CHAPITRE XLIX

FERMENTATION GLUCONIQUB

Nous avons vu deux êtres de formes analogues, aérobies tous deux, bien qu’à des degrés divers, présider, l’un à l’acétification de l’alcool, l’autre à la fermentation lactique du sucre. Nous allons en retrouver un de la même famille, doué aussi de propriétés oxydantes, et les exerçant sur des matériaux divers, parmi lesquels le mieux étudié est le glucose.

MIcrococcus obloiiiçus. Ktude morphologique. — M. Boutroux en a découvert le germe dans une bière. Récemment ensemencé à la surface d’un liquide convenable, il s’y présente sous la forme de cellules ovales ou sphériques, souvent étranglées en leur milieu, très turgescentes, ayant à leur intérieur une sorte de noyau assez net, fig. 91. Leurs dimensions sont variables.

Le petit diamètre atteint 39- chez les plus grosses. Elles sont ou isolées ou réunies en chapelets plus ou moins longs et sinueux, ou entassées en amas dans lesquels on retrouve comme une vague disposition géminée ou moniliforme. Aucune de ces cellules n’a de mouvements propres.

Quelques heures après l’ensemencement, on distingue à la surface du liquide un voile léger, qui devient blanc le lendemain, prend l’aspect velouté sur sa face inférieure, et le surlendemain, laisse pendre dans le liquide une multitude de petits filaments. Ce voile n’a aucun ténacité. La moindre agitation le disloque en lambeaux écailleux qui tombent au fond du vase.

Lorsque le microbe vieillit, sa grosseur diminue, son petit diamètre tombe à 1 ses formes deviennent moins nettes (fig. 92), on n’y distingue plus de noyau, la forme en chapelets devientplus rare, et les amas, le pointillé fin dont il tapisse

le champ du microscope est de plus en plus confus. Lorsque le milieu d’ensemencement est convenable, les grains disparaissent plus ou moins complètement, et l’on trouve a leur place des filaments grêles courbes, de formes tout à fait irrégulières, et d’une longueur tout à fait indéterminée. La fig. 92 en représente quelques formes dont une recourbée en huit, le tout mélangé à des cristaux aciculaires dont il faut connaître la forme, et dont nous allons bientôt indiquer la nature.

La différence d’aspect entre les grains et les filaments qui les remplacent est telle qu’on est toujours tenté de croire à deux espèces différentes, qui se seraient succédé dans le même liquide. Il n’en est rien. Si l’on ensemence ces filaments dans de l’eau de levure, on les voit pour ainsi dire s’égrener en chapelets d’articles étranglés comme ceux du ferment jeune. Ils représentent la forme vieillie de ce ferment, et s’ils se produisent dans certaines liqueurs et pas dans d’autres, c’est que les premières par leur nature propre, et par suite de conditions que nous allons avoir à étudier, sont mieux appropriées à l’existence du microbe, et lui permettent de vivre plus longtemps. On peut dire que la forme filamenteuse caractérise les cellules vieillies, la forme en grains indistincts, les cellules mortes jeunes. On ne connaît pas les spores dans cette espèce, pas plus que dans celle du mycoderma aceti, ou, en général, dans l’espèce micrococcus à laquelle appartiennent tout naturellement, d’après la convention faite au commencement de ce livre, les êtres de cette forme. Celui que nous étudions a été nommé par M. Boutroux, micrococcus oblongus.

Etude i>Iiy«ilolog'i(iue. — Oxygène. — Demandons-nous maintenant quels sont les besoins physiologiques de ce microbe, et tout d’abord, est-il aérobie ou anaérobie?

La forme de couche superficielle qu’il prend dans les liquides d’ensemencement indique qu’il est aérobie. Il absorbe en effet l’oxygène de l’air, et le remplace par un volume d’acide carbonique qui est un peu variable, mais est toujours inférieur au tiers du volume d’oxygène absorbé, et n’en dépasse pas d’ordinaire le ^ Nous le cultiverons donc en petit, dans les matras Pasteur, et en

grand, dans des fioles à large fond, ou le liquide sera en petite épaisseur. Celles dont la forme est représentée dans la fig. 93, sont particulièrement com- . modes sous ce rapport. Deux tubes, fermés chacun à leur partie supérieure par

Fig. 93.

un tube bourré de coton, donnent accès à de l’air filtré à l’intérieur du matras. L’aspiration produite de l’extérieur à l’intérieur par suite de l’absorption d’oxygène suffit en général, aidée de la diffusion, pour assurer l’alimentation gazeuse du microbe. Quand le volume du liquide est trop grand, comparé à celui de l’air, on peut, en mettant l’un des tubes à coton en communication avec un aspirateur, faire circuler très lentement dans le matras un courant d’air qu’on fait d’abord barboter dans l’eau pour le rendre humide, et qui se dépouille, par son passage sur le coton, des éléments d’impureté qu’il pourrait apporter avec lui.

Un court séjour dans l’acide carbonique ou dans l’air désoxygéné est d’ailleurs sans inconvénient pour ce mycoderme. Le développement s’arrête, pour reprendre lorsqu’il y a de nouveau de l’oxygène.

Aliments minéraux et azotés. — On n’a pas réussi à cultiver le microbe sur un milieu purement minéral. On ne sait donc pas quelles sont les substances salines dont il a besoin. Pourtant il semble, d’après quelques expériences que nous rencontrerons tout à l’heure, que la chaux lui soit indispensable. Mais des expériences directes peuvent seules nous renseigner sur ce point.

Quant aux aliments azotés, c’est l’eau de levure qui les présente sous la forme la plus favorable. On peut la remplacer assez bien par de l’eau de malt, ou de leau de foin, ou des décoctions de carottes et de navets. Le petit lait et l’urine donnent de mauvais résultats.

Aliment» liydrocarboné». — Le micrococcus oblongus paraît pouvoir vivre aux dépens de matériaux hydrocarbonés très divers. Nous n’envisagerons d’abord que son action sur les sucres. Celui qui est le plus rapidement attaqué est le glucose, puis vient le sucre interverti, puis le sucre candi; le sucre de lait reste inaltéré.

Le milieu de culture le plus favorable est donc une dissolution de glucose

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dans l’eau de levure. Les proportions les meilleures sont de un quart d’eau de levure, faite avec tO de levure et tOO d’eau, et de trois quarts de dissolution de glucose du commerce à 22 p. dOO, marquant environ 12° B. Le liquide doit être exposé à une température comprise entre 30 et 35°. Le microbe peut, il est vrai, se développer même à 10% mais son action est alors très lente; à 37° son développement est pénible, il devient impossible à 40». Une exposition de cinq jours à cette température suffit même pour tuer le microbe; à 83% il ne faut que dix minutes pour amener la mort du microbe vieux; s’il est jeune, il faut dix minutes a 60°.

Lorsque l’on rassemble pour une culture les conditions les plus favorables, que nous venons d’indiquer, et qu’on sème le microbe, on voit l’action commencer de suite. Le voile se développe, et la réaction neutre du liquide est remplacée par une réaction acide qui augmente de plus en plus. Mais l’acidité ne dépasse jamais une certaine limite, variable avec la nature du liquide, et en général éloignée de celle qui correspondrait à la transformation complète du sucre employé. C’est que, comme le ferment lactique, le micrococcus oblongus est gêné dans son développement par l’acidité qu’il crée autour de lui, et ici encore, on rendra l’action plus facile et plus complète en ajoutant au préalable, à la liqueur, un peu de craie destinée à la maintenir alcaline ou au moins faiblement acide.

Cette addition de craie se fera facilement en l’ajoutant au préalable dans le matras de la fig. 93, et en la stérilisant, par séjour dans une étuve à 130°, en même temps que le matras lui-même. Le matras refroidi, on y introduit, comme nous savons le faire, au moyen d’une pipette flambée, le liquide stérilisé a part; on s’assure, par une exposition de durée convenable à l’étuve, qu’aucune impureté n’a pénétré dans le liquide, et on l’ensemence seulement après cette épreuve.

On pourrait remplacer le carbonate de chaux par du carbonate de magnésie, de baryte, de strontiane, ou encore de zinc ; le carbonate de plomb même agirait comme les premiers, si le sel de plomb n’était pas un poison pour le micrococcus. C’est qu’il n’y a là en jeu qu’une question de saturation de l’acide. Cependant, en présence du carbonate de chaux, même lorsqu’on n’en met qu’une dose insuffisante, le degré d’acidité auquel le microbe peut amener le liquide est plus grand que dans un liquide sans carbonate. Comme il n’est pas douteux que ce degré maximum ne dépende de l’état de santé du microbe, on doit admettre, et c’est là l’expérience à laquelle nous faisions allusion plus haut, que les sels de chaux sont utiles au développement du micrococcus oblongus.

Proeessus de la fermentation. — Une fermentation étant mise en train comme nous venons de le dire, on voit au bout de trois ou quatre jours quelques bulles gazeuses sous le voile de micrococcus, et en agitant la craie déposée au fond du vase (ce qui paraît n’avoir aucun inconvénient pour la marche de la fermentation, bien qu’on disloque le voile), on en volt sortir des bulles d’acide carbonique. Ce gaz provient uniquement de l’attaque de la craie par l’acide produit. Il ne s’en dégage jamais quand il n’y a pas de carbonate de chaux. Malgré la craie, l’acidité du liquide est toujours notable, ce qui téraoi-

gne que l’acide est faible et n’attaque pas facilement le carbonate de chaux. Au bout de dix-huit à vingt jours environ, on n’observe plus de dégagement gazeux, même en agitant la craie. L’action n’est pourtant pas entièrement terminée. Vers le vingt-cinquième ou vingt-sixième jour, si le liquide a le degré de concentration que nous avons indiqué, on voit se déposer des cristaux audessus de la craie. Ces cristaux sont aciculaires, en général très ténus, quelquefois en tablettes allongées terminées ou non par des pointements. La flg. 92 les représente assez bien. A ce moment, on constate souvent un nouveau dégagement de gaz pendant l’agitation. L’épaisseur de la couche de cristaux augmente de jour en jour. Au bout d’un mois environ, il n’y a plus de dégagement gazeux par l’agitation, et les cristaux sont tellement abondants qu’ils ne laissent au-dessus d’eux qu’une très petite épaisseur de liquide limpide. La fermentation est alors finie. Si l’on ouvre le vase, on sent une odeur particulière, assez faible, voisine de celle du lait. La saveur est faible, également un peu laiteuse, mais nullement sucrée.

Produits de la fermentation. — La fermentation ne donne ni alcools ni acides volatils. Le sel en aiguilles est le sel de chaux d’un acide auquel M. Boutroux a trouvé la formule Cette formule est la même,

d’un autre, côté, que celle d’un acide que MM. Hlasiwetz et Habermann ont obtenu en 1870, en faisant absorber du chlore a du glucose, et en remplaçant ensuite le chlore par l’hydrogène au moyen de l’oxyde d’argent. Ils ont donné à cet acide, obtenu évidemment par une action oxydante, le nom d'acide gluconique. Pour rappeler l’origine du sien, M. Boutroux l’a appelé acide zymogluconique. 11 est probable que les deux acides sont identiques, sauf peut-être une différence dans les pouvoirs rotatoires, que la fermentation respecte certainement plus dans le glucose que l’action du chlore. Une autre différence résulte de ce que l’acide gluconique réduit la liqueur de Fehling, comme le glucose, tandis que l’acide zymogluconique, à l’état pur, semble sans action; mais comme la matière première réduit elle-même le réactif cupropotassique, et qu’elle est difficile à séparer complètement du produit de la réaction, il se peut que la réduction observée par MM. Hlasiwetz et Habermann soit due à une impureté. Peut-être aussi cette réduction est-elle en relation avec la différence supposée dans les pouvoirs rotatoires. En tout cas, il n’y a jusqu’ici aucune raison sérieuse de considérer ces deux acides comme différents.

La formation de l’acide zymogluconique aux dépens du glucose s’explique facilement par la formule suivante.

M. Boutroux s’est assuré que cette formule représente bien la réalité, et que l’action du microbe est par conséquent une simple oxydation au moyen de l’oxygène de l’air. Quant à l’acide carbonique dégagé, qui est d’ordinaire en petite quantité, on peut l’attribuer, comme nous l’avons fait pour le mycoderma aceti et le yfiycoderma vini , au travail respiratoire du microbe, qui vit et se développe aux dépens d’une partie des matériaux de la liqueur. Il ne peut le faire qu'cn en trans''crmant une partie en eau et en acide carbonique.

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ITIierococcus obloiigus et mycoderma acetl. — Le microbe que nous étudions ressemble, comme on voit, au mycoderma aceti par sa forme, son mode de développement en voiles superficiels, ses propriétés oxydantes, et ses allures générales. Ces ressemblances n’impliqueraient-elles point une parenté, ou même une identité absolue. C’est une question que M. Boutroux a essayé de résoudre, et sur laquelle, à raison de son importance, nous devons insister un instant.

Cherchons tout d’abord ce que devient le micrococcus oblongus sur un liquide alcoolique. En l’ensemençant sur de l’eau de levure additionnée de 2,5 p. tOO d’alcool environ, et acidifiée avec — d’acide tartrique, on le voit

se développer encore sous forme de voile, dont les articles sont plus grêles, moins gonflés, plus serrés les uns contre les autres que lorqu’ils vivent sur le sucre, mais conservent leur forme de cellules ovales étranglées par le milieu. En même temps l’alcool s’acétifie. Le titre acide paraît même pouvoir s’élever, lorsqu’on opère avec du vin ou de la bière étendue d’eau, au niveau des vinaigres ordinaires. Enfin, l'acide formé paraît être exclusivement de l’acide acétique, que M. Boutroux aurait probablement trouvé souillé d’une trace d’autres acides gras, s’il l’avait soumis aux procédés plus délicats que nous avons appliqués plus haut à l’étude des vinaigres.

Ainsi le micrococcus oblongus agit sur les liquides alcooliques comme le mycoderma aceti. Voyons maintenant comment se comporte le mycoderma aceti au contact du sucre.

Un mycoderme trouvé sur du vin rouge s’est développé sur de l’eau de levure sucrée en y prenant d’abord des formes irrégulières, qui ont disparu dans les générations ultérieures, et en y développant une acidité qui est restée faible. En faisant la culture en présence de la craie, on voyait ce liquide se remplir d’aiguilles cristallines et identiques d’aspect à celles de la figure 92, qui sont celles de la fermentation normale. Le rapport de la chaux dissoute au glucose disparu, qui donne une mesure grossière de l’équivalent de l’acide formé, était le même que dans la vie du micrococcus au contact du sucre.

Ainsi les deux êtres exercent des actions identiques, qui paraissentne dépendre que de la nature du substratum, et qui passent de l’une à l’autre sans qu’il soit besoin d’une adaptation préalable, car après plusieurs générations sur de l'eau sucrée ou de l’alcool, les deux microbes se comportent de la même façon quand on les sème sur de l’alcool ou de l’eau sucrée. La première culture du mycoderma aceti sur un milieu sucré présentait les mêmes caractères chimiques que la treizième, et ces caractères étaient les mêmes que ceux du micrococcus, soit que ce dernier eût toujours vécu sur les milieux sucrés, soit* qu’il eût été cultivé préalablement huit fois dans des milieux alcooliques où il faisait fonction de ferment acétique.

D'autres variétés de mycoderma aceti ont présenté les mêmes ressemblances d’action physiologique avec le micrococcus oblongus. Que faut-il en conclure? Uniquement ceci, que le micrococcus oblongus est une espèce du genre mycoderma aceti. Nous savons déjà que ce genre en compte plusieurs, différentes par leurs formes, leurs dimensions, l’aspectde leurs voiles, la puissance de leurs

actions oxydantes. Le micrococcus oblongns en est une nouvelle, et quand la science sera faite sur ces questions, les noms de ces êtres divers devront traduire leur parenté et leurs diverses allures, leur genre prochain et leurs différences spécifiques. A ce point de vue, leurs noms actuels sont mal choisis, Le mot micrococcus- ne dit rien sur la propriété de ces êtres de se développer en voiles superficiels, ce qui implique l’existence chez eux d’une propriété oxydante. De son côté, le mot mycoderma aceti a le tort de définir une fonction chimique, qui bien qu’importante, n’est pas, comme nous venons de le voir, essentielle chez l’être qui la possède. Mais la science, nous l’avons dit, n’est pas encore assez avancée pour songer à se faire une nomenclature. Tant que les faits découverts et les êtres étudiés sont peu nombreux, ils supportent une classification artificielle; quand nos connaissances seront plus multipliées, il faudra songer à les coordonner. En d’autres termes, une classification naturelle n’est en général nécessaire que lorsqu’elle commence à devenir possible. Jusqu’à ce moment, il faut, suivant l’expression de Buffon, amasser des faits pour avoir des idées.

BIBLIOGRAPHIE

L. Boctboux, — Sur une fermentution nouvelle du glucose. Ann, de l’Éc, normale supér., 1880.

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