Vasculose

7â,39 Cellulose et paracellulosc. 79 35

FllEMY. — CHIMIE DES VÉGÉTAUX.

MÉTHODE GÉNÉR'aLE d’aNALYSE DU TISSU DES VÉGÉTAUX

L’analyse immédiate des tissus des végétaux présentait une difficulté que tous les chimistes comprendront; elle avait, en effet, pour but de déterminer la composition d’un tissu qui est composé d’éléments insolubles dans les dissolvants neutres, et de continuer son analyse au delà du point où d’habitude elle s’arrête et devient impuissante, faute de méthodes certaines pour les séparations et les dosages des corps insolubles.

Cependant, en faisant usage avec mesure de quelques réactifs énergiques, j ai été assez heureux pour résoudre la question que je m’étais proposée, et j’affirme que, si un botaniste veut bien soumettre à mon examen le végétal le plus complexe, je déterminerai facilement sa composition, et j’isolerai les principes qui le composent : en un mot, je ferai l’analyse immédiate d’un tissu, tel que celui qui constitue le bois, comme, en chimie minérale, nous faisons l’analyse d’un minerai.

Tout le monde comprend l’importance de cette question d’analyse chimique qui intéresse à la fois l’anatomie végétale, la chimie pure et ses applications industrielles : lorsque, en effet, la composition du squelette des végétaux sera bien connue, on pourra suivre l’apparition et le développement des principes qui le constituent; il sera facile alors d’apprécier leurs transformations ou le rôle qu ils jouent dans la végétation et même de guider les différentes indu.stries qui utilisent les fibres des végétaux.

L’analyse chimique des tissus doit également venir en aide aux botanistes qui s occupent d’anatomie végétale; on sait aujourd’hui que les déterminations microscopiques seraient absolument insuffisantes si elles n’étaient pas contrôlées par l’étude des caractères chimiques qui appartiennent aux éléments constituants de ces tissus ; l’observateur qui négligerait dans ce cas les enseignements que la chimie peut lui donner s’exposerait aux plus graves erreurs.

Avant de doser les corps divers qui forment le tissu végétal, j’ai dû les isoler d’abord à l’état de pureté et déterminer leurs caractères.

11 est résulté de ces recherches d’analyse qualitative que les principaux tissus des végétaux, après leur épuisement par les dissolvants neutres, sont constitués par Vassociation organique des corps suivants :

1" Les corps cellulosiques (cellulose, paracellulose, métacellulose).

2° La vasculose.

3° La cutose.

4” La pectose.

3“ Le pectale de chaux.

6° Les substances azotées.

V Les matières minérales diverses.

Ce premier point étant établi, je me suis appuyé, dans la détermination ana-

ENCYCLOP. CIIIM. 2

ENCYCLOPÉDIE CHIMIOUE.

lytique de chacun de ces éléments des tissus végétaux, sur leurs propriétés générales que j’avais constatées précédemment et que je rappellerai ici.

Corps cellulosiques. — Je fais rentrer dans ce groupe les éléments du tissu lies végétaux qui se dissolvent sans coloration dans l’acide sulfurique bi-hydraté, en produisant de la dextrine et du sucre, qui ne sont pas sensiblement altérés parles dissolutions alcalines et qui résistent pendant longtemps à l’action des oxydants énergiques.

Le réactif de Schweitzer, c’est-à-dire le composé ammoniaco-cuivrique bien connu des chimistes, m’a permis de distinguer, parmi les corps cellulosiques, au moins trois variétés différentes, que je désignerai sous des noms particuliers pour éviter toute confusion.

r Lacellulose. — Je conserve ce nom, donné par Payen, au corps cellulosique qui se dissout immédiatement dans le réactif cuivrique; il constitue en grande partie les poils de la graine du cotonnier etle tissu utriculaire de certains fruits.

2" La paracellulose. — Ce corps cellulosique ne se dissout dans le réactif cuivrique qu’après l’action des acides; c’est lui qui forme les tissus utriculaires de certaines racines et les cellules épidermiques des feuilles.

3» La mélacellulose. — Cette variété de corps cellulosiques est insoluble dans le réactif cuivrique, même après l’action des acides ; elle se rencontre principalement dans les tissus des champignons et des lichens : c est la fungine de Braconnot.

Dans l’analyse du tissu des végétaux, pour déterminer la première variété de cellulose, je fais usage directement du réactif cuivrique : pour apprécier la seconde, le réactif cuivrique n’est employé qu’après l’action des acides; quant à la métacellulose, je la caractérise par son insolubilité dans le réactif cuivrique.

Lorsque je veux apprécier, dans un tissu végétal, la proportion totale de corps cellulosiques, sans distinguer les unes des autres leurs différentes variétés, je traite immédiatement le tissu par l’acide sulfurique bi-hydraté qui opère leur dissolution.

La vascülose. — J’ai désigné sous ce nom la substance qui constitue en grande partie les vaisseaux et les trachées. La vascülose accompagne ordinairement, dans les tissus des végétaux, les corps cellulosiques, mais elle en diffère complètement par sa composition et ses propriétés. Elle contient plus de carbone et moins d’hydrogène que la cellulose ; c’est elle qui, dans les tissus végétaux, soude et réunit souvent les cellules et les fibres. Elle se présente quelquefois à l’extérieur des tissus, sous la forme d’une membrane résistante, continue et cornée.

On peut dire que c’est la vascülose qui forme la partie lourde des tissus ligneux. Elle est abondante dans les bois durs et dans les concrétions pierreuses des poires; les coquilles de noix et de noisettes, les noyaux d’abricots en contiennent souvent plus de la moitié de leur poids.

I,a vascülose est insoluble dans l’acide sulfurique bi-hydraté et dans le réactif cuivrique : elle ne se dissout pas à la pression ordinaire, dans les dissolutions alcalines, mais elle entre eu dissolution dans ces mômes liqueurs alcalines, lorsqu’on fait agir la pression. Cette propriété iqiporlanle est utilisée dans 1»

fabrication du papier de paille et de bois. La vasculose se di.ssout rapidement dans les corps oxydants, tels que l’eau de chlore, les hypochlorites, l’acide azotique, l’acide chromique, les permanganates, etc. Les oxydants, avant de dissoudre la vasculose, la changent en un acide résineux soluble dans les alcalis.

C’est sur l’ensemble de ces propriétés que j’ai basé la détermination analytique de la vasculose.

Lorsque, dans l’analyse d’un tissu végétal complexe, je veux séparer la vasculose d’avec les corps cellulosiques, j'ai recours à l’acide sulfurique bi-hydraté, qui ne dissout que les corps cellulosiques et laisse la vasculose a l’état insoluble, l-e réactif cuivrique exerce la môme action.

Lorsqu'au contraire je veux dissoudre la vasculose et doser directement les corps cellulosiques, je soumets, à froid, pendant plusieurs heures, le tissu organique à l’action de l’acide azotique étendu de son volume d’eau, qui n’agit • pas d’une manière sensible sur les corps cellulosiques, tandis qu’il transforme la vasculose en acide résineux jaune, soluble dans les alcalis. Je reprends alors le tissu par une dissolution alcaline qui dissout l’acide jaune que l’acide azotiques produit, et qui laisse les corps cellulosiques à l’état de pureté.

La cdtose. — J’ai donné ce nom à la substance qui constitue la membrane fine et transparente que les parties aériennes des végétaux présentent à leur surface : c’est l’association de la cutose et de la vasculose qui forme ce tissu que M. Chevreul a décrit sous le nom de subérine.

La cutose présente quelques caractères communs avec la vasculose : elle résiste comme elle à l’action de l’acide sulfurique bi-hydraté; mais elle en diffère par sa solubilité, à la pression ordinaire, dans les dissolutions étendues ou carbonatées de potasse et de soude. Elle contient plus d’hydrogène et de carbone que la vasculose. En outre, la cutose soumise à l’action de l’acide azotique produit de l’acide subérique, comme je l’ai constaté avec M. Urbain ; cette propriété n’appartient pas à la vasculose.

Dans le dosage de la cutose ou dans sa séparation d’avec les corps cellulosiques et d’avec la vasculose, je fais usage d’abord du réactif cuivrique et ensuite de la potasse, agissant ’a la pression ordinaire et ensuite sous-pression ; le premier réactif dissout les corps cellulosiques, le second attaque la cutose, et le dernier opère la dissolution de la vasculose.

La cectose. — Ce corps est celui que j’ai fait connaître dans des mémoires précédents; il est insoluble dans l’eau, mais il devient soluble et se transforme en pecline, par l’action des acides étendus.

Pour reconnaître et môme pour doser la pectose qui se trouve ordinairement dans les tissus utriculaires des fruits et des racines, il suffit de soumettre à chaud, le tissu organique à l’action de l’acide chlorhydrique étendu ; il se forme alors de la pectine qui entre en dissolution dans l’eau et que l’on peut précipiter par l’alcool.

Le pectate de chaux. — Ce sel est souvent la base d’un tissu qui se présente sous la forme d’une membrane continue servant, comme dans la moelle de certains arbres, à relier les cellules entre elles : ce qui le prouve, c’est qu’eu décomposant, par un acide, ce pectate de chaux, le tissu se désagrège immédiatement et las cellules sont mises en liberté.

Pour déterminer le pectate de chaux contenu dans les tissus des végétaux, je les traite à froid, par l’acide chlorhydrique étendu, qui décompose le pectate de chaux, dissout la chaux et laisse l’acide pectique à l’état insoluble; le résidu est repris par une dissolution étendue de potasse qui forme un pectate soluble que l’on décompose ensuite par les acides.

Quant AUX corps azotés et aux substances inorganiques qui se trouvent dans les tissus, je n’insiste pas ici sur leur dosage, parce qu’il se fait par les méthodes ordinaires. Les corps azotés sont dissous dans les alcalis ; les substances inorganiques se trouvent dans les cendres après la calcination.

Telle est la marche à suivre dans l’analyse du tissu des végétaux; je la résumerai en l’appliquant à l’analyse du tissu végétal le plus complexe, qui est le tissu ligneux dans lequel on peut rencontrer à la fois les corps cellulosiques, la vasculose, la cutose, la pectose et le pectate de chaux; on reconnaîtra que quelques réactifs suffisent pour isoler ces différents principes immédiats, et que ces réactifs sont précisément ceux qui servent dans l’analyse minérale.

L’acide chlorhydrique étendu et froid décompose le pectate de chaux et met en liberté l’acide pectique, que l’on peut doser alors facilement au moyen des alcalis.

L’acide chlorhydrique étendu et bouillant transforme la pectose en pectine que l’on précipite par l’alcool.

Le réactif ammoniaco-cuivrique dissout la cellulose.

L’acide chlorhydrique bouillant rend la paraeellulose soluble dans le réactif cuivrique.

L’acide sulfurique bihydraté dissout les corps cellulosiques.

La potasse étendue et bouillante dissout la cutose.

La potasse sous pression opère la dissolution de la vasculose.

L’acide azotique étendu rend la vasculose soluble dans les dissolutions alcalines.

Cette méthode d’analyse étant trouvée, il s’agissait de l’appliquer à l’étude des différents organes qui constituent les végétaux.

COMPOSITION CHIMIQUE DU SQUELETTE DES VÉGÉTAUX

Le but de ce travail, que j’ai publié en collaboration avec M. Urbain, est de montrer comment on peut se servir de la méthode analytique que je viens de décrire, pour isoler, à l’état de pureté, les différents éléments qui constituent les tissus des végétaux, pour les caractériser nettement, et môme pour en déterminer les proportions avec quelque exactitude.

Les corps qui forment le squelette des végétaux sont principalement, comme je l’ai dit, la pectose et ses dérivés, les substances cellulosiques sous leurs différents états homériques, la cutose et la vasculose.

Avant toute détermination analytique, nous épuisons d’abord les tissus par les dissolvants neutres.

Pour doser la pectose, nous la transformons en pectates par l’action des carbonates alcalins, et nous décomposons ces pectates par l’acide chlorydrique, qui précipite l’acide pectique gélatineux et insoluble.

l’armi les substances cellulosiques qui se trouvent dans les tissus des végétaux, nous avons distingué la cellulose, la •paracellulose et la mélacellulose.

Ces corps cellulosiques présentent un caractère commun ; c’estleur solubilité, sans coloration, dans l’acide sulfurique concentré; leurs propriétés distinctes sont les suivantes :

La cellulose se dissout immédiatement dans le réactif ammoniaco-cuivrique.

La •paracellulose ne se dissout dans le réactif cuivrique qu’après l’action des acides.

La me'faceWwfoierésiste à l’influence du réactif cuivrique, même après l’action des acides; en outre, l’acide azotique et les hypochlorites la dissolvent rapidement.

Ces caractères nous ont permis de reconnaître et de doser les corps cellulosiques.

La vasculose est la substance qui forme la partie principale des vaisseaux; elle accompagne presque toujours les corps cellulosiques; elle lie entre elles les fibres et les cellules; ses caractères analytiques sont nets et ne permettent pas de la confondre avec les substances cellulosiques : elle est insoluble dans le réactifammoniaco-cuivrique,même après l’action desacides; elle resistependant longtemps à l’acide sulfurique concentré; elle est attaquée rapidement par le chlore, par les hypochlorites et par les oxydants, tels que l’acide azotique, l’acide chromique, le permanganate de potasse, etc. La vasculose produit, sous ces différentes influences, des acides résineux solubles dans les alcalis, et peut ainsi être séparée des corps cellulosiques : les alcalis caustiques agissent à chaud 11 sous pression sur la vasculose et la dissolvent; c’est par cette méthode qu’on piepare aujourd’hui delà pâte à papier, en enlevant la vasculose qui existe dan.« le bois et dans la paille, au moyen de la sonde caustique.

La cutose (1) est cette membrane transparente qui recouvre les organes ^éiiens des végétaux : elle n’est dissoute ni par l’acide sulfurique concentré ni Par le réactif cuivrique ; elle est attaquée par tous les agents d’oxydation, et pourrait être, sous ce rapport, confondue avec la vasculose; mais l’action des olcalis caustiques établit une différence marquée entre ces deux substances. Tandis que la vasculose n’est attaquée par les alcalis caustiques que lorsqu’ils Agissent à chaud et sous pression, la cutose se dissout rapidement, a la pression ordinaire, dans les dissolutions alcalines étendues.

Les caractères que nous venons de rappeler nous ont permis de doser les principes qui constituent les tissus des végétaux, et d’obtenir les résultats O-oalytiques que nous allons faire connaître.

Nos analyses ont porté sur les tiges, les racines, les feuilles, les fruits et ^es graines.

(t) Nous avons préparé la cutose qui nous était utile pour nos recherches, en opérant sur les feuilles d’agave que notre savant confrère, M. Naudin, nous a envoyées, et qu’il a trouvées en abondanec dans son beau jardin d’Antibes, qu’il cultive, comme on le sait, avec tant do profit pour la science.

Analyse des liges.

Dans les liges, nous avons analysé séparément le bois, le parenchyme de la moelle et l’enveloppe subéreuse.

Vasruloae

Vasculosc. et paracolliilose.

Peuplier. 18 64

Chêne. 28 53

Buis. 34 28

Ébène. 35 20

Gaïae. 36 21

Bois de fer. 40 27

Ces analyses démontrent que, dans les bois, la proportion de vasculose augmente avec leur dureté et leur densité.

Quant aux proportions relatives de cellulose et de paracellulose, elles sont variables dans les tiges : le bois de sapin paraît être exclusivement formé de paracellulose et de vasculose.

Parenchyme de la moelle.

1 Cellulose. 37

Moelle de sureau.c Paracellulose. 38

( Vasculosc. 25

Le parenchyme de la moeli(! contient souvent, comme M. Maudet Ta prouvé, des quantités considérables de peclose et de pectate de chaux.

Enveloppe subéreuse. — Ce tissu est plus complexe que les précédents. On sait que M. Chevreul, dans ses beaux travaux sur le liège, a démontré que ce tissu «onlenaitun corps particulier, qu'il a désigné sous le nom de subérine.

j Sultérine de M. Chevivul.

I Matières solubles dans les arides et

dans les alcalis.

Cutose .

Vasculose..

Cellulose et paracellulose.

Analyse des racines.

Nous donnons ici, comme exemple, l'analyse de la racine de paulownia.

Suber.

Corps solubles dans l'eau ( et dans les alcalis . . )

Vasculose. t4

Paracellulose. I

.Matières solubles dans l'eau ( et dans les alcalis. . . .)'

Vasculose. 34

Paracellulose. i

Corps de la racine.

•Matières solubles dans IVau ^ , et dans les alcalis. . . . > ‘

Vasculose. 17

Paracellulose.;(ü

Analyse des feuilles.

Nous avons analysé séparément, dans les feuilles, le parenchyme, l’enveloppe

FREJiy. — CHIMIE DES VÉGÉTAUX. 23

épidermique, les fibres et les vaisseaux : nous citerons ici, comme exemple, l’analyse des feuilles de lierre.

Eau et matières solubles dans les dissolvants neutres. 707,7

Parenchyme formé de cellulose et de pectose. 240,0

Fibres et vaisseaux formés de vasculose et de i)aracellulose. . . . 17,3

Épiderme formé de cutose et de paracellulose. 3S,0

Analyse des pétales de fleurs.

bcs pétales de fleurs sont constitués, au point de vue chimique, comme les feuilles : ils sont enveloppés par un épiderme formé de cutose et de paracellulose; leur tissu utriculaire est constitué par la cellulose; leurs trachées dédoublables sont formées presque exclusivement par la vasculose.

Nous cilerons l’analyse des pétales de Dahlia.

Eau et matières solubles. 961,30

Parenehymo formé de cellulose et de pectose. 31 63

Vasculose. j 20

Paracellulose. 2 27

Cutose.. 3^60

Analyse des fruits.

Dans l’analyse des fruits, nous avons examiné séparément l’épicarpe, fendu • carpe, le mésocarpe et la graine.

Epicarpe. - La membrane qui recouvre la plupart des fruits, tels que les pommes et les poires, présente une composition assez complexe ; elle est formée de trois membranes superposées; celle qui est extérieure est constituée parla cutose; la seconde est produite par la vasculose; la troisième est à base de paracellulose.

Endocarpe. — Cette partie du fruit est constituée à peu près comme le bois; on y trouve la cellulose unie à la paracellulose et à la vasculose. Dans l’endocai'pe d’un grand nombre de fruits, la vasculose entre pour plus de la moitié du poids total : la dureté de ce tissu est d’autant plus grande que la proportion de vasculose est plus forte.

Nous donnons ici l’analyse de quelques-uns de ces tissus :

Coquilles de noix . . .

Coquilles de noisettes.

Noix de eoco.

Noyaux d’abricots. . .

Noix do Bankoul . . .

Cellulose

Vasculose. et paracellulose.

Mésocarpe. — Les cellules du mésocarpe des fruits, telles que celles des pommes et des poires, sont formées par de la cellulose qui est souvent associée à la pectose.

Les vaisseaux et les trachées du mésocarpe ont pour base principale la vasculose.

Les concrétions pierreuses qui se rencontrent dans le mésocarpe de certaines poires sont formées par un mélange de vasculose et de cellulose.

ENCVCLOPÉDIE CHIMIQUE.

TisNu (les 8:rRiiies.

Le périsperme des graines, lorsqu’on l’a débarrassé de l’amidon, de.s matières a/otées et des corps gras qu’il contient, est constitué presque exclusivement par do la cellulose.

Le testa est formé par un mélange de cutose, de cellulose et de paraccllulose qui produit une série d’enveloppes résistantes et cornées.

Tissu (les cliaiu|>i;i;iions.

Nous avons trouvé des quantités considérables demétacellulose dans les tissus des champignons et dans ceux de plusieurs sortes de pénicillium; cette substance forme en grande partie la fungine de lîranconnot.

Tel est le résumé de nos recherches analytiques sur la composition des principaux tissus qui constituent le squelette des végétaux.

Qu’il nous soit permis de dire, en terminant, pourquoi nous avons consacré un temps fort long à ces études d’analyse immédiate, qui sont toujours arides, comme le savent les chimistes.

Nous avons pensé d’abord que les incertitudes qui régnaient sur la composition chimique du squelette des végétaux constituaient, dans la science, une lacune véritable que les botanistes étaient en droit de nous reprocher.

En effet, des différences ou des analogies bien constatées, dans la constitution chimique des tissus, ne peuvent-elles pas être utiles aux botanistes pour leurs classifications ?

Ainsi il nous a paru intéressant de démontrer que les tissus des champignons et ceux des lichens présentaient la même constitution chimique, et qu’ils contiennent de la métacellulose ; tandis que ces tissus différaient de ceux qui forment des algues, les mousses et les fougères. Ici, les documents chimiques confirment ceux qui sont fournis par l’anatomie végétale.

Entre les mains des botanistes, nos procédés d’analyse seront, nous n’en doutons pas, d’un grand secours pour les études physiologiques.

Les méthodes analytiques (jue nous proposons, et qui permettent de doser les éléments constitutifs d’un tissu, donneront aussi aux botanistes le moyen de rechercher comment les différentes parties des tissus apparaissent dans la végétation, comment ils se détruisent dans le sol arable pendant la décomposition des engrais, et d’apprécier le rôle qu’ils ont joué dans la formation des combustibles fossiles.