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Cette absorption d'oxygène est en corrélation avec la vie de la cellule, puisqu'à la température de 60**, à laquelle celle-ci est tuée, l'absorption devient nulle<>

ROLE DE l'oxygène, RESPIRATION DE LA LEVURE IO7

Elle se produit même à l'égard du gaz combiné à l'état de tension, comme il Test dans le sang; ainsi, du sang rutilant ou une solution d'hémoglobine saturée d'oxygène passent rapidement de la teinte rouge vif du sang artériel à celle du sang veineux noirâtre, quand on y ajoute un peu de levure délayée dans l'eau.

M. Schutzenberger a basé sur ce résultat une expérience très jolie, destinée à faire comprendre l'absorption de l'oxygène du sang artériel dans les capillaires des tissus, et sa transformation en sang veineux. On fait circuler du sang défibriné et saturé d'oxygène à travers un long tube en baudruche mince plongé dans du sérum bien exempt de globules sanguins, contenant de la levure de bière en suspension, et chauffé à 35 degrés ; le sang sort à l'extrémité avec la coloration brun noir du sang veineux, tandis qu'il reste rouge si le sérum ne contient pas de levure.

Quelle est maintenant, dans la levure, la matière qui fixe ainsi l'oxygène ; l'expérience démontre que ce sont les éléments contenus dans le liquide d'imprégnation, — car la levure lavée possède une activité respiratoire moindre qu'à l'état frais, — et que ces éléments sont des produits d'excrétion de la levure qu'elle fabrique aux dépens de ses tissus ; car cette même levure lavée recouvre peu après son activité respiratoire initiale.

Il est très intéressant de se rendre compte du rôle exact que joue l'oxygène pendant la vie de la levure ; il suffit pour cela de reprendre les expériences de Pasteur à ce sujet.

Dans un premier cas, on sème la levure dans un liquide sucré contenu sous une très faible épaisseur dans une large cuvette où l'accès de l'air est aussi favorisé que possible vers la profondeur du liquide, en choisissant de préférence de la levure haute pour qu'elle s'aère bien; on interrompt l'opération dès qu'une couche de ferment s'est déposée au fond du

vase. On trouve alors que le développement de la levure a été le plus abondant possible, ou encore que le rapport du poids de sucre disparu au poids de levure produite est le plus faible qu'on puisse obtenir: Tauteur a trouvé ainsi le chiffre 4. Chose curieuse, la production d'alcool est insignifiante ; par conséquent la majeure partie du sucre disparu est employée en partie pour former les éléments ternaires du ferment nouveau ; le reste disparaît brûlé complètement et transformé en acide carbonique. Nous verrons bientôt que, dans ces conditions, la levure se comporte comme les moisissures; et nous pouvons déjà conclure que sa fonction de ferment alcoolique n'est pas compatible avec la présence d'une quantité abondante d'oxygène, avec une respiration active.

Instituons l'expérience inverse; introduisons dans un ballon plein de solution sucrée, purgée d'air par l'ébuUition, une trace de ferment jeune et bien actif, à l'aide d'un de ces procédés opératoires si ingénieux dont M. Pasteur nous a révélé le secret. La fermentation commence, rapide d'abord, puis se, ralentit et devient interminable. Quand elle est enfin terminée, il s'est produit très peu de levure, i pour 80 à 90 de sucre fermenté; mais la presque totalité de celui-ci a subi une fermentation alcoolique très régulière.

Cette fois, la consommation du sucre aux dépens de l'oxygène a été nulle, en tout cas insignifiante ; le faible développement du ferment n'a absorbé que bien peu d'hydrate de carbone ; mais si la vitalité de ce ferment, manifestée par son peu de développement, est tombée à son minimum, son pouvoir ferment s'est développé considérablement et s'est manifesté par la transformation de la presque totalité du sucre en alcool et acide carbonique.

Enfin, dans une troisième et dernière expérience, semons la levure jeune dans un liquide albumineux, tel que l'eau de levure exempte de sucre ou contenant un sucre non fermentescible, tel que la lactose;

ROLE DE l'oxygène. RESPIRATION DE LA LEVURE I09

si le liquide est soustrait au contact de Tair, la levure ne bourgeonne pas du tout ; elle se multiplie encore si, au contraire, Toxygène peut arriver librement à son contact.

De tous ces faits il ressort, comme le dit M. Schutzenberger : « que la levure, comme les plantes or- » dinaires, bourgeonne et se multiplie, même en j) Tabsence de sucre fermentescible, lorsqu'on lui » fournit de Toxygène libre ; que cependant cette » multiplication est favorise'e par la présence du » sucre qui serait un élément plus approprié que les » composés hydro-carbonnés non fermentescibles ; » enfin, que la levure peut se multiplier et bour- » geonner en l'absence de l'oxygène libre, mais dans » ce cas une substance fermentescible est indispen- » sable. »

On peut encore interpréter les faits de la manière suivante : a i° Le concours de l'oxygène et des com- » bustions qui en sont une conséquence, est néces- » saire au développement et à la multiplication de » la vie cellulaire. Ce fait est surabondamment éta- » bli par les êtres et les organes du règne végétal ; » — 2® la levure possède la faculté de décomposer » le sucre qui pénètre par endosmose dans l'intérieur » de la cellule, en alcool, acide carbonique, glycé- » rine, acide succinique et oxygène. »

Reportons-nous, en effet, à la formule proposée par M. Monoyer (p. io3) ; nous y trouvons un excès d^oxygène libre ; rien n'empêche de supposer que cet oxygène sert à la respiration de la levure.

Nous reviendrons sur ces conséquences quand nous exposerons la théorie de la fermentation d'après les idées de M. Pasteur. Disons seulement que, dans la pratique, dans la fermentation des vins, des moûts ou des liquides sucrés destinés à fabriquer de l'alcool, on tend de plus en plus à tenir un compte judicieux du résultat des deux expériences opposées de M. Pasteur, c'est-à-dire que, sans chercher à éviter

no FERMENTATION ALCOOLIQUE

absolument le contact avec l'air, sans produire non plus une aération trop grande des moûts et liquides sucrés, on maintient l'activité de la levure dans un juste milieu ; on évite la combustion complète d'une trop grande partie de l'alcool en opérant dans des cuves profondes dont le contenu est recouvert de la couche d'acide carbonique produite par la fermentation et qui s'y maintient grâce à sa pesanteur spécifique plus grande que celle de l'air ; mais on imprime au ferment une activité plus grande et, par suite, on diminue la durée de la fermentation en laissant à l'oxygène extérieur un certain accès sur le liquide. Le critérium d'une bonne fermentation, au point de vue industriel, consiste en effet dans cet ensemble de conditions : fermentation, c'est-à-dire disparition du sucre, rapide, et production maximum d'alcool.

Ajoutons encore, avant de terminer cette étude sur la respiration de la levure, que la nécessité de l'oxygène pour le fonctionnement de cet organisme est tellement vraie que quand, vers la fin d'une de ces. longues fermentations à l'abri de l'air, les cellules vieillies et dégénérées du ferment ont absorbé tout l'oxygène accumulé à l'état latent dans leur protoplasma, et n'ont plus d'énergie, elles reprennent une vitalité nouvelle, bien que momentanée, quand on fait arriver dans le liquide saturé d'acide carbonique quelques bulles d'air ou d'oxygène ; et l'on voit alors le dégagement de gaz reprendre rapidement et durer quelques jours.

§ 8, Vie de la levure sur elle-même, autophagie de la levure, (Duclaux.)

Dans toute fermentation alcoolique où la quantité de levure ne dépasse pas 40 pour 100 du poids' de sucre, la fermentation s'arrête toujours dès que tout le sucre a été transformé ; et l'on peut être sûr qu'avec la

VIE DE LA LEVURE SUR ELLE-MEME Ut

dernière bulle de gaz carbonique a disparu la der^ nière trace de sucre décelable par la liqueur cupropotassique.

Il en est autrement quand le poids de levure est plus considérable ; la fermentation ou plutôt le dégagement du gaz continue encore longtemps après la disparition complète du sucre, et le volume de ce gaz. devient plus considérable que le volume théorique donné par le poids de sucre mis en œuvre ; c'est ainsi qu'avec un poids de levure 20 fois plus grand que celui du sucre, M. Pasteur a obtenu trois fois la quantité d'acide carbonique que devait donner le sucre ; il a constaté aussi que la proportion d'alcool produite était sensiblement plus grande que celle que devait donner le sucre seul. Cet excès d'acide et d'alcool s'était formé aux dépens de la substance même de la levure. Mais en même temps, des modifications profondes se produisent dans la levure, analogues à celles de la levure humide abandonnée à elle-même à 25 ou 3o° ; dans ce dernier cas, et sans qu'il y ait eu putréfaction, ce que démontre l'ab-sence des microbes, la levure change d'aspect, se ramollit, et abandonne à l'eau une proportion anormale de principes solubles. C'est ainsi que M. Bé-. champ n'a plus obtenu, après lavage, que 2 3 gr. de substance sèche provenant de 100 gr. de levure ramollie, laquelle à l'état frais laissait un résidu fixe et insoluble de 3o gr. La perte a donc été de 8 gr. ; l'eau de lavage renfermait de l'acide acétique, beaucoup de ferment inversif, une albumine soluble coagulable à chaud, une matière gommeuse voisine de l'arabine, donnant de l'acide mucique sous l'influence de l'acide azotique, de la leucine, de la tyrosine, une matière sirupeuse incristallisable, enfin de notables . proportions de phosphates alcalins et alcalinoterreux.

M. Schutzenberger a confirmé les résultats de M. Béchamp, et a reconnu, en outre, dans l'extrait

aqueux de levure ramollie, la présence des de'rivés azotés du groupe de la sarcine qui n'avaient pas encore été signalés dans l'économie végétale. Tous ces corps azotés sont des produits du dédoublement des anatières albuminoïdes qui s'effectue au laboratoire ^ous l'influence des réactifs, acides ou alcalis, ainsi que dans la putréfaction sous l'influence des bactéries, et dans les tissus animaux par suite des processus normaux de desassimilation*, c'est encore là un point de ressemblance de plus entre les phénomènes de la vie dans cet organisme microscopique et chez les £tres élevés de la série végétale et animale.

§ 5- — Conditions de V action des levures.

Nous allons, dans ce chapitre, étudier les conditions dans lesquelles les levures manifestent leur action sur les sucres, dans un milieu pourvu des éléments nutritifs qui leur sont nécessaires, en nous inspirant surtout des travaux de M. Dumas.

Influence des quantités de levure et de temps. — La fermentation alcoolique constitue un phénomène assez régulier pour des conditions constantes. C'est ainsi que, dans quatre essais, 40 gr. de levure ont fait disparaître, en 1 6 minutes au plus, un gramme de glucose dissout dans 200 fois son volume d'eau ; avec le sucre candi, pour les mêmes quantités de levure de sucre et d'eau, il a fallu 84 minutes, soit 2 fois plus de temps, ce qui revient à dire qu'il faut autant de temps à la levure pour faire fermenter la saccharose que pour lui faire subir l'interversion préalable.

Un excès de levure au delà de la quantité nécessaire, ne diminue pas le temps nécessaire à la fermentation ; ce temps est proportionnel à la quantité de sucre, ainsi que le prouvent les chiffres suivants, relatifs à la fermentation de quantités croissantes de

CONDITIONS DE l'aCTION DES LEVURES I I J

sucre dissoutes dans i5o cent, cubes d'eau additionne's de 20 gr. d'une même levure.

Quantiti de sucre. Temps. Rapports.

o?'5 55 minutes. o.5

Ce résultat montre la régularité' du phénomène ; ce qui tient à la multiplicité des corpuscules de levure parmi lesquels les légères différences individuellesqui peuvent exister dans leur activité fonctionnelle disparaissent devant le nombre énorme des élément actifs; Dumas a calculé, en effet, que les 10 gr. de levure des expériences précédentes contiennent de 20 à 3o milliards de cellules, ce qui revient à dire que pour détruire I centigr. de sucre en i minute, il faut de 20 à 3o millards de globules de levure.

Influence de la température. — Quelles sont les limites supérieures et inférieures de température au delà et en deçà desquelles la vie de la levure est détruite ? Quels sont les limites entre lesquelles elle manifeste son activité ? telles sont les questions auxquelles nous allons répondre.

La levure très fraîche meurt à 66^,5 suivant Wiessner, tandis que Hoffmann donne comme température limite, /ô"* à 83°, et Meyer 53° à 60°. La levure qui a été desséchée avec précaution à basse température peut ensuite être chauffée à 100° sans perdre sa vitalité. Cagnard-Latour, Melsens et Schumacher ont démontré qu'elle peut supporter des froids excessifs allant même jusqu'à 100° au-dessous de zéro ; mais il faut, après congélation, ne la soumettre qu'à des variations progressives de température très lentes pour amener la fusion de l'eau d'imprégnation congelée.

La levure ne commence à agir comme ferment