AMYL.\SES DE DIFFÉRENTES PROVENANCES
Différentes amylases. — Ptyaline. — Diastase des grains crus et diastase des grains germes. — Action de la diastase de déplacement sur l'amidon. — Diastase de Reichler. — Mode d'action de la diastase portée à la température de 70". — Conditions de sécrétion de l'amylase. — Analyse quantitative de l'amylase. — Valeur comparative. — Valeur absolue. — Méthodes d'Effront.
Lorsqu'on étudie les amylases de différentes provenances au point de vue de leur action sur l'amidon et sur l'empois, on est frappé par certaines particularités caractéristiques, qui tendent à confirmer l'existence de différentes espèces d'amylase.
Les auteurs qui ont étudié de près cette question distinguent tout d'abord la diastase salivaire appelée ptyaline et la diastase des grains. Ils distinguent ensuite l'amylase des grains crus et celle des grains germes.
La caractéristique de la diastase salivaire serait, d'après C[uelques auteurs, sa résistence à l'action des milieux alcalins et acides.
Cette assertion est erronée. La ptyaline, en réalité, se comporte vis-à-vis des réactions du milieu absolument de la même manière que la diastase du malt.
La salive, à la vérité, possède souvent une réaction alcaline très prononcée et correspondant jusqu'à 97 milligrammes de bicarbonate de sodium pour 100.
Or, Chittendin et Smith ont démontré que cette alcalinité affaiblissait le pouvoir ferment de la diastase contenue dans
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la salive, diasiasc doni l'aclivilc aii^niioiilc dans nno ceilainc proportion lorsqu'on neutralise la salive.
La prétendue résistance delà ptyaline aux acides est surtout basée sur le rôle de la diastase salivaire dans la digestion, mais, ici encore, les observations faites ne sontpas rigoureuses.
En elTet, la ptyaline agit seulement dans la première pbase de la digestion, alors que le liquide stomacal n'est pas encore acide. La réaction de cet enzyme s'arrête au moment oii l'acidité apparaît.
La distinction entre l'amylase des grains crus et l'amylase du malt paraît basée, à première vue, sur des données plus sérieuses.
Lin tuer et Eckhard ont constaté une différence sensible entre l'action de l'amylase de l'orge germé et celle de la diastase de l'orge non germé.
A basse température la diastase des grains crus produit un travail plus profond que la diastase du malt. A la température optima, au contraire, qui est sensiblement la même pour les deux diastases, c'est l'amylase des grains germes qui fournit le maximum de sucre.
Une différence encore plus appréciable résulte de l'étude du pouvoir licpiéfiant de l'amylase de diverses provenances.
La diastase du malt licpiéfie très rapidement un empois, tandis que l'amylase des grains crus, tout en possédant un pouvoir saccharifiant énergique, se montre presque inactive au point de vue de la liquéfaction.
Lintner et Eckhard ont tracé un tableau comparatif de l'action des températures sur les deux diastases et ont fait ressortir toute une série de particularités qui, d'après eux, caractérisent les deux enzymes.
Mais, ici comme dans le cas de la ptyaline, les conclusions que les expérimentateurs ont tiré de leurs observations ne sont pas rigoureuses.
La différence qu'on constate entre une infusion de grains crus et une infusion de malt, provient en réalité,
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non pas de l'existence de deux diastases distinctes, mais de la présence de corps étrangers différents dans les deux liquides.
Dans l'infusion de grains crus il y a fort peu d'amylase, mais le liquide est très riche en subtances favorisant l' action diastasique.
Lorsque nous avons étudié l'action des substances favorisant l'action de la diastase, nous avons montré que cette action se manifeste surtout dans la première phase de l'hydratation et qu'elle cesse de se produire en présence des dextrines résiduaires. C'est pour cette raison que la basse température se montre favorable à l'action de l'amylase des grains crus et défavorable à celle de la diastase du malt qui, dans ces conditions, produit une hydratation peu profonde.
A la température optima, les conditions sont tout à fait différentes. La petite quantité de diastase contenue dans les grains crus peut, à elle seule, provoquer une saccharihcatioa assez profonde qui se poursuit jusqu'au moment où les substances étrangères n'ont plus d'influence sur la marche de l'hydratation.
En employant la diastase des grains crus on arrive difficilement à un degré de saccharihcation tel que l'empois ne donne plus de coloration par l'iode. Le même phénomène s'observe quand on emploie la diastase en présence de substances excitantes.
Pour obtenir un dédoublement de l'amidon correspondant à /io ou 5o pour loo de maltose il suffit d'une trace d'infusion, si elle se trouve en présence de corps activant son action . Pour arriver à 70 pour 100 de maltose, il faut 10 à 20 fois plus d'infusion de malt, même si le travail se fait en présence d'asparagine.
Nous constaterons plus loin qu'il y a réellement dans les grains crus des substances excitant la diastase. Ce sont en réalité ces subtances qui sont cause de toutes les différences observées par Lintner entre la diastase du malt et celle des grains non germes.
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Brown et Morvis font aussi une distinction entre l'amylasc du malt et l'enzyme des grains crus. Ils nomment la première « diastase de sécrétion » et la deuxième « diaslase de déplacement ».
D'ajjrès ces auteurs, les deux diastases agissent d'une manière toute différente sur l'amidon cru. La diastase de sécrétion corrode les granules de l'amidon, elle les creuse irrégulièrement et les désagrège. La diastase de déplacement, AU contraire, ne produit ni corrosion ni désagrégation.
L'attaque de l'amidon se l'ait par couches successives jusqu'à disparition presque complète des grains dont le volume diminue progressivement tandis que leur forme se conserve.
Cette différence singulière dans le mode de digestion paraît, à première vue, confirmer complètement l'hypothèse qui admet l'existence de différentes amylases. Mais ce nouvel argument paraît heaucoup moins concluant si l'on étudie avec plus de soin les différents modes d'attaque de l'amidon par la diastase.
D'après Krabhe, l'attaque de l'amidon se produit d'une manière très différente dans les diverses plantes.
Dans le cas des pommes de terre et dans celui des grains la digestion se fait par couches successives ; la corrosion est ■centripète et uniforme. Dans le cas des légumineuses l'amylase produit à la surface des grains des cananicules qui se dirigent vers le centre des grains où elles se réunissent en formant un vide qui s'agrandit sans cesse. La corrosion se fait donc ici dans deux sens; elle est d'abord centripète, puis elle devient centrifuge.
Chez les graminées polygonales, au contraire, l'amidon est inégalement attaqué ; il se forme des creux et des canalicules qui se dirigent vers le centre.
Ces faits nous montrent que le mode de digestion de l'amidon varie d'une plante à l'autre.
Et, en réalité, le mode d'action de l'amylase est très complexe, même quand il s'agit de la digestion de grains d'amidon
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d'une même provenance. Ici encore on se trouve en présence d'un mode de travail très variable et on constate que les grains ne sont pas tous attaqués de la même manière.
Lorsqu'on traite l'amidon à froid par une infusion de malt, la digestion se fait sans aucune régularité. Dans certaines cellules la corrosion se fait par fentes et par trous, dans d'autres l'attaque se fait d'une façon régulière.
Ces différences proviennent évidemment de la compacité et de la non-homogénéité des granules d'amidon. De plus, le mode de digestion peut encore être influencé par la réaction du milieu ainsi que par la présence de corps étrangers.
L'amidon, difficile à attaquer par l'infusion à froid, se digère facilement dans les milieux faiblement acides. Comme la réaction acide favorise en somme très peu la saccharification d'un empois, l'action que l'on constate sur les grains entiers ne peut s'expliquer que par le changement que l'acide produit dans l'état physique des grains ; il est probable que cette réaction acide favorise le contact de ladiastase avec l'amidon.
Les particularités observées par BroAvn et Morris ne sont pas du reste suffisamment établies.
11 n'est encore nullement démontré que deux diastases de provenances différentes agissent toujours différemment sur l'amidon cru et, même en admettant que cette preuve ait été faite, on ne pourrait pas encore en conclure qu'il existe différentes amylases. La différence d'action des diverses diastases pourrait, en effet, provenir des substances étrangères qui les accompagnent.
On cite encore, comme constituant une autre variété d'amylase, la diastase arlificielle de Reichler.
Ce savant, en faisant digérer le gluten dans une certaine quantité d'eau très faiblement acidifiée, constata que le jdouvoir saccliarifiant du liquide augmentait graduellement.
L'enzyme qu'on obtient de cette façon présente toutes les propriétés des diastases des grains crus, et l'on admet qu'il s'est formé par l'action de l'acide sur le gluten.
AMYLASES DE DI FEE R E\TES l> H O V E N A XC ES iG,'.
Pour Lintner. la Ibrmalion de ccl enzyme sérail duc à niicsulîslance hypolliéliqiie contenue dans le gluten, substance ((u'il dénomme t'ermotogènc et qui, sous l'action des acides, se transformerait en amylase.
En réalité, on se trouve ici en présence d'amylase du malt en quantité très faible et l'augmentation du pouvoir diastasique résulte simplement du cliangement de milieu produit par l'addition d'acide.
Changements produits dans l'activité des diastases à la température de 70". — En saccharifiant un empois avec une infusion de malt, on obtient des quantités très différentes de maltose, suivant la température à laquelle on opère.
On arrive à des résultats analogues en ne chauflant que l'infusion à différentes températures.
D'après 0. Sullivan, à chaque température correspond un degré déterminé d'hydratation dp l'amidon, degré qui est facilement atteint, mais qu'on ne peut pas dépasser.
(' 64" provor|uerait un dédoublement de l'amidon correspondant à : 'L'infusion 1 i maltose et i dextrlne.
chauffée k XiS" — — i — 2 —
En maintenant successivement la diastase à des températures de 64", 68" et 70', on produit chaque fois un changement total dans le mode de travail et on en peut conclure : ou bien cpi'il se produit de réelles transformations de la substance active, ou bien qu'il y a formation artillcielle de différents types d'amylase.
Les connaissances que nous avons acquises sur les conditions chimiques des diastases, nous permettent de donner à ce phénomène une toute autre interprétation.
La température n'a d'autre effet que de réduire partielle- )nent le pouvoir diastasique. Plus la température s'approche de 70", plus cette réduction est profonde. Seulement, au fur et
iG/, LES ENZYMES
h. mesure que la diastase perd son activité réelle, elle acquiert une activité factice du fait des substances étrangères contenues dans l'infusion, lesquelles agissent avec une énergie d'autant plus grande que la diastase devient moins active.
En résumé, nous sommes ici en présence du phénomène que nous avons déjà observé à propos de la diastase des grains crus, seulement l'action, dans le cas actuel, est plus compliquée.
La diastase, maintenue à la température de 68° à 70°, n'a pas les mêmes propriétés que l'amylase des grains crus : le pouvoir saccharifiant a, en grande partie disjoaru, mais le pouvoir liquéfiant n'est pas atteint.
Il en résulte que l'infusion chauffée, tout en agissant comme la diastase des grains crus, se différencie de cette dernière par la facilité avec laquelle elle liquéfie l'amidon.
Conditions de la sécrétion de l'amylase. — Après avoir étudié l'action des agents physiques et chimiques sur l'amylase, nous allons brièvement voir quel est le mode de sécrétion de cet enzyme, ainsi que les conditions qui en favorisent la production.
Dans les grains en germination, c'est le germe seul qui joue vm rôle actif, le rôle de l'endosperme est tout à fait secondaire.
Le germe des grains d'orge, détaché avec précaution, peut se transformer, si on le met dans un lieu humide et dans des conditions de température convenables, en une ^^lantule. La végétation que l'on provoque dans ces conditions est très fragile et très peu vivace, mais le germe consomme néanmoins ses réserves et sécrète de l'amylase.
Si l'on place le germe sur son endosperme réduit en pulpe la végétation devient normale et la marche de la sécrétion diastasique peut être suivie par la transformation chimique qui se produit dans la matière amylacée.
En cultivant le germe sur différents milieux nutritifs et
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dans des condilions diflci'cnlcs, od |)oiiI (ibleiiir des tlomiécs 1res intéressantes sur les conditions (jui légissent la sécrétion de la diastase.
Brown et Morris, en adoptant celte méthode, ont fait quelques constatations intéressantes sur l'influence des dilTérents hydrates de carbone et de l'acidité du milieu sur la production de la diastase.
En cultivant le même nombre de germes, sur simple gélatine d'une part, sur gélatine additionnée de 6 millièmes, d'acide formiquc d'autre part, ils ont constaté une difl'érence notable entre les quantités de diastase sécrétée.
5o germes cultivés sur simple gélatine neutre ont fourni une cpiantité de diastase correspondant à o^*", ii8 d'oxyde de cuivre. La diastase se trouvait répartie de la manière suivante : Dans les germes 0,0708, dans la gélatine 0,0478. Les 5o germes cultivés sur la gélatine acidulée ont produit une quantité de diastase correspondant à o^'',iZi5 d'oxyde de cuivre. Elle était répartie comme suit : Dans les germes 0,0904, dans la gélatine o,o546.
L'acidité du milieu favorise donc manifestement la sécrétion de la diastase.
En additionnant la gélatine de différents hydrates de carbone assimilables, autres que l'amidon, ils ont constaté c£ue la présence de ces substances agit très défavorablement sur la sécrétion.
La propriété de sécréter la diastase n'est donc pas une ])ropriété fondamentale des cellules.
L'apparition de la diastase dépend du mode de nutrition, mais remarquons cependant que cette apparition ne correspond pas toujours aux véritables besoins des cellules et qu'il ne faut pas la considérer comme un indice d'intelligence des cellules qui, à l'aide d'une sécrétion cliastasique, s'adapteraient aux différents milieux. Un germe d'orge cultivé sur de la gélatine dans laquelle il ne peut pas puiser dé matières nu-
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tritives sécrète la même quantité d'amylase que s'il était cultivé sur de l'amidon.
La sécrétion est toujours abondante quand le germe se trouve dans de mauvaises conditions de nutrition et elle s'arrête aussitôt qu'une substance assimilable apparaît.
Ici connue dans le cas de la sucrase que nous avons étudiée plus haut, la sécrétion de la diastase est donc une conséquence de la dénutrition et la cause première de toutes les variations qu'on observe dans la sécrétion, n'est autre que la réaction du milieu.
La sécrétion d'amylase, comme nous venons de le voir, est favorisée par l'acidité du milieu. Le degré d'acidité des substances cellulaires influe donc considérablement sur l'intensité des sécrétions.
On peut, en partant de cette remarque, s'expliquer pourquoi la sécrétion est favorisée au moment de la dénutrition. Les cellules, lorqu'elles se trouvent en présence de substances non assimilables, consomment leurs réserves, et cette consommation produit à leur intérieur un vide partiel qui favorise l'osmose. Les substances salines du milieu ambiant pénètrent alors plus facilement dans les cellules et, à la suite d'une dissociation, il se produit une accumulation d'acides qui favorisent la sécrétion.
Analyse de Famylase. — La méthode employée pour déterminer le pouvoir diastasique d'une solution a pour base l'observation suivante due à Kjeldahl:
Aussi longtemj)s que la diastase se trouve en présence d'un grand excès d'amidon non transformé, la quantité de maltose produit est proportionnelle à la quantité de diastase contenue dans la solution : en d'autres termes, il y a un rapport constant entre les quantités de maltose formé et de diastase employée, aussi longtemps que cette dernière agit en présence d'une grande quantité d'amidon non transformé.
Cette observation a été vérifiée et confirmée par divers
