PIN

VIGNE. j MURIER.

Total

Rappelons la composition des cendres de levure de bière (Mitscherlich).

Lev. sap.

Ler. inf.

Ac. phosphoriqae

Potasse

Sonde

fC

Phosphate de magnésie

Phosphate de chaux

Si les sels minéraux jouent effectivement \m rôle actif dans la végétation, nous pouvons déjà prévoir, d'après ces analyses :

i** Que leur importance relative variera avec les doses de ces divers corps, trouvées dans les tissus organisés; que par conséquent les phosphates, la potasse, la soude, la magnésie et les sulfates occuperont la première place. 2<> Que suivant que le sol ou le milieu où croissent les plantes sera plus spécialement amendé par tel ou tel de ces sels, on favorisera le déve-^ loppement soit des feuilles, soit des tiges, ou des graines. Ces conséquences ont toutes été vérifiées par l'expérience directe, mais comme il n'entre pas dans noire plan de faire une étude de chimie agricole, au point de vue defe engrais minéraux, que notre but est seulement de comparer la nutrition de la levure, €t des organismes analogues, avec celle des autres végétaux d'im ordre plus élevé, nous reviendrons à l'histoire du sac^ charomices.Nous ferons remarquer tout d'abord que la composition de sa cendre, uniquement formée de phosphate, se rapproche le plus de celle des graines , auxquelles la relie du reste l'analogie de fonctions et de composition chimique générale. C'est à M. Pasteur que l'on doit Ja preuve de la nécessité absolue de sels minéraux (phosphates alcalins et alcalinoterreux), pour le développement et la nutrition de la cellule de levure. Si dans son expérience, où le feiment est ensemencé sous forme d'une dose impondérable, dans un milieu composé uniquement de sucre candi pur, de tartrate d'ammoniaque et de cendre de levure, on vient à supprimer le dernier élément, la fermentation et le développement de cellules qui doit la précéder, n'apparaissent plus. M. Pasteur n'est pas allé plus loin dans cette voie; absorbé par la poursuite d'im but différent, il n'a pas cherché à établir quelles étaient les substances minérales les plus favorables ; il s'est uniquement servi dans ses recherches de cendres de levure fraîche, comme élément inorganique, pensant, avec raison, que de toute manière, il y trouverait ce qui convient le mieux à la nutrition minérale du champignon.

En poursuivant cette étude et recherchant par des expériences directes quels sont, parmi les sels généralement contenus en proportions variables dans les cendres végétales, ceux

FONCTIONS DE Lk LEVURE 79

qui favorisent sensiblement le développement de la levure, M. Mayer (loc. cit.) est arrivé aux conclusions suivantes:

1« Les préparations ferrugineuses, employées à très-petites doses, ne semblent pas avoir d'influence ; à doses plus élevées, elles sont nuisibles.

2^ Le phosphate de potasse présente une influence favorable prépondérante. Il peut être employé dans le liquide milieu à la dose de plusieurs centièmes, sans que son action fertilisante soit enrayée ; tandis que pour les végétaux d*un ordre plus élevé, une aussi grande concentration deviendrait ime cause sérieuse de perturbation pathologique. Le phosphate de potasse est non-seulement favorable mais indispensable.

En effet si dans un milieu formé de sucre candi, de nitrate d'ammoniaque, de traces de levure et d'un mélange de phosphate acide de potasse, de sulfate de magnésie, et de phosphate tricalcique, milieu qui fermente avec xme activité convenable, on vient à supprimer le phosphate acide de potasse, la fermentation et le développement de la levure ne se produisent pas.

Le phosphate potassique ne peut en aucune manière être remplacé par le phosphate de soude qui est inactif.

L'absence du phosphate de chaux dans le milieu offre des conséquences beaucoup moins fâcheuses que celle du premier sel.

Il résulte de là que la potasse et l'acide phosphorique sont des éléments indispensables, tandis que la chaux peut faire défaut sans trop d'inconvénients, comme nous pouvions le prévoir d'après les données de l'analyse.

Le magnésiimi, au contraire, s'est présenté dans les expériences de Mayer, comme un élément très-utile, sinon indispensable. Il est indifférent de fournir ce métal sous forme de sulfate ou de phosphate ammoniaco-magnésien

Les combinaisons du sodium n'offrent pas de signification sensible, conformément à ce qui a déjà été observé dans les végétaux d'un ordre supérieur.

^ Le soufre administré k la liBvilre sous forme de sulfates ou

de sulfites solubles ne paraît pas être assimilé. Au moins la présence ou Tabsence de ces deux classes de sels paraît sans influence aucune. Cependant la levure renferme du soufre en proportions sensibles que Ton retrouve même combiné intimement dans les produits de sa désassimilation (pseudo-leucine sulfurée de Heintz). Quelle est Torigine du soufre normal? Nous ne pouvons répondre à cette question.

M. Raulin , dans un remjarquable travail, a étudié avec un soin tout particulier et une méthode irréprochable, Tinfluence de la composition minérale du milieu, sur le développement d'un végétal cellulaire, VAspergillus nigei\ Les résultats obtenus pouvant offrir de Tintérôt dans la question, plutôt générale que spéciale à la levure de bière, que nous étudions en ce moment, nous entrerons dans quelques détails sur ce point, d'autant plus que la méthode expérimentale de M. Raulin pourra servir de modèle pour d'autres recherches de ce genre.

On commence par composer un milieu artificiel, exclusivement formé de composés chimiques définis et propre à la nutrition d'un végétal déterminé. Pour étudier l'influence des diverses circonstances physiques ou chimiques sur le développement de ce végétal, on disposera un vase rempli du mélange artificiel, dans les conditions les plus favorables pour la végétation ; on y sèmera des germes de la plante, qu'on laissera croître pendant le temps nécessaire ; cet essai, qu'on reproduit identiquement dans chaque série d'expérience, est l'essai type, celui auquel on compare tous les autres. Parallèlement à ce premier essai, on en disposera un autre qui ne différera du premier que par la seule circonstance qu'on se propose d'étudier. On pèsera séparément, à l'état sec, les deux récoltes obtenues en môme temps, et le rapport numérique des poids

e ces deux récoltes, mesurera Tinfluence de la circonstance

ont il s'agit.

Le degré de perfection de la méthode dépend de trois conditions générales :

1® Avant tout, il est nécessaire de découvrir un milieu arti-ficiel propre au développement du végétal qu'on étudie»

M. Raulin a trouvé sous ce rapport le terrain tout préparé, grâce aux travaux de M. Pasteur ; celui-ci avait observé que les mucidinées (Pénicilium) peuvent se développer dans un milieu exclusivement formé de substances artificielles définies.

Eau, sucre, sel ammoniacal (bitartrate), cendres de levure. Dans ce milieu, Tune quelconque des parties constituantes ne peut être négligée sans entraves complètes pour le développement.

2» Le poids des récoltes que peut fournir le milieu destiné aux essais types, dans un temps donné, avec un poids constant de substances nutritives, doit être, toutes choses égales •d'ailleurs, aussi grand que possible.

3® Les essais types placés dans les menées conditions doivent fournir des récoltes dont les rapports numériques s'écartent très-peu de l'unité ; celui de ces rapports qui s'en écarte le plus fixe 3'erreur relative maxima du procédé.

Au début de ses recherches, M. Raulin, en s'appuyant sur les données de M. Pasteur, faisait usage d'un milieu type composé de :

Eau 2,000

Sacre 70

Nitrate d'ammon 3

Ac. tartriqae* . . • • • 2

Phosphate d'ammoniaque J

Carbonate de potasse f petites

Carbonate de chaux [ quantités

< de magnésie )

Semenoes d'aspergillas et température, 20 degrév.

Avec im semblable milieu la variation dans le poids de la récolte, d'un essai type à l'autre, était assez grande, pour qu'on ne pût saisir l'mfluence exercée par la suppression de certains éléments, n'entrant qu'en petites proportions dans le mélange. Ainsi, après quarante-huit heures de végétation, les poids de 4eux récoltes types ont été trouvés.éga)u.à

Nû 1 3,19 N* 2 18',77.

SGHUTZBNBEP^ ^ 6

se FONCTIONS DE LA LEVURE

Par la suppression de tous les éléments minéraux on arrivait

La suppression du carbonate de potasse seul donna :

N» 1 2,29 N- 2 f,ll.

L'action de l'ensemble des sels minéraux ressort avec évidence ; celle du carbonate de potasse ne s'aperçoit pas, car le nombre 2,29 tombe entre 3,19 et 1,77 trouvés pour les essais types.

De plus, dans ces premières expériences, M. Raulin reconnut que le développement des mucédinées était assez rapide dans les premiers jours, puis se ralentissait indéfiniment. C'est en recherchant les causes de cette perturbation, en modifiant par tâtonnements les conditions du milieu, surtout en y ajoutant du soufre, du zinc, du fer, du silicium sous forme de sels, en modifiant les proportions des éléments essentiels, en portant la température à 35 degrés, enfin en employant des vases lar^ gement ouverts et peu profonds, qu'il arriva à rencontrer un milieu type donnant, pour le môme temps, im rendement 50 fois plus grand que celui des premières expériences. Dans ces conditions le rapport des essais types, au heu de varier de 1 à 1,8^ acquiert une constance remarquable, et ne varie plus que de ^ de sa valeur. Il est évident que l'influence favorable de telle ou telle substance s'accusera alors avec une netteté bien plus grande.

Voici maintenant conunent les expériences doivent être conduites, en ce qui concerne l'Aspergillus nigei.

On réunit dans le vase destiné à l'essai type les substanceschimiques suivantes :

Eau. 1500

Sucre candi 70

Ac tartrique 4

Nitrate d'ammoniaque 4

Phosphate d'ammoniaaue 0,60

Garbcmate de potasse 0,60

« de magnésie ..•« 0,40

Sulfate d^ammoniaque 0,25

Sulfate de zinc 0,07

c de fer 0,07

Silicate de potasse 0,07

Le mélange est abandonné à lui-môme pendant quelques heures et remué ensuite avec une spatule en porcelaine.

Pour ensemencer, il suiÉût de promener sur toute son étendue Fextrémité d'un pinceau avec lequel on a recueilli des spores sur ime végétation d'aspergillus bien pure et pas trop desséchée.

Lorsqu'on ne possède pas encore d'aspergillus, il suffit, pour se procurer ce végétal à Tétat pur, d'abandonner à l'air certaines substances naturelles, telles que de l'eau de levure acidulée, du pain humide, des tranches de citron. Les spores d'aspergillus qui se trouvent au nombre des germes de l'atmosphère peuvent tomber sur ces matières et s y développer pêlemêle avec d'autres organismes. Lorsqu'on voit apparaître l'aspergillus, qui se distingue tout d'abord par ses fructifications noires, on le sème à nouveau sur un liquide artificiel, et l'on finit par l'obtenir exempt de mélange. L'essai type étant ainsi préparé, on le met à l'étuve à 35 degrés, en renouvelant constamment Tair humide. Les spores se développent et au bout de 24 heures les filaments du mycélium forment à la surface du liquide une membrane continue blanchâtre. Au bout de 48 heures, cette membrane est devenue très-épaisse et passe au brun foncé ; après trois jours, elle est devenue tout à fait noire à sa surface supérieure ; ce qui est dû à l'apparition des spores. On récolte alors, en l'enlevant avec les doigts, la membrane consistante que Ton exprime, pour l'étendre ensuite sur une assiette et la sécher. On sème de nouveau des spores sur le liquide et après trois jours, on obtient ime seconde récolte plus faible que la première.

L'essai type et l'essai d'expérience, qui ne diffère du premier que par le seul élément dont on veut éprouver l'influence, sont ^acés ensemble à l'étuve. L'influence est mesurée par le rap-

port des poids des deux premières récoltes ou mieux des deux sommes de la première et de la seconde récolte obtenues eu six jours.

Exemple. On a mis à Tétuve les essais suivants :

N» 1 milieu type.

N* 2 milieu type, moins la potasse.

Première récolte (après 3 jours) 1 4 ff% 4 Offr^sO

Deuxième c (après 3 autres jours). 10 0,i2

Récoltes totales 24 4 0,92

8 1 Rapport des poids des deux premières récoltes 1x4= 70

92 1 rapport des poids des récoltes totales 24^4^^ 9fi» nombres qui

mettent en évidence, de la manière la plus complète, l'utilité de la potasse.

Les résultats obtenus par cette méthode remarquable sont les suivants :

!• Tous les éléments du milieu artificiel type concourent simultanément au développement du végétal; car si Ton supprime tour à tour chacun d'eux, le poids de la récolte subit une diminution, en général considérable, qu'on ne saurait attribuer aux erreurs d'expériences.

2o Les oxydes minéraux du milieu artificiel ne peuvent se suppléer les uns les autres.

3» L'acide nitrique peut remplacer l'ammoniaque comme aliment azoté.

Voici du reste les rapports trouvés entre l'essai type ei l'essai d'expérience.

Suppression de Toxygène très-grand

€ de Teau infini

€ du sucre. 65

c de Facide tartrique infini

c de Tammoniaque ou des nitrates 1 53

€ de l'acide phosphorique , , 182

• de la magnésie 91

Sappression de la potasse. i 25

c de Tacide sulfuriqae 24

ff de Toxyde de zinc iC

« de l'oxyde de fer 2,7

c de la silice 1,4

Les éléments nutritifs du milieu artificiel sont les uns indispensables, ce sont ceux qui s'y trouvent en proportions notables, les autres utiles mais non indispensables en apparence; ceux-ci n'entrent dans la composition du milieu type qu*en très-faibles proportions.

Il est probable que quelques uns d'entre eux, tel que le soufre, existent accidentellement en très-petites quantités dans les milieux artificiels où on ne les a pas ajoutés et peuvent ainsi provoquer un développement restreint. Ainsi, Mayer prétend qu*il lui a été impossible, par des cristallisations répétées, et môme en précipitant la liqueur par le chlorure de barium, d'obtenir du sucre exempt de soufre ; c'est à la présence de ce soufre qu'il attribue l'introduction de cet élément dans la levure de nouvelle formation.

Il est évident que les résultats de M. Raulin et surtout sa méthode pourront être appliqués à la recherche des meilleures conditions pour le développement maxima d'autres végétations ou organismes simples. M. Pasteur qui, dans son laboratoire de l'Ecole normale, est arrivé à de nouveaux procédés pour la production de la levure de bière pure, sur une grande échelle, a dû faire un travail préparatoire analogue à celui de M. Raulin.

Les recherches de ce dernier savant établissent encore un fait important; c'est qu'un milieu artificiel, convenablement préparé, peut être aussi favorable au développement de la végétation et même plus favorable que les milieux naturels les plus fertiles. On peut tirer de là des conclusions d'une haute importance, en ce qui concerne la culture des grands végétaux, et supposer que les engrais chimiques convenablement choisis pourront être substitués, avec grand avantage pour l'agriculture, aux engrais naturels. C'est ce qu'ont du reste déjà tenté ^

plusieurs savants qui s'occupent d'agriculture; le tout est de bien déterminer la composition utile de ces engrais; malheureusement, il faut le reconnaître, les expériences sur les grands végétaux ne sont pas aussi simples et aussi faciles à diriger que pour les mucédinées.

• Sucre. L'influence prépondérante, le rôle nécessaire du sucre ou des corps analogues dans la végétation de l'aspergillus et des mucédinées ont été démontrés par Pasteur et Raulin. Cette influence n'est pas moins grande pour le développement de la levure de bière. Sans sucre, sans matière hydro-carbonée, la levure ne peut ni se multiplier ni se nourrir. Ici s'établit à première vue une diflférence capitale entre les organismes simples (levures, moisissures) et les grands végétaux, qui puisent les éléments organiques de leur constitution dans les composés les plus simples du carbone (ac. carbonique). Cependant cette distinction perd de sa valeur à un examen plus approfondi.

Si les grands végétaux se nourrissent aux dépens de l'acide carbonique, c'est parce que dans leurs feuilles, leui^s parties vertes, se trouvent des organes propres à utiliser la force vive des rayons lumineux envoyés par le soleil ou toute autre source de lumière. Le carbone devient libre momentanément et l'oxygène se dégage. Il paraît très-probable, qu'au moment où le carbone se sépare de l'oxygène dans im état spécial, inconnu, bien différent de celui du carbone noir amorphe ou du diamant et du graphite (formes sous lesquelles nous connaissons cet élément), il est très-probable qu'il s'unit aux éléments de l'eau pour constituer un hydrate de carbone (amidon, sucre?) ou tout au moins un corps qui pourra se convertir en ces principes par des transformations ultérieures.

' S'il nous était donné de réaliser la décomposition de l'acide carbonique sous l'influence de la lumière, en dehors de Téconomie animale, je ne doute point qu'au lieu de carbone libre on trouverait (l'expérience se faisant en présence de l'eau) un composé hydro-carboné. J'ai pu du reste donner à cette vue théorique un commencement de confirmation expérimentale.

En traitant à froid de la fonte blanche * grossièrement pulvérisée par une solution de sulfate de cuivre, le fer de la fonte se dissout entièrement, sans dégagement de gaz carboné ou autre; on peut ensuite, après lavages, éliminer le cuivre déposé en le mettant en contact avec une solution de perchlorure de fer. Le cuivre se dissout rapidement; il reste une masse pulvérulente noire qui, après dessiccation à 80" et dans le vide, ressemble à du charbon. Mais ce charbon contient de l'eau combinée qui se dégage brusquement lorsqpi*on chauflFe vers 250*; il se dissout facilement en s'oxydant dans l'acide azotique, en donnant des corps jaunes, jaune orangé, contenant de l'azote. Ce charbon fournit à l'analyse une quantité d'eau qui est dans im rapport assez constant avec le carbone.

Il représente donc un véritable hydrate de carbone défini.

Il est évident que l'état du carbone dans la fonte doit être tout autre que celui dû carbone de l'acide carbonique et que les hydrates qui prennent naissance par la séparation de ces carbones pourront différer beaucoup. Néanmoins, l'expérience que je viens de relater donne un appui solide à l'idée que se font les physiologistes des métamorphoses chimiques successives des composés carbonés dans les végétaux.

L'hydrate de carbone une fois formé dans la feuille, se transporte dans les diverses parties du végétal, pour y servir à la nutrition, au développement des cellules dépourvues de chlorophylle et dont les fonctions biologiques se rapprochent de celles des organismes cellulaires. Ce qui se passe pendant la germination des graines, jusqu'au moment où la plante nouvelle, pourvue de feuilles aériennes devenues vertes sous l'influence de la lumière et de l'air, commence à utiliser l'acide carbonique, ne laisse aucun doute sur la valeur scientifique de cette interprétation.

Ne voyons-nous pas là des cellules de nouvelle formation se développer successivement, se superposer pour constituer les radicules, la tige, les cotylédons et les feuilles? N'est-ce pas