COMBUSTION DES COMPOSÉS ORGANIQUES

spores des moisissures sans lesquelles il ne peut prendre naissance (Van Tieghem). Ces spores se développent dans toute la masse du liquide en flocons de mycélium que l'on distingue à l'œil nu, et parmi lesquels on reconnaît celui du pénicillium glaucum, Ces végétaux puisent dans les éléments organiques et minéraux de la noix de galle les matériaux nécessaires à leur nutrition, et décomposent la substance génératrice de Tacide gallique par phases successives.

Dans la première, le tannin de la noix de galle, qui est un glucoside de l'acide tannique réel, se dédouble, par hydratation, en glucose et acide gallique qui ne diffère de Tacide tannique que par une molécule d'eau :

Ci*HioO» + H20 = 2C'H«0*

Ac. tannique. Ac. gallique.

3 Ci«Ht«0»2 4- 6 H20 = 6 C'H»0!^ + 2 OH«*0« Tannin. Ac. gallique. Glucose.

(Pelouze et Frémy;.

Comme dans toutes les hydratations produites par les êtres organisés, il est probable que celle qui constitue le dédoublement du glucoside tannique est encore due à une diastase spéciale sécrétée par le pénicillium (Duclaux) ; cette diastase n'a pas encore été isolée.

Une fois ce dédoublement effectué, la moisissure consomme d'abord la glucose avec dégagement de gaz carbonique et de vapeurs alcooliques, et il arrive un moment, manifesté par la cessation de la production de gaz, où il ne reste plus dans le liquide que l'acide gallique ; c'est ce moment que saisit l'industriel pour en extraire l'acide gallique qui serait ensuite brûlé à son tour par les mucédinées, et qui, débarrassé de la glucose, cristallise avec facilité dans le liquide, en paillettes chatoyantes.

Cette action des moisissures exige la présence

d'une certaine quantité d'oxygène; elle s'arrête en vase clos dès que tout le gaz emprisonné a disparu ; Toxygène absorbé est transformé en un volume égal d'acide carbonique.

Jusqu'à présent nous ne nous sommes occupés, dans la transformation du tannin, que de l'action du mycélium des moisissures forméesaux dépens des spores, dans la masse du liquide ; si la végétation devient superficielle et s'étale en une membrane continue, son activité oxydante devenue maximum au contact de l'air, ne s'arrête plus à la phase d'acide gallique; tout est brûlé rapidement et directement ; et l'on ne trouve plus d'acide gallique dans le liquide, même en présence d'un excès de tannin, quand l'oxygène de l'air ne peut plus pénétrer au-dessus de la couche de moisissure pour arriver au contact des parties plongées du mycélium. La plante consomme tout, mais aussi elle prend un développement considérable qui peut dépasser le quart du poids du tannin détruit.

Cette action destructive est facilement combattue par les antiseptiques, parmi lesquels se recommandent la créosote et le phénol dont quelques gouttes suffisent pour assurer la conservation indéfinie des solutions de tannin ; l'alcool agit de la même façon ; il en est de même de traces de nitrate d'argent (i/i. 600.000) et de sublimé (i/5 12.000.)

On donne le nom de fermentation alcoolique au dédoublement du sucre en alcool et acide carbonique, sous l'influence de la levure de bière.

Nous verrons plus tard ce même dédoublement se produire sous d'autres influences, par exemple au contact de la matière organique soustraite à l'influence vitale ; quelle que soit la cause efficiente du phénomène, il reste identique dans son essence, le point de départ, matière sucrée, et les produits ultimes, alcool et acide carbonique, étant les mêmes ; mais nous adopterons, avec Pasteur, la définition plus spécialisée que nous avons donnée tout d'abord, parce que, envisagée ainsi à un point de vue plus restreint, elle reste pour nous la définition exacte du phénomène le plus fréquent et le plus fréquemment utilisé, pour la production industrielle des liquides alcooliques.

Nous aurons dès lors à passer successivement en revue: les levures diverses, les produits de fermentation, les substances fermentescibles ; étudiant ensuite la production de l'alcool aux dépens des sucres sous des influences autres que celle de la levure,

nous serons amenés à la théorie de la fermentation ; enfin nous appliquerons les résultats de cette étude à la fabrication des boissons alcooliques diverses.

sj. I. — Des levures.

Les levures sont des champignons thécaphores simples, dépourvus de véritable mycélium, qui se

reproduisent généralement par bourgeonnement. Les cellules, déforme variable suivant l'espèce, sont formées d'une membrane mince (lig. 12), incolore et élastique, de nature cellulosique, contenant un protoplasma incolore, homogène et iiyalin dans les cellules jeunes, rempli depetites granulations amorphes dans les cellules adultes ou vieilles. Le protoplasma renferme, en l'absence de tout noyau, une ou deux vacuoles plus ou moins régulièrement sphériques remplies de suc cellulaire. Les cellules sont généralement isolées, quelquefois réunies par paires.

Quand on place une de ces cellules dans un liquide sucré, la surface se renfie en un ou deux points, en produisant des vésicules dans lesquelles

se répand le protoplasma de la cellule mère ; ces renflements s'accroissent et s'étranglent à leur base, quand ils ont pris le volume de la cellule initiale, puis finissent par se séparer de cette dernière. Le protoplasma de la cellule mère qui a passé dans le nouvel élément, est remplacé par les vacuoles de suc cellulaire; aussi, après plusieurs proliférations, ne reste-t-il plus dans les vieilles cellules que quelques grains de protoplasma qui nagent dans un excès de liquide cellulaire (fig. i3). Dès lors la vitalité de la cellule mère diminue rapidement; sa membrane d'enveloppe se rompt et le contenu granuleux passe dans le liquide extérieur, qui subit pendant ce temps la fermentation alcoolique (i).

Ce mode de développement des globules de levures par bourgeonnement n'est pas le seul. Ress a montré (1869) ^^^î placées dans un milieu non nutritif, elles fructifient par sporulation interne; il abandonne pour cela la levure pendant plusieurs jours sur des tranches de carottes, de pommes de terre, etc. Engel, qui a confirmé la découverte de Rees 11872), préfère étendre une couche mince de levure très fraîche lavée à l'eau, pour la priver de liquide sucré, et délayée dans l'eau, sur la surface unie d'un bloc de plâtre coulé sur une lame de verre bien dégraissée. Il place le bloc, la levure au dessus, dans un vase en verre à bord élevé, y verse de l'eau jusqu'à un centimètre au-dessous de la surface du

(i) D'après M. de Vauréal, le mode de reproduction des levures par bourgeonnement ne serait qu'une illusion d'op- « tique, impossible en réalité, à cause de la nature de l'enveloppe composée de cellulose non contractile. L*utricule de la levure se rapproche des spermogonies de Tulasne; les granulations de chaque cellule seraient des spermaties qui, devenues libres par la rupture de Tutricule, reproduiraient d'autres cellules; ces spermaties pourraient, grâce à leur ténuité extrême, se trouver en suspension dans Tair, alors même que l'examen des bourres de coton, sur lesquelles on filtre cet air, ne révélerait la présence d'aucun globule adulte bien caractérisé.

bloc, et recouvre le tout d'une lame de verre. Dans ces conditions, les vieilles cellules tombent rapidement en deliquium, tandis que les jeunes grandissent ; leurs lacunes disparaissent, et le protoplasma se mélange uniformément au suc cellulaire. Au bout de six à dix heures, deux à quatre îlots brillants et denses apparaissent dans le protoplasma de chaque cellule, autour desquels se rassemblent de fines granulations. Les îlots deviennent sphériques, puis après douze à vingt-quatre heures s'entourent d'une membrane d'abord très mince, qui s'épaissit ensuite et présente au microscope un double contour. A ce moment, chaque cellule est devenue une thèque dont la forme varie suivant le nombre des spores qu'elle renferme ; elliptique quand elle contient deux spores, elle est triangulaire avec trois spores, lozangique ou tétraédrique avec quatre spores rangées en croix ou superposées en tétraèdre. Parvenues à maturité, les enveloppes des thèques se rompent et les spores deviennent libres. Introduites dans un moût sucré, ces spores grandissent et deviennent des cellules de levure qui se reproduisent par bourgeonnement.

Nous venons de voir les modes de développement normaux des levures, suivant que le milieu est nutritif ou ne l'est pas. M. Pasteur a découvert une nouvelle phase de la vie des levures abandonnées au contact de l'air à la fin des fermentations. A la fin d'une fermentation alcoolique produite par une levure pure, les cellules vieillissent peu à peu, ce que manifeste l'épaississement de l'enveloppe et la t transformation granuleuse du protoplasma. Mais si l'air arrive au contact du liquide, une partie de ces cellules se remet à bourgeonner et vient former à la surface du liquide un voile ressemblant complètement au voile du Mycoderma vini,ou une couronne sur la paroi du vase. Cette modification aérobie de la levure vit comme une véritable moisissure aux dépens des matériaux hydrocarbonés contenus dans le liquide

-sous-jacent qu'elle combure complètement, les transformant en eau et acide carbonique. Vient-on à semer un fragment de cette levure superficielle dans un moût sucré, il le fait fermenter alcooliquement et reprend le mode de développement habituel des levures. Mais le produit nouveau ainsi obtenu n'est plus identique à la levure qui a servi de point de départ; il en reproduit plus ou moins bien la forme, mais il a acquis des propriétés spéciales qui l'en distinguent complètement. C'est ainsi que la levure aérobie provenant d'une levure de fermentation basse, ensemencée dans un jus sucré, y développe une fermentation haute, et inversement; en outre, les générations successives du ferment qui a passé par l'état aérobie conservent le même mode d'action.

Il est bien entendu que ces levures déviées doivent se former dans l'industrie, avec la levure la plus pure, pourvu qu'elle subisse en partie et momentanément le contact de l'air, et que par suite les levures commerciales vendues aux boulangers ou aux brasseurs sont des mélanges hétérogènes dans lesquels prédomine cependant la levure primitive, si l'accès de l'air a été accidentel et peu prolongé. Et lorsque dans l'ensemencement d'un moût sucré, la fermentation normale s'établit régulièrement sans qu'on voie apparaître les signes caractéristiques de la présence de la levure aérobie, cela tient à la prédominance dans le levain de la levure normale dont le développement manque ou empêche l'action de la levure aérobie qui se trouve étouffée au milieu de la masse du ferment normal.

La dénomination générique de Saccharomyces a été donnée aux levures par Rees, dont nous reproduisons la classification avec les noms, généralement adoptés en France, qu'il a attribué aux diverses espèces.

Saccharomyces cerevisiœ (Meyen), cellules rondes

OU ovales de 8 à 9 [* (i) dans leur plus grand diamètre. Celte espèce comprend les deux variétés cependant si différentes de levure basse et haute; la levure haute est formée de cellules un peu plus grosses et plus globuleuses que la levure basse ; son bourgeonnement est également plus rapide et plus rameux.

Fig. 14. Levure basse jeune.

Fig. i3. Levure haute jeune.

La levure basse (fig. 14) sert dans les brasseries à la fermentation desmoûts, à une température voisinede 5 à 6**, ne montant jamais .au-dessus de 10°, et à laquelle les autres levures n'ont pas d'action. Elle reste toujours au fond du vase, quelle que soit l'activité du dégagement de l'acide carbonique, et n'adhère pas aux parois.

La levure haute (fig. 1 5) se développe et agit de 1 5 à 20°; elle monte toujours à la surface du liquide en fermentation où, par l'enchevêtrement de ses rameaux de prolifération, elle se réunit en une sorte de chapeau assez adhérent, analogue à celui que forment les grappes dans la fermentation du jus de raisin. Si la fermentation haute est produite en tonneau, la levure est chassée par la mousse qui sort par la

(i) Le {jL représente un millième de millimètre.

bonde, et se répand en grande partie sur les parois extérieures du fût.

Quoique classées par Rees dans une même espèce, ces deux levures doivent être distinguées Tune de Tautre, puisqu'elles agissent dans des conditions complètement différentes, et donnent des produits de saveur spéciale pour chacune d'elles. En France, la brasserie utilise généralement la levure basse, tandis que la haute sert le plus souvent en Angleterre et dans les Pays-Bas ; la levure haute est presque exclusivement employée à la fabrication des alcools dans la distillerie.

Fig. 16. Nouvelle levure haute,

Fig. 17. Levure caséeuse.

Deuxième levure haute, (Fig. 16) — Découverte accidentellement par M. Pasteur dans un moût de bière ; se rapproche beaucoup, par sa forme et son mode de développement peu rameux, de la levure basse, mais monte cependant à la surface des liquides qu'elle fait fermenter, et donne une bière d'une saveur encore spéciale.

Levure caséeuse, (Fig. 17) — Egalement découverte par hasard ; cellules rappelant par leur forme allongée et rameuse le Saccharomyces Pastorianus, mais à contour plus ferme, à contenu plus translucide et plus réfringent que dans les autres levures. Leur grand

diamètre oscille entre lo et 20 [x. Cette levure présente une plasticité spe'ciale qui fait qu'elle se délaye très difficilement dans Teau, et n'y reste pas en suspension. C'est encore une levure haute trouvée par M. Pasteur dans une levure de Hollande et plus tard^ dans une levure haute des Ardennes et dans le paierie. Elle donne une bière particulière.

Saccharomjrces ellipsoïdus, (Fig. 18) — Cellules ellipsoïdales, dont le grand diamètre moyen est de 6 fA. C'est le ferment spécial du jus de raisin. Ensemencé dans un moût de bière, il donne au produit une odeur vineuse très prononcée.

Fig. 18. Saccharomyces cllipsoïdus. Fig. 19. Saccharomyces partorianus.

Saccharomyces Pastorianus. (Fig. 19) — Cellules ovales, pyriformes ou en forme de massues, dont le grand diamètre est compris entre 6 et 20 fx, et qui faitpartiedes ferments du raisin, des fruits etde beaucoup de levures spontanées. Elles sent essentiellement polymorphes. Au début de la fermentation, le le S. Pastorianus est formé d'articles allongés, rameux ; à mesure que l'oxygène en dissolution dans le liquide disparaît, les cellules nouvelles diminuent de longueur et de diamètre.

Saccharomyces apiculatus, (Fig. 20) — Cellules ellipsoïdales de 6fA sur 3 [jl, renflées en pointe aux

extrémités d'un même diamètre, en forme de ci-, tron. Très répandu sur les fruits, il apparaît toujours au début de la fermentation de leur jus, mais est promptement étouffé par le S. Pastorianus, plus vir vace, qui disparaît lui-même devant le S. ellipsoïdus. Il est dépourvu de diastase inversive.

Fig. 20. Saccharomyces apiculatus.

Fig. 21. Mycoierma vini.

Saccharomyces rnycoderma (micoderma vini).

(Fig. 21) — Ce végétal, connu sous le nom de fleur de vin, fleur de bière, se développe avec la plus grande facilité à la surface des boissons alcooliques qu'il recouvre d'un véritable voile blanchâtre. Essentiellement aérobie, il oxyde l'alcool qu'il transforme en acide carbonique et en eau, sans qu'on sache s'il se produit de l'acide acétique comme terme intermédiaire. Cependant, quand on le submerge dans un liquide sucré, il devient ferment alcoolique, mais ne cesse de se distinguer des ferments anaérobies, et ne produit pas le moindre globule de levure alcoolique véritable. (Pasteur.)

Citons encore pour mémoire : le S, exiguus trouvé dans les liquides de fruits fermentes ; le S, conglomeratuSy rencontré assez rarement dans le jus de raisin ou sur des raisins putréfiés : le S.minor, trouvé par Engel dans le levain de farine, et ne dédoublant

8o FERMENTATION ALCOOLIQUE

que très lentement le sucre ; la levure sans ferment inversi/y de M. Roux, inerte à Tégard de la saccharose qu'elle ne peut dédoubler au préalable ; la levure aérobie, de M. Le Bel, laquelle oxyde Téther ; enfin, un saccharomjrces inactif, que M. Pasteur a montré ne pas faire fermenter la glucose.

§ 2. — Composition immédiate des levures.

L'étude de la composition immédiate des levures, c'est-à-dire la séparation et la détermination de la nature des principes constituants de ces ferments, a fait l'objet de travaux nombreux; MM. Mitscherlich, Mlilder, Wagner, Marcet et Dumas, Schlossberger, Liebig, Payen, Pasteur, Nœgeli, etc., se sont occupés de la question. Toutes ces recherches ont été faites sur des levures aussi bien débarrassées que possible des produits étrangers qui les imprègnent, par lavage à l'eau et décantation ; nous ne donnerons ici que le résultat des analyses élémentaires de MM. Dumas et Schlossberger.

M. Schlossberger.

Levure Levure M. Dumas, super. infér.

Carbone 5o,6 49,9 48,0

Hydrogène 7,3 6,6 6,5

Azote iD,o 12,1-11,6 9,8

Oxygène \ 3 1,4 35,7

Soufre i 27.1 » »

Phosphore ; » »

Gendres » 2,5 3,5

Les chiffres obtenus par les divers auteurs présentent des divergences que l'on doit attribuer moins aux procédés d'analyse qu'aux différences dans la composition élémentaire des levures dont la nature organisée implique des modifications continues dans

COMPOSITION IMMÉDIATE DES LEVURES 8l

leur constitution chimique, par suite des phénomènes vitaux dont elles sont le siège constant. C^est ainsi que Ton peut expliquer la moindre teneur en carbone et en azote de la levure inférieure par un contact prolongé avec le liquide en fermentation, d'où résulte un commencement d'altération qui aboutit à la production de composés solubles, aux dépens des éléments constituants des ferments.

MM.Schlossberger, Miilder, etc., ont tenté la séparation des principes immédiats de la levure. Ils y ont ainsi reconnu la présence de substances dont la composition élémentaire est très voisine de l'albumine :

M.Schlossberger. M.Mûlder.

Carbone 55,5 53,5

Hydrogène 7,5 7,0

Azote i3,9 16,0

La partie soluble extraite par M. Schlossberger à l'aide de la potasse très étendue, paraît d'ailleurs identique à l'un des produits de dédoublement de l'albumine sous l'influence de l'acide sulfurique étendu, Vhémiprotéïne de M. Schutzenberger.

A côté des substances de nature albuminoïde, M. Schutzemberger a isolé un produit insoluble dans les alcalis et les acides étendus, très voisin de la cellulose par sa composition centésimale, mais différenciée de la cellulose ordinaire par son insolubilité dans la liqueur de Schweizer (oxyde de cuivre ammoniacal), et par sa facile transformation en sucre réducteur et fermentescible, sous l'influence des acides à chaud.

En résumé, le globule de levure peut être caractérisé au point de vue chimique comme renfermant une cellulose spéciale qui en forme l'enveloppe extérieure (voir les caractères histologiques), dans laquelle se trouve un protoplasma de nature albuminoïde. Ce protoplasma se comporte comme toutes les matières albuminoïdes soumises à l'influence vi-