RAPPORTS DE L’OXYGÈNE AVEC LA LEVURE

La conclusion à laquelle nous sommes arrivés dans le chapitre précédent nous oblige a étudier, de plus près que nous n’avons pu le faire jusqu’ici, les rapports de l’oxygène avec la levure. Nous ne les avons examinés jusqu’ici, et encore superficiellement, qu’à un point de vue, le point de vue physiologique. Nous avons indiqué les relations qui lient la privation d’oxygène à l’apparition du caractère ferment. Nous avons maintenant à essayer de saisir le mécanisme qui relie entre eux ces deux phénomènes. Si nous y réussissons, nous aurons, par cela même, échafaudé une théorie de la fermentation, d’ac cord avec tous les faits connus jusqu’ici, les rassemblant sous une formule unique, et utile à conserver dans la science comme une synthèse, jusqu’au jour où un nouveau progrès nous permettra de la remplacer par une autre plus compréhensive, pénétrant plus avant dans l’intimité de ce phénomène mystérieux. Il est probable que cette théorie nouvelle se déduira tout entière un jour, comme un simple corollaire, de l’idée que la science se sera faite du mécanisme de la vie dans une cellule vivante. Du moins tous les progrès que nous faisons nous conduisent, comme nous avons déjà eu occasion de le montrer, à cette assimilation, à ce point d’intersection de deux voies aujourd’hui distinctes, mais entre lesquelles nous allons pouvoir établir des chemins de traverse, et même des points de contact.

Resitiration de la levure. — Les études que nous allons résumer sur cet important sujet sont dues à M. Schutzenberger, et ont été faites en dosant l’oxygène par l’élégant procédé de MM. Schutzenberger et Risler, au moyen de l’hydrosulfite de soude.

De la levure fraîche en pâte abandonnée en suspension dans l’eau à la température ordinaire des fermentations, en absorbe complètement l’oxygène quelle remplace par de l’acide carbonique; et ce qui prouve qu’il s’agit bien ici, eon d’un simple phénomène d’oxydation, mais d’un fait vital, c’est qu’elle perd tout pouvoir lorsqu’elle a été, au préalable, chauffée à une température de 60”.

Nous savions déjà que la levure est un aérobie, et ce fait n’a pas le droit de

nous surprendre. Mais la levure peut aussi enlever l’oxygène à des substances qui le retiennent faiblement combiné.

Ainsi, quand on délaye de la levure fraîche, lavée ou non, dans du sang artériel rouge ou dans une solution d’hémoglobine saturée d’oxygène, on voit le liquide passer rapidement du rouge au bleu foncé et au noir; une simple agitation avec de l’air rend au sang sa couleur rutilante qui disparaît de nouveau, et ainsi de suite un grand nombre de fois, quand la levure est bien fraîche.

Il est évident, dans cette expérience, que les cellules de levure vivent aux dépens de l’oxygène combiné au globule sanguin, comme le font les cellules des tissus dans le corps des animaux. M. Schutzenberger a même pu simuler artificiellement les phénomènes de respiration à travers le réseau capillaire, en faisant circuler lentement du sang rouge à travers un système assez long de tubes creux, formés de baudruche mince, et immergés dans une bouillie de levure délayée dans du sérum frais, sans globules sanguins, maintenue à 3o”. On voit le sang sortir noir à l’autre extrémité, tandis qu’il reste rouge lorsqu’on supprime la levure.

L’oxygène de l’hémoglobine peut être enlevé, comme on sait, par l’action du vide; il n’est donc qu’à l’état de combinaison instable, et constamment en voie de dissociation. La levure ne semble pas pouvoir enlever l’oxygène aux corps qui le retiennent plus fortement. Du moins, elle est sans action sur le carmin d'indigo, que diverses espèces de bactéries décolorent avec la plus grande facilité, comme nous l’avons vu au chapitre VIII. Nous aurons à nous souvenir bientôt de ce fait.

De ce qui précède résulte la notion, chez la levure, d’une activité respiratoire que nous pouvons définir : la quantité d’oxygène consommée dans l’unité de temps par l’unité de poids, et mesurée par le procédé de MM. Schutzemberger et Rister.

Cette activité respiratoire paraît être la même à la lumière ou dans l’obscurité, mais elle dépend de la température. Très faible au voisinage de 10°, elle s’élève lentement jusqu’à 18°, plus rapidement ensuite pour atteindre vers 40° une hauteur maxima qu’elle conserve jusqu’au voisinage de 60°, point auquel elle retombe brusquement vers zéro, par suite de la mort de la levure.

Toutefois, tout en conservant cette marche générale dans les échantillons divers de levure, elle n’a pas la même valeur pour chacun d’eux, même lorsque, pour éliminer l’influence de la quantité variable d’eau qu’ils renferment, on ramène tout à 1 gramme de levure sèche. Mais les chiffres sont peu variables. Voici, pour fixer les idées sur leur ordre de grandeur, les résultats d’une expérience sur l’influence de la température :

Oiygène absorbé Oiygène absorbé

Températures. par t gramme par 1 gramme

de levure fraîche. de levure sbche.

4 isO

DUCLAÜX. — CHIMIE BIOLUCIQUE.

On peut admettre, en moyenne, qu’à la température ordinaire des fermentations, entre 20 et 25°, t gramme de levure, pesée à l’état sec, et abandonnée dans l'eau pure, transforme par heure en acide carbonique environ 5 centimètres cubes d’oxygène, pesant 7"''"',o. Ce chiffre peut s’élever jusqu’à 10 milligrammes, mais ne le dépasse pas.

L’activité respiratoire, telle que nous venons de la définir et de la mesurer, est naturellement indépendante de la masse de levure entrant en action ; elle paraît aussi ne pas dépendre de la quantité d’oxygène présente dans le liquide où l’on a délayé la levure. Il y a à peu près les mêmes quantités d’oxygène absorbées dans du sang renfermant 200 à 230 centimètres cubes d’oxygène par litre, dans de l’eau saturée d’oxygène, n’en renfermant de 15 à 18 centimètres cubes par litre, et dans l’eau ordinaire qui ne renferme que 7 à 8 centimètres cubes. Dans cette dernière, l’activité respiratoire reste constante, et, par suite, la quantité d’oxygène présente diminue proportionnellement au temps, jusqu’au moment où il n’y en a plus qu’environ 0°°,5 par litre. A ce moment, la fourniture n’est plus égale à la dépense possible , et l’activité respiratoire baisse brusquement.

Voilà un cas où l’activité respiratoire diminue faute d’oxygène, en voici un où elle diminue faute de levure. En délayant, dans 1 litre d’eau aérée, de 2 à 3 grammes de levure fraîche, la disparition de l’oxygène reste régulière jusqu’à la fin. Si on n’en délaye que 0",5 à 1 gramme, l’absorption du gaz se fait d’abord proportionnellement au temps, puis diminue assez rapidement et finit par devenir à peu près nulle, longtemps avant que tout l’oxygène ait disparu de la liqueur. Il est clair que c’est alors le principe oxydable qui manque, parce que la levure n’en apporte avec elle qu’une quantité limitée.

De quelle nature est ce principe oxydable? L’expérience montre qu’il est surtout contenu dans les matières que le lavage à l’eau froide enlève à la levure. Ainsi lavée, la levure montre une activité respiratoire plus faible qu’à l’état frais, et qui n’augmente que peu à peu au fur et à mesure que la cellule se crée, par le mécanisme que nous avons appris à connaître au chapitre précédent, de nouveaux matériaux solubles. Au contraire, la même levure lavée, délayée dans de l’eau aérée oùl’on ajoute son eau de lavage, recouvre à peu près son activité respiratoire initiale, lors môme que l’eau de lavage a été, au préalable, portée à l’ébullition.

11 ne faudrait pas tirer de là la conclusion que de la levure abandonnée longtemps à elle-même, et soumise à l’autophagie, a, d’un bout à f autre du phénomène, la même activité respiratoire. Nous savons, en effet, que ce procès vital est un procès d’inanition qui l’affaiblit et se termine par sa mort. En d’autres termes, il ne suffit pas, pour qu’il y ait respiration active, qu’il y ait en présence des doses suffisantes d’oxygène et de substance oxydable ; il faut encore que la cellule soit vivante et active , car c’est elle qui est la cause déterminante du phénomène, celle sans laquelle l’oxygène et la matière oxydable resteraient sans action, Le fait que cette activité vitale, traduite par la dépense d’oxygène, est plus faible dans la levure inanitiée, est tout à fait d’accord avec le caractère que, dans le chapitre précédent, nous avons donné à ce phénomène. Nous allons voir fiiiau fond, tous les faits que nous venons de constater se rapportent, ainsi e.ncvclop, chim. 27

qu’il était facile de le prévoir, à de la levure dans cet état d’inanition, et que toutes les variations que nous avons constatées sont attribuables à la même cause.

Respii'atioii de la levure en fermeutatloïi. — Nous savons déjà que, mise dans un liquide sucré exposé à l’air, la levure absorbe l’oxygène en se reproduisant abondamment. Mais il nous faut maintenant comparer, autant qu’il est possible de le faire, l’activité respiratoire qu’elle a dans ces conditions avec celle qu’elle manifestait dans les essais de tout à l’heure.

Adressons-nous d’abord pour cela à la levure très aérobie que nous avons étudiée au chapitre XX sous le nom de mycolevure, et revenons à l’expérience de ce chapitre où nous avons vu de la mycolevure se former aux dépens d’une trace impondérable de semence, en produisant à peu près, en acide carbonique, une fois et demie le poids de levure final. Comme il n’y a pas eu, dans cette expé^ rience, d’alcool produit en quantité sensible, tout cet acide carbonique pro^ vient de l’action directe de l’oxygène de l’air. D’après son poids, le poids de l’oxygène qui l’a formé était donc égal à peu près égal au poids de la levure à la fin de l’opération, qui n’a pas duré trois jours. En admettant qu’elle se soit faite entièrement avec le poids final de levure, ce qui est certainement exagéré, on trouve que chaque gramme de mycolevure sèche a dû absorber par heure, au minimum, 15 milligrammes d’oxygène. C’est un chiffre supérieur à ceux que nous trouvions tout à l’heure, et il s’agit là d’un liquide purement minéral et de mauvaises conditions d’existence.

Mettons-nous dans de meilleures conditions en introduisant un jus sucré, additionné d’une trace de levure, dans un matras de verre, à fond très. plat, que nous fermerons à la lampe, et dont nous analyserons l’air après quelques heures de séjour à l’étuve. Je trouve dans une expérience de M. Pasteur, faite avec de l’eau de levure sucrée, que, pour la production de 0"',03b de levure, il a été consommé, en quinze heures, à 25", 14'°, 5 de gaz oxygène; cela donnerait 414 centimètres cubes ou 625 milligrammes d’oxygène pour 1 gramme de levure sèche, et encore ce nombre est-il probablement trop faible ; car il est impossible que, dans les conditions de l’expérience, il n’y ait pas quelques cellules de levure formées à l’abri de l’air, par exemple, celles qui se trouvaient à la partie inférieure du dépôt.

Acceptons pourtant ce chiffre, et rapportons-le d’abord au poids de levure final, ce qui, comme tout à l’heure, nous conduira à des nombres minimum ; nous voyons que 1 gramme de levure, en une heure, a consommé plus de 40 milligrammes, soit ^ de son poids d’oxygène.

C’est un nombre plus élevé qu’aucun des précédents. Nous allons être conduits à l’élever encore en analysant de plus près le phénomène. Imaginons pour cela que nous connaissions la loi de multiplication de la levure dans les conditions dans lesquelles nous l’avons placée, c’est-à-dire en présence d’une quantité d’oxygène assez grande et assez bien renouvelée pour que les cellules en aient toujours trouvé à leur disposition la quantité nécessaire, et n'aient pas eu à se le disputer les unes aux autres.

DUCLAUX. — CHIMIE BIOLOGIQUE

Connaissant la loi de multiplication d’une ceEule unique, il est facile de la représenter par une courbe dans laquelle les abscisses seraient les temps écoulés depuis l’ensemencement, et dont les ordonnées seraient les nombres de cellules ayant pour origine la cellule initiale.

Ces ordonnées seraient à leur tour proportionnelles à la quantité d’oxygène consommée dans chaque unité de temps , d’où il résulte que la quantité totale d’oxygène consommée pendant la durée de l’expérience serait représentée proportionnellement par l’aire de la courbe comprise entre l’axe des temps et l’ordonnée finale. En divisant maintenant cette quantité totale par la durée de l’expérience, on obtient une évaluation approximative de l’activité respiratoire, et du poids moyen des cellules entrées en action.

Expériences de M. Hansen. — Nous trouvons précisément, dans un travail de M. Hansen, des nombres représentant la loi de multiplication d’une cellule unique dans un liquide où on faisait passer un courant d’air continu. Nous choisissons une expérience où la multiplication des cellules n’a pas été trop rapide, parce que nous verrons bientôt que, lorsqu’elle l’est trop, il n’y a pas de courant d’air suffisant pour donner aux globules tout l’oxygène qui leur serait nécessaire.

Les évaluations de M. Hansen ont été faites à l’aide des procédés employés pour la numération des globules du sang, en opérant sur un volume toujours le même du liquide fermentant. Les chiffres ci-dessous donnent les nombres de cellules existant dans ce volume de liquide à diverses époques. Les deux dernières colonnes indiquent ce que deviendraient ces chiffres s’il n’y avait eu à l’origine qu’une seule cellule en^mencée, et les durées de la multiplication :

Chiffre Nombres Temps

des cellules. proportionnels, de l’expérience.

23 mai. 41 1 O

Si on tient compte de ce que, à la fin de l'expérience, le liquide était déjà chargé de levure et que la multiplication a dû en être un peu gênée, on voit que les quantités de levure formées sont à peu près proportionnelles au carré des temps, ce qui donne, en appelant P le poids final de levure, T la durée de l’expérience, p le poids à un moment quelconque t, l’unité de poids étant le poids de la semence, l’expression

comme représentant approximativement la loi de multiplication de la levure dans les conditions ci-dessus indiquées.

hès lors l’aire de la courbe comprise entre l’origine et l’ordonnée T est

Ce qui revient à dire que tout s’est passé comme si, pendant la durée de

l’expérience, il y avait eu, à respirer, une quantité j de levure, soit le tiers du poids final.

L’activité respiratoire de la levure, dans notre évaluation de tout à l’heure, n’était donc guère que le tiers de ce qu’elle aurait dû être, et nous voici amenés à conclure que 1 gramme de levure, respirant en pleine liberté, dans un liquide sucré et du reste favorable à son développement, peut consommer par heure environ 120 inilligrammes d’oxygène, soit environ le ^ de son poids. Notre chiffre est certainement approximatif, mais il est probable qu’il pèche plutôt par défaut que par excès. En tous cas, il est quinze fois plus grand que celui que nous avions pu conclure des expériences de M. Schutzenberger.

Cette différence n’a pas de quoi nous surprendre. De la levure en pleine activité et en pleine reproduction dans un liquide sucré et aéré ne peut se comporter comme de la levure inanitiée dans de l’eau pure. Ce qu’il faut surtout remarquer, et ce qui amène à réfléchir, c’est l’énormité du chiffre, qui est de beaucoup supérieur à celui qui représente l’activité respiratoire des divers tissus animaux ou végétaux. 11 est même notablement plus grand que celui des globules sanguins. Les expériences de MM. Voit et Pettenkofer ont montré qu’un homme de vingt-huit ans, du poids de 60 kilogrammes , soumis à un régime mixte et à un travail modéré, consommait en vingt-quatre heures 709 grammes d’o.xygène. En admettant qu'il y ait eu dans le sang de cet homme environ 1 kilogramme de globules sanguins pesés à l’état sec, ce qui ne s’éloigne pas beaucoup de la vérité, on trouve que ces globules consomment en moyenne par

heure environ 30 grammes d’oxygène, soit seulement ^ de leur poids. C’est a

peu près quatre fois moins que des globules de levure.

Ce n’est pas dans un intérêt purement théorique que nous venons d’établir, par des chiffres précis, la puissante activité respiratoire des globules de levure lorsqu’ils se reproduisent : nous avons à en tirer des conséquences importantes. Mais comme le sujet est délicat, nous y pénétrerons pas à pas, en consultant à chaque instant l’expérience pour savoir si nous ne nous égarons pas.

Aération «lu i'ermciitesicible. — Nous avons examiné avec

soin, au chapitre XX, finfluence qu’exercent, sur ce que nous avons appelé le pouvoir ferment de la levure, l’aération du liquide, celle de la levure et même celle de la semence. Le moment est venu d’étudier l’influence qu’exerce l’aération de ces trois éléments sur la multiplication des cellules. Cette question, bien que liée à la première par des liens que nous aurons à préciser, en est pourtant indépendante, et môme nous savons déjà que le pouvoir ferment de la levure varie en sens inverse de la puissance de prolifération. Examinons de près ce qui se passe pour cette dernière.

La prolifération rapide de levure que nous venons de constater tout à l’heure, et sa puissance d’absorption pour l’oxygène, sont deux phénomènes connexes et qui exercent l’uii sur l’autre des répercussions réciproques. De la levure plus aérée

DUCLAUX. — CHIMIE BIOLOGIQUE

se multiplie davantage, et en absorbe d’autant plus d’oxygène. Quel que soit le lien entre les deux phénomènes, nous pouvons conclure que de deux liquides identiques, l’un abandonné à lui-mème, l’autre soumis à un courant d’air, c’est dans ce dernier que la reproduction des globules sera la plus énergique. Voyons si l’expérience est d’accord avec cette induction.

Les nombres ci-dessous, empruntés au travail cité plus haut, de M. Hansen , et obtenus par la méthode que nous avons indiquée, donnent une idée de la rapidité de reproduction des globules de levure dans une liqueur aérée et non aérée.

Dans un liquide en repos, la multiplication est donc beaucoup plus lente que dans un liquide soumis à un courant d’air. La liqueur non aérée de M. Hansen renfermait pourtant de l’air, ainsi qu’en témoigne la prolifération assez active de l’origine; mais la multiplication est devenue ensuite plus lente, et la différence avec la liqueur non aérée a été en s’exagérant dans les deux cas.

Partant de là, on peut prévoir que lorsqu’on déposera, comme on le fait d’ordinaire pour mettre en train une fermentation alcoolique, de la levure dans un liquide sucré, il y aura k l’origine, aux dépens de l’air resté dans le flacon ou dissous dans le liquide, une prolifération active qui ira en se ralentissant peu à peu. La durée de cette prolifération rapide sera plus grande à basse température qu’à température élevée; par contre, son activité sera moindre, de sorte qu’au bout de quelques jours l’équilibre sera a peu près rétabli, et que la proportion de levure formée pour une même quantité de liquide nourricier, et pour des circonstances extérieures identiques, sauf la température, sera à peu près la même dans tous les cas.

C’est une conclusion que M. Pedersen à pu déduire de ses expériences sans en avoir, à ce qu’il semble, bien compris la cause. En évaluant par les procédés ordinaires de numération de globules du sang, l’accroissement du nombre des cellules de levure basse par unité de temps à diverses températures, il a trouvé les nombres suivants :

Augmentation du nomlre des cellules.

Le premier jour. Le second jour.

Le maximum, à •23'’, est atteint le premier jour; le second, à 13°, mais, dans les

deux cas, au bout de huit jours, les différences sont à peu près effacées, et le nombre des cellules est devenu vingt fois plus grand environ que celui de la semence.

Nous voyons, en d’autres termes, et dans une fermentation unique, se manifester, dans un temps plus ou moins court, tous les phénomènes que nous avons analysés de près au chapitre XX; au commencement, reproduction active de la levure, combustion du sucre, et pouvoir ferment très faible ou même nul. Au fur et à mesure que l’oxygène disparaît de l’air du flacon ou de l’intérieur du liquide, la prolifération diminue et devient très faible, et la fermentation régulière commence à l’aide des cellules de la semence, de celles qui se sont formées pendant les premières heures, et de celles qui continuent à se former sans cesse pendant la fermentation, sans qu’il soit possible de trouver de différences quelconques à établir entre la nature, le mode d’existence et de prolifération de ces diverses catégories de cellules.

Une dernière considération trouve naturellement sa place ici. Les besoins d’oxygène sont tellement grands chez la levure, que celui qu’on lui laisse dans la pratique ordinaire de la mise en train des fermentations sera très rapidement absorbé, sans qu’il faille pour cela un poids de levure bien considé ■ rable. Pour peu que la température soit favorable, la fermentation s’établira, l’acide carbonique chassera les dernières traces d’oxygène, il se formera à la surface du liquide une couche de gaz lourd au travers duquel la pénétration de l’oxygène sera difficile, et en résumé, lors même qu’une fermentation est mise en train dans un liquide aéré, et dans un flacon où on a laissé de l’air, elle ne met pas longtemps à s’établir et à se poursuivre dans un milieu à peu près débarrassé d’oxygène.

Aération de la levure. — Ce milieu que ta levure se crée est-il très favorable à son développement. Nous savons déjà que non, et ce que nous venons d’apprendre nous permet de penser que nous rendrions la multiplication plus active, et, par un effet réflexe, la fermentation plus rapide, en aérant le liquide pendant la fermentation.

Cette question de l’aération des moûts a été très étudiée, et résolue dans des sens très divers. Qu’une aération bien faite s’accompagne d’une multiplication plus abondante des cellules, c’est ce dont témoignent hautement les résultats de M. Pasteur, les évaluations numériques de M. Hansen, les pratiques industrielles de la production de la levure pressée, dont nous aurons à parler bientôt. Il n’en est que plus surprenant de voir que cette influence a été niée, et même affirmée en sens contraire. Une revue, même rapide, des travaux nombreux et contradictoires que la science possède sur ce sujet n’aurait aucun intérêt ; il sera plus court de dire à quelles causes d’erreur sont venus se heurter la plupart de ceux qui ont conclu à l’influence nulle ou dépressive de l’air sur la marche de la fermentation.

Nous avons d’abord le droit de rejeter en bloc tous ceux, et ils sont nombreux, où l’expérience a porté sur ün liquide artificiel, sucré par exemple, et additionné de sels minéraux peu propres àla reproduction des globules de levure. Il est clair qu’il ne sert à rien de fournir en abondance, en excès même, un

aliment, l'oxygène, si les autres aliments sont rares ou font défaut, ou s’ils sont difScilement assimilables. Il y a plus. Dans ces liquides inféconds, où la fermentation est toujours très lente, il reste toujours de l’oxygène, et en en amenant de nouveau, on change à peine les conditions de prolifération de la levure.

Restent à envisager seulement les expériences faites sur les liquides très nutritifs, le moût de raisin, le guillage de bière. La cause la plus fréquente d’erreurs avec ces derniers a été l’insuffisance de l’aération. Une insufflation d’air pendant quelques minutes, une ou deux fois par jour, ne peut beaucoup changer les conditions de milieu. La levure, il est vrai, absorbe rapidement l’oxygène qu’on lui offre, nous allons le voir bientôt, mais elle ne peut en absorber, d’après les expériences de M. Schutzemberger qu’une quantité limitée; et tout celui qu’on a introduit en excès est bientôt entraîné au dehors par le dégagement d’acide carbonique, très abondant dans ces liquides appropriés.

Je relèverai enfin une dernière cause d’erreur dans le choix des moyens adoptés pour apprécier l’efficacité de l’aération. Le seul critérium acceptable est l’augmentation du poids de levure et la diminution du temps total de la disparition du sucre. Les variations dans tes proportions d’alcool, auxquelles on s’est souvent adressé, n’ont rien à faire avec la solution de la question. Elles peuvent être nulles entre deux fermentations, l’une ayant duré quinze jours, et l’autre huit seulement par suite d’une aération plus parfaite. Elles peuvent être de sens inverse à celles qu’on aurait le droit de supposer dans deux moûts de vin ou de bière dont l’un a pu fermenter plus complètement que l’autre, parce qu’il aura été en contacta la fln;avec une levure plus jeune et mieux aérée.

Si j’ajoute enfin qu’il y a de nombreux mémoires où l’auteur semble ne s’être pas préoccupé de la différence notable de température qu’amène dans un liquide l’aération au contact de l’air ou par insufflation, et n’en a pas moins bravement conclu à la nullité d’une action qu’il avait laissée emmêlée dans une foule d’autres, je crois qu’il me sera permis de tirer de l’étude consciencieuse que j’ai faite de tous ces mémoires la conclusion qu’il n'en est aucun qui infirme les faits précis que j’ai eu l’occasion d’exposer plus haut. Nous verrons du reste bientôt combien de pratiques industrielles sont liées à l’activité reproductrice que l’oxygène imprime à la levure.

Voici d’ailleurs, pour terminer ce qui est relatif à ce sujet, une observation de M. Pasteur, restée, je crois, inédite, et tout à fait probante. Lorsqu’on installe une fermentation dans les conditions relatées p. 258 de ce livre, c’est-à-dire lorsqu’on introduit dans un liquide sucré, privé d’air, une levure déjà vieillie, nous avons dit que la fermentation devenait interminable. Le dégagement d’acide carbonique se fait par bulles de plus en plus petites et de plus en plus rares, et finit par cesser complètement. Si alors, en ouvrant le robinet qui ferme le'col du ballon J de la fig. 47j on fait arriver au haut du tube une bulle d’air imperceptible, grosse comme un grain de millet, l’oxygène qu’elle contient se dissout rapidement et se diffuse dans le liquide. Moins d’une heure après, dans ce liquide saturé d’acide carbonique, le dégagement de gaz a repris de l’activité et dure pendant quelques jours, puis s’arrête de nouveau pour être réveillé par une nouvelle

elle aussi petite que la première. Rien ne témoigne mieux que cette expérience

à la fois de l’influence de l’air sur la levure, et des petites quantités d’oxygène qui suffisent pour cela.

Aération «le la seincncc. — Il faut dire pourtant que, dans cette expérience, le mécanisme de l’action incontestable qu’on observe est plus délicat et plus profond que dans toutes nos expériences antérieures. Il faut le rapprocher, non del’impulsion que l’air donne à la multiplication desglobules delevure, mais de cette influence plus intime, que nous avons étudiée au chapitre XX, et qui fait que la levure, plongée dans un liquide tout à fait désaéré, ne peut continuer à y vivre que si elle a eu récemment le contact de l’air, ou bien provient, par un nombre de générations toujours très petit, d’une cellule qui a eu ce contact. L’idée de réserve alimentaire ou protoplasmique, ’a laquelle les chapitres précédents nous ont habitués, peut légitimement et de nouveau intervenir ici, et nous pouvons dire que toute levure périt lorsqu’elle n’a pas pris elle-même à l’air, ou reçu en héritage de ses ascendants directs, une dose minimum d’oxygène libre ou faiblement combiné, que l’expérience montre être très petite, mais ne pouvoir être totalement absente.

Cette idée de réserve protoplasmique d’oxygène est d’accord avec les faits que nous avons signalés en délail, au chapitre XX, sur l’influence que pouvait avoir, sur la marche d’une fermentation, la durée plus ou moins longue de la vie delà semence à l’abri du gaz oxygène ; elle est d’accord aussi avec l’aspect que la levure présente au microscope suivant qu’elle a eu récemment ou depuis longtemps le contact de l’air. Quelques-unes des planches de ce livre, et quelques-uns des faits qui y sont énoncés nous ont familiarisés avec ces différences d’aspect. Dans les globules qui ont eu le contact de l’air, le protoplasma est fluide, d’aspect doux, rempli de vacuoles plus transparentes. Dans le globule vieilli, il est condensé en granulations plus réfringentes, et ne remplit pas l’enveloppe de cellulose, de sorte qu’entre le contenu et le contenant existe une ligne assez large qui simule une double enveloppe.

A ces différences d’aspect correspondent à leur tour des différences dans la puissance et le mode de développement. Pour en donner une idée, je ne saurais mieux faire que d’emprunter à M. Pasteur une remarquable page où se trouve tracée, à propos d’une expérience que nous n’avons pas encore citée, une synthèse de tous ces phénomènes.

« Ensemençons, dit M. Pasteur, un liquide fermentescible; la levure se développe, et la fermentation se manifeste. Celle-ci dure plusieurs jours, après quoi elle s’arrête. Or je suppose qu’à partir du jour où la fermentation s’est accusée par la production d’un peu de mousse qui, peu à peu, fait blanchir la surface du liquide, on prélève, toutes les vingt-quatre heures ou à plus longs inter-f valles, une trace de levure déposée au fond du vase, pour la faire servir de semence à de nouvelles fermentations, toutes placées dans les mêmes conditions de température, de nature et de volume de liquide, et cela pendant un temps prolongé, même après que la fermentation mère sera achevée. 11 est facile de reconnaître que les premiers signes d’action dans les férmentations filles sont d’autant plus retardés que le jour de prise de la semence est plus éloigné du début de la fermentation mère. En d’autres termes, le temps néces.saire à la

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germination de la semence et à la production du poids de levure, qui provoque les premières manifestations de la fermentation, varie avec l'état de la semence, et est d’autant plus long que les globules de cette semence sont plus éloignés de l’époque de leur formation. Il faut autant que possible, dans ces expériences, que les prises successives de levure soient d’égal poids ou d’égal volume, parce que les fermentations se déclarent d’autant plus vite, toutes choses égales, qu’on emploie une plus grande quantité de levure pour semence, j « Compare-t-on au microscope l’état des prises successives de la levure, on reconnaît facilement que les cellules changent progressivement de structure. La première prise, faite tout au début de la fermentation mère, montre des cellules en général un peu plus volumineuses qu’elles ne seront plus tard, d’une tendreté remarquable. Leurs enveloppes sont d’une minceur extrême, leur proloplasma d’une consistance et d’une mollesse voisines de la fluidité, les granulations sous forme de points à peine visibles. Bientôt les contours des cellules deviennent plus fermes, preuve d’un épaississement de leurs enveloppes ; leur protoplasma s’épaissit également, les granulations s’accusent. Les cellules d’un même organe, chez l’enfant et chez le vieillard, ne doivent pas différer plus que les cellules dont nous parlons, prises dans leurs états extrêmes. Ces changements progressifs dans les cellules, après qu’elles ont acquis leur forme et leur volume, démontrent l’existence d’un travail chimique d’une intensité remarquable, pendant lequel leur poids s’accroît, quoique leur volume ne change pas sensiblement, fait que j’ai appelé souvent : « la vie continuée des globules déjà formés. » C’est ce qu’on pourrait qualifier de travail d’avancement en âge des cellules, à peu près comme on voit les êtres adultes continuer de vivre longlemps, même après qu’ils sont devenus impuissants à se reproduire et que leur volume ne change plus.

« Cela posé, on constate, je le répète, que, pour se multiplier dans un milieu fermentescible, hors de toute présence de gaz oxygène, les cellules de levure doivent être extrêmement jeunes, pleines de vie et de santé, encore sous l’influence de l’activité vitale qu’elles doivent à l’oxygène libre, quia servi à les former, que peut-être elles ont emmagasiné pour un temps. Plus vieilles, elles ont beaucoup de peine à se reproduire sans air et elles vieillissent de plus en plus ; si elles se multiplient, c’est sous une forme bizarre et monstrueuse. Plus vieilles encore, elles restent absolument inertes dans un milieu dépourvu d’oxygène libre. Ce n’est pas qu’elles soient mortes; en général, elles peuvent se rajeunir merveilleusement bien dans ce même liquide, si on les y sème après l’avoir aéré. Je ne serais pas surpris que, dans l’imagination d’un lecteur attentif, surgissent en ce moment certaines vues préconçues au sujet des causes et de l’explication de ces grands mystères de la vie des êtres, que notre ignorance cache sous les expressions de jeunesse et de vieillesse; mais je n’ose m’y arrêter. »

Nous avons si souvent, dans le courant de ce livre, insisté sur les ressemblances profondes entre la vie des cellules de ferments, et de celles qui entrent dans la construction des animaux et des végétaux supérieurs, que ces vues hardies de M. Pasteur doivent commencer à nous paraître naturelles. Ce qu’elles ont pourtant de nouveau, c’est qu’elles portent sur un terrain où l’assimilation ost plus imprévue que sur un autre. Si la levure diffère, en effet, des autres

cellules, c’est précisément en ce qu’elle n’a pas besoin d’oxygène libre, et que lorsque ce gaz lui manque, elle n’interrompt pas sa vie et peut en inaugurer une nouvelle toute différente en apparence; mais celte dissemblance profonde ne nous a pas empêché, pas plus ici que dans le chapitre précédent, à propos des éléments solides, de mettre en évidence des ressemblances caractéristiques. Comme d’autres végétaux, la levure peut respirer l’oxygène libre pendan qu’elle élabore de nouveaux tissus. Même lorsqu’elle est surtout ferment, elle a besoin d’une petite quantité de ce gaz. Elle a la propriété, comme nous le ver- ' rons au chapitre XXXIX, de pouvoir en faire provision dans ces tissus, avant de ' commencer à bourgeonner ou de manifester aucun phénomène de prolifération. Elle s’en fait donc une réserve qu’elle consomme parcimonieusement lorsqu’elle n’a pas le moyen de la renouveler, mais dont elle a un besoin absolu, et dont elle traduit la disparition par une mort apparente d’abord, réelle ensuite. En un mot, tout en pouvant vivre dans l’acide carbonique, elle n’en craint pas moins l’asphyxie.

BIBLIOGRAPHIE

ScHUTZEMBERGER. — Les ferme}itatio7is. 1 vol. de la Bibl. scient, internat. G. Baillère, 1875.

— Revue scientifique, 1879, p. 909.

Pasteur. — Études sur la bière. Paris, Gauthier-Villars, 1876.

Hansen. — Sur rinfluenco de l’introduction de l’air atmosphérique pendant la fermentation.

Meddelelser fra Carlsberg Laboratoriet, Copenhague, 1880.

Pedersen. — Recherches sur quelques facteurs qui ont de l’influence sur la propagation de la levure basse du Sacckaromyces cerevisiæ. Meddelelser fra Carlsbet'g Laboratoriet, Copeshague, 1880.

— Influence de l’introduction de l’air atmosphérique pendant la fermentation. Ibid.

DUCLAUX. — CHIMIE BIOLOGIQUE