CHAPITRE VIII

De toutes les fermentations, les fermentations par réduction sont les plus nombreuses et les plus varie'es, tant par la nature de la substance fermentescible et du ferment, que par celle de leurs produits ; une partie de la matière fermentescible est complètement brûlée et transformée en acide carbonique et eau, aux dépens de Toxygène d'une autre partie du même corps qui laisse alors un résidu plus riche en hydrogène et souvent en carbone. Ce résidu tantôt se complique en donnant une substance polymère, tantôt, au contraire, se simplifie par dédoublement ou tout autre genre de décomposition. Une partie de rhydrogène de la matière organique primitive peut être mise en liberté; cet hydrogène, naissant dans un milieu alcalin, possède des propriétés réductrices analogues à celles de Tamalgame de sodium; il réduit Tindigo bleu en indigo blanc, les nitrates en nitrites, le sucre interverti en mannite, mais il est sans action sur les sulfates.

Les fermentations nombreuses qui appartiennent à ce groupe ne peuvent être classées méthodiquement, chaque substance fermentescible pouvant subir Faction de plusieurs ferments différents, tout en donnant des produits de décomposition complètement dissemblables. Le moyen le plus pratique est de les étudier en réunissant en petits groupes les diverses décompositions que subit chaque composé fermentescible.

A part la fermentation butyrique, que nous étudierons avec quelques détails, nous ne ferons guère qu'une énumération des autres fermentations de ce genre, presque toutes étudiées par M. Fitz.

§ I". — Fermentation butyrique.

L'acide butyrique peut prendre naissance aux dépens d'un assez grand nombre de substances, telles que : acide lactique, sucre, cellulose; acides tartrique, citrique, malique, etc.; il se produit aussi dans la décomposition putride des matières albuminoïdes ; mais son mode de production le plus économique et qui le donne en plus grande abondance, est la fermentation du lactate de chaux.

On a vu, dans l'étude de la fermentation lactique, qu'à côté du bactérium lactique, se développait très fréquemment le vibrion butyrique, d'où une production simultanée et partielle de butyrate de chaux, s'accompagnant d'un dégagement spécifique d'acide carbonique et d'hydrogène. Dans certains cas, il arrive même que l'acide lactique disparaît en totalité, transformé en acide butyrique. Mais l'on était resté ignorant des causes de cette transformation, jusqu'au moment où les travaux de M. Pasteur vinrent encore donner la solution du problème.

/. Culture du ferment butyrique ; ses caractères» — Pour obtenir une fermentation butyrique pure,

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M. Pasteur se sert d'un ballon à deux tubulures dont Tune, recourbée, plonge dans une capsule de porcelaine et sert de tube abducteur de gaz, tandis que l'autre, verticale, est terminée en entonnoir et munie d'un robinet de verre. Il y introduit huit à dix litres d'eau pure , tenant en dissolution 225 grammes de lactate de chaux, 0,75 de phosphate d'ammoniaque, 0,4 de phosphate de potasse, 0,4 de sulfate de magnésie, enfin 0,2 de sulfate ammonique. Le ballon rempli, et la capsule dans laquelle plonge la tubulure recourbée garnie du même liquide, on porte simultanément les deux vases à l'ébullition, de façon à chasser l'air et à tuer les germes; puis on laisse refroidir le ballon, qui se remplit du liquide de la capsule, maintenu bouillant, et on le porte dans une étuve chauffée à 2 5"* ou So**, où on maintient la tubulure ouverte plongée dans le mercure ; on introduit alors quelques gouttes d'une fermentation butyrique en activité dans la tubulure à entonnoir, en évitant l'accès de l'air, et on les fait passer dans le ballon.

La fermentation se déclare bientôt ; des bulles gazeuses de plus en plus grosses et nombreuses se dégagent, formées d'un mélange d'acide carbonique et d'hydrogène ; le liquide clair se trouble et l'acide lactique disparaît, transformé en butyrate de chaux. Si l'on examine une goutte du liquide en pleine fermentation, au microscope, on la voit remplie d'une multitude de vibrions très agiles, dont les mouvements disparaissent bientôt au bord de la lamelle, et persistent plus longtemps au centre de la préparation par suite de l'absence d'air (voir p. 164.)

Ces vibrions constituent lefermentum butjrricum (fig. 3i) de M. Pasteur qui le décrit comme suit : ce sont de petites baguettes cylindriques arrondies aux extrémités, ordinairement droites," isolées ou réunies par chaînes de 2, 3 ou 4 articles et même davantage; leur largeur est d'environ 2 fA et leur longueur de

2 à 20 fx ; ces organismes s'avancent en glissant : les chaînes d'articles sont mobiles sur leurs articulations, et leurs mouvements sont alors balance's, lents et doux.

Fig, 3i. — Vibrion butyrique.

Le ferment butyrique est identique au bacilliis subtilisât Cohn, au vibrio subtilis d'Ehrenberg, au bacilîus amylobacter de Tre'cul ; il se reproduit par sporulation ; en un point de Particle, le protaplasma se renfle et se transforme en une spore qui s'isole par re'sorption du tissu environnant, et tombe inerte au fond du vase ; à ce moment la fermentation cesse ; transplantée à Tabri de l'air dans un liquide nourricier nouveau, la spore régénère de nouveaux bâtonnets de bacille, et provoque la fermentation butyrique.

D'après M. Pasteur, les spores du ferment butyrique auraient la propriété de résister à l'action de l'oxygène, et peut-être auraient même besoin de subir son influence passagère ; ces germes, répandus dans l'atmosphère, sont transportés de tous côtés et, quand le hasard s'y prête, arrivent au contact de milieux appropriés où ils donnent naissance aux bacilles qui deviennent les agents de la fermentation butyrique.

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M. Fitz a observé et décrit un autre ferment butyrique du lactate de chaux, lequel se voit formé de petites cellules rondes groupées en chapelets, de I [X. 6 de diamètre, et se reproduisant par scissiparité.

2 . Substances fermentescibles. — Le lactate de chaux n'est pas le seul corps qui, sousTinfluence du vibrion butyrique, peut se transformer en acide butyrique.

Les matières sucrées, les amylacés, la cellulose, la glycérine, Tarabine, la lichénine, les acides tartrique, citrique, malique, les matières albuminoïdes sont capables de subir la fermentation butyrique, directement ou après transformation préalable en acide lactique ; les matières sucrées, amylacées et cellulosiques seraient probablement transformées au préalable en glucose, sous l'action d'une diastase sécrétée par le microbe (van Tieghem).

- 3. Produits et équation de la fermentation bu^ tyrique. — Le produit principal de la fermentation qui nous occupe est l'acide butyrique ; sa formation aux dépens des sucres et de l'acide lactique est traduite avec la plus grande simplicité par la formule suivante :

Ct2H220i'-fH«0"2G«Hi*0» = 4G3H«03=2G*H80*

Lactose. Eau, Glucose. Ac. lactique. Ac. butyr.

+4CO»-f4H2 Ac. carb. Hydr.

qui, si l'on veut tenir compte de l'état de l'acide lactique et de l'acide butyrique sous forme de combinaisons calciques, devient :

2(C»H*03)2Ca + H«0 = (G«H'0*)2Ca + GO'Ga + 3 GO2 + H* lactate de chaux. Butyrate de chaux. Carb. de ch.

En réalité, la réaction chimique n'est pas exactement représentée par les formules, et la production de gaz carbonique et hydrogène, outre qu'elle semble varier dans le courant de la fermentation, n'est pas dans la proportion qu'elles indiquent ; d'ailleurs il se

forme quelquefois de l'alcool butylique C*H^oo^ qui ne trouve place dans aucune formule.

Dans la fermentation butyrique des corps autres que les hydrates de carbone, des produits accessoires prennent naissance, tels que l'acide acétique, l'acide propionique, l'acide valérique, l'acide succinique, sur le mode de production desquels la lumière est loin d'être faite.

Cependant on a essayé de formuler certaines réactions, et spécialement celles qui concernent l'acide citrique et l'acide tartrique ; l'acide citrique se dédoublerait par hydratation en acides lactique, acétique et carbonique, avant de subir la fermentation butyrique (Personne).

4 C«H80T + 2 H«0 = 4 C^H«03 + 3 G*H*0» + 6 CO* Ac. citrique. Ac. lactique. Ac. acétique.

Quant à l'acide tartrique, il subirait la fermentation butyrique, soit directement, soit après transformation préalable en acide lactique.

2 C*H«0« = C*H«0* + 4 C0« + 2 H«0 Ac. tartrique. Ac. butyriq.