CHAPITRE IV

INFLUENCE DES AGENTS CHIMIQUES SUR LES FERMENTATIONS DÉTERMINÉES PAR LES FERMENTS SOLUBLES.

Dans le chapitre précédent, nous avons vu les fermentations déterminées par les ferments solubles être successivement activées, ralenties et finalement arrêtées à mesure que la température s'élève. Nous verrons dans la seconde partie de ce travail que l'élévation de température exerce une influence analogue sur les fermentations déterminées par les ferments organisés. Sauf pour quelques détails, l'influence de la chaleur est donc la même pour les deux classes de fermentations.

Cela se comprend d'ailleurs aisément, même indépendamment de l'action de la température envisagée en elle-même. Les ferments organisés sécrètent des ferments solubles et ceux-ci sont les agents indispensables à l'aide desquels ils décomposent et digèrent les matières alimentaires dont ils vivent. Si la température détruit ces agents, elle enlève par cela même aux premiers les moyens de se nourrir.

En réalité, toute influence qui afl"aiblit ou détruit un ferment soluble doit affaiblir ou arrêter le développement de l'être qui le produit. A cet égard, les composés chimiques qui arrêtent les fermentations déterminées parles ferments solubles doivent donc être nuisibles aux ferments organisés.

Mais la réciproque n'est pas vraie ; c'est-à-dire que toute cause qui entrave le développement d'un micro-organisme ne nuit pas nécessairement aux ferments solubles.

^ Un micro-organisme ne fait pas que se nourrir ; il respire, et l'on conçoit qu'il puisse exister des composés qui ralentissent' ou

suppriment le phénomène respiratoire sans exercer d'influence fâcheuse sur les agents de la digestion. Il existe en effet tout un groupe de composés — que l'on a classés parmi les poisons de la respiration — qui arrêtent tout développement des ferments organisés et qui pourtant, employés à dose modérée, n'empêchent pas les ferments solubles d'exercer leur action.

Ces composés sont également indifférents pour tous les ferments solubles et nous pouvons les signaler immédiatement afin de ne plus avoir à nous en occuper. Ce sont : l'acide cyanhydrique, certaines huiles essentielles, l'éther, la créosote (69), le chloroforme (70), le thymol (71), la benzine, l'essence de térébenthine, le phénol (71 et 72).

Gomme l'avait pressenti Bouchardat (69) et comme Muntz l'a établi pour le chloroforme, ces différents corps constituent de véritables réactifs permettant de distinguer l'une de l'autre les deux sortes de fermentations.

A côté des composés indifférents nous en trouverons fort peu qui soient tout à fait nuisibles, mais nous en rencontrerons beaucoup, dont l'influence varie avec la concentration. Le plus souvent ils accélèrent l'action des ferments solubles lorsqu'ils sont en faible proportion, et l'affaiblissent ou la paralysent entièrement lorsque la proportion augmente.

Mais ces substances n'agissent pas de la même façon sur tous les ferments solubles. Telle qui, à doses infinitésimales, active les effets d'un ferment, retarde les effets d'un autre ferment. Il n'est donc pas possible de généraliser et nous devons examiner leur influence successivement dans chaque fermentation.

Invertine. D'après Kjeldahl, si l'on ajoute de faibles quantités d'acides à une solution de sucre de canne additionnée d'invertine, la fermentation se trouve activée. Si l'on en ajoute davantage, on atteint bientôt une proportion pour laquelle l'action de l'invertine est ralentie. Pour une proportion plus forte encore, l'action est de nouveau augmentée. Mais ce dernier effet doit être rapporté à l'acide qui intervertit par lui-même le sucre de canne, tandis que les deux premiers sont le résultat de l'influence d'abord activante, puis affaiblissante qu'ils exercent sur l'invertine (63).

Uaction des bases alcalines et des sels à réaction alcaline a surtout été étudiée par Duclaux (41, p. 181). Les bases alcalines affaiblissent fortement r action de l'invertine. Avec, un milliemede

soude, l'action de Pinvertine devient 25 fois plus faible. Les sels à réaction alcaline, l'arséniate de soude, le borate de soude (73), le salicylate de soude ralentissent aussi cette action.

Parmi les sels neutres quelques-uns activent les effets de l'invertine, même lorsqu'ils sont présents à dose relativement élevée. Tel serait le chlorhydrate d'ammoniaque que Nasse (74) a vu quintupler l'action de l'invertine, alors que ce sel était cependant à la dose de 10 0/0. Mais l'influence des sels neutres est en général moins nette. Ainsi les sulfates de soude, de potasse, de magnésie qui à la dose de 4 p. 1000 sont des paralysants de l'invertine activent Pinversion lorsqu'ils sont à la dose de 40 p. 1000. Les chlorures de sodium etde potassium, au contraire, accélèrent l'action lorsqu'ils sont à faibles doses (4 p. 1000) et la retardent à une dose plus élevée. Le chlorure de calcium est un paralysant aux plus faibles doses, et son influence nuisible va en augmentant avec sa proportion (41, p. 180).

Quant au bichlorure de mercure, au nitrate d'argent, qui sont, comme l'on sait, des antiseptiques puissants, ils ralentissent l'action de l'invertine à des doses très faibles (0,5 p. 1000). Toutefois, employés dans ces proportions, ils ne l'arrêtent pas complètement. Enfin le sulfate de quinine et l'alcool sont aussi des corps nuisibles à l'action du ferment inversif.

Emulsine et myrosine. Les chimistes qui ont étudié l'influence des composés chimiques sur l'action de ces deux ferments se sont contentés, pour la plupart, d'opérer à doses élevées, et leurs conclusions, bien que présentées sous une forme générale ne doivent être admises que pour les proportions dans lesquelles les expériences . ont été faites. Encore ne peut-on dire, lorsqu'une substance est donnée comme n'ayant pas d'action sur ces ferments, qu^elle n'apas^ par exemple, une influence retardatrice, car les observations auxquelles nous faisons allusion, n'ont presque jamais été accompagnées d'essais quantitatifs.

D'après Bouchardat (75) les sels neutres de soude, de magnésie, de potasse, l'acide arsénieux, les bicarbonates de potasse et de soude n'empêchent pas l'action de l'émulsine. L'arséniate de soude, Témétique, les sulfates de fer, de zinc et de cuivre la ralentissent seulement. Les bases alcalines, l'alcool à 8 0/0, les acides énergiques la paralysent entièrement. Le borate de soude (Dumas), peutêtre à cause de ses propriétés alcalines, arrête l'action de l'émulsine

et de la myrosine, tandis que l'acide salicylique (76) ne parait pas avoir d'influence sur l'activité de ces deux ferments.

Le chloraL même à la dose de 3 gr. 50 0/0 est tout à fait sans influence sur l'action de l'émulsine.Ge fait observé par Bougarel (71) est fort intéressant. 11 tendrait à démontrer que l'émulsine n'est pas une matière albuminoïde analogue aux autres, si toutefois c'est une matière albuminoïde. Elle aurait dû, ,semble-t-il, être modifiée par le chloral qui entre, ainsi que l'a montré Personne, si énergiquement en combinaison avec les albumines.

Diastase. La diastase est un ferment très employé dans l'industrie et qui présente une grande importance au point de vue physiologique. Aussi a-t-on étudié avec beaucoup de soin l'influence que peuvent avoir sur son action les substances chimiques. Mais parmi ces substances il n'en est point qui ait autant attiré l'attention que les acides. Gela tient principalement à ce que l'influence des acides sur la fermentation diastasique est liée à une question physiologique d'un grand intérêt : celle de savoir si la diastase salivaire continue à agir dans l'estomac, c'est-à-dire dans un milieu acide.

Les recherches ont porté tantôt sur la diastase de l'orge germé, tantôt sur la salive. Nous nous bornerons à résumer ici les travaux les plus récents.

Kjeldahl s'est servi, pour étudier l'influence des acides sur la réaction diastasique, d'une liqueur d'essai préparée de la façon suivante :

250 gr. d'amidon sont transformés en empois et traités par 200 cent, cubes d'extrait de malt vers 75° ; par conséquent à une température très voisine de la limite d'activité de la diastase. La liquéfaction se fait rapidement. Après une digestion de 20 minutes le liquide est porté à l'ébullition dans le but de déterminer la destruction de la diastase ajoutée. Il est ensuite refroidi et étendu d'eau jusqu'à 4 ou 5 litres environ. On obtient ainsi une liqueur dans laquelle l'amidon a subi un commencement de saccharification et dont le pouvoir réducteur est voisin de 10. On comprend qu'elle puisse servir à étudier l'action de la diastase dans différentes conditions. Il suffira en effet de tenir compte delà matière sucrée formée durant sa préparation ; l'accroissement de la quantité de sucre donnera la mesure de l'action fermentaire pendant la durée de l'expérience. Lorsque cette liqueur a été filtrée, elle est claire

et par conséquent d'un emploi plus commode que l'empois.

A 8 portions de 100 cent, cubes de la liqueur d'essai, Kjeldahl ajoutait différentes quantités d'acide sulfurique normal au 1/40 (1 c. c. =: 1 mill. de SO^) et les traitait ensuite pendant 20 minutes, entre 57 et 59° par 0,75 cent, cubes d'extrait de malt. Les accroissements du sucre dans ces 8 portions sont indiquées dans le tableau suivant.

Cent. cub. d'acide sulfurique normal au 1/40

Accroissement du sucre.

On voit par là qu'une petite quantité d'acide sulfurique, comme Leyser (77) l'avait d'ailleurs déjà constaté, active l'action de la diastase, mais que celle-ci décroit ensuite avec une très grande rapidité à mesure que la proportion d'acide augmente.

D'autres acides inorganiques, les acides chlorhydrique^ azotique, pbosphorique se conduisent comme l'acide sulfurique, avec cette différence toutefois que leur action est un peu plus faible. Les acides organiques tels que les acides formique, acétique, lactique, butyrique et citrique ont une influence encore plus faible, mais cependant de même ordre.

En définitive on peut amener de grandes variations dans l'action delà diastase en ajoutant de très petites proportions d'acide. Les proportions d'acide qui amènent ces variations sont même si faibles qu'elles sont à peine appréciables par les réactifs ordinaires. Aussi pour répéter ces expériences, doit-on prendre des précautions toutes particulières. L'amidon présente presque toujours une faible réaction acide, quelque bien lavé qu'il soit; l'extrait de malt dont on peut se servir comme solution de diastase est luimême acide. Si donc on ne neutralise pas exactement ces deux produits, il se pourra que les acides auxquels ils doivent leur réac-

tion soient déjà suffisants, pour que toute addition ultérieure d'un autre acide nuise à la fermentation, et l'on sera porté à conclure à la nocuité absolue de l'acide examiné.

L'ignorance ou l'oubli de ces faits a été la cause d'observations contradictoires sur ce sujet. Mais c'est surtout dans l'étude de l'influence des acides sur l'action de la salive que la question a été résolue dans des sens divers. C'est que, aux difficultés d'expérimentation que nous venons de signaler, s'ajoute encore pour la salive la nécessité de tenir compte de l'alcalinité naturelle de ce liquide physiologique.

Ch. Richet ayant additionné de l'empois d'amidon d'une proportion d'acide chlorhydrique égale à 2 de HClp. 1000 c. c. a fait agir sur cet empois une certaine quantité de salive fraîche. Il a vu que la transformation de l'amidon était non seulement aussi rapide, mais même plus rapide dans ces conditions que lorsque le liquide est neutre ou légèrement alcalin. Comme la proportion de 2 p. 1000 d'HCl correspond à l'acidité moyenne du suc gastrique, Richet en conclut que la salive agit au milieu du suc gastrique acide plus énergiquement que dans la bouche (78).

En réalité cette observation, très exacte pour les conditions dans lesquelles elle a été faite, ne comporte pas une conclusion aussi absolue. Cela ressort des deux séries de recherches suivantes pour lesquelles j'ai fait varier successivement les proportions d'acide et celles de salive (60).

Ces essais ont été faits en mélangeant tout d'abord l'acide chlorhydrique dilué et la salive filtrée, ajoutant ensuite l'empois.

Dans la première série, on a employé 1 cent, cube de salive et 5 cent, cubes d'un empois liquide (5 gr. de fécule de pommes de terre pour 300 cent, cubes). La seule différence entre chaque essai portait sur la proportion d'acide chlorhydrique. Dans tous les cas, le volume était porté à 20 cent, cubes. L'examen était fait à la teinture d'iode et au microscope au bout de 24 heures et au bout de 48 heures.

Expériences. Proportion de HCi. Résultats après 24 h. Après 48 h.

1 0 Saccharif. complète id.

2 Sgr.p, 1.000 Pas d'action. Pas d'action.

3 1 id. id.

4 0,5 id. id.

5 0,25 id. id.

6 0,20 id. id.

7 0,10 id. id.

8 0,05 Action presque nulle. Action presque nulle.

Dans l'essai n° 8^ Piode donne une coloration bleue, mais j l'examen microscopique du mélange révèle que les grains d'amidon, qui n étaient que gonflés dans l'empois, se sont liquéfiés. Il y a donc eu un commencement d'action.

Ce résultat concorde sensiblement avec ceux qu'a publiés Kjeldahl, puisque la salive n'a commencé à agir que dans le liquide ne renfermant que 0 gr. 05 de HGl par litre.

Dans la deuxième série d'expériences, j'ai fait varier la quantité de salive, tout en conservant le même volume de liquide, ainsi que les mêmes proportions d'empois et d'acide chlorhydrique. Ces nouvelles expériences ont été faites comparativement à celles qui portent les numéros 7 et 8 dans la série précédente. •