CHAPITRE VII

LA LEVURE ALCOOLIQUE PEUT-ELLE SEULE PROVOQUER LA FERMENTATION ALCOOLIQUE ?

Nous devons aborder maintenant une question d'une haute importance dans l'histoire les fermentations en général. Admettant avec M. Pasteur et tous ceux qui Tout précédé et suivi dans cette voie, que la fermentation alcoolique et les autres phénomènes de môme ordre, tels que les fermentations lactique, butyrique, etc., sont les manifestations palpables de certaines fonctions physiologiques des ferments ou êtres vivants d'un ordre inférieur, on peut se demander si le pouvoir de décomposer la glucose en alcool et acide carbonique, ou bien encore de la convertir en acide lactique, et celui-ci en un mélange d'hydrogène, d'acide carbonique et d'acide butyrique, n'appartient, pour chaque fermentation spéciale, qu'à un seul être vivant, à un seul ferment, ou tout au moins à des espèces très-voisines, comme nous l'avons vu pour les espèces du genre saccharomyces, ou bien si ces réactions sont des conséquences de la vie cellulaire en général, lorsque les cellules organisées sont placées dans des conditions spéciales. Dans cette hypothèse, les ferments n'auraient d'autre avantage par rapport aux cellules vivantes, que d'offrir ces manifestations à un degré plus énergique, plus intense.

Il est facile d'eutrevoir à priori ce qu'une pareille idée, si elle était juste, ouvrirait d'horizons nouveaux pour la chimie biologique, et quel vaste champ d'expériences serait ofiFert à la physiologie chimique.

Il n'est pas douteux que cette pensée a dû s'ojSrir, pour ainsi dire, d'elle-même à l'esprit des savants habitués à réfléchir sur ces questions délicates des réactions dans les organismes vivants, mais c'est à M. Pasteur que revient l'honneur de l'avoir formulée nettement, en s'appuyant sur des expériences positives. (Pasteur, Comp. rend, de TAcad. des sciences, t. LXXV, p. 784) . Ces expériences ont été instituées en vue de prouver que la fermentation alcoolique du sucre peut être provoquée par d'autres organismes que les cellules du saccharomyces,notam« ment par les cellules élémentaires des grands végétaux, telles qu'on les trouve dans les fruits, les feuilles, etc. Les travaux de MM. Lechartier et Bellamy sur la fermentation alcooUque des fruits (Compt. rendus de l'Académie, 1869 et 1872, t. LXXV, p. 1203, 1874, t. LXXIX, p. 949 et 1006) sont dh-igés dans la même voie, et conduisent, comme nous allons le voir, à cette conséquence capitale, à savoir que les organes élémentaires des végétaux en général sont doués, quoiqu'à un moindre degré que les cellules de levure, du pouvoir de provoquer la fermentation alcoolique.

Des laits analogues avaient été observés par d'autres expé* limentateurs; ainsi, M. Bérard nous a appris dès 1821, que lorsque des fruits sont placés dans l'air ou dans le gaz oxygène, il disparait un certain volume de ce gaz, en même temps qu'il y a formation d'im volume à peu près égal de gaz acide carbonique. Si ces fruits sont abandonnés, au contraire, dans le gaz acide carbonique ou dans un autre gaz inerte, il y a encore formation de gaz carbonique en quantité notable, « comme par une sorte de fermentation. »

De son côté, M. Frémy avait montré que lorsqu'on abandonne des grains d'orge dans de Peau sucrée, il se produit dans Finté-^ rieur du fruit une fermentation intracellulaire incontestable (Comp. rend, de l'Ac. des sciences, t. LXXV, p. 976 et 1060)«

FERMENTATION ALCOOLIQUE !4i

Le même savant a observé la production d'alcool et d'acide carbonique dans rintérieur des fruits (poires, cerises), mais guidé par des idées théoriques sur la fermentation, idées sur lesquelles nous insisterons tout à l'heure, il n'a pas donné à ses intéressantes observations l'interprétation qu'elles peuvent recevoir.

M. Frémy admet que les ferments se forment sous l'influence de l'organisme vivant. « Comme tous les organismes en voie de développement, dit-il, le ferment alcoolique peut se présenter sous les formes les plus diverses; il existe déjà, mais à l'état insaisissable, dans le suc du grain de raisin que l'on fait sortir du fruit par la pression et qui paraît clair ; bientôt il apparaît sous l'aspect de petits corpuscules microscopiques trèsténus ; prenant ensuite un nouveau développement, il se précipité au fond des liqueurs avec la forme bien connue des grains de levure. J'ai examiné bien souvent au microscope l^s sucs et le parenchyme des fruits, avant ou après leur fermentation, et j'aflirme que j'y ai trouvé une quantité innombrable de corpuscules qui présentent toute l'apparence de ferments organisés. »

Ainsi, on le voit d'après cette citation, la fermentation intra^ cellulaire du fruit, ne serait pas une conséquence immédiate des fonctions biologiques de la cellule vivante; il y a un intermédiaire, le ferment^ créé x>ar l'organisme et qui provoque le dédoublement.

Au point de vue historique, nous devons relever que les expériences de MM. Lechartier et Bellamy ont précédé celles de M. Pasteur; nous résumerons ici les résultats observés par ces savants :

1* Recherches de M. Lechartier, — Cet observateur place les fruits (poires, pommes, citrons, cerises, châtaignes, nèfles, pommes de terre, graines de froment et de lin, groseilles), dans des éprouvettes à pieds qui communiquent avec des éprouvettes plus petites placées sur la cuve à mercure. Dans ces conditions, la totalité de l'oxygène de l'atmosphère confinée où les fruits sont conservés est absorbée. Cette absorption est

accompagnée et suivie d*une production considérable de gaz carbonique. Le dégagement d'acide carbonique se partage généralement en deux périodes distinctes; dans la première, après Tabsorption du gaz oxygène de l'air resté dans les éprouvettes, le dégagement de gaz acide carbonique s'effectue d'abord d'une manière régulière et imiforme, puis se ralentit et s'arrête pendant un certain temps pour reprendre ensuite avec des vitesses croissantes, supérieures à celles qu'on observe dans la première période. Celle-ci dure plusieurs mois. A ce moment, si l'on a pris la précaution d'opérer sur des fruits isolés les uns des autres et maintenus en dehors de tout contact avec les parois du vase qui les contenait, si, de plus, on a eu soin d'empêcher tout dépôt de liquide à la surface du fruit, on peut constater la production de quantités notables d'alcool, facile à séparer par distillation, après que le fruit mis en expérience a été écrasé en pulpe. De plus, l'examen microscopique attentif du parenchyme ne révèle aucune trace de ferment alcoolique. Ainsi :

Le 12 novembre, deux poires pesant l'une 157 grammes, la seconde 125 grammes, ont été suspendues isolément, chacune dans une éprouvette bien bouchée et munie d'un tube de dégagement. On avait d'abord mis du chlorure de calcium au fond des éprouvettes, afin de maintenir autour de ces fruits une atmosphère qui ne fût pas saturée de vapeur d'eau.

Les éprouvettes ont été ouvertes le 19 juillet. On a recueiUi 1762 cent. c. de gaz et 2ir' 62 d'alcool. Les poires avaient conservé leur couleur; leur peau était ridée, mais non humide. Leur consistance et leur odeur étaient celles des poires blettes. Elles avaient perdu ensemble 134 grammes d'eau; cependant elles en contenaient encore 69 pour 100 de leur poids.

Des observations microscopiques, faites à différentes distances du centre, n'y ont pas fait découvrir de ferment alcoolique. Le dégagement d'acide carbonique ne s'est pas effectué d'une manière régulière; du 3 mars au 8 avril, il n'a été que de 28 centim. c, et, à partir du 8 avril jusqu'au 19 juillet, il a été complètement nul. L'existence du ferment alcoolique dans

rintérieur de la poire est incompatible avec la cessation de toute activité pendant un intervalle de temps aussi considérable. Ce fait vient donc à l'appui des résultats négatifs obtenus par l'inspection microscopique.

Dans d'autres expériences, instituées de même mais continuées plus longtemps, MM. Lechartier et Bellamy ont vu le dégagement d'acide carbonique reprendre avec une activité croissante, après une période plus ou moins longue d'arrôt. Dans ces cas, on peut constater très-nettement la présence du ferment. On peut supposer que les spores et les germes de levure qui existent, la chose paraît incontestable maintenant, à la surface de tous les fruits, ont pu pénétrer dans l'intérieur du firuit par des fissures artificielles, et, y rencontrant un milieu approprié, y bourgeonner et déterminer la fermentation alcoolique due à la levure.

Les divers Ëruits énumérés plus haut ont tous donné des résultats analogues, et l'expérience citée plus haut, peut servir de type pour les autres, très-nombreuses, publiées par les auteurs et que nous nous abstenons de reproduire ici.

L'arrêt du dégagement d'acide carbonique peut durer trèslongtemps; ainsi, des poires ont été conservées inertes, à l'époque de l'année où la chaleur est la plus forte, pendant des temps variant, depuis 31 jusqu'à 272 jours ; et au moment où on a mis fin aux expériences rien ne pouvait faire supposer que cet état de choses dût se modifier;

A la suite de ce travail interne, les fruits subissent de profondes modifications.

i<» Dès que ces fruits sont exposés au contact de Tair, ils deviennent bruns dans toute leur masse, comme le sont les fruits blets ou pourris. Les feuilles prennent la couleur et l'aspect des feuilles mortes.

2^ Le tissu cellulaire est en partie ou complètement désagrégé. Ainsi des poires duchesses au bout d'ime année, ressemblaient à une masse de sirop revêtue d'un sac.

3<» Le fruit qui a perdu son activité ne la repprend pas, même après avoir été mis de nouveau en présence de l'air.

i^ Le genne contenu dans le fruit participe à son altération ^t la graine perd la propriété de germer.

Il semble donc, comme le disent les auteurs, qu'au moment où le fnut, la graine et la feuille sont détachés du végétal qui les porte, la vie n'est pas éteinte dans les cellules qui les composent. Cette vie s'accomplit à l'abri de l'air, en consommant du sucre et en produisant de l'alcool et de l'acide carbonique L'instant où cesse la production de l'acide carbonique est aussi celui où s'éteint dans leurs cellules toute vitalité. Les fruits, les graines et les feuilles peuvent alors rester en état indéfiniment inerte, si un ferment organisé ne se développe pas à leur intérieur.

Pour les betteraves et les pommes de terre, on a toujours obseiTé un fait particulier qui mérite d'être relevé.

L'ensemble des phénomènes est le même que pour les poires et les pommes; lors de la période d*arrêt on n'observe pas de ferment alcoolique, mais, dans le liquide acide qui imprègne la masse de leurs tissus ramollis ou désagrégés on reconnaît des bactériums à divers degrés de grosseur et cependant on ne constate aucun dégagement de gaz carbonique.

2o Expériences de M. Pasteur. — Les expériences de M. Pasteur, tout en vérifiant les conclusions précédentes, ont été dirigées surtout dans le but d'établir des vues particulières sur les fermentations et une théorie générale de ces manifes* tations biologiques. Le moment est arrivé de les faire connaître et de les discuter. Nous ne pouvons mieux faire que de citer textuellement l'auteur.

(Pasteur, Comp. rendu de l'Académie des sciences, t. LXXV, p. 784 et suiv.)

« Depuis longtemps j'ai été conduit à envisager les fermentations proprement dites conune des phénomènes chimiques corrélatifs d'actions physiologiques d'une nature particulière. Non-seulement j'ai démontré que leurs ferments ne sont point des matières albuminoïdes mortes, mais bien des êtres vivants; j'ai provoqué, en outre, la fermentation du sucre, de l'acide lactique, de l'acide tartrique, de la glycérine et plus générale-

ment de toutes les matières fermentescibles dans des milieux exclusivement minéraux, preuve incontestable que la décomposition de la matière fermentescible est corrélative de la vie du ferment, qu'elle est un de ses aliments essentiels; par exemple, dans les conditions que je rappelle, il est impossible que, dans la constitution des ferments qui prennent naissance, il y ait un seul atome de carbone qui ne soit enlevé à la matière fermentescible. »

« Ce qui sépare les phénomènes chimiques des fermentations d'une foule d'autres et particulièrement des actes de la vie commune, c'est le fait de la décomposition d'un poids de matière fermentescible bien supérieur au poids du ferment en action. »

« Je soupçonne depuis longtemps que ce caractère particulier doit être lié à celui de la nutrition en dehors du contact de l'oxygène libre. Les ferments seraient des êtres vivants, mais d'une nature à part, en ce sens qu'ils jouiraient de la propriété d'accomplir tous les actes de leur vie, y compris celui de leur multiplication ^ sans mettre en œuvre d'une manière nécessaire, l'oxygène de l'air atmosphérique. Qu'on se souvienne de ces singuliers infusoires qui provoquent la fermentation butyrique, ou la fermentation tartrique, ou certaines putréfactions, et qui non-seulement peuvent vivre et se multiplier à l'abri du contact de l'oxygène, mais qui périssent et cessent de provoquer la fermentation si l'on vient à faire dissoudre ce gaz dans le milieu où ils se nourrissent. Ce n'est pas tout. Par des expériences précises, faites avec de la levure de bière, j'ai montré que, si la vie de ce ferment avait lieu partiellement par l'influence du gaz oxygène libre, cette petite plante cellulaire perdait, en proportion de l'intensité de cette influence, une partie de son caractère ferment, c'esUk-dire que le poids de levure^ qui prend naissance dans ces conditions pendant la décomposition du sucre^ s'élève progressivement et se rapproche du poids du sucre décomposé au fur et à mesure