FERMENTATIONS ET GÉNÉRATION DES FERMENTS

Les questions qui concernent les fermentations et la génération des ferments m’ont occupé constamment dans mes recherches sur la chimie des végétaux.

J’ai toujours pensé que cette étude pourrait seule jeter quelque jour sur la production des principes organiques qui se trouvent dans les végétaux et sur leurs transformations qui s’opèrent le plus souvent par l’action des ferments.

Je vais résumer ici les expériences que j’ai faites sur les fermentations et les idées nouvelles que j’ai émises sur ces importantes questions.

Je dois faire connaître d’abord le sens et la portée que j’attache aux expressions de fermentation et de ferment.

Pour moi, les phénomènes de fermentation sont beaucoup plus étendus qu on ne 1 admet généralement et embrassent un grand nombre de décompositions organiques.

Lorsque les corps créés par l’organisation végétale et animale ont accompli leur rôle physiologique, j’admets qu’ils sont soumis, dans les organes mêmes, à une force de décomposition qui les modifie, les dédouble et finit par les détruire complètement : leurs éléments sont alors restitués à l’air et au sol, sous une forme qui se prête à l’assimilation végétale et concourent au développement des organismes nouveaux.

C est la fermentation qui produit ce grand phénomène de rotation organique.

Mais ce retour a 1 air et au sol des éléments qui constituaient les organismes ne se fait pas spontanément et exige l’intervention d’agents spéciaux que l’on désigne sous le nom de fermenta.

Ce sont les ferments qui donnent de la mobilité aux molécules organiques, qui les modifient et qui déterminent, avec le concours de l'air, leur décomposition finale.

La définition des ferments que j’adopte ici est donc basée uniquement sur la destruction que ces agents font éprouver aux substances organiques, et nullement sur leur forme ou leurs fonctions physiologiques.

Les dédoublements des matières organiques sous l’influence des ferments et les combustions lentes appartiennent, comme on le voit, aux mômes phénomènes et sont produits par les mômes causes.

Après avoir défini les ferments, il s’agit de rechercher quel est leur mode de génération.

Les ferments sont-ils engendrés par les poussières de l’air, comme le pense M. Pasteur, ou sont-ils créés directement par les corps organiques vivants, comme je le soutiens?

Un milieu fermentescible, dans sa décomposition, est-il livré au hasard des particules solides que l’air lui donne, ou trouve-t-il dans sa propre substance cette force qui lui permet de restituer, au moment voulu, ses éléments à l’air et au sol?

lO'J

L'air, au lieu d’apporter des germes de ferments, n’agit-il pas simplement dans certaines fermentations en donnant au milieu fermentescible l’oxygène qui est indispensable à tout développement organique î

Telles sont les questions importantes que j’ai abordées dans des mémoires déjà anciens.-

Dès l’année 1841, je publiais, en collaboration avec M. Boutron, un premier Mémoire sur la fermentation lactique, dans lequel se trouve le germe des idées que j’ai développées plus tard sur les fermentations.

Il est dit en effet dans ce travail, que chaque espèce de fermentation est produite par un ferment spécial; le ferment qui aigrit le lait n’étant pas le même que le ferment alcoolique, nous lui avons donné le nom de ferment lactique; nous avons admis, en outre, que la caséine peut donner naissance à plusieurs espèces de ferments lorsqu'on la place dans des circonstances différentes : tantôt elle produit le ferment alcoolique, tantôt c’est le ferment lactique qu’elle engendre.

Ainsi la formation de plusieurs espèces de ferments par la substance azotée du lait et l'influence des milieux sur la production des différentes sortes de ferments se trouvent nettement énoncées dans ce premier Mémoire sur la fermentation lactique.

J’ai confirmé te mode de génération des ferments par les substances azotées, dans un autre travail dont le but était de démontrer que certaines membranes animales peuvent transformer les substances organiques neutres en acide lactique.

Étudiant ensuite, dans plusieurs autres publications, la production des ferments que contiennent les cellules végétales, j’ai attribué à cette génération intracellulaire des ferments certains phénomènes essentiels de l’organisation végétale.

C’est ainsi que dans mes recherches sur la maturation des fruits, pour expliquer tous ces changements qui se produisent dans les cellules et qui font que les fruits, d’abord acides et astringents, deviennent sucrés et perdent ensuite complètement leur sucre, j’ai admis, dans les fruits, la formation intracellulaire de différents ferments qui, sous l’influence de l’air, déterminent successivement la combustion lente du tannin, puis celle des acides et ensuite celle du sucre.

Dans mes travaux sur les substances gélatineuses des végétaux, je crois avoir démontré aussi queles transformations successives éprouvées par ces corps, pendant la végétation, doivent être attribuées à l’influence d’un ferment particulier que j’ai désigné sous le nom de pectase, qui est engendré par la végétation dans l’intérieur des cellules.

Plus tard, voulant caractériser d’une manière spéciale ces substances organiques, que je considère comme vivantes, et qui au contact de l’air engendrent des ferments, je leur ai appliqué la dénominalion générale de corps hémiorganisés; en adoptant ce nom, j’ai voulu rappeler que les corps qui produisent les ferments ont souvent une organisation incomplète; ils peuvent être gélatineux , leur forme est insaisissable au microscope.

Ainsi tous mes travaux tendaient à établir que plusieurs ferments étaient engendrés par les milieux organiques.

C’est cette théorie de la génération des ferments que j'ai désignée sous le nom A'hémiorganisme.

Elle diffère sous tous les rapports de la théorie de M. Pasteur.

Pour M. Pasteur, tous les jferraents proprements dits dérivent de parents semblables à eux eXviennent toujours de l'extérieur ; ils sont produits par des germes que l’air tient en suspension et qu’il sème dans les milieux fermentescibles.

M. Pasteur admet que tous les ferments viennent de l'extérieur ; moi, je soutiens qu'ils viennent de l'intérieur des organismes qui les engendrent, et que, dans cette génération, l’air intervient par son oxygène et non par ses poussières.

M. Pasteur soutient qu’une fermentation ne peut se produire que quand l’air est venu apporter aux milieux fermentescibles les germes qu’il tient en suspension.

Pour moi les poussières de l’air n’inter.viennent que rarement dans la génération des ferments; les milieux organiques sont doués d'une force végétative qui leur permet, au contact de l’air et par l’action de l’oxygène, de créer de.s ferments sans l’intervention des germes atmosphériques : cette production des ferments par les organismes vivants peut môme, dans certains cas, se faire à l’abri de l’air.

Tel est le fond du débat qui s’est élevé entre M. Pasteur et moi.

Je n’ai pas l’intention de le ranimer : le temps démontrera de quel côté est la vérité.

Je me contenterai donc de reproduire ici quelques-unes de mes expériences sur la génération des ferments qui me paraissent confirmer la théorie de l’hé miorganisme.

Dans l'Encyclopédie, je ne veux citer le nom de M. Pasteur que pour exprimer toute mon admiration pour ses découvertes.

Expériences qui étabiisseiit ia xilaliAé et ia force vég^étatiie de eeriaiiiM l■<lu■dcs organiques.

La théorie de la génération des ferments, que je soutiens, repose sur le principe suivant : c'est que les cellules vivantes, et certains liquides qu’elles contiennent, possèdent une force d’organisation qui leur permet d’engendrer des ferments.

La vitalité des cellules dans lesquelles les ferments se produisent n’a pas besoin d’ètre démontrée; elle est admise par tout le inonde. Mais il n’en est pas de même des liquides dans lesquels l’inspection microscopique ne permet pas souvent de distinguer des formes organiques bien nettes.

C’est donc la vitalité des liquides organiques qu'il s’agit d’établir par l'expérience.

Dans cette étude, il m’a paru d’abord indispensable de soumettre à une série d’essais les ballons à col effilé et recourbé qui ont été si souvent employés.

L’air qui rentre dans un ballon, après l'ébullition d’un liquide placé dans ce ballon à col effilé et recourbé, n’est-il pas altéré rapidement par l’action du liquide qui a conservé, même après l’ébullition, une certaine force véo-étative comme cela arrive pour le lait?

En outre, les phénomènes de diffusion du gaz se produisent-ils dans un ballon dont le col est effilé et recourbé? Si la diffusion n’a pas lieu, les liquides organiques abandonnés dans un ballon à col effilé et recourbé ne se trouvent plus dans un air atmosphérique normal, quoique le col du ballon soit ouvert.

Alors, les pRénomènes observés dans ces sortes d'appareils ne seraient pas dus seulement à l’absence des germes atmosphériques, mais aussi aux modifications que l’atmosphère des ballons a éprouvées dans sa composition cliimique.

Les expériences consignées dans les tableaux suivants ont été instituées pour résoudre quelques-unes de ces questions.

Los expériences dont je viens de faire connaître les résultats conduisent aux conséquences suivantes :

1° Les liquides organiques abandonnés dans un ballon à col effilé, recourbé et ouvert, peuvent, suivant leur nature, agir sur l’atmosphère du ballon et modifier profondément sa composition. Dans ce cas, l’oxygène de l’air est absorbé par la substance organique et remplacé d’une manière plus ou moins complète par de l’acide carbonique. C’est ce fait que j’ai constaté pour le lait, le jus de raisin, le moût de bière, l’eau de levure, l’eau de farine, le jaune d’œuf, le blanc d’œuf et le sang.

2» Cette absorption de l’oxygène par les substances hémiorganisées se fuit souvent avec une grand rapidité. J’ai constaté que, pour le lait sortant du pi.s de la vache, pour le jaune d’œuf et pour le sang, l’absorption de l’oxygène était complète au bout de quelques heures.

La rapidité de cette absorption d’oxygène dépend de la nature du corps hémiorganisé et de la température à laquelle le liquide est exposé.

3'’ L'absorption, rapide de l'oxygène et sa transformation en acide carbonique, dans les expériences que je viens de citer, me paraissent démontrer que les substances hémiorganisées qui se trouvent dans certains liquides organiques peuvent être considérées comme étant réellement vivantes : leur action sur l'air rappelle en effet celle des organes vivants.

4“ L’action de la chaleur sur certains liquides organiques semble établir également la vitalité des corps hémiorganisés: il résulte, en effet, des observations que j'ai faites sur le lait, le moût de bière et le jus de raisin, que ces liquides, chauffés pendant un temps suffi.sant'a la température de 100", n’agissent plus d'une manière sensible sur l’oxygène atmosphérique. Les substances hémiorganisées qu’ils contenaient sont donc tuées par la chaleur.

5“ Les analyses consignées dans le tableau précèdent prouvent que des ballons dont le col effilé est resté ouvert pendant près d’une année contiennent, dans leur intérieur, ùn gaz bien différent de l’air atmosphérique, et qui est formé presque exclusivement d'azote et d’acide carbonique.

Ainsi, dans l’appareil à col effilé, recourbé en col de cygne et ouvert, l’air se modifie, quant à sa composition chimique, sous l’influence des liquides organiques qui s'y trouvent; par conséquent, ces liquides, abandonnés dans des appareils de cette nature, ne sont pas dans des conditions normales ; les phénomènes qui s’y produisent ne peuvent donc pas être comparés à ceux qui se réaliseraient dans de l’air atmosphérique ordinaire.

<>" Lorsqu'on reconnaît que des liquides comme le lait, le moût d’orge ou le jus de raisin, sont tués par l’ébullition et n’exercent plus d’action sur l’oxygène, on est en droit de soutenir que toules les observations faites dans les ballons et sur des liquides organiques soumis à l’ébullition seraient bien différentes si elles eussent porté sur un liquide organique vivant.

7" Un fait fort important résulte encore des expériences précédentes : on voit, en effet, que si des liquides tels que les sucs de fi'uits sont tués complètement après une ébullition de quelques instants, il en est d’autres, tels que le lait et l'eau de levure, qui conservent encore une certaine vitalité, même après une ébullition prolongée pendant quelques instants.

BNCyOLOP. CIIIM. 8

Dans la suite de ce travail, je m’appuierai sur cette observation pour expliquer certaines particularités que présente la fermentation du lait et pour établir la théorie véritable des conserves d’Appert.

8” Lorsqu’on monlre des liquides organiques qui se conservent dans des appareils fermés ou dans des ballons à col effilé et ouvert, et qu'on attribue leur conservation à l’absence des germes de l’air, on peut dire que cette conservation est due, soit à l’ébullition qui a tué la substance hémiorganisée vivante contenue dans le liquide, soit à la décomposition qu’éprouve l'air dans son contact avec les corps organiques; dans ce dernier cas, c’est l’acide carbonique produit aux dépens de l’oxygène atmosphérique qui s’oppose à l’altération du liquide, lors même qu’il n’a pas été porté à l’ébullition.

Consci’vntion «le* lifiuiile* or(sani<|ucs «lui n'ont pa* été aouini* à l'ébullition.

J’ai introduit dans des ballons dont le col était ensuite fermé k la lampe, et qui contenaient par conséquent de l’air ordinaire, des liquides organiques tels que du sang sortant des veines d’un chien, de l’urine au moment de son émission et différents sucs de fruits.

Ces liquides, avant d’être placés dans les ballons, ont été exposés à l’air ; les sucs de fruits ont même été filtrés lentement et soumis pendant plusieurs heures à l’influence des poussières atmosphériques.

Dans de nombreuses observations, j’ai constaté que ces liquides se conservent souvent sans altération : il y a deux jours, j’ouvrais, devant plusieurs chimistes attachés à mon laboratoire, des ballons contenant du sang et de l’urine abandonnés depuis un au dans de l’air ordinaire ; ces liquides ne paraissaient pas altérés; ils n’avaient pas d’odeur désagréable et n’avaient pas dégagé de gaz.

J’attribue ces résultats k l’action chimique des liquides qui absorbent rapidement l’oxygène et qui produisent une atmosphère d’azote et d’acide carbonique dans laquelle les organismes ne peuvent pas se développer.

Pour conserver des liquides organiques, il ne suffit pas de se mettre à l'abri des poussières atmosphériques, qui n’interviennent qu’accidentellement dans le phénomène ; il faut modifier la composition de l’air atmosphérique. *

Des observations journalières confirment du reste celles que j’ai faites dans mon laboratoire.

Ne sait-on pas, en effet, que du cidre sucré qui a été exposé à l’air pendant longtemps, et qui pré.sente par conséquent toutes les particules que l’air peut contenir ou qui se trouvent à la surface des pommes, se conserve souvent pendant des années avec sa saveur suerée, lorsqu’il est introduit dans des bouteilles bien fermées et placé dans des conditions qui suspendent la vie du liquide.

Ainsi, le principe de la conservation des [liquides organiques ne repose pas

exclusivement sur la destruction des germes atmosphériques ; il est ■plutôt basé sur la destruction de la vitalité des liquides organiques.

On l'ait mourir les liquides organiques par les procédés les plus divers, en employant la chaleur, la pression, l'alcool, un certain nombre d’agents chimiques, ou bien en plaçant les liquides altérables dans des atmosphères d'azote ou d’acide carbonique qui rendent leur vie impossible.

Les principes fondamentaux de la conservation des liquides organiques vivants, que je viens d'établir, ne doivent cependant pas faire oublier l’influence accidentelle des poussières atmosphériques.

Il est évident que si l’air contient des spores de mycodermeset des œufsd'infusoires, on a intérêt à détruire ces organismes dans l'air qui se trouve en rapport avec les liquides que l’on veut conserver: ces faits ne sont contestés par personne, et Uedi les établissait déjà lorsqu'il démontrait que, pour préserver la chair de la putréfaction, il suflit souvent de l’entourer d'une gaze fine qui retient les larves d’æufs de mouches.

Mais cette influence des poussières de l'air n’est que secondaire, tandis que les liquides qui sortent de l’organisation sont toujours vivants, ils possèdent toujours une force végétative suffisante pour créer des organismes. Pour obtenir une conservation certaine, il est donc de toute nécessité de tuer ces principes vivants, ou de suspendre leur activité vitale, comme cela arrive dans une graine dont on arrête, par la dessiccation, la force germinative.

Ces considérations me conduisent naturellement à traiter de la théorie des conserves d’Appert.

Théorie ile« conserves «l’Aiiiiert.

Pour moi, la conservation des aliments par la méthode d’Appert repose sur trois conditions essentielles :

r La destruction par la chaleur de la force végétative des substances hémiorganisées qui existent dans les aliments que l’on veut conserver ;

2* L’absorption souvent complète de l’oxygène contenu dans les appareils, par les substances organiques, et la substitution de l’acide carbonique à l’oxygène ;

.3° L absence des spores de mycodermes ou des œufs d’infusoires que l’air peut apporter accidentellement ou qui se trouvent à la surface des corps organiques.

Pour établir ces principes, j’ai à m’appuyer sur les observations de la pratique et sur des expériences qui me sont propres.

En déterminant la composition du gaz qui se trouvait dans des 'conserves préparées avec soin et d’une qualité incontestable, j’ai obtenu les résultats suivants :

IIG

COMI-OSITION DE L’AIR DES CONSERVES AMMENTAIRES

désignation des consehyes