PRODUITS DE LA FERMENTATION ALCOOLIQUE ICI
dance apparente (1828); ils reconnurent que la formule de Lavoisier et les chiffres de Gay-Lussac sont vrais quand on part du glucose, que le désaccord ne se produit plus qu'avec la saccharose, et disparaît si Ton admet que le sucre de canne s'hydrate avant de subir la fermentation, en d'autres termes que la formule de Lavoisier doit être modifie'e ainsi :
C'aRMOii + H20 = 4CîH«0 + 400».
Ces conclusions étaient confirmées plus tard par Dubrunfaut, qui observait, en i832, qu'avant de fermenter, le sucre de canne se transforme au préalable en sucre incristallisable, mélange de glucose et lévulose C*H^*0', et par M. Berthelot, qui prouvait que ce phénomène d'hydratation était dû à un ferment soluble contenu dans la levure.
La formule de Gay-Lussac et Lavoisier, modifiée par Dumas et Boulay, fut pendant longtemps considérée comme la traduction exacte des phénomènes de la fermentation, lorsque Schmidt de Dorpat signala la présence de l'acide succinique dans les liquides fermentes (1848).
Il était réservé à M. Pasteur de résoudre complètement et définitivement le problème, de donner la véritable interprétation du processus chimique de la fermentation ; à la suite de laborieuses recherches, il établit péremptoirement :
i^ Que dans toute fermentation alcoolique il se forme, outre l'alcool et l'acide carbonique, termes principaux, de la glycérine et de l'acide succinique;
1^ Que la glycérine et l'acide succinique sont produits aux dépens du sucre, sans que la levure y prenne la moindre part;
3° Que le sucre cède en outre une certaine portion
de sa substance à la levure en voie de prolifération
(pour former la membrane celluleuse d'enveloppe et
les graisses du protoplasma) ; 4° Que l'acide lactique, dont on observe la produc-
tion, en quantité variable, dans la fermentation alcoolique, est le résultat d'une fermentation spéciale, parallèle à la première.
M. Pasteur admit qu'en moyenne, loo grammes de sucre de canne donnent
Alcool 5 1 , 1 o
Acide carbonique 49>20
Glycérine 3,40
Acide succinique 0,65
Cellulose, graisses^ etc i,3o
io5,65
L'augmentation de poids consécutive à l'hydratation de la saccharose est donc de 5,65.
Dans ces chiffres, n'est pas comprise la minime •quantité de glycol que Henninger a admis être un produit constant de la fermentation des sucres, au même titre que la glycérine, ce qui porte à trois les espèces d'alcools qui dérivent du sucre.
Nous connaissons maintenant, d'une façon aussi complète que possible, les phénomènes intimes de la fermentation alcoolique; pouvons-nous, à l'exemple de Lavoisier, les faire rentrer dans une formule générale et rigoureuse ? Nullement ; et il suffit de remarquer, pour cela, que les déterminations analytiques qui ont permis à M. Pasteur d'établir le bilan définitif de la fermentation, ne comprennent que les substances produites en quantités assez grandes pour qu'elles puissent être appréciées par les moyens dont nous disposons dans nos laboratoires, et la découverte du glycol dans le vin, par Henninger, nous montre bien que le dernier mot n'est pas encore dit sans doute sur la fermentation. On peut cependant représenter les résultats partiels et principaux par des formules spéciales, et admettre, avec M. Pasteur, que sur 100 parties de sucre candi, 95 à 96 se transforment en alcool et acide carbonique, d'après la formule de Lavoisier, modifiée par Dumas et Boulay :
PRODUITS DE LA FERMENTATION ALCOOLIQUE lOJ Ci2H2«Oi» + H«0 = 4 C2H«0 + 4 CO2
Les 4 à 5 parties restantes, outre qu'elles donnent un peu de cellulose et de graisse, se de'doublent d'après la formule suivante proposée par M. Pasteur:
49 (Ci«H«20î« + H«0) = 24 C<H»0* + 144 C3H«03 + 60 CO«
Ac. succinique. Glycérine.
d'après laquelle 4 gr. 5 de saccharose représentent 3,60 de glycérine et 0,76 d'acide succinique, chiffres peu différents de la moyenne pour 100 que nous avons donnée précédemment.
Enfin, M. Monoyer a proposé de substituer à cette formule une équation beaucoup plus simple :
4 (C«2H«20ii + H*0) = 2 C*H«0* -f 12 OH«08 + 4 C0« + 0«
L'oxygène mis en liberté servirait à la respiration de la levure, opinion très plausible d'ailleurs, comme nous le verrons.
Nous avons encore à nous occuper des variations des produits principaux de la fermentation alcoolique et à dire un mot des produits accessoires.
Variations de la glycérine et de Vacide succinique. — Dans la fermentation du sucre candi, les quantités de glycérine oscillent entre 2,5 et 3,6 pour 100 du poids du sucre, et celles de l'acide succinique (entre o,^ et 0,7 ; ces quantités sont donc variables, mais le rapport entre les poids des deux corps est assez constant et égal à 5. La proportion de glycérine et d'acide succinique est d'autant plus grande que la fermentation est plus longue, que par conséquent le ferment est plus vieux, plus épuisé, ou encore qu'il trouve moins d'aliments convenables dans le liquide ; dans ces conditions, il se produit corrélativement moins d'alcool ; il en est de même si le milieu est neutre, tandis qu'une acidité même légère fait baisser la proportion de glycérine.
Ces faits ne se vérifient plus dans les fermentations industrielles ; c'est ainsi que nul liquide autant que le vin ne renferme de glyce'rine et d'acide succinique, et cependant le milieu est acide et contient des substances organiques et minérales qui ne paraissent pas répondre aux besoins alimentaires du ferment, dont la nature spéciale n'est d'ailleurs pour rien dans le phénomène.
Le tableau suivant, qui résume les expériences de M. Pasteur à cet égard, montre nettement les différences dans le rapport des poids de l'alcool à ceux iC la glycérine.
Composition par litre.
Acide Alcool.
Glycérine, succiniq. Alcool. Glycér.
Liquide de fermentation 5i^,,
deioo gr. de sucre pur. 3,40 o,6r 5i,ii ~3^o~'^>®
Vin vieux de Bordeaux... 7,41 1,48 74,0' 10,0
Bordeaux ordinaire ^,97" 1,39 73,5 io,5
Bourgogne vieux 7,34 1,47 81,0 11,0
Arbois vieux........ 6,75 i,35 90,0 r3,3
Ce fait que, dans les vins, la proportion de glycérine doit être de i/io à 1/14 du poids de l'alcool, est utilisé dans la recherche des falsifications, pour reconnaître si un vin a été viné, c'est-àdire alcoolisé, ou au contraire additionné de glycérine.
Outre les produits principaux de* la fermentation alcoolique qui ont été indiqués, on trouve toujours, dans les liquides fermentes, mais en minimes quantités, de l'acide acétique qui prend naissance même à l'abri absolu de l'air (Duclaux), et des homologues supérieurs de l'alcool ordinaire, tels que alcools propylique, butylique, amylique, caproïque, œnanthîlique, caprylique, qu'on obtient comme résidu, dans la rectification industrielle des alcools des distilleries^ sous la forme d'un liquide huileux, plus ou moins
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coloré en brun, d'une odeur forte et désagréable, ne se mélangeant qu'en partie avec Teau. Ce produit, connu sous le nom de fuseloel ou huile de pomme de terre, est formé en majeure partie d'alcool amylique qui communique ses propriétés éminemment délétères aux alcools mal rectifiés qu'on livre à la con. sommation, additionnés aux vins étrangers ou sous forme d'eau-de-vie et de liqueurs.
Suivant M. Berthelot, on peut représenter la production de tous ces homologues de l'alcool ordinaire, aux dépens du sucre, par l'équation générale :
- (C8Hi«0«) = C»H«»+«0 + 7( 02 + îi^H«0
Nous avons déjà fait mention d'un glycol, Tisobutylglycol, trouvé en 1882 par Henninger dans un vin de Bordeaux, en opérant par la méthode des distillations fractionnées sur 5o litres de liquide qui ont fourni à l'auteur 6 grammes de produit.
Nous terminerons ce chapitre relatif à l'équation chimique de la fermentation alcoolique, en rappelant l'action différente des diverses levures qui, ensemencées dans un même moût d'orge germé, donnent des bières de saveur complètement différentes pour chacune d'elles ; on ne peut expliquer ce phénomène que par la production de divers produits secondaires caractérisés par leur saveur spéciale, produits variables de qualité et de quantité avec chaque levure; ce qui revient à dire, avec M. Pasteur, qu'à chaque levure correspond une équation particulière d'action fermentative.
Nous connaissons maintenant les conditions de l'alimentation de la levure ; nous avons passé en revue les divers corps qui prennent naissance sous son influence pendant la fermentation du sucre ; nous avons encore à nous occuper de certaines conditions de milieu qui jouent un rôle important dans la fonction ferment de cette levure. Nous n'insisterons
pas sur rimportance de Peau, sans laquelle la levure pas plus que tout organisme, ne peut vivre.
§ 7. — Rôle de V oxygène. — Respiration de la levure.
Les levures absorbent avec énergie l'oxygène dissout dans les liquides aqueux, que ceux-ci renferment ou non des substances nutritives ou fermentescibles, et exhale une quantité correspondante d'acide x:arbonique. Ce fait, mis en lumière par M. Pasteur, a été étudié analytiquement par M. Schutzenberger à l'aide du procédé de dosage de l'oxygène par l'hydrosulfite qu'il a imaginé avec M. Risler.
M. Schutzenberger a établi que l'activité respiratoire de la levure est la même à la lumière que dans l'obscurité, qu'elle est indépendante de la masse de levure aussi bien que de la quantité d'oxygène dissoute dans l'eau où Ton délaye la levure, enfin qu'elle est sous la dépendance directe de la proportion de matière oxydable qu'elle renferme, ainsi que de la température. Les chiffres suivants, relatifs à la quantité d'oxygène absorbée par l'unité de poids de levure, dans l'unité de temps et à des températures croissantes, fixeront les idées,
Quantité d
'oxygène
absorbe.
par I gr Humide.
de
même
levure
Températures.
Sèche.
