CHAPITRE VI

ACTION DE DIVERS AGENTS CHIMIQUES ET PHYSIQUES SUH LA FERBCBNTATION ALCOOLIQUE.

On savait depuis longtemps, que certains composés chimiques, surtout ceux qui coagulent les substances albuminoïdes, et désorganisent les tissus, ou qui par leur présence en quantités suffisantes sont incompatibles avec la vie, s'opposent à la fermentation ; tels sont les acides et les alcalis à doses convenables, le nitrate d'argent, le chlore, l'iode, les sels ferriques, cuivriques, plombiques solubles,le tannin, lephénol,la créosote, le chloroforme, l'essence de moutarde, l'alcool lorsque sa dose dépasse 20p. 100, l'acide prussique et l'acide oxalique, même à doses assez faibles.

Des excès de sel neutre alcalin ou de sucre agissent de même en diminuant dans l'intérieur de la cellule la dose minima d'eau qui est nécessaire à la manifestation de son activité vitale.

L'oxyde rouge de mercure, le calomel , le peroxyde de manganèse, les sulfites et les sulfates alcalins, les essences de térébenthine et de citron, etc., entravent et enrayent également la fermentation alcoolique.

Les acides phosphorique et arsénieux sont, au contraire, sans action.

On doit à M. Dumas (Ann. chim. phys., 5* série, t. III, 1874, p. 8 1 ) un travail t rès-étendu sur la question qui nous occupe en ce moment ; nous en donnerons ici les principaux résultats. L'illustre chimiste a d'abord prouvé, par des expériences multiples, que la fermentation du sucre sous l'influence de la levure est susceptible d'être étudiée comme un phénomène régulier qui, soumis à des perturbations déterminées , serait capable d'en traduire les influences avec précision.

Ainsi à 24 degrés, 20 grammes de levure décomposent 1 gramme de sucre (glucose) en 23-24 minutes (moyenne de plusieurs essais concordants).

Dans une autre série d'expériences on a trouvé que 100 gr. de levure décomposent à la même température 1 gramme de glucose en 24 minutes. Ainpi la levure agit sur la glucose, avec la même rapidité à la dose de 20 gr. de levure pour 1 de glucose, qu'à la dose de 100 pour 1.

Des expériences faites sur une même levure, comparativement avec le sucre de canne et la glucose, ont montré que la destruction de 1 gr. de sucre de canne par 40 grammes de levure avait une durée maximum de 34 minutes, tandis que 1 gr. de glucose n'exigeait que 16 à 17 minutes.

Si l'on délaye de la levure de bière dans de l'eau et qu'on ajoute à des portions semblables d'un liquide contenant, par exemple, 150 cent. c. d'eau et 10 gr. de levure, des quantités de sucre représentées par 0, 5, 1 gr., 2 gr., 4 gr., on trouve que le temps nécessaire à la destraction du sucre est exactement proportionnel à sa quantité, ou en d'autres termes, dans des circonstances identiques , la durée de la fermentation est proportionnelle à la quantité de sucre, la levure étant en excès, bien entendu.

En prenant donc pour longueur de l'axe des abscisses les quantités de sucre et pour axe des ordonnées le nombre de minutes nécessaires pour la disparition du sacre, on obtient une hgne droite.

M. Dumas évalue approximativement, d'après ses résultats, que pour décomposer 1 gr. de sucre en 1 heure il faut 400 milliaiHis de cellules, en les supposant toutes en activité.

Le fait découvert par Dumas, qu'à partir d'une certaine limite, un excès de levure n'active pas la fermentation d'une même quantité de sucre est extrêmement important.

En effet, si la décomposition du sucre est un phénomène biologique qui se passe dans l'intérieur de chaque cellule, dans laquelle pénètre le sucre, s'il doit être attribué à la nutrition des globules de levure , il semble que la rapidité de la décomposition d'une même quantité de sucre doit croître indéfiniment avec le nombre des cellules mises en jeu, de môme que dans un repas la quantité d'aliments consommés croît avec le nombre des convives. -

Température. Nous avons à déterminer trois données relatives au ferment alcoolique , en ce qui touche le calorique. l"" Quelles sont les deux limites, minima et maxima, compatibles avec la vie du ferment? 2* A quelle température la fermentation alcoolique, c'est-à-dire l'activité du ferment est-elle la plus grande ? La limite inférieure compatible avec la vie du saccharomyces n'est pas encore déterminée avec précision. Ce n'est guère que vers 8 à 10» que la ceUule révèle son énergie chimique par des réactions sensibles (fermentation , absorption d'oxygène), mais elle peut impunément être refroidie vers zéro et môme au-dessous, si l'on a soin de ne la soumettre après congélation qu'à des variations progressives très-lentes, pour amener la fusion de l'eau congelée dont elle est baignée.

La limite supérieure varie suivant que l'on opère siir de la levure préalablement séchée ou encore humide.

Ainsi le ferment desséché avec précaution peut être chauffé Jusque vers 100 degrés sans perdre sa vitalité.

La levure humide perdrait son activité vers 53' (Mayer) ou tout au moins à ime température moindre de eO"".

Quant aux conditions de température les plus favorables pour une bonne fermentation elles paraissent comprises entre 25 et 30 degrés, variant dans des limites peu étendues suivant

la nature du milieu et celle du ferment ; môme dans le voisinage de zéro degré la production d'alcool par la levure n'est pas absolument enrayée.

Electricité, — Les étincelles d'une machine de Holtz, ou les étincelles d'induction passant à travers de l'eau contenant de la levure ne modifient ni son pouvoir inversif ni son pouvoir comme ferment alcoolique.

Gaz, Lumière. — La marche des fermentations est plus lente dans l'obscurité. M. Dumas a placé de la levure de bière en bouillie épaisse dans des flacons pleins d'oxygène, d'hydrogène, d'azote, d'oxyde de carbone, de protoxyde d'azote, d'hydrogène protocarboné. Au bout de trois jours cette levure, mise en présence du sucre, agissait conune la levure conservée à l'air et le microscope ne révélait aucune altération.

La fermentation alcoolique est plus lente dans le vide.

Soufre. — La présence du soufre en fleur en proportions même égales à celles de la levure supposée sèche n'a pas entravé sensiblement la fermentation alcoolique, comme on l'avait annoncé, seulement l'acide carbonique qui se dégage contient de 1 à 2 p. 100 d'hydrogène sulfuré.

Action des acides. — La levure est toujours acide. Si on neutralise l'acide libre qui s'y trouve par de l'eau de chaux, on trouve qu'au bout de quelque temps (5 minutes) l'acidité reparaît. On est conduit ainsi, pour obtenir une neutraUté persistante, à ajouter par gramme de levure essayée, une quantité de chaux équivalente à 0, 003 d'acide sulfurique normal. M. Dumas s'est demandé si l'acidité de la levure peut être augmentée sans que son pouvoir en soit altéré et si la nature spécifique de l'acide exerce quelque influence sur le résultat.

Expérimentant sur les acides sulfurique, sulfureux, azotique, phosphorique, arsénieux, borique, acétique, oxalique et tartrique, il met en présence d'un mélange de sucre, d'eau et de levure (5 gr. levure, 10 gr. sucre, 25 gr. eau) des quantités respectives de ces divers acides, successivement équivalentes, décuples, centuples du pouvoir acide de la levure.

L'addition de l'un de ces acides, même à faible dose, n'a

hâté ni le départ ni la fin de la fermentation. Elle a souvent arrêté la destruction du sucre. En général , lorsqu'on ajoute une quantité d'acide équivalant à 100 fois le poids de l'acide contenu dans la levure, la fermentation n'a pas lieu. Pour l'acide chlorhydrique et l'acide tartrique, il a fallu en ajouter 200 équivalents pour atteindre ce résultat, quoique 10 équivalents de ces acides suffisent pour rendre la fermentation traînante et incomplète.

Action des bases. — M. Dumas ayant fait marcher ensemble huit expériences de fermentation ne différant entre elles que par des additions croissantes, depuis Ot d'ammoniaque (quantités équivalentes à 0, 1, 2, 3, 4, 8, 16, 24 fois l'acide de la levure employée), a observé que dans les cinq premiers vases la fermentation était égale. Ce n'est que pour des doses égales à 8 et même 16 fois l'acide de la levure qu'elle commence à se déclarer plus lentement, mais au bout de quelques heures la levure est redevenue acide. Dans le flacon contenant une dose d'ammoniaque équivalente à 24 fois Tacidité de la levure, il ne s'est manifesté aucune fermentation.

La levure paraît jouir du pouvoir de produire ou d'exhaler un acide qui neutralise les bases en contact avec elle ; mais ce pouvoir est limité. En effet, en ajoutant de la chaux éteinte ou de la magnésie calcinée en quantités égales à la moitié du poids de la levure, il n'y aura pas de fermentation. Les oxydes de zinc, de fer et même la litharge sont au contraire sans influence.

Les alcalis tendent à arrêter la fermentation, mais ne la suppriment qu'autant que leur dose est assez forte.

Le carbonate de soude n'agit que si on élève la dose à celle de 70 gr. pour 10 gr. de levure et 200 cent. c. d'eau sucrée au 1/10. Le sous-carbonate de magnésie n'agit pas.

Action des sels. — M. Dumas a laissé séjourner la levure pendant trois jours dans des solutions saturées de divers sels et a ensuite essayé son action sur la dissolution du sucre candi ; ses expériences l'ont conduit à classer les sels en quatre catégories, savoir :

lae ACTION D^ÂGENTS CHIMIQUES ET PHYSIQUES

1* La fermentation du sucre est totale, plus ou moins rapide.

Buirate de potasse* Gblorure de potassium.

Phosphate \

Sulfovinate i ^^ ^«*«-e^ Sulfométhylate M^ P«^*»«- Hyposulfate ) Hyposulfite de chaax.

Formiate | Tartrate > de potasse* BiUrtrate ) 8ulfocyanure | , Gyanoferrure i de potassium.

Gyanoferride )

Phosphate

Sulfate

Bisulfate | de sonde»

Pyrophosphate

Lactate

Phosphate d'ammoniaqae*

Sulfate de magnésie*

Chlorure de calcium.

Phosphate de chaux*

Sulfate de chaux*

Chlorure de strontium*

Alun*

Sulfate de zinc.

Snlfate de cuivre au

2* Fermentation partielle du sucrOi et plus ou moins raf« lentie*

Bisulfite* Nitrate

Arseniate Sulfite de soude* Hyposulfite de soude* Hyposulfite de potasse* Borax.

Savon hlanc Nitrate d'ammoniaque.

Tartrate d'ammoniaque.

Sel de Seignette.

Chlorure de baryum.

Sulfate ferreux au

Sulfate de manganèse au ^

3» Interversion plus ou moins avancée du sucre, sans fermentation.

Azotite

Chromate # ^^ potasse Bichromate ) ^ Nitrate de soude*

Sel marin* Acétate de soude.

Sel ammoniac.

Cyanure de mercure,

*• Ni interversion, ni fermentation*

Acétate de potasse* Monosulfure de sodiumo

Clyanure de potassium*

Ainsi, parmi les sels étudiés il en est qui favorisent jusqu'à un certain point la fermentation, ou qui du moins lui laissent parcourir son cours tout entier, sans contrariété ; tel est le tartrate de potasse. Il en est d'autres qui retardent la fermentation et qui la rendent incomplète, le phénomène s'arrôtant lorsque la liqueur renferme encore beaucoup de sucre interverti en sa présence.

Il en est qui ne lui permettent pas de s'établir, quoique le sucre ait été partiellement interverti.

Il en est enfin qui, non-seulement ne permettent pas à la fermentation de s'établir, mais qui s'opposent même à l'inter*^ version du sucre.

La strychnine est sans action sur les propriétés de la levure.