CHAPITRE VI
ETUDE SUR LE PRINCIPE TOXIQUE DU SORGHO SA DIMINUTION PROGRESSIVE ET SA DISPARITION APRÈS LA FLORAISON
Historique. -— On sait que les Sorghos à l’état jeune sont toxiques. Des chameaux furent empoisonnés au Soudan égyptien par cette plante qu’on leur avait donnée comme fourrage où qu'ils avaient broutée aux champs.
D’après Henry B. Slade, la station d'expériences de Nebraska compte 144 cas fatals de bestiaux empoisonnés dans une année. . On rapporte des cas analogues en Australie.
Les auteurs recommandent de ne pas nourrir les animaux avec des tiges de Sorgho jeunes ou mal venues. Seule la plante adulie peut être consommée sans danger pour les bestiaux.
Berthelot et André, en 1886, dans un article sur «les effets nocifs du Sorgho », les attribuaient à une quantité excessive de nitrate de potasse contenue dans la plante. M. Williams, aux Etats-Unis, indiqua également que le salpêtre était la cause de cet inconvénient.
Le dosage du nitrate de potasse, dans le Sorgho toxique, montra que la quantité trouvée n’était pas en rapport avec l’effet produit et l’idée fut émise que la plante, dans certaines conditions, fabriquait un composé chimique très vénéneux. Dans un journal de la (Nebraska American Ch. Society », Henry B. Slade exposa, en 1901, qu'un composé vénéneux pourrait être produit par l’action d’une pousse anormale,
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L'examen d’un échantillon de Sorgho provenant d’un lot ayant été fatal au bétail décela la présence d'acide cyanhydrique dans les feuilles, plus marquée encore dans la tige. Mais il n’en trouva pas dans la racine.
Le Sorgho desséché, puis broyé avec de l’eau, montra encore la présence d'acide cyanhydrique. Le fait que le Sorgho desséché, mais non écrasé, dégage encore de l’acide cyanhydrique lorsqu’on l’écrase et qu’on le fait macérer dans l’eau, prouve que, comme dans les feuilles de « Laurier-cerise » et les « amandes amères », le toxique cyanogénique (analogue à l’amygdaline) existe dans la plante, dans des cellules particulières, et que la diastase hydrolysante, analogue à l’émulsine, se trouve isolée dans des cellules séparées.
Lorsqu'on écrase la plante, les cellules sont brisées, la diastase et le glucoside, mis en présence, réagissent et donnent de l’acide cyanhydrique aux dépens du glucoside.
Henry B. Slade, aux Etats-Unis, décela la présence de O0 gr. 013 p. 100 d’acide cyanhydrique formé dans un cas et de 0 gr. 014 p. 100 dans un autre cas.
R. Dunstan, avec des plantes égyptiennes, décela environ 0 gr. 200 p. 100 d’acide cyanhydrique du poids de la plante sèche. J’en aitrouvé 0 gr. 518 p. 100 dans des jeunes plantes de 5 centimètres de haut.
Toutes ces observations prouvent que l’acide cyanhydrique n'existe pas à l’état libre dans la plante, mais que cet acide est mis en liberté par l’action de la diastase hydrolysante sur le composé cyanogénique.
Pour l’homme, on considère la dose de 0 gr. 050 d’acide cyanhydrique comme mortelle. Frohner indique 0 gr. 500 à 1 gramme comme dose fatale pour le bétail.
Wyndham R. Dunstan a donné à ce produit toxique le nom de « Dhurrine » du nom arabe de la plante « Dhurra », variété du Sorghum vulgare, Pers.
Constitution chimique de la Dhurrine. — (Cet auteur, d’après The chemical News du 27 juin 1902, a prouvé que le com-
posé cyanogénique appelé « Dhurrine » est un glucoside dérivé du « paraoxyphényl-glycolique-nitrile » par l'association du résidu d’une molécule de dextrose, sa formule serait : C#H170?.
CH H LANCIA /9—C'H 1105 UDC NCA + H20 HOC CH Eau NN CH
Paraoxyphényl-gly HAS dextrose nitrile.
CH 2N TEE | ERNOV ncHL208 EMA CAZ HOCGACEH Glucose Acide cyanhydrique.
NA CH Paraoxybenzaldéhyde.
D’après R. Dunstan, la « Dhurrine », qui cristallise bien, est soluble dans l’eau et dans l’alcool. Lorsqu'elle est hydrolysée par lémulsine, ou par des acides dilués, elle se transforme en paraoxybenzaldéhyde, dextrose et acide cyanhydrique.
Lorsqu'on chauffe la « Dhurrine » avec des bases étendues et chaudes, elle est d’abord transformée en acide « dhurrinique » et ammoniaque,
CÉHSME PAIN | 0—CSH 105 HC Fe Pn| tt CAZ + NaOH + H20 HOCACA Soude DA / CH
Paraoxyphényl glycolique dextrose nitrile = Dhurrine.
(Cisu mél AL | O-—CSH5O11 HC ue + AzH3 — | rs COONa Ammoniac.
HOCRAC Z CH
Dhurrinate de soude.
Lorsqu’on traite le « dhurrinate de soude » par l’acide chlorhydrique dilué, il se produit du chlorure de sodium, du glucose, qui est mis en liberté et de l’acide paraoxyphénylglycolique.
ee
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La « Dhurrine » diffère des deux autres glucosides cyanogéniques connus, l’« amygdaline » des amandes amères et la «lotusine » trouvée par R. Dunstan dans le « Lotus arabicus ».
La « Dhurrine » dérive du glucose et donne naissance par hydrolyse à une molécule de glucose, tandis que les deux autres dérivent du maltose et donnent naissance par hydrolyse à deux molécules de glucose.
On sait que le maltose, C2H2?011,2H?0, sucre formé à côté de la dextrine dans l’action de l’amylase du malt sur l’empois d’amidon ou le glycogène, est dédoublé par les acides étendus en deux molécules de glucose.
Essai de synthèse. — La synthèse de la « dhurrine » est réalisable avec les moyens du laboratoire.
Les plantes, avec leurs diastases à actions inverses, édifient et détruisent des corps complexes, à basse température. C’est là une grande supériorité qu’elles ont sur nos moyens artificiels.
Il n’est cependant pas sans intérêt d'indiquer la marche de cette synthèse, pour essayer d’éclairer la question.
L’aldéhyde paraoxybenzoïque CHA ne : est produit par l’action du chloroforme, CHCI, sur le phénol, CSH5OH, en liqueur alcaline, en même temps que l’aldéhyde orthooxybenzylique, cette dernière est liquide, entrainable à la vapeur d’eau ; autre est solide. Il est facile de les séparer.
ÆHO (1) CSHSOH + CHCE + KOH = C‘H4 . + 3KCI + 2H°0 &
NOH Phénol. Chloroforme. Potasse. Aldéhyde paraoxy- Chlorure Eau. benzoïque. de potassium.
L’aldéhyde paraoxybenzoïque fixe l’acide cyanhydrique, HCAz, ou nitrile formique, et donne le paraoxyphénylglycolique nitrile.
4 c<0H (1) CK 1) ee cega YO L HCAz = CHR NCAz NOEL (4) OH (&) Aldéhyde Acide cyanhy- Paraoxyphényl glycolique paraoxybenzoïque. drique on nitrile nitrile.
formique.
On sait, d’autre part, que le glucose et les sucres, en général, s’unissent avec les alcools, les oxacides ou les phénols en présence d’acide chlorhydrique concentré pour donner des glucosides avec élimination d’eau. L'acide oglycolique donne, en particulier, un glucoside.
Tous ces corps reproduits synthétiquement sont naturellement combinés dans les plantes.
Remarque. — Comme Dunstan cite l’acide paraoxymandélique, j’ai cru bon d’en expliquer la formation.
Les alcalis (soude et potasse), surtout si l’on opère en solution alcoolique au voisinage de 1000, hydrolysent le nitrile paraoxyphénylglycolique et donnent l’acide paraoxyphénylglycolique à l’état de sel de l’alcali employé.
CCOH (1) ACOH (1) ‘Hi \Caz + (HO = C'H< NCOOR + AzHS
NoH Ua). OH (4) Nitrile paraoxyphényl Eau. Acide paraoxyphényl Ammoglycolique. glycolique ou paraoxy-man- niac.
é délique ou paraoxyphényl
éthanoloïque.
En faisant réagir directement l’acide cyanhydrique sur l’aldéhyde paraoxybenzylique en présence de l’eau, on obtient du paraoxyphénylglycolate d’ammoniaque.
74 /H iQ A GCOH C'HKC NO + HCAz + HO = C‘H4 \COOAzH4 OH | NoH Aldéhyde paraoxy- Acide Eau. Paraoxyphénylglvcolate benzylique. cyanhydrique. æ’ammonium.
Ce sont Robiquet et Boutron qui, les premiers, trouvèrent de acide cyanhydrique dans l’huile d'amandes amères en 1830. Liebig et Wohler découvrirent que l’acide prussique était produit par l’action de l’émulsine sur l’amygdaline des amandes. Depuis ce temps on a trouvé de l’acide cyanhydrique dans différentes plantes et sa formation est attribuée à l’action de l’émulsine sur un glucoside cyanogénique,
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Emulsine spéciale du Sorgho. — Il est facile de démontrer la présence, dans les jeunes plants de Sorgho, d’une diastase hydrolysante analogue à l’émulsine. |
On fait deux lots d’une même prise de l'échantillon :
19 L’un est broyé et laissé à macérer dans l’eau (10 grammes de Jeunes pousses dans 10 grammes d’eau) à la température du laboratoire jusqu’au lendemain.
20 L'autre est broyé et délayé dans l’eau, dans un ballon bouché avec un tampon de coton cardé non hydrophile. Qn fait bouillir ce mélange cinq minutes et on laisse macérer à la température du laboratoire jusqu’au lendemain.
Après une macération d'environ vingt-quatre heures, on distille et on recueille le distillat dans une solution de soude.
Le premier lot donne nettement les réactions caractéristiques des cyanures (voir plus loin).
Le deuxième lot ne donne rien. |
Comme témoin, on fait bouillir 10 grammes de Sorgho frais broyé dans 100 grammes d’eau et on recueille lé distillat qui ne donne pas les réactions des cyanures. Ceci est une preuve que la diastase est détruite à l’ébullition. '
La macération alcoolique de Sorgho broyé puis distillé ne donne pas les réactions des cyanures dans le distillat.
La macération en solution altaline à 0,2 p. 100 de NaOH ;
La macération en solution alcaline à 0,2 p. 100 de CO?Na? ;
La macération en solution chlorhydrique à 0,4 p. 100 ne donnent pas les réactions des cyanures dans le distillat.
La macération en solution salée à 0,50 de NaCI donne, au contraire, les réactions des cyanures dans le distillat.
On ajoute quelques gouttes de chloroforme pour empêcher l’action des microbes. Après deux jours toutes ces macérations sont filtrées sur un tissu léger. Les solutions alcalines sont acidulées et on distille en recueillant les distillats dans une solution de soude étendue. Si le dégagement de l’acide cyanhydrique était dû à une simple action chimique, l’acide chlorhydrique mettrait HCAz en liberté dans tous les cas. Or, nous savons que l’acide chlorhydrique fixe deux molécules d’eau sur le nitrile
paraoxyphénylglycolique, et donne de l'acide paraoxyphénylglycolique, du chlorure d’ammonium et du glucose; tandis que la diastase hydrolysante donne par fixation d’une molécule d’eau de la paraoxybenzaldéhyde, du glucose et: de l’acide cyanhydrique. Le chlorure de sodium en solutions étendues a, au contraire, une action favorable sur l’hydrolyse du glucoside par la diastase.
Dans tous les cas où M. Henry B. Slade a trouvé de l’acide cyanhydrique dans le distillat, il constate que la liqueur acide du ballon prenait une couleur plus ou moins rose rouge soit avec l'acide chlorhydrique, soit avec l’acide sulfurique.
Cette coloration de la liqueur acide ne se produisait pas lorsque la présence d’acide cyanhydrique n’était pas constatée. J'ai moi-même constaté cette coloration plus ou moins rouge dans les liqueurs hydrolysées.
Avec des bases, la coloration produite par les acides brunit et disparaît. La solution rouge acide traitée par la poudre de zinc est décolorée et aucune coloration n’apparaît à nouveau par neutralisation.
Le principe colorant dissous dans la solution acide peut être isolé par précipitation au sous-acétate de plomb, puis traitement à l'hydrogène sulfuré et en traitant le sulfure de plomb par HCI, en filtrant, neutralisant et extrayant le résidu avec de l’alcool, on obtient le rouge brillant caractéristique.
Henry B. Slade n’a pas isolé le glucoside des cannes américaines.
Préparation de l’émulsine spéciale du Sorgho. On peut préparer la diastase hydrolysante du glucoside cyanogénique en précipitant le jus du Sorgho avec de l’alcool à 950, en filtrant, en dissolvant le précipité dans l’eau distillée et en précipitant à nouveau la filtration alcoolique. Le précipité impur donne une coloration bleue avec la teinture de gaïac fraîchement préparée à l’eau oxygénée. | ,
Il ne donne aucune réaction si on l’a fait bouillir préalablement.
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En examinant l’action de la diastase dans les divers essais, on serait tenté de la considérer comme une émulsine. Pourtant, d’après Henry B. Slade, un extrait broyé contenant 40 p. 100 d’alcool donna de l’acide cyanhydrique tandis que l’émulsine est sensible à 8 p. 100 d’alcool.
De plus, les préparations actives diastasiques du Sorgho n’eurent pas d'action sur l’amygdaline, d’où il conclut à l’absence d’émulsine. Il pense que cette diastase peut être, soit une forme spéciale d’émulsine, comme celle décrite par Jorrisen et Hairs, soit une nouvelle diastase. Il ajoute que cette diastase ne paraît pas être une émulsine ordinaire.
C’est une question que je me réserve de reprendre aussitôt que les circonstances le permettront. TS
Conditions d'apparition du glucoside cyanogénique. — Toute une série de recherches très importantes ont été faites, à ce sujet, par Guignard, 1907, par Treub, 1909 ; Ravenna et Peli, 1909. Ces recherches ont montré que les glucosides cyanogéniques existent dans un grand nombre de plantes, deux cent cinquante environ dans l’état actuel de nos connaissances. Ils paraissent se former spécialement dans les tissus chlorophylliens, sous l'influence de la lumière. |
La lumière interviendrait ici, en favorisant la production d’hydrates de carbone qui sont indispensables à l’élaboration du composé cyanogéné.
D’autre part, les nitrates donnés en aliments aux plantes jusqu’à une certaine dose (1 p. 1000 dans une ‘expérience), favorisent aussi la formation du glucoside.
Un fait important dont je reparlerai plus loin, c’est que le composé cyané partant de zéro augmente d’abord considérablement pendant la germination puis diminue progressivement avec l’âge dans la plupart des plantes et finit par disparaître, sauf deux exceptions signalées par Guignard, Sambucus nigra et Treube, Indigofera galegoïides, D. C.
Enfin, certaines plantes de la même espèce, cultivées dans des conditions analogues, présentent cependant des différences no-
tables quant à la dose d'acide eyanhydrique produit ; ce sont là des variations individuelles transmises par hérédité.
Le glucoside élaboré par les feuilles semble se diriger ensuite vers la tige et doit être utilisé postérieurement par le végétal,
ainsi que toutes ses réserves.
Expériences personnelles. — Dans le but de savoir si l’on pouvait vraiment préconiser le Sorgho comme fourrage, en France, j’ai moi-même suivi l’évolution du glucoside cyanogénique dans le Sorgho sucré hâtif de Minnesota, le Sorgho à balai, le Sorgho Douro et le Sorgho d'Alep, les seules variétés que j'aie pu -me procurer à temps Jusqu'ici. On possède des réactions extrèmement sensibles pour déceler des traces d’acide cyanhydrique et pour le doser.
Je les rappelle ici dans le but d’être utile à ceux qui, voulant se servir des Sorghos comme fourrages, désireraient, pour plus de sûreté, faire l'épreuve eux-mêmes.
A. — Réactions permettant de déceler l'acide cyanhydrique dans les végétaux.
a) Nous avons vu que l’acide cyanhydrique n’existe pas à l’état libre dans le Sorgho, mais qu'il y constitue une réserve sous forme de glucoside, «la Dhurrine », dans laquelle il est combiné au glucose et à un phénol. Ce glucoside existe dans toutes les parties vertes de la plante.
Sous l’influence d’une enzyme spéciale (contenue également dans la plante) analogue à l’émulsine des amandes amères, le glucoside est hydrolysé et donne de l'acide cyanhydrique, du glucose et de l'aldéhyde paraoxybenzoïque. Pratiquement, lorsqu'on soupçonne la présence d'acide cyanhydrique combiné dans une plante, on commence par broyer ou contuser au mortier une partie de cette plante coupée en menus fragments. On introduit ces débris dans un flacon à large goulot, on lave le mortier avec un peu d’eau qu'on ajoute à la masse et on bouche le flacon après avoir eu soin d'introduire entre le bouchon et le verre une petite
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bande de papier picro-sodé (méthode Guignard) (1) de manière que le papier soit suspendu dans l’atmosphère du flacon.
La moindre trace d'acide cyanhydrique fait virer le papier qui passe du jaune verdâtre à l’orangé de plus en plus rouge, jusqu'au rouge sang, par production d’acide iso-purpurique. Si le papier n’a pas viré au bout de vingt-quatre heures on peut considérer que la plante ne produit pas d’acide cyanhydrique et qu’elle n’est pas toxique.
b) Une méthode capable de déceler des traces infiniment faibles d’acide cyanhydrique consiste à broyer au mortier une certaine quantité de la plante à examiner, puis de l’introduire dans un ballon et de l’y laisser macérer pendant vingt-quatre heures. Au bout de ce temps, on acidule avec quelques centimètres cubes d'acide chlorhydrique ou sulfurique étendu et on distille, soit au bain de sable, soit comme il est dit plus loin, à propos du dosage de l’acide cyanhydrique. Le distillat est recueilli dans une solution étendue de soude. On ajoute un petit cristal de sulfate ferreux (sulfate de fer ordinaire), puis une goutte de perchlorure de fer, on agite et on acidule avec de l’acide chlorhydrique. Il se produit, sous l’influence de l’acide cyanhydrique, un précipité de bleu de Prusse bleu verdâtre plus ou moins abondant, suivant la teneur en glucoside primitif.
c) Une autre réaction très sensible est la coloration rouge sang du sulfocyanate de fer. La liqueur est traitée par AzHS puis chauffée jusqu’à décoloration. Il se forme du sulfocyanate d’ammonium qu’on dissout. On filtre et dans la liqueur, on ajoute un sel ferrique. Il se produit une coloration rouge sang caractéristique.
(1) Préparation du papier picro-sodé (méthode Guignard). — 1° Faire une solution d’acide picrique à 4 p. 100, en imbiber de petites bandes de papier blanc à filtrer, égoutter les bandes et les sécher dans des doubles de papier à filtrer ou de papier buvard, à l’abri de la lumière, les tremper ensuite dans une solution à 10 p.100 de carbonate de soude, sécher ensuite comme précédemmeut. Ce papier se colore en rouge dans une atmosphère d’acide cyanhydrique par formation d’acide isopurpurique.
B. — Dosage de l'acide cyanhydrique.
Principe. — On extrait l’acide cyanhydrique du Sorgho par entraînement à la vapeur d’eau, après hydrolyse du glucoside, puis on le titre par la méthode de Denigès.
Hydrolyse. — On pèse 20 à 100 grammes de tiges de Sorgho débarrassées de leurs racines. On les broie dans un mortier de façon à faciliter l’hydrolyse. On les introduit ensuite rapidement dans un ballon d’un litre. On lave le mortier et on ajoute l’eau de lavage aux plantes contusées. On remplit le ballon à moitié avec de l’eau distillée, 500 centimètres cubes environ. On bouche et on adapte au bouchon une étroite petite bande de papier picrosodé de manière à suivre la réaction, sans pour cela troubler sensiblement le dosage. On met ce flacon dans un placard, à Pabri de la lumière. La durée de l’hydrolyse est de vingt-quatre heures. Les résultats trouvés après quarante-huit heures ou même soixante-douze sont sensiblement identiques au premier.
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Entraînement à la vapeur d'eau. — On se sert de l’appareiïl suivant :
B. ballon contenant l’eau pour la production de la vapeur ; tube de sûreté et de pression ; tube d’adduction de la vapeur d’eau. — B/. ballon contenant le produit à entraîner. — R. réfrigérant. — A l'extrémité,
vase où l’on recueille le mélange d’acide cyanhydrique et d’eau.
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Opération. — On chauffe fortement l’eau pour avoir une abondante production de vapeur et on amène, au moyen d’un bainmarie ou d’un bain de sable, le liquide à entraîner à une température voisine de celle de la vapeur pour que cette dernière ne se condense pas en trop grande quantité dans le ballon B’. |
On recueille le distillat dans le vase V contenant 100 centimètres cubes d’eau distillée et environ 10 centimètres cubes d’ammoniaque. ;
On arrête lorsqu'on a recueilli environ 200 centimètres cubes de liquide. On peut, d’ailleurs, s’assurer qu’il ne reste plus d’acide cyanhydrique par les réactions habituelles : formation de bleu de Prusse, formation de sulfocyanate d’ammonium qui colore en rouge sang les solutions de sels ferriques.
Titrage (méthode de Denigès). — On titre avec une solution de nitrate d’argent à { p. 100 en milieu ammoniacal et en présence d’une dizaine de gouttes d’une solution à 20 p. 100 d’iodure de potassium, comme indicateur. On verse la solution argentique jusqu’à apparition d’un léger trouble persistant.
L’excès d’ammoniaque a pour but de dissoudre le cyanure argent qui masquerait la fin de la réaction.
1 centimètre cube de nitrate d’argent à 1 p. 100 correspond à O gr. 00054 d'HCAz.
Soit. :
P, le poids de Sorgho ;
N, le nombre de centimètres cubes de la solution argentique.
L’acide cyanhydrique pour 100 sera donné par la formule :
Acide cyanhydrique pour 100 — 0,00054 X N X 100.
