CHAPITRE XVII
MA.LTASE
Glucase de Casenier. — Maltase de la levure. — Propriétés. — Différences entre les températures optima des différentes glucases. — Maltase des moisissures. — Mode d'action sur l'amidon. — Processus de la sécrétion. — Influence de l'alimentation azotée. — Inflluence des hydrates de carbone. — Les différentes amylomaltases de Laborde.
La maltase ou glucase est un enzyme qui agit sur l'amidon, les dextrines et le maltose.
L'existence d'un enzyme agissant sur le maltose a été mise en doute pendant longtemps. Il est cependant évident que le maltose, pour être assimilé par les cellules, doit être hydraté et transformé en glucose.
En i865, Béchamp a constaté dans l'urine la présence d'un enzyme agissant sur le maltose et qu'il a nommé néfrozymase. BroAvn et Héron ont découvert un principe actif analogue dans le suc pancréatique et l'intestin grêle des porcs. Quelque temps après, Emile Bourquelot a confirmé l'observation de BroAvn et Héron en constatant la présence du même principe dans le pancréas et l'intestin grêle du lapin. Les liquides diastasiques obtenus par ces savants présentaient des propriétés très variées. Ils contenaient évidemment des diastases de nalures très différentes et il était fort difficile de se prononcer d'une façon définitive sur la présence, dans les liquides qu'ils avaient étudiés, d'un ferment particulier agissant exclusivement sur le maltose.
La découverte du principe actif qui dédouble le maltose en
x'i'i LES EZNYMES
deux molécules de glucose date de 1886. Elle appartient h. Léon Cusenier, qui dénomma cet enzyme glucase.
Cusenier, en faisant macérer du maïs moulu dans l'eau à la température de 5o°, a constaté qu'une grande partie desmatières amylacées entrait en solution et que le pouvoir rotatoire du liquide sucré décroissait au fur et à mesure que la macération se prolongeait. Cette observation le conduisit à des recherches sur la nature du sucre formé, ainsi que sur celle de l'agent produisant cette transformation.
Une série d'expériences entreprises dans cette voie ont permis de constater que le maïs contient un ferment particulier qui agit sur l'amidon en donnant du glucose et des, dextrines, lesquelles, à la longue, sont elles-mêmes transformées en dextrose.
La temjaérature optima de cet enzyme est de 60° ; sa température de destruction d'environ 70°.
Cet enzyme agit également sur le maltose et le transforme en glucose.
Sa présence a été constatée dans presque toutes les céréales,, mais en quantité beaucoup plus minime que dans le maïs. Il existe dans celui-ci une dose de glucase plus que suffisante pour transformer en glucose tout l'amidon qu'il contient.
D'après Gedulde, on arrive à isoler la glucase du maïs en faisant macérer une mouture avec de l'eau et en précipitant ensuite le liquide filtré par l'alcool. Le produit obtenu, séché dans le vide, se présente en une masse brunâtre et friable ayant les propriétés suivantes :
Il contient environ 8 à 12 pour 100 d'azote. Il donne la réaction du gaïac et de l'eau oxygénée. Précipité par l'alcool il se redissout difficilement dans l'eau.
Il possède une activité relativement faible : avec une partie (le substance active précipitée on arrive seulement à transformer 100 parties de maltose en glucose.
Sa température optima est de 56° à 60°. Au-dessus de 60'* on constate déjà un ralentissement sensible dans l'hydrata-
MALTASK 2!i'>
lion qu'il prodiiil. Avi-clcssvis de 70", la i^lncasccsl sans aclion. Ccl enzyme agit plus énergiqucmeni sur les produits de dédoublement de l'ajuidon que sur l'amidon lui-même.
D'après Beijerinck, on peut facilement préparer la glucase à l'aide du maïs décortiqué et desliuilé. On opère comme suit : Trois kilogrammes et demi de maïs ainsi préparé son t traités par 5 litres d'eau, additionnés de 5oo centimètres cubes d'alcool à 96" et de 2 grammes d'acide tartrique. Ce mélange est maintenu 3o heures à i5" ou •20^, puis filtré. On obtient ainsi 4 litres et demi d'un liquide clair dans lequel on produit vme précipitation partielle en lui ajoutant un volume égal d'alcool à 96". Le dépôt ainsi produit est recueilli, traité par l'eau acidulée à raison de o,/| grammes d'acide tartrique par litre, puis additionné d'un peu d'alcool. Le précipité se redissout partiellement dans le liquide et la partie insoluble est recueillie sur un fdtre. Ce produit insoluble est, d'après ]3eijerinck, très riche en glucase. Sa teneur en azote est de i , 1 1 . On peut obtenir d'autres produits en ajoutant de l'alcool au liquide fdtré. On recueille des précipités qui contiennent encore une certaine quantité de diastases en solution. Mais les précipités obtenus par ces traitements, tout en accusant des teneurs en azote de 4; 78 et 2,20 pour 100, sont moins actifs que la partie insoluble dont il est parlé ci-dessus.
La glucase obtenue par Beijerinck n'est cependant pas, comme il le constate lui-même, un produit absolument pur. Ses impuretés seraient dues à des mucilages.
La glucase d'après Beijerinck agit sur le maltose, sur l'amidon et sur les dextrines en se montrant plus actif sur le maltose que sur les dextrines ; il produit très difficilement la transformation de l'amidon.
D'après Gonnerman, la glucase ou un ferment analogue existerait dans les betteraves gelées ou en germination, Dubourg et Rhomann ont constaté sa présence dans le sang. On la retrouve encore dans l'urine, dans la levure, ainsi que dans un grand nombre de moisissures.
La sécrétion de maltase fournie par la levure offre un intérêt particulier.
Le maltose a été considéré pendant longtemps comme un sucre directement fermentescible et, en réalité, pendant la fermentation, il est impossible de saisir le moment où le maltose se transforme en glucose. C'est pourquoi la fermentation du maltose a été envisagée comme une transformation intracellulaire dans laquelle le ferment soluble n'intervenait pas.
Bourquelot, Lintner et Emile Fischer ont étudié la question de plus près et établi que la levure contient toujours une certaine quantité de maltase qui est retenue dans les cellules et qui diffuse difficilement dans le liquide ambiant.
Pour extraire l'enzyme des levures, on doit broyer les cellules avec de la pierre ponce ou du verre pilé et faire ensuite macérer la masse dans l'eau.
On peut aussi recourir à un autre moyen qui j)araît plus expéditif : on étale de la levure fraîche en couche très mince ; on la dessèche lentement à Ao" et on la fait ensuite macérer dans l'eau. Dans ces conditions, la maltase de la levure devient soluble.
L'enzyme extrait des levures par cette méthode diffère à plusieurs points de vue de la substance active du maïs hydratant le maltose.
D'après Gedulde, la glucase du maïs peut être précipitée de sa solution à l'état actif par l'alcool; la maltase delà levure, au contraire, est presque complètement détruite par ce réactif.
Les maltases de cUverses provenances possèdent aussi une sensibilité très différente vis-à-vis de la chaleur. Lintner en exposant à différentes températures 3 échantillons d'une solution de maUose additionnée de la même quantité de glucase extraite des levures a obtenu des quantités de glucose variant suivant la température à laquelle l'action s'était produite.
TEMPÉUATUIIE
OLKKE DE L ACTION
GLUCOSE FOI'
2 heures.
2 , go f-'""
ho
La IcmpéraUire optinia. d'après ces expériences, serait de /|0", tandis que la glucasc de Cusenier possède une température optima de 56° à 60°.
En essayant la maltasc de la levure à des températures de '\o° et 5o°, Lintner a constaté la formation après deux heures d'action, des quantités suivantes de glucose:
TEMPÉRATURE GLUCOSE FORMÉ
La température de 5o° détruit donc presque complètement la maltase de la levure, tandis que, si l'on opère avec la glucase du maïs, on n'atteint pas encore, à cette température, le maximum d'effet.
Un grand nombre de moisissures possèdent la propriété de transformer l'amidon en sucre.
En étudiant l'action de l'aspergillus orizœ, Atkinson a le premier constaté que la diastase de cette moisissure opère la transformation des matières amylacées par un mode de travail différent de celui de la diastase du malt. Le produit final de la réaction, de la réaction de l'aspergillus orizœ est du dextrose et non du maltose.
Depuis, le même fait a été constaté par Bodin et Rolants pour l'amylomyces Rouxii, puis par Bourquelot et Laborde pour l'aspergillus niger, le pénicillium glaucum et l'eurotiopsis gayoni.
Il y a tout lieu d'admettre qu'on se trouve en présence d'un fait général et que beaucoup d'autres moisissures ren^
dent assimilable l'amidon, à l'aide des glucases qu'elles sécrètent.
Les liquides diastasiques, qu'on obtient par la macération des moisissures, agissent à la fois sur l'amidon, les dextrines et le maltose en formant du glucose.
D'après Atkinson, la transformation de l'amidon jîar l'aspergillus orizaî se fait par hydratations successives des molécules avec formation de maltose comme produit intermédiaire, mais les analyses citées à l'appui de cette manière de voir sont fort peu concluantes.
Laborde, au contraire, a constaté qu'on est en présence d'une transformation directe sans formation de maltose. Il a constaté les mêmes faits dans le cas de l'aspergillus niger, du pénicillium glaucum et de l'eurotiopsis gayoni.
Pour déterminer la présence de la glucase dans un liquide actif, on additionne une solution de maltose à apour loo d'une quantité déterminée du liquide à examiner. On ajoute une trace de chloroforme ou de thymol et on abandonne la solution à la température de 45" pendant 2 4 heures. En examinant la rotation du liquide avant et après l'expérience, on peut facilement se rendre compte de la marche de l'hydratation.
Le pouvoir rotatoire du maltose est de [a.] d -{- i38,4 et celui du glucose de 52,4-
La glucase des moisissures agit plus activement sur l'empois d'amidon que sur le maltose.
La formation, ainsi que la diffusion des glucases des moisissures, se trouvent soumises aux mêmes conditions que la sécrétion de la sucrase par l'aspergillus niger. Pendant le développenaent de la plante, la quantité de glucase augmente à mesure que diminuent les substances nutritives et le maximum de substance active apparaît dans la plante au moment où elle commence à utiliser les substances de réserve. Ainsi la glucase produite dans les moisissures est retenue dans l'intérieur des cellules et diffuse très difficilement, jusqu'au moment où le milieu nutritif commence à s'épuiser.
MALTASE 2^
D'après PfclTcr et Kalz, l'addilion do svicrc au iiiilicn do •culturo diminuo, on général, la ])roduljon do ghicase, mais on romarquo que les difTércnles espèces de moisissures so.nl ])liis ou moins sensibles à celte action. Ainsi le penicilkmi ^laucum ne sécrète pas de glucase en présence do lo pour ICO de saccharose, tandis rp'à la dose do 3o pour loo ce sucre n'arrête pas complèloment la sécrétion de l'aspergillus niger. Le glucose agit de la même façon que le saccharose.
La présence de maltose dans le milieu nutritif influe sur la sécrétion à un degré moindre. Le penicillum glaucum pro- <.luit encore de la glucase dans un milieu contenant lo pour loo de ce sucre.
L'alimentation azotée a aussi une grande influence sur la production de la glucase. Ce sont les cellules bien nourries qui en fournissent le plus.
La moisissure peut prendre l'azote dont elle a besoin à des sources très différentes. Ainsi les nitrates alcalins, la peptone, la caséine, l'urée sont également favorables à la culture de l'eurotiopsis et fournissent sensiblement la même quantité de glucase. Le sulfate et le chlorure d'ammonium fournissent cependant un rendement sensiblement moindre et ces substances agissent très défavorablement au point de vue de la formation de la diastase.
D'après Pfeffer et Katz, la sécrétion de la glucase par lo pénicillium glaucum et l'aspergillus niger se trouve limitée par la quantité d'enzyme déjà présent dans le milieu nutritif. En enlevant du milieu de culture la glucase par le tannin, ils ont constaté une sécrétion plus abondante de diastase. Il est peu probable cependant que l'enlèvement des substances actives puisse provoquer une nouvelle formation de la diastase. Il est plus plausible d'admettre qu'en précipitant la diastase par le tannin, on favorise la diffusion des substances actives déjà formées, mais retenues par les cellules.
De toutes les moisissures étudiées au point de vue de leur action sur les matières amylacées l'aspergillus orizœ est le
plus actif et c'est lui qui, en réalité, sécrète la plus grande quantité de maltase.
Le mucor alternens et l'amylomyces Rouxii appartiennent tous les deux à la classe des moisissures riches en maltase. L'aspergillus niger et le pénicillium glaucum possèdent un pouvoir diastasique beaucoup plus faible et l'eurotiopsis occupe la dernière place au point de vue de la sécrétion de la glucase.
D'après Laborde, les diastases saccharifiantes de l'aspergillus niger, du pénicillium glaucum et de l'eurotiopsis gayoni, diastases qu'il désigne sous le nom d'amylo-maltases, présentent des caractères différents. Partant de cette remarque, Laborde conçoit l'existence de 3 diastases différentes ayant des caractères communs, mais se distinguant par leur sensibilité vis-à-vis des agents physiques et chimiques, ainsi que par l'intensité de leur action.
En faisant agir, dans les mêmes conditions, les substances actives de trois moisissures sur un empois d'amidon à 2 pour 100, Laborde a constaté des différences sensibles pour les 3 diastases, différences qui sont consignées dans le tableau suivant :
