire environ 10 p. 100 en plus, après avoir été abandonnée sous l’eau, pendant douze à quinze heures, à une température de 3b° à 40”.

Ce dernier liquide de lavage est concentré au bain-marie à consistance sirupeuse, et se prend, par refroidissement, en un magma cristallin qu’on fait bouillir pendant quelque temps, dans un ballon, avec un grand excès d’alcool à 92 degrés. 11 se sépare une masse poisseuse foncée qui se colle aux parois du vase, et qui contient de la tyrosine et une matière gommeuse identique à celle de M. Béchamp. La solution alcoolique évaporée donne, par refroidissement, un abondant dépôt de leucine, mélangée d’un peu d’une matière sulfurée et de tyrosine.

Lorsque, par une nouvelle évaporation, il ne se dépose plus de leucine, on distille les eaux-mères au bain-marie pour chasser l’alcool, on étend d’eau le résidu, et on l’additionne d’eau de baryte pour éliminer les phosphates. On enlève l’excès de baryte dans le liquide filtré, au moyen d’acide carbonique. On fait ensuite bouillir avec un excès d’acétate de cuivre. Il se forme un précipité floconneux. On filtre, on ajoute de l’alcool en excès et au besoin de l’acétate de cuivre ; on obtient ainsi un nouveau précipité blanc bleuâtre soluble dans l’eau, et qu’il faut laver avec de l’alcool étendu. Ce précipité, traité par l'hydrogène sulfuré qui sépare le cuivre, fournit encore un peu de gomme.

Le liquide qu’on en a séparé par filtration est distillé pour en chasser l’alcool, traité par l’hydrogène sulfuré pour en séparer le cuivre, concentré ;et repris par l’alcool, qui ne laisse qu’un résidu de leucine, probablement mélangée d’un peu de butalanine. Le liquide alcoolique ne laisse à son tour, comme réidu, qu’un sirop incristallisable azoté et de saveur sucrée, dont l’étude n’a pas été poussée plus loin.

C’est le précipité floconneux que nous avons obtenu tout à l’heure par ébullition avec de l’acétate de cuivre, qui est le plus riche en éléments nouveaux, et fait l’intérêt du travail de M. Schutzenberger. On le lave à l’eau chaude, et on le traite à chaud par l’acide chlorhydrique étendu, où il se dissout presque complètement, à l’exception de flocons noirs de sulfure de cuivre. La solution chlorhydrique filtrée chaude dépose, par refroidissement, une grande partie de la combinaison cuivrique qu’elle avait dissoute.

Le dépôt, lavé et décomposé par l’hydrogène sulfuré, fournit de la carnine qu’on purifie par dissolution dans l’eau chaude, et cristallisation par refroidis-

DUCLAUX. — CHIMIE BIOLOGIQUE

sement, en décolorant au besoin par un peu de charbon animal lavé. Cette carnine C’H^Az'O® avait été découverte par Weidel dans l’extrait de viande Liebig, ce qui prouve qu’elle est le résultat de la vie d’autres cellules vivantes que celles de la levure. Elle se transforme en sarcine sous l’influence de l’acide azotique ou de l’eau de brome.

Aussi, lorsqu’on dissout, dans de l’acide nitrique, au lieu d’acide chlorhydrique, le précipité floconneux fourni par l’acétate de cuivre, et qu’on précipite ensuite par l’ammoniaque et le nitrate d’argent, on obtient, en lavant d’abord avec de l'eau ammoniacale le précipité blanc produit, et en le faisant ensuite cristalliser par refroidissement dans de l’acide nitrique bouillant à 12° B., un corps blanc qu’il suffit de décomposer en présence de l’eau par l’hydrogène sulfuré pour en isoler la sarcine. Le liquide filtré est concentré après addition d'ammoniaque; la sarcine se sépare en fines aiguilles quand l’excès d’ammoniaque est parti. Mais cette base est sans doute le résultat de l’oxydation qu’a subie pendant l’opération, sous l’influence de l’acide nitrique, la carnine, qui est toujours prédominante dans le précipité cuivrique, et elle ne doit pas être comptée, jusqu’à plus ample informé, parmi les éléments de désassimilation du globule de levure.

Il n’en est pas de même de deux autres bases qu’on trouve dans l’eau-mère chlorhydrique qui a déposé la combinaison cuivrique de carnine. Privée de cuivre par l’hydrogène sulfuré et concentrée, cette eau-mère fournit, d’abord, des cristaux bien caractérisés de chlorhydrate de xanthine, puis, par concentration du liquide décanté à froid, des cristaux de chlorhydrate de guanine, d’où on extrait la guanine, en précipitant par l’ammoniaque, qui dissout l’excès de xanthine pouvant encore s’y trouver.

M. Schutzenberger n’a pas décelé d’autres bases que celles que nous venons d’éruimérer. Il n’a réussi à trouver ni urée, ni acide urique, ni créatine, ni créatinine. Il n’a pas recherché la présence de l’inosite ni de l’acide inosique.

Nous sommes donc obligés de borner là notre étude sur les produits cristallisés de l’épuisement de la levure. Pour en compléter les enseignements, nous aurions encore à examiner la filiation des produits que nous avons découverts, et la façon dont on peut les faire dériver les uns des autres. Mais c’est là une notion que nous n’avons pas encore assez d’éléments pour développer. Elle trouvera plus naturellement sa place à la fin de l’étude sur les ferments des matières azotées; et la conclusion à laquelle elle nous conduira sera, comme nous le verrons, tout à fait d’accord avec celle à laquelle nous a amenés, dans le présent chapitre, notre discussion des résultats de l’analyse élémentaire, à savoir, que les produits d’autophagie de la levure sont le résultat d’oxydations successives, avec adjonction, dans certains cas, des éléments de l’eau, subies par les matériaux constitutifs de la cellule.

Relation rtes pliénoanèncs il’autoiiliagSe avec les phéiio» mènes iie vie normale. — Nous avons, pour terminer ce sujet, une dernière question à nous poser. L’autophagie de la levure est-elle un fait essentiellement distinct des phénomènes de la vie normale. Nous avons déjà quelques raisons de croire que non. Nous avons vu que les deux modes de vie passaient

insensiblement de l’un à l’autre, et se succédaient sans qu’on pùt observer dans l’aspect de la levure et son mode de prolifération, rien qui traduisît à l’œil le changement d’existence; nous avons vu aussi que les produits étaient les mômes dans les deux cas, et que pendant l’autophagie les proportions d’alcool et d’acide carbonique étaient très voisines des proportions normales. Nous pouvons ajouter qu’il en est de même pour les produits secondaires de la fermentation, tels que l’acide acétique que nous avons trouvé formé dans les deux modes d’existence. Enfin les corps dont nous venons de constater la formation pendant l’autophagie se retrouvent presque tous dans les liquides de fermentation normale; et si nous ne les avons pas recherchés surtout dans ces liquides, de beaucoup plus abondants comme matière première, c’est qu’ils y sont en somme moins abondants et, par suite, moins faciles à isoler.

Une seule différence paraît séparer ces deux modes d’existence, c’est la nature de la source à laquelle ils puisent. Dans la fermentation normale, c’est évidemment le sucre qui est consommé. Mais quel est l’aliment dans l’autophagie? Nous avons vu M. Schutzenberger trouver dans la levure une matière sucrée, mais elle est évidemment en trop faible quantité pour pouvoir expliquer le phénomène. Dans ses premiers travaux sur ce sujet curieux qu’il avait découvert, M. Pasteur avait cru pouvoir attribuer les proportions assez notables d’acide carbonique et d’alcool qu’il avait observées, à la consommation et à la destruction d’une portion de la cellulose des vieux globules, que les jeunes détruiraient en vertu de la puissante activité vitale inhérente à la jeunesse. Cette explication n’était ni imprévue, ni isolée ; quand un noyau de datte germe, il y a certainement une partie de sa cellulose liquéfiée pour servir à la nutrition de la jeune plante.

Dans sa critique des travaux de M. Pasteur, Liebig confirma d’abord le fait de la production d’alcool pendant l’autophagie, et trouva même au phénomène une activité dont.il nous faut prendre une idée en lui empruntant quelques-uns de ses nombres :

I. 1500" de levure délayée avec soin dans de l’eau et équivalant à 147 grammes de levure sèche

ont donné, au bout de dix-huit heures, 11 gr. 98 d'alcool anhydre.

II. 1200"= 48,9 de levure sèche donnèrent au bout de 36 heures, 6,28 d’alcool.