CHAPITRE VII

INFLUENCE DES AGENTS CHIMIQUES SUR LES FERMENTS SOLUBLES ET SUR LES FERMENTATIONS QU’ILS DÉTERMINENT.

Dans le chapitre précédent, nous avons vu les fermentations déterminées par les ferments solubles être successivement activées, ralenties et finalement arrêtées à mesure que la température s’élève. On sait d’autre part que l’élévation de température exerce une influence analogue sur les fermentations déterminées par les ferments organisés. Sauf pour quelques détails, l’influence de la chaleur est donc la même pour les deux classes de fermentations.

Cela se comprend d’ailleurs aisément, même indépendamment de l’action de la température envisagée en elle-même. Les ferments organisés sécrètent des ferments solubles et ceux-ci sont les agents indispensables à l’aide desquels ils décom-

posent et digèrent les matières alimentaires dont ils vivent. Si la température détruit ces agents, elle enlève par cela môme aux premiers les moyens de se nourrir.

En réalité, toute influence qui affaiblit ou détruit un ferment soluble doit affaiblir ou arrêter le développement de l’être qui le produit. A cet égard, les composés chimiques qui arrêtent les fermentations déterminées par les ferments solubles doivent donc être nuisibles aux ferments organisés.

Mais la réciproque n’est pas vraie ; c’est-à-dire que toute cause qui entrave le développement d’un micro-organisme ne nuit pas nécessairement aux ferments solubles.

Un micro-organisme ne fait pas que se nourrir ; il respire, et l’on conçoit qu’il puisse exister des composés qui ralentissent ou suppriment le phénomène respiratoire sans exercer d’influence fâcheuse sur les agents de la digestion. 11 existe en effet tout un groupe de composés — dont plusieurs sont classés parmi les poisons de la respiration — qui arrêtent tout développement des ferments organisés et qui, pourtant, employés à faible dose, n’empêchent

pas les ferments solubles d’exercer leur action.

Ces composés paraissent être également indifférents pour tous les ferments solubles et nous pouvons les signaler immédiatement afin de ne plus avoir à nous en occuper. Ce sont : l’acide cyanhydrique, certaines huiles essentielles, l’éther, la créosote (1), le chloroforme (2), le thymol (3), la benzine, l’essence de térébenthine, le phénol (3 et 4), le fluorure de sodium à 1 p. 100 (5).

Comme l’avait pressenti Bouchardat (1) et comme Muntz l’a établi pour le chloroforme, ces différents corps constituent de véritables réactifs permettant de distinguer l’une de l’autre les deux sortes de fermentations.

A côté des composés indifférents, nous en trouverons fort peu qui soient tout à fait nuisibles, mais nous en rencontrerons beaucoup dont l’influence varie avec la concentration. Le plus souvent ils accélèrent l’action des ferments solubles lorsqu’ils sont en faible proportion, et l’affaiblissent ou la paralysent entièrement lorsque la proportion augmente.

Mcfis ces substances n’agissent pas de la même

façon sur lous les ferments solubles. Telle qui, à closes infinitésimales, active les effets d’un ferment, retarde les effets d’un autre ferment. Il n’est donc pas possible de généraliser et nous devons examiner leur influence successivement dans chaque fermentation.

Invcrtine. D’après Kjeldahl, dont les recherches datent déjà d’une quinzaine d’années, si l’on ajoute de faibles quantités d’acides à une solution de sucre de canne additionnée d’inverline, la fermentation se trouve activée. Si l’on en ajoute davantage, on atteint bientôt une proportion pour laquelle l’action de l’inverline est ralentie. Pour une proportion plus forte encore, l’action est de nouveau augmentée. Mais ce dernier effet doit être rapporté à l’acicle qui intervertit par lui-même le sucre de canne, tandis que les deux premiers sont le résultat de l’influence d’abord activante, puis affaiblissante qu’ils exercent sur l’invertine (6).

La question a été reprise récemment et examinée avec plus de détails, par O Sullivan et Thompson cl’une part (7) et par Fernbach d’autre

part (8).

Les premiers se sont bornés à 1 élude de 1 influence de l’acide sulfurique. De leurs recherches, il ressort que les proportions d’acide les plus favorables h l’action de l’inverline varient avec la quantité de ferment et avec la température de l’expérience.

Plus la quantité d’inverline est grande, plus il faut employer d’acide pour obtenir le maximum d’effet. Ainsi, dans une solution à 0, 4 p. 0/0 d’invertine, la proportion d’acide sulfurique la plus favorable est de 12,5 pour un million de solution ; si la solution est à 1,5 p. 0/0, la proportion d’acide doit être augmentée de 15 par million, la température étant de 56°. Si l’expérience est faite à la température de 15°5 et si la solution est à 1,5 p. 0/0 de ferment, la proportion d’acide sulfurique la plus favorable est de 75 par million ; tandis que si l’inverline est à 15 p. 0/0, la proportion doit être élevée à 250 pour un million.

Si l’on dépasse ces proportions d’acide sulfurique même d’une très faible quantité, l’action du ferment se trouve notablement amoindrie. Ainsi, d’après les mêmes observateurs, à 60° C. un excès de

IGG

2 parties d’acide seulement pour un million suffit pour rendre la réaction onze fois moins rapide.

Les recherches de Fernbach se rapportent aux acides oxalique, tartrique, succinique, lactique et acétique. Elles ont été faites, à la température do 56° (température optimale), avec l’invertine de Y Aspergillus nigcr. Cet observateur ne s’est pas occupé de l’intluence des proportions de ferment sur le phénomène. Voici les proportions de ces acides qui donnent l’effet maximum dans les conditions de ses expériences :

Acidp oxalique 0,06G » j tartrique 1

» succinique 2

» iactique o

» acétique 10

pour 1.000 id.

id.

Ces proportions diffèrent sensiblement, comme on le voit, de celles qui ont été trouvées pour l’acide sulfurique.

L’action des bases alcalines et celle des sels à réaction alcaline ont surtout été étudiées par Duclaux (9). Les bases alcalines affaiblissent fortement l’action de l’inverline. Avec un millième de soude,

l’ action de l’inverline devient 25 fois plus faible. Les sels à réaction alcaline, l’arséniale de soude, le borate de soude (10), le salicylate de soude, ralentissent aussi cette action.

Parmi les sels neutres, quelques-uns activent les effets de l’invertine, même lorsqu’ils sont présents à dose relativement élevée. Tel serait le chlorhydrate d’ammoniaque, que Nasse (11) a vu quintupler l’action de l’invertine, alors que ce sel était cependant à la dose de 1 0 0/0. Mais l’influence des sels neutres est en général moins nette. Ainsi les sulfates de soude, de potasse, de magnésie, qui à la dose de 4 p. 1000 sont des paralysants de l’inverfine, activent l’inversion lorsqu’ils sont à la dose de 40 p. 1000. Les chlorures de sodium et de potassium, au contraire, accélèrent l’action lorsqu’ils sont à faibles doses (4 p. 1000) et la retardent à une dose plus élevée. Le chlorure de calcium est un paralysant aux plus faibles doses, et son influence nuisible va en augmentant avec sa proportion (9 p. 180).

Quant au bichlorure de mercure, au nitrate d’argent, qui sont, comme l’on sait, des antiseptiques

m LES FERMENTS SOLUBLES

puissants, ils ralentissent 1 action do l’invcrtine à des doses très faibles (0,5 p. 1000). Toutefois, employés dans ces proportions, ils ne l’arrêtent pas complètement. Enfin le sulfate de quinine et l’alcool sont aussi des corps nuisibles à l’action du ferment inversif. Avec 5 p. 0/0 d’alcool, l’hydrolyse est moitié moins rapide.

Tréhalase et Maltase. — L’influence de l’acide sulfurique sur 1 action de la tréhalase est comparable a ce que nous venons de voir pour l’invertine. De très faibles quantités d’acide (2 à 4 milligrammes de S04II 0/0) favorisent celte action. Mais avec des proportions plus fortes, il y a diminution de l’activité fermentaire. Une addition de 0 gr. 2 p. 100 paralyse presque complètement le ferment (12). 11 en est de même pourla maltase.

Diastasc. — La diaslase est un ferment très employé dans l’industrie et qui présente une grande importance au point de vue physiologique. Aussi a-t-on étudié avec beaucoup de soin l’influence que peuvenfavoir sur son1 action les substances chimiques. Mais, parmi ces substances, il n’en est point qui, tout d’abord, ail autant attiré l’attention

que les acides. Cela lient principalement à ce que l’Influence des acides sur la fermentation diastasique est liée à une question physiologique d’un

o-rand intérêt : celle de savoir si la diastase salio

vaire continue à agir dans l’estomac, cest-à-diie dans un milieu acide.

Les recherches ont porté tantôt sur la diastase de l’orge germé, tantôt sur la salive. Nous nous bornerons à résumer ici les travaux les plus récents.

Kjeldahl s’est servi, pour étudier l’influence des acides sur la réaction diastasique, d’une liqueur d’essai préparée delafaçoh suivante :

250 gr. d’amidon sont transformés en empois et traités par 200 cent, cubes d’extrait de malt vers 75°; par conséquent à une température très voisine de la limite d’activité de la diastase. La liquéfaction se fait rapidement. Après une digestion de 20 minutes, le liquide est porté cà l’ébullition dans le but de déterminer la destruction de la diastase ajoutée. Il est ensuite refroidi et étendu d’eau jusqu’à 4 ou 5 litres environ. On obtient ainsi une liqueur dans laquelle l’amidon a subi un commen-

cornent de saccharification et dont le pouvoir réducteur est voisin de 10. On comprend qu’elle puisse servir à étudier l’action delà diastase dans différentes conditions. Il suffira en effet de tenir compte de la matière sucrée formée durant sa préparation ; l’accroissement de la quantité de sucre donnera la mesure de l’action fermentaire pendant la durée de l’expérience. Lorsque celte liqueur a été filtrée, elle est claire et par conséquent d’un emploi plus commode que l’empois.

A 8 portions de 100 cent, cubes de la liqueur d’essai, Kjeldahl ajoutait différentes quantités d’acide sulfurique normal au 1/40 (1 c. c. = 1 mill. de S O3) et les traitait ensuite pendant 20 minutes, entre 57 et 59° par 0,75 cent, cube d’extrait de malt. Les accroissements du sucre dans ces 8 portions sont indiquées dans le tableau suivant :

Cent. cub. d'acide sulfurique normal au 1/4-0

Accroissement du sucre.

Cent. cub. d'acide sulfurique normal au 1/40

Accroissement du sucre.

On voit par là qu’une petité quantité d’acide sulfurique, comme Leyser l’avait d’ailleurs déjà constaté (13), active l’action de la diastase, mais que celle-ci décroît ensuite avec une très grande rapidité à mesure que la proportion d’acide augmente.

D’autres acides inorganiques, les acides chlorhydrique, azotique, phosphorique, se conduisent comme l’acide sulfurique, avec cette différence toutefois que leur action est un peu plus faible. Les acides organiques tels que les acides formique, acétique, lactique, butyrique et citrique ont une influence encore plus faible, mais cependant de même ordre.

En définitive, on peut déterminer de grandes variations dans l’action de la diastase en ajoutant de très petites proportions d’acide. Les proportions d’acide qui amènent ces variations sont même si faibles qu’elles sont à peine appréciables par les

réactifs ordinaires. Aussi, pour répéter ces expériences, doit-on prendre des précautions toutes particulières. L’amidon présente presque toujours une faible réaction acide, quelque bien lavé qu’il soit; l’extrait de malt, dont on peut se servir comme solution de diastase, est lui-même acide. Si donc on ne neutralise pas exactement ces deux produits, il se pourra que les acides auxquels ils doivent leur réaction soient déjà en proportion suffisante pour que toute addition ultérieure d’un autre acide nuise à la fermentation ; et l’on sera porté à conclure à la nocuité absolue de l’acide examiné.

L’ignorance ou l’oubli de ces faits a été la cause d’observations contradictoires sur ce sujet. Mais c’est surtout dans l’étude de l’influence des acides sur l’action de la salive que la question a été résolue dans des sens divers. C’est que, aux difficultés d’expérimentation que nous venons de signaler, s’ajoute encore, pour la salive, la nécessité de tenir compte de l’alcalini té naturelle de ce liquide physiologique.

Ch. Richet, ayant additionné de l’empois d’amidon d’une proportion d’acide chlorhydrique égale

à 2 de HCl p. 1000 c. c., a fait agir sur ce! empois une certaine quantité de salive traîcbe. Il a vu que la transformation de l’amidon était non seulement aussi rapide, mais même plus rapide dans ces conditions que lorsque le liquide est neutre ou légèrement alcalin. Comme la proportion de 2 p. 1000 d’HCl correspond à l’acidité moyenne du suc gastrique, Richet en conclut que la salive doit agir, au milieu du suc gastrique acide, plus énergiquement que dans la bouche (14).

En réalité, cette observation, très exacte pour les conditions dans lesquelles elle a été faite, ne comporte pas une conclusion aussi absolue. Cela ressort des deux séries de recherches suivantes, pour lesquelles j’ai fait varier successivement les proportions d’acide et celles de salive (15).

Ces essais ont été faits en mélangeant tout d’abord l’acide chlorhydrique dilué et la salive filtrée, ajoutant ensuite l’empois.

Dans la première série, on a employé 1 cent, cube de salive et 5 cent, cubes d’un empois liquide (5 gr. de fécule de pommes de terre pour 300 cent, cubes). La seule différence entre chaque essai por-

lait sur la proportion d’acide chlorhydrique. Dans tous les cas, le volume était porté à 20 cent, cubes. L examen élait fait à la teinture d iode et au microscope au bout de 24 heures et au bout de 48 heures.

Expé-

riences.

I1C1 par litre.

Résultats

après 24 h. après 48 h.

Saccharif. complète

id.

2 gr.

Pas d’action.

id.

Act. presque nulle.

Act.presq. nulle.

Dans l’essai n° 8, l’iode donne une coloration bleue, mais l’examen microscopique du mélange révèle que les grains d’amidon, qui n’étaient que gonflés dans l’empois, se sont liquéfiés. Il y a donc eu un commencement d’action.

Ce résultat concorde sensiblement avec ceux qu’a publiés Kjeldahl, puisque la salive n’a commencé à agir que dans le liquide ne renfermant que 0 gr. 05 de HCl par litre.

Dans la deuxième série d’expériences, j’ai fait varier la quantité de salive, tout en conservant le

même volume de liquide, ainsi que les mômes proportions d’empois et d’acide chlorhydrique. Ces nouvelles expériences ont été faites comparativement à celles qui portent les numéros 7 et 8 dans la série précédente.