CHAPITRE PREMIER
Le mot fermentation dérive de fervere^ bouillir; il doit évidemment son origine à la réaction que présentent les liquides sucrés, lorsqu'ils sont abandonnés à eux-mêmes ou mis en présence de levure. On constate, en effet, dans ce cas, un dégagement de gaz plus ou moins abondant, qui fait mousser, bouillir le liquide. Le sucre disparaît et le produit devient spiritueux. Ce n'est que plus tard que cette expression de fermentation a été appliquée à d'autres phénomènes, dans lesquels un corps organique dissous se modifie, s'altère, se transforme sous l'influence d'une cause restée longtemps occulte et mal définie. Ainsi, Ton a désigné par fermentation l'acidification du vin; bien que dans ce cas il n'y ait pas d'effervescence. On avait plutôt en vue l'analogie de cause déterminante que l'apparence du phénomène.
La fermentation alcoolique est la plus anciennement con-
nue , et aussi la plus étudiée des réact'oas de cet ordre. C'est Osiris selon les Égyptiens, Bacchus d'après les Grecs, Noé suivant la tradition israélite, qui apprirent aux hommes l'art de cultiver la vigne et de fabriquer le vin. Moïse distingue dans ses livres le pain sans levain du pain levé, et raconte que lors de leur fuite d'Egypte, les Israélites furent tellement pressés qu'ils n'eurent pas le temps de mettre du levain dans leur pâte. Les anciens se servaient, comme levain pour le pain, soit d'une pâte ancienne et devenue acide, soit de levure de bière. « Gallise et Hispaniae frumento in potum resoluto, spuma ita concreta pro fermento utuntur, quà de causa levior illis, quam ceteris, panis est, » dit Pline qui ajoute que dans la fermentation du pain, c'est l'acidité qui est surtout active. Dès la plus haute antiquité, aussi bien en Egypte qu'en Germanie, on connaissait certains liquides fermentes, préparés avec des sucs naturels sucrés, abandonnés à la fermentation ; tels que la bière, l'hydromel, le vin de palmier, le cidre.
En résumé, il résulte de tous les documents anciens que la fermentation alcoolique était connue empiriquement dans ses principaux effets, et utilisée à une époque bien plus reculée que celle qui nous a laissé des traces écrites de son histoire.
Parmi les écrits des alchimistes du xiii« au xv« siècle, on trouve très-fréquemment les expressions de fermentation et deferments (fermentâtes et fermentum), sans quil soit facile de se faire une idée nette de ce qu'ils comprenaient par là. Pour euix, la distinction entre les substances minérales et organiques n'existait pas ; les phénomènes d'altération des produits organiques étaient assimilés et confondus avec les transformations des composés minéraux, avec les dissolutions des sels et des métaux. Bien souvent le mot ferment s'applique à la pierre philosophale elle-même.
« Apud philosophes fermentum dupliciter videtur dîci : Une modo ipse lapis philosophoiiim et suis elementis compositus, et completus in c^mparatione ad metalla ; alio modo illud, quod est perficiens lapidem et ipsum complens K
i. Petras Bonus de Ferrare, 1330-1340.
De primo modo dicimus, quod sicut lermentum pastse vincit pastam, et ad se convertit semper, sic et lapis convertit ad se metalla reliqua. Et sicut una pars fermenti pastse habet convertere infinitas partes pastae et non converti, sic et hic lapis habet convertere plurimas partes metallorum ad se, et non converti. »
On voit que Técrivain est surtout frappé de ce fait, qu'une très-petite quantité de levain transforme en levain nouveau une proportion pour ainsi dire indéfinie de pâte. Cette propriété de transmettre une force à une grande masse, sans s'affaiblir, doit précisément caractériser la pierre philosophale tant cherchée.
Dans son Char de triomphe de VAntimoine^ Basile Valentin admet que la levure, employée dans la préparation de la bière, communique au liquide une inflammation intérieure, et détermine par là une purification et une séparation des parties claires d'avec les parties troubles. L'alcool, dont il connaissait la présence dans le liquide fermenté, préexiste pour lui dans la décoction d'orge germée ; mais il ne devient actif et susceptible d^etre séparé par distillation qu'après avoir été débarrassé des impuretés qui l'accompagnent et qui masquent ses propriétés spéciales.
Pour Libavius (Alchymia, 1595) : « Fermentatio est rei in substantia, per admistionem fermenti quod virtute per spiritum distributo totam pénétrât massam et in suam naturam, immutat, exaltatio. » Le ferment doit être de nature semblable à celle de la matière qui entre en fermentation, et celle-ci doit être liquide ou tout au moins dans un état de grande division ;, Tagent principal réside dans la chaleur du ferment.
De même que les chimistes d'une époque postérieure, Libavius rapproche la fermentation et la putréfaction, qu'il consi-^ dère comme des eflfets différents d'une môme cause. Il s'élève, au contraire, contre la confusion que l'on a faite entre la digestion et la fermentation. La digestion pour lui est un (hiotus ad mistionem, non ad perfectionem), comme l'est la fermentation.
L'école iatrochimique attribua un rôle prépondérant aux
iî HISTORIQUE
fermentations, et confondit môme sous cette dénomination un grand nombre de réactions chimiques.
Ainsi Van Helmont s'exprime comme il suit dans son Orties medicinœ (1648): « Docebo omnem transmutationem formalem praesupponere fermentum corruptivum. »
La formation des gaz intestinaux, la production du sang et des liquides animaux, les générations spontanées, refiFervcscence de la craie sous Tinfluence des acides sont autant de phénomènes où intervient la fermentation.
Van Helmont eut cependant le mérite, disons-le en passant, de distinguer nettement la production d*un gaz spécial (gaz vinorum) pendant la fermentation alcoolique. Il dit que ce gaz vinorum est différent de Tesprit de vin, comme il a pu s'en assurer par des expériences. On ne saurait affirmer, d'après ses écrits, s'il a reconnu ou non, l'identité du gaz vinorum et du gaz carbonum produit pendant la combustion du charbon.
En 1664, Wren fait observer que le gaz produit par la fermentation alcoolique est absorbable par l'eau, comme celui qui se dégage par l'action d'un acide sur le sel de tartre.
Silvius de la Boë (1659) ne consent pas à envisager l'effervescence des alcalis carbonates sous l'influence des acides comme un phénomène de môme ordre que la fermentation.
Dans le premier cas il y aurait combinaison, dans le second décomposition.
Lémery (Cours de chimie, 1675) n'est pas aussi explicite lorsqu'il dit : « La fermentation qui arrive à la paste, au moust, et à toutes les autres choses semblables, est différente de celle dont nous venons de parler (effervescence), en ce qu'elle est bien plus lente ; elle est excitée par le sel acide naturel de ces flubstances, lequel se dégageant et s'exaltant par son mouve-» ment, raréfie et élève la partie grossière et huileuse qui s'oppose à son passage, d'où vient qu'on voit soulever la matière. »
La raison pom' laquelle l'acide ne fait point fermenter les choses sulfureuses avec tant de bruit et tant de promptitude qu'il fait fermenter les alcalis, c'est que les huiles sont com-
posées de parties pliantes qui cèdent à la pointe de l'acide, comme un morceau de laine ou de coton céderait à 'des aiguilles qu'on pousserait dedans. Ainsi il me semble qu'on pourrait admettre deux sortes de fermentations; une qui serait de l'acide avec Talcali, et on l'appellerait effervescence; et l'autre qui serait, lorsque l'acide raréfie peu à peu une matière niolasse comme la paste, ou claire et sulfureuse comme le moust, le sydre et tous les autres sucs de plantes ; on nommerait cette dernière sorte, fermentation. »
A propos de la fermentation alcoolique, Lémery dit encore : « Pour expliquer cet effet, il faut savoir que le moust contient beaucoup de sel essentiel ; ce sel comme volatil faisant effort dans la fermentation pour se détacher des parties huileuses par lesquelles il était comme lié, il les pénètre, il les divise et il les écarte jusqu'à ce que par ses pointes subtiles et tranchantes, il les ait raréfiées en esprit; cet effort cause l'ébullition qui arrive au vin, et en même temps sa purification; car il en fait séparer et écarter les parties les plus grossières en forme d'écume, dont une portion s'attache et se pétrifie aux cotés du vase, et l'autre se précipite au fond, c'est ce que Ton appelle le tartre et la lie. L'esprit inflammable du vin n'est donc autre chose qu'une huile exaltée par des sels. »
Nous trouvons dans les travaux et les écrits de Bêcher (1682) un progrès très-marqué dans l'étude des produits de la fermentation. Le premier, il fait ressortir le fait capital que les liquides sucrés sont seuls capables d'entrer en fermentation spiritueuse. Pour lui Talcool ne préexiste pas dans le moiit, mais se forme pendant le travail de fermentation ; l'intervention de l'air est nécessaire pour provoquer le phénomène qu'il considère comme analogue de la combustion. Bêcher réumt sous le nom de fermentation : les productions de gaz par effervescence ou dans l'estomac des animaux malades (intume* factio), la fermentation spiritueuse (proprie fermentatio), l'acétiflcation (acetiflcatio seu acescentia).
On doit à Willi» (1659) et à Stahl, le célèbre promoteur delà Ihéotie du phlogistique (1697), la première conception philo-
sophiqùe sur la nature intime de la xermentation, ou plutôt des fermentations. Pour eux le ferment est im corps doué d'un mouvement intime, qui transmet ce mouvement à la matière fermentescible. C'est ainsi que Willis dit dans son diatribe De fermentatione :
« Fermentatio est motus intestinus cujusvis corporis, cum tendentia ad perfectionem ejusdem corporis vel propter mutationem in aliud.
Plures sunt modi quitus fermentatio promovetur. Primus et principuus erit fermenti cujusdam corpori fermentando adjectio ; cujus particulae cum prius sint in vigore et motu positœ, alias in massa fermentanda otiosas et torpidas exsucitant, et in motmn vindicant. »
Stahl considérait la fermentation alcoolique comme un phénomène de même ordre que la putréfaction, un cas particulier de celle-ci. Comme on n'avait à cette époque aucune idée nette sur la composition élémentaire des substances fermentescibles et des produits de leur fermentation, on ne pouvait évidemment établir aucune relation sérieuse entre ces corps, et toutes les hypothèses pouvaient se produire avec sécurité. C'est ainsi que Stahl admet que la matière fermentescible (sucre, farine, lait) est composée de particules formées par Tunion peu intime de sel, d'huile et de terre; sous l'influence du mouvement intérieur provoqué par le ferment, les particules hétérogènes sont séparées les imes d'avec les autres, puis recombinées de manière à former des composés plus stables, renfermant les mêmes principes, mais en d'autres proportions.
De Stahl à Lavoisier nous ne trouvons plus de noms bien marquants ni de découvertes intéressantes au point de vue de la fermentation.
Lorsque la chimie subit sa grande transformation, à la fin du siècle dernier, sous l'influence puissante du génie de Lavoisier, les fermentations durent attirer de nouveau l'attention des expérimentateurs. Lavoisier lui-même s'en occupe (Éléments de chimie, tome I, p. 139, 2"*» édit.), et comme pour toutes les questions auxquelles il touche, il jette un trait de lumière
dans les ténèbres. Procédant, comme il le fait toujours, balance en main, par poids et mesures, et appliquant à la solution du problème les nouvelles méthodes d'analyse organique qu'il a imaginées, il cherche à établir le lien ou la relation qui existe entre la matière fermentée, le sucre, et les produits de la fermentation, l'alcool et Tacide carbonique.
A partir de ce moment nous quittons le domaine de l'histoire de la science, nous entrons dans celui des faits réels et bien observés qui seront étudiés dans les chapitres suivants.
En résumé, nous pouvons dire qu'avant les travaux de Lavoisier et de ses continuateurs, on connaissait qualitativement les produits fermentescibles et les principaux termes de leurs transformations (gaz carbonique, alcool, ac. acétique, etc.). On savait distinguer la fermentation acide ou acétique de la fermentation alcoolique; on saisissait l'analogie qui existe entre la putréfaction et la fermentation alcoolique; enfin on avait cherché à expliquer le mode d'agir du ferment.
Ce dernier n'était connu que comme une espèce d'écume, de dépôt ou de pâte dans lesquels résidait une force occulte et spéciale, capable de déterminer des phénomènes chimiques. Ajoutons encore que ces phénomènes étaient considérés comme distincts, par leurs allures et la cause provocatrice, des réactions ordinaires de la chimie. C'est un bien mince bagage, on le voit, pour tant de volumes écrits sur ce sujet.
La fermentation spiritueuse ou. alcoolique étant à tous les points de vue le phénomène de cet ordre le plus complètement étudié, nous commencerons par elle notre monographie.
