‹ Les enzymes et leurs applicationsChapitre 70 sur 102 · L E VU RE S J A P 0 \ A I S E S E T C II I \ O I S E S · texte numérisé non relu

L E VU RE S J A P 0 \ A I S E S E T C II I \ O I S E S

raliH'o qiio la plaiilr piodiiil l'Ii vdialalion la plus inlonso. An-dcssiis de 3S°, o\\ plus bas (jiio -îo", la croissance se ralentit; à 7'2°, la diasiase est déliiiite. La plante elle-même est détruite par un séjour d'une demi-heure à 70° ou de 10 minutes à 8o^

La présence tle sels semble peu nuisible à la diastase, Calmettc a déterminé quelles sont les doses de différentes substances en présence desquelles la diastase n'est pas influencée ; il a trouvé :

i''"ioo d'acide pliénique.

o o5 0/0 de nitrate d'argent, o 10 de sulfate de cuivre,

o 10 — de fer.

o 10 — de zinc.

L'essence de moutarde, employée à petites doses, n'a aucune influence sur le développement de la plante. La glycérine à ô pour 100 produit un elTet favorable. L'essence d'ail en très petite quantité et le bichlorure de mercure à 0,000 pour 100 arrêtent, au contraire, la croissance de la moisissure.

Fabrication de la levure chinoise. — La levure chinoise, dont la préparation demande des manipulations assez compliquées, forme, dans l'Extrême-Orient, l'objet d'une industrie très intéressante.

L'outillage que nécessite cette fabrication est assez simple; il se compose de nattes, d'étagères, de tamis, d'un mortier de granit et d'une auge circulaire.

Les matières premières sont du riz décortiqué et diverses espèces de plantes aromatiques destinées à donner un parhuu spécial à l'alcool formé et qui, de plus, agissent incontestablement comme antiseptiques.

Ces plantes sont excessivement nombreuses; les plus connues sont le sinapis alba, le caryophyllus aromaticus, la canelle de chine, le juper nigrum, les clous de girofle, etc.

Les plantes aromatiques et le riz sont séparément réduits en poudre et, après pulvérisation, réunis et triturés avec de l'eau pour former une pâte molle. Cette pâte est mise en form.e de petits disques épais d'un centimètre qui sont déposés sur une natte après avoir été ensemencés de moisissure à l'aide de balles de riz que l'on fixe dans la pâte. On porte alors les nattes sur des étagères, on les couvre de paillassons et on laisse la moisissure se développer, à la température de 28° ou 3o". après deux jours, les moisissm^es ont recouvert les disques d'un duvet fm ; la levure est alors sécliée au soleil et préparée pour la vente.

Le riz employé à la fabrication de la levure n'est pas de toute première qualité; on peut même se servir de grains cassés.

En Cochincbine, la fabrication de la levure chinoise est pratiquée partout de la même façon. Au Cambodge et en Chine, on remplace quelquefois le riz par de la farine de haricots ou de maïs.

Distilleries indigènes. — Les distilleries indigènes, pas plus que les fabriques de levure, ne demandent un outillage compliqué. L'installation se compose d'un hangar recouvert d'un toit en tuiles. Sous ce hangar sont rangés des fourneaux en lignes parallèles et séparés par des intervalles dans lesquels se trouvent des bassins pleins d'eau où plongent des récipients servant à condenser les vapeurs d'alcool. Les fourneaux mesurent 60 centimètres de haut, i'",20 de large et 4 mètres de long. On les utilise pour le chauffage de deux alambics et d'une chaudière destinée à la cuisson du riz. Les fourneaux sont chauffés à l'aide d'un feu de bois de palétuvier.

Le riz qui sert à fabriquer le moût est en partie décortiqué et mélangé à une certaine quantité d'eau chaude. Il est placé dans des chaudières que l'on recouvre d'une natte et d'un couvercle en tôle. Dans chaque chaudière on met 18 kilogrammes de grains, 22 kilogrammes d'eau et on cuit pendant

LEVl UES JAPOX A fSKS ET Cil! \()ISES 275

•2 heures. Le riz esl alors coui[)lèlciiicnl Ircnipé. Il est ensuilc élendu sur des nallcs où il reçoit la levure chinoise à l'état de poudre line, après quoi on le place dans des pots de 20 litresenviron qu'on remplit à mi-hauteur. On ferme les pots et on laisse la saccharification se produire. Lorsque l'amidon est transformé, c'est-à-dire au hout de 3 jours environ, on remplit les vases aA ec de l'eau ; la fermentation commence aussitôt et, au bout de ^18 heures, l'opération est complètement terminée. Le contenu est alors distillé dans les alambics.

Ces alambics sont formés d'une cuve en tôle, d'un dômeen bois et d'un chapiteau en terre cuite. Un tube en bambou „ long de 2 "",50 et incliné à ^ù°, réunit l'alambic au condenseur, dans lequel il conduit les vapeurs d'alcool. Les alambics sont placés directement sur le foyer.

Les résidus de la distillation servent à l'alimentation du bétail.

Avec 100 kilogrammes de riz et i ''"'', 5oo de le\au'e chinoise, on obtient couramment 60 litres d'alcool à 06", soit 18 litresà 100°. La richesse des phlegmes varie suivant les distille ries; elle n'est jamais inférieure à 34° ni supérieure à 42".

Emploi des moisissures dans les industries defermentation des pays non asiatiques. — Au point de vue de l'utilisation des matières premières, la levure chinoise, ainsi que la levure japonaise, fournissent des résultatsbien médiocres dans leurs pays d'origine.

D'après Atkinson, le rendement en alcool dans la fabrication du saké atteint seulement 5o à 56 pour 100 du rendement théorique.

La levure chinoise fournit un travail encore plus médiocre.. D'après Calmetle. 100 kilogrammes de riz décortiqué, ayant une teneur en amidon de 81 à 84 pour 100, fournissent, dans les distilleries de Gochinchine, environ 18 litres d"alcool.

Ce résultat peu satisfaisant doit être attribué en grande^ partie à l'insuffisance des installations ainsi qu'à la malpropreté dans le traAail.

Ei-iKO?iT. Les Enzymes. l8

A première vue, on doit admettre que le travail à l'aide des moisissures est susceptible d'être amélioré et de fournir des résultats industriels analogues et peut-être même supérieurs à ceux du travail ordinaire.

Et, en réalité, l'emploi des moisissures présente de très grands avantages. Le travail paraît être beaucoup plus simple ; la levure et le malt se trouvent supprimés et remplacés par une moisissure qui se cultive très facilement et qui est moins sensible c[ue le malt et la levure à l'action de la chaleur et à celle du milieu. Mais pour rendre pratique l'emploi des moisissures, il est, avant tout, indispensable d'abandonner les méthodes orientales, de s'adapler aux conditions des distilleries européennes et de chercher à créer un procédé rationnel.

Cette question a été étudiée par le chimiste japonais ïakamine, ainsi que par Colette et Boidin.

Takamine s'occupe de l'application des moisissures à l'industrie des fermentations depuis une dizaine d'années.

Au début, il a cherché tout spécialement un milieu propre au développement de l'aspergillus orizœ, qu'on cultive exclusivement, au Japon, sur cla riz décortiqué et passé à la vapeur.

Pour fournir à la plante l'élément minéral, on ajoute généralement une certaine quantité de cendre de camélia japonica. Takamine remplace la cendre par une addition de i à /i pour loo du poids des grains d'un mélange de sels clans lequel entrent le tartrate et le phosphate d'ammonium, le sulfate de potassium et le sulfate de magnésie.

D'après l'auteur, cette addition de sels augmente considérablement la récolte et possède encore l'avantage de permettre de remplacer le riz par d'autres céréales.

Pour préparer industriellement les cultures d'aspergillus orizœ, Takamine propose le procédé suivant :

On cuit les grains à la vapeur jusqu'à ce que les cellules d'amidon soient gonflées; on refroidit; on asperge avec la

solulion tic sels; on mélange aclivenient les grains et on ensemence avec raspcrgillus orizœ. Les céréales ensemencées sont abandonnées à la température de 3o" jiendant a/j à 36 heures. On délaie ensuite les grumeaux qui se sont formés et on place les grains sur des plateaux qu'on abandonne dans une atmosphère humide jusqu'à maturité complète des cryptogames. La masse moisie puis desséchée à basse température est tamisée. On sépare ainsi les sjoorcs, qui desséchés de nouveau à vme température modérée, puis mélangées de matières inertes, servent comme agent de fermentation.

Takamine fabrique aussi une espèce de malt qu'il dénomme taka-koji. Pour la préparation de cette substance, il emj)loie de préférence le son ou les drèches de brasserie ou de distillerie et opère comme suit :

Les matières premières sont stérilisées par la vapeur et ensemencées avec des spores d'aspergillus oriza), à la température de 3o°. On emploie i gramme de spores pour 5o kilogrammes de matières premières. Le développement de la moisissure se fait dans un germoir très humide à une température de 20°-3o°. Après a/iftheures de séjour dans le germoir, on étale la masse en couches minces et on laisse croître la plante. Généralement, son développement est complet après 4 à 5 joiu's. On dessèche alors la matière à une température ne dépassant pas 00".

Takamine recommande aussi, pour le taka-koji, de séparer les spores de la matière par un tamisage sur un tamis en soie. Ces spores serviraient, d'après lui, comme agents de fermentation alcoolique, tandis que le taka-koji lui-même servirait comme agent de saccharification.

Takamine propose aussi, avec beaucoup de raison, de se servir pom- la saccliarification d'une infusion claire préparée avec le taka-koji. A cet effet, il fait macérer à froid la matière acli\e et il décante le liquide qui est employé comme agent saccharifianl. tandis que la partie solide est sou-

27G LES ENZYMES

mise à une cuisson préalable qui permet l'uiilisatioD de l'amidon.

Le taka-koji sert à la fabrication d'ini ferment destiné à l;ii distillerie et à la boulangerie. Pour cela, le son de blé ou les. céréales sont mélangées avec 3 à 10 pour 100 de taka-koji et /i à 8 volumes d'eau. On porte la masse à 65° pendant i5 à 3o minutes et on fait bouillir. On refroidit ensuite à 60°; on ajoute une nouvelle portion de taka-koji (3 à lo pour 100) et on provoque une seconde saccliarification. Celle-ci terminée, on sépare le liquide des matières solides, parfdtration ou décantation, on stérilise le moût et on l'ensemence avec les spores des moisissures. Il se produit une fermentation qui dure de 12 à 16 heures. Lorsqu'elle est terminée, le ferment se dépose au fond des cuves sous forme de matière pâteuse qu'on presse et qu'on utilise dans différentes industries.

Dans le travail de distillerie, d'après le système de Takamine, on procède de la manière suivante :

Les matières premières: grains, pommes de terre, etc., sont cuites sous pression. L'empois est ensuite saccharifié aii moyen du taka-koji. La saccliarification se fait pendant une heure à la température de 65° à 70° et la quantité de taka-koji employée à cet effet est, suivant la quantité de diastase que contient le koji, de 3 à 20 pour 100 de la quantité des grains employés.

La saccharihcation achevée, le moût est refroidi à 19" et additionné de levain.

Pour la fabrication du levain, on emploie un moût de céréales cuites sous pression et saccharifiées par le takakoji. La saccliarification de ce moût se fait en deux phases. On saccharihe d'abord à 60° pendant une heure et on refroidit ensuite lentement le moût jusqu'à 19°. On ajoute une nouvelle portion de taka-koji, ainsi qu'un peu de levain résultant d'une opération précédente et on laisse fermenter.

Les moAts rorlemcnl allciiiiés sont employés connue levain ainsi qne comme Icvnre-nière pour la Jabiicalion dn levain suivant.

On emploie généralement de 2 à 10 litres de levain pour 100 litres de moût soumis à la fermentation.

Dans un brevet pris en 189^1, Takamine propose d'utiliser industriellement les substances actives des moisissuics en les précipitant à l'état solide de leurs solutions.

Pour cultiA-er les moisissures, on se sert de drcches, de son ou d'autres substances amylacées. La culture achevée, on réduit ces suljslances en poudre et on les fait macérer avec de l'eau froide pour en extraire la maltase. Le liquide, séparé des substances insolubles, est liltré et précipité avec i à 3 volumes d'alcool. Le produit ainsi obtenu est placé sur un filtre, lavé à l'alcool, à l'éther et desséché à une température modérée. D'après Takamine, la substance active obtenue jjar ce procédé peut avanlaoeusement remplacer le malt dans la distillerie et la brasserie.

ïakaniine conseille aussi, et cela lui semble très important, d'ajouter à l'infusion active, avant l'addition d'alcool, une infusion de matières brutes, comme le son, les drèches, les grains crus, etc. D'après lui, on augmente considérablement, par cette opération, l'activité des substances actives précipitées.

D'après la description du brevet, ce procédé parait très séduisant et nous nous sommes empressé de répéter l'expérience de Takamine ; mais les résultats que nous avons ol)tejius ont été peu encourageants.

L'aspergillus oriza; contient un ferment peptonisant qui agit très énergiquement sur les matières albuminoïdes. L'infusion qu'on obtient est très visqueuse, refuse de fdtrer, et le précipité résultant du traitement par l'alcool se montre très peu actif.

L'addition d'infusion de son, d'infusion de drèches ou de grains crus augmente, comme nous l'avons démontré avant

ïakamine, le pouvoir saccharifiant des diastases de l'aspergillus orizœ, mais n'influe pas sur le pouvoir liquéfiant. L'exaltation, d'ailleurs, est plus factice que réelle (i).

Dans un brevet plus récent, Takamine propose un système, pour la culture des moisissures et la préparation du liquide actif qui mérite d'être mentionné.

Pour donner une grande surface de culture, tout en épargnant les matières nutritives, il plonge des matières poreuses, fragments de pierre ponce, etc., dans une solution nutritive et laisse les moisissures se développer sur ces substances.

Cette idée très ingénieuse a été, depuis, reprise par Colette et Boidin ; pour produire industriellement une végétation d'amylomyces Rouxii, il imprègne des pailles avec le liquide nutritif, les stérilise et les ensemence ensuite avec le mycélium. Pour favoriser le développement de la moisissure, il fait passer un fort courant d'air au travers de la masse.

Il obtient, par ce moyen et avec relativement peu de substances nutritives, des végétations abondantes.

Le travail des grains par l'amylomyces se fait, d'après la méthode de Colette et Boidin, de la manière suivante :

Les matières amylacées, ajoutées à une quantité d'eau double de leur poids, sont cuites pendant 3 heures sous une pression de 3 1/2 à 4 atmosphères. La masse cuite est mise au contact du malt vert broyé, sans dépasser pendant cette opération, la température de 70°.

Le poids de malt employé, évalué en orge, est de i 1/2 à 2 pour 100 du poids total de matières amylacées mises en travail. La liquéfaction par le malt dure environ une heure. Le moût est alors stérilisé dans une sorte de grand autoclave où l'on maintient une pression de 2 atmosphères, après quoi il est ensemencé et mis en fermentation.

I. Voir Comptes Rendus de l Académie des Sciences, 1892. Tome cix, page i324-

Crllo fcr-mcnlatif)!! so l'ail, dans des cuves spéciales munies d'agilalcurs, d'injecleurs d'air et de vapeur. Le moùl bouillanl, arrivant du stérdisateur, est introduit dans les cuves, construites de telle façon que toute infection puisse être évitée. Le refroidissement du moût se fait dans les cuves de fermentation où il est amené à la température de 38° cl neutralisé. Le milieu neutre est, en effet, indispensable au développement normal de l'amylomyces. Les cuves sont alors ensemencées avec des cultures d'amylomyces, dévelop- ])ées sur une petite quantité de matières amylacées, après quoi on ijijecte de l'air stérilisé et on fait marcher l'agitateur.

Celle agitation a pour but d'empêcher la moisissure de se développer en surface, parce qu'en se développant de cette manière elle brûlerait le sucre du moût.

Après 20 heures, le développement du cryptogame est achevé. On refroidit alors vers 38°-33° et on ensemence une seconde fois le moût avec une culture pure de levure. C'est cette levure ajoutée qui produit la fermentation alcoolique. La moisissure, pour arriver au même résultat, demanderait beaucoup plus de temps. Au bout de trois jours, la fermentation est achevée et le moût prêt pour la distillation.

Examen critique des procédés orientaux. — Les tentatives faites par ïakamine, Collette et Boidin poiu^ introduire l'emploi des mucédinées dans l'industrie des fermentations ont donné lieu à toute une série de travaux critiques qui ont paru dans différentes revues de distillerie et de brasserie. Les organes techniques se montrent, en général, très réservés sur la valeur de la nouvelle méthode.

En général, lorsqu'il s'agit d'un procédé industriel, le seul (n-itérium auquel on puisse recourir c'est le résultat pratique auquel il conduit. Or, les résultats de ce genre nous manquent encore, à l'heure actuelle, pour ce qui est de l'emploi des moisissures en dislillerie. Sauf quelques usines où les inventeurs expérimentent leur procédé, on ne connaît pas

•28o. LES E\ZYMES

encore de distillerie cjui marche réi^ulièrement par la nouvelle méthode. Dans ces conditions, il serait prématuré de se prononcer définitivement sur la valeur de ce mode de fabrication.

Nous avons néanmoins cherché à comparer les différents brevets de Takamine avec eux de Collette et Boiclin, puis qu'ils sont censés constituer des procédés difiérents. Cette •comparaison ne nous a pas conduit à des conclusions précises.

Le mode de fabrication de Takamine, quoiqu'il soit de 7 ans antérieur à celui de Collette et Boidin, possède, avec ce dernier, de tels points de ressemblance, qu'on peut facilement les confondre.

La lecture des brevets relatifs à l'emploi des moisissures révèle, avant tout, le manque absolu de modestie des inventeurs et montre les illusions qu'ils se font, quant à l'étendue de leur découverte.

Takamine, dans ses brevets pris en 1891, réclame, comme étant sa propriété exclusive, l'emploi dans les industries de fermentation de toute moisissure susceptible de produire une saccharification et une fermentation des matières amylacées, ou même une seule de ces transformations.

Sept ans plus tard, Collette et Boidin émettent aussi des prétentions à l'exclusivité de cet emploi. Ils revendiquent, comme étant le résultat de leurs recherches, l'emploi de toutes les moisissures à la fois fermentantes et saccharifiantes.

On pourrait, à la rigueur, excuser la naïveté du chimiste japonais qui est évidemment peu au courant de notre littérature, mais la même excuse n'existe pas pour les chimistes français. L'utilisation des mucédinées, ainsi que des IcAOïres se trouve depuis longtemps dans le domaine public. Il est permis de faire breveter un mode spécial de traA ail à l'aide des moisissures, mais non pas le principe même de leur emploi.

Par la lecture du brevet, il est fort difficile de voir en quoi consiste, en réalité, l'invention de Collette et Boidin. On

pourrait, à la rig-viciir, caractériser leur procédé par la stérilisation des moùls et le développement de cultures pures dans ces moùls stérilisés.

Takamine, en effet, ne stérilise que les levains et produit la fcraicntation dans des moûts saccliarifiés à haute température. Mais, par ini malentendu incompréhensible, Collette ot Boidln reviennent, dans des brevets additionnels, sur leur mode de travail et prétendent que la stérilisation des moûts peut être supprimée. Ce n'est donc pas en cela que consiste le principe de leur procédé.

On pourrait aussi croire, après l'étude de quelques-uns des brevets des inventeurs, que Takamine emploie exclusivement l'aspergillus orizœ et que Collette et Boidin ne se servent que de l'amylomyces. Mais quand on prend connaissance de tous les travaux qu'ils ont publiés, on constate qu'il n'en est pas ainsi.

En résumé, il est regrettable que Takamine n'ait pas limité ses prétentions à l'aspergillus oriza?, ce qui aurait rendu son procédé incontestablement supérieur à celui de ses concurrents.

En somme, l'intérêt praticjue qu'offrent les moisissvu^es tient uniquement à leurs propriétés saccharifiantes.

Par la suppression du malt pour la préparation des levains, on est arrivé à réduire presque à zéro le coût de la levure et il reste peu ou rien à faire dans cette voie. Au contraire, une économie sur le malt destiné à la saccharification des moûts présenterait un réel avantage.

L'aspergillus orizœ est incontestablement un producteur de diastase plus actif c|ue l'amylomyces Rouxii et, à ce point de vue. il est beaucoup plus intéressant pour la distillerie. La levure japonaise présente encore d'autres avantages sur l'amylomyces Rouxii. L'aspergillus orizœ sécrète, non seulement de la maltase, mais aussi de la sucrase. Il peut, par conséquent, être utilisé dans les distilleries de mélasses et de bellcraves où l'amylomyces Rouxii ne serait d'aucune utilité.

Le procédé de Collette et Boidin ne permet pas d'obtenir des moûts contenant plus de 4 à 5 pour 100 d'alcool, tandis que l'aspergillus orizœ peut fournir des moûts contenant 12 pour 100 et au delà d'alcool.

De plus, avec l'aspergillus orizœ on n'a pas besoin d'installations spéciales, tandis qu'avec le système à l'amylomyces Rouxii, il faut procéder tout d'abord à un bouleversement complet et fort coûteux du matériel de fabrication.

Ce sont là des défauts qui sont surtout particuliers au procédé Collette et Boidin, mais il en est d'autres qui sont communs aux deux méthodes :

1° Les moisissures sont des agents oxydants et, comme tels, ils provoquent toujours de grandes pertes en hydrates de carbone ; 2° l'alcool produit par les moisissures a un goût siii generis, et contient beaucoup plus d'impuretés que celui résultant de l'emploi de bonnes levures; 3° les moisissures fournissent, en général, des c[uantités très limitées de cliastase et, pour aboutir à un résultat, il faut laisser se développer dans les moûts une culture abondante qui influe forcément sur le rendement en alcool.

On peut conclure des considérations qui précèdent : tout d'abord que l'activité des chercheurs n'est nullement restreinte par les brevets pris et, ensuite, qu'il faudrait apporter de biens grandes améliorations aux procédés d'emploi des moisissures pourcpi'ils devinssent pratiques. Il faudrait qu'on étudiât d'une façon approfondie les conditions de développement des moisissures en question et il serait nécessaire aussi de les amener, par une acclimatation systématique, à produire une sécrétion diastasique plus active et moins sensible aux conditions du milieu.

Jusqu'à présent ce sont surtout des compagnies financières c[ui se sont occupées de la question ; il y a lieu d'exprimer l'espoir que des savants désintéressés s'y appliqueront à leur tour.

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