THÉORIE DES FERMENTATIONS DÉTERMINÉES PAR LES FERMENTS SOLUBLES

Berzelius pensait que les décompositions déterminées par les ferments en général devaient être rapportées à des actions de contact. Il les comparaît à Faction bien connue de la mousse de platine sur l'eau oxygénée. Mais il s'agit dans ce dernier cas de l'action d'une substance insoluble sur une substance soluble, ce qui enlève de la valeur à la comparaison, car, dans les fermentations que nous considérons ici, le ferment et la matière fermentescible sont la plupart du temps tous deux en solution. Il resterait en tout cas à démontrer que les ferments solubles ne manifestent aucune affinité chimique durant l'acte fermentaire.

Liebig supposait que les ferments solubles sont des corps en voie' de décomposition qui communiquent leur état de mouvement aux substances renfermées dans le milieu ambiant. Mais rien ne prouve que ces ferments sont réellement des corps en voie de décomposition ni qu'une telle propriété soit transmissible aux substances voisines. L'opinion de Liebig est au contraire en opposition avec ce fait, que les ferments solubles résistent aux causes les plus puissantes de décomposition, puisque dans des conditions dans lesquelles beaucoup de combinaisons organiques sont rapidement détruites, notamment dans la putréfaction, ces ferments n'éprouvent aucune modification.

Ni l'explication de Berzelius ni celle de Liebig ne peuvent donc plus être défendues aujourd'hui. Si l'on s'en rapporte aux seuls faits définitivement établis, il faut tenir compte en premier lieu de ce que les actions fermentaires les mieux connues, telles que cel-

les de l'invertine, de l'émulsine, de la diastase et de la pepsine consistent dans l'hydratation de la substance fermentescible. Le ferment étant la cause de cette hydratation, plusieurs chimistes se sont ralliés cà une opinion, d'après laquelle il participerait transitoirement à la réaction, absorbant de l'eau pour la céder immédiatement après à la substance fermentescible. Le phénomène se passerait en deux temps ; 1° formation d'une combinaison du ferment soluble avec l'eau ; 2" décomposition immédiate de cette combinaison et absorption de l'eau par la substance fermentescible qui se dédouble. Le ferment étant régénéré à chaque réaction, une quantité limitée de ce ferment pourrait, théoriquement, amener le dédoublement d'une quantité illimitée de matière fermentescible. Le ferment soluble ne devrait donc pas être détruit durant la fermentation. C'est là un point que nous allons examiner.

Voyons d'abord si l'effet produit par un ferment soluble est proportionnel à ]a quantité de ferment employé, et prenons comme exemples deux des fermentations les plus connues, celles que produisent l'invertine (A. Mayer, 29, p. 84) et la diastase (Kjeldahl, 65, p. 117).

Dans les recherches de Ad. Mayer, des solutions d'invertine renfermant des proportions différentes de ferment étaient mélangées à dix fois leurs poids de solution de sucre de canne à 10 0/0.

Après 4 heures de contact, l'analyse a donné les résultats consignés dans le tableau suivant.

Sucre interverti pour 100.

Invertine par rapport

au sucre. En totalité. Par heure.

"Ces nombres ne représentent pas une proportionnalité complète. Toutefois, l'écart n'est pas considérable, et si l'on ne tient pas compte de l'essai n" 1 dans lequel l'invertine ne trouve plus en dernier lieu que de petites quantités de sucre à intervertir, on peut bien affirmer que l'action de l'invertine est proportionnelle à la quantité de ferment employé.

Pour déterminer le rapport entre la quantité de diastase employée et celle du sucre formé, Kjeldahl traitait plusieurs portions'

d'empois, contenant chacune 10 gr. d'amidon, par différentes quantités d'extrait de malt. Il opérait à la température de 57% et arrêtait l'opération au bout de 10 minutes. Les résultats de ses expériences sont les suivants :

Extrait de malt ^"""^

(cent, cubes.) "P""^* corrections Pouvoir réducteur

pourl'extr. de malt

Ici encore nous retrouvons la proportionnalité pour les petites doses de diastase. Constatons cependant qu'elle n'existe plus dès l'essai n" 3. Doit-on croire comme Ad. Mayer le suppose que la solution renferme alors un excès d'agent actif qui ne trouve plus matière à exercer son activité? Gela paraît peu vraisemblable ; car la saccharification est alors encore très éloignée de son terme. La réaction déterminée par la diastase est une de ces réactions complexes dont nous avons parlé, et l'on s'expliquerait parfaitement ce défaut de proportionnalité en admettant que les dernières phases de la réaction s^exécutent plus lentement que les premières.

Quoiqu'il en soit, les fermentations du genre de celles de l'amidon par la diastase paraissent être des phénomènes trop complexes pour pouvoir servir à l'édification d'une théorie des fermentations, et, comme parmi les fermentations plus simples, celle que l'invertine détermine est la mieux étudiée, nous insisterons plus spécialement sur cette dernière.

La proportionnalité de l'effet à la quantité de ferment employé ne préjuge d'ailleurs en rien la question de savoir si le ferment est ou non détruit en exerçant son action. Mais s'il était démontré que l'effet du ferment est proportionnel au temps, il serait démontré par là que ce ferment ne s'use pas. On ne comprendrait pas un effet proportionnel au temps produit par une cause qui s'use en produisant son effet.

Ad. Mayer a également étudié la question de la proportionnalité de l'action de l'invertine avec le temps. Il s'est servi pour cela d'une solution très étendue de ferment (2 cent, c), qu'il a mélangée

à une solution de sucre de canne à 10 0/0 (20 c. c.)- L'expérience a été faite à la température ordinaire.

Sucre intervcrli pour 100.

Temps. En lotalilé. Par heure.

Immédiatement 1 1 heure 1.6 J

L'effet n'est à peu près proportionnel au temps que pendant les 2 premiers jours; ensuite la réaction se ralentit de plus en plus.

Duclaux a fait des recherches analogues et il est arrivé aux mêmes résultats.

Pour admettre la proportionnalité de l'effet au temps, il faut évidemment expliquer le retardement qui se manifeste à la fin de l'expérience.

On peut faire à cet égard trois hypothèses : ou bien le sucre, en excès à l'origine, favorise l'interversion; ou le sucre interverti à la fin la retarde ou enfin le ferment s'use en exerçant son action.

Si l'on met la même quantité d'invertine, 20 milligrammes, par exemple, dans 100 cent, cubes de solutions à 10, 20 et 40 0/0 de sucre de canne (à 37°);. on observe que pendant les premières heures de l'action, les quantités de sucre interverties dans l'unité de temps, sont les mêmes dans les trois liqueurs (Duclaux). La première hypothèse se trouve ainsi écartée, puisque Tinvertine produit le même effet quelque soit la proportion du sucre qui l'entoure.

Mais si on fait agir une même quantité d'invertine d'une part sur une certaine proportion de sucre de canne, et d'autre part sur une égale proportion de sucre de canne additionnée de sucre interverti, on remarque que la diminution de l'effet est bien plus rapide dans le deuxième cas que dans le premier. Il s'en suit que l'accumulation des produits de la réaction doit être une cause du ralentissement de cette réaction. Ce résultat n'exclut pas d'ailleurs la troisième hypothèse ; le ralentissement pourrait être dù à la fois à l'accumulation des produits de la réaction et à une destruction du