SIXIÈME CONFÉRENCE

Sommaire. — Aperçu historique des théories de la fermentation. — Les êtres organisés inférieurs des fermentations. — Les ferments qui font le vin existent sur le raisin. — Critique des expériences de M. Pasteur. — Double fonction des ferments organisés. — Ferments organisés et zymases : leur relation de dépendance. — De quel ordre est l’activité des zymases. — Théorie physiologique de la fermentation. — Objection de M. Pasleur réfutée. — Spécificité de la fonction des zymases. — Fonctions chimiques des microzymas. — Microzymas du foie. — Microzymas du pancréas. — Microzymas gastriques. — Microzymas amygdaliques de l’orge et de la levûre de bière. — Théorie de l’action chimique des microzymas. — Conclusion et généralisation.

Messieurs ,

Bien que je vous aie plusieurs fois parlé de la vie et de l’activité chimique des microzymas, je n’ai guère conclu à leur vitalité que de la démonstration de leur aptitude à devenir vibrions ou bactéries, en passant par les diverses formes qui précèdent leur évolution bactérienne. Bref, de ce point de vue, le microzyma est organisé et vivant comme le germe qui produit l’embryon. Mais on nie leur vitalité et leur organisation, soutenant que les bactéries qui en proviennent sont le fruit de la génération spontanée. Cette négation, nous le verrons, tient à l’état de la science : on ne sait pas ce que c’est que la matière vivante ! L’étude des microzymas noüs fera pénétrer le mystère. En attendant, souvenons-nous que l’appellation de germe n’est pas applicable aux microzymas ; ils ne sont pas quelque chose comme des œufs, des ovules de vibrions ou de bactéries ayant besoin de la fécondation pour se multiplier. Cette face de leur histoire nous occupera longuement. Pour le moment nous allons prouver qu’ils sont vivants, au sens physiologique et chimique, au même titre que ce que l’on nomme les ferments figurés : levûre de bière, moisissures diverses et bactéries;

c’est-à-dire qu’ils sont, eux aussi, producteurs de zymases, d’alcool, d’acide acétique, d’acide butyrique, d’acide lactique, etc. Mais pour que la démonstration soit claire, il est nécessaire de mieux connaître la théorie physiologique de la fermentation ; et pour cela un point d’histoire de la science doit, d’abord, être fixé. Cela est devenu nécessaire parce que M. Pasteur a cru devoir élever une réclamation de priorité à l’égard de mes recherches concernant la théorie physiologique de la fermentation, comme il l’avait fait pour quelques points de détail. En outre, M. Pasteur croit avoir, le premier, aperçu les infusoires des fermentations lactique et butyrique. Je dirai les mérites de ce savant dans cet ordre de découvertes ! Mais il s’agit de savoir si, avant lui, oui ou non, on avait constaté la présence de certains infusoires dans les fermentations dites lactique, butyrique, etc. ? Et, de plus, si quelqu’un, toujours avant lui, a nettement considéré certains infusoires , compris sous la dénomination générale de moisissures, comme étant des êtres organisés et des ferments ?

Un rapide exposé de l’histoire des ferments n’est pas ici hors de propos.

Les phénomènes de fermentation ont de tout temps frappé les observateurs. Les médecins ont appelé l’attention des savants sur ces phénomènes et en ont appliqué les théories aux maladies. La cause productrice du phénomène, ils l’appelaient le ferment; ils connaissaient même les conditions de sa production : la présence nécessaire de certaines matières d’origine animale ou végétale en même temps qu’une quantité suffisante d’eau, un certain degré de chaleur et, à un moment donné, au début, le contact de l’air. Mais ils en ignoraient la nature et, ne la connaissant pas, ils imaginèrent que c’était une matière en décomposition, capable de provoquer la décomposition d’une autre matière. Cependant, on avait des connaissances assez exactes sur les fermentations qui s’accompagnent de dégagement gazeux avec boursoufflement , comme dans la fermentation panaire lorsque la pâte lève ; ou dans la fermentation alcoolique, lorsque le dégagement du gaz est assez vif pour simuler une ébullition ; on avait même noté une certaine élévation de

température dans la pâte qui lève et dans la fermentation vineuse : de là sont venus les noms de ferment, de fermentation (fervere, être chaud). Enfin, on avait distingué, sous le nom de ■putréfaction, les fermentations qui s’accompagnent de la production de matières fétides. Plus tard on en arriva à appeler fermentation, même des phénomènes purement d’ordre chimique, comme la conversion des matières amylacées en glucose.

Avec Lavoisier, la science fit un grand pas en avant. Jusque-là on avait bien pu distinguer les matières d’origine organique des matières purement minérales, mais on n’en connaissait pas vraiment la composition. Après les mémorables découvertes de Lavoisier, la matière organique put être définie autrement que par son origine, et lorsque ce grand homme eut reconnu que le ferment appelé levûre de bière est une matière riche en azote, on soupçonna qu’il pouvait y avoir une certaine relation entre la propriété d’être ferment et la composition chimique, et nous avons vu comment M. Berthelot a développé cette idée.

Les expériences de Needham et de Spallanzani conduisirent Appert à la découverte de son procédé de conservation des matières animales et végétales ; Gay-Lussac expliqua cette conservation en admettant que l’absence de l’oxygène en est une condition nécessaire ; nous savons ce qu’il faut penser des expériences de l’illustre chimiste ; il n’en resta pas moins que pendant longtemps on crut, comme lui, que l’oxygène est indispensable pour commencer une fermentation. Liebig accepta les idées de Gay-Lussac et, les rattachant aux opinions des anciens et à la irotion que' le ferment est une matière riche en azote, il supposa qu’un ferment est une matière albuminoïde en état de décomposition et l’oxygène la cause initiale, provocatrice de cette décomposition. Et, il faut bien en convenir, la découverte des ferments solubles (diastase, synaptase, etc.), c’est-à-dire de substances voisines des matières albuminoïdes, capables d’opérer des transformations chimiques, sembla donner raison à Liebig et à tous les chimistes partisans des doctrines anciennes sur l’altérabilité spontanée des matières organiques.

Les choses en étaient là jusque vers 1835. Malgré les ex-

périences pour et contre la génération spontanée des infusoires, productions que les naturalistes décrivaient avec les moisissures comme organisées et vivantes, personne n’avait encore tenté de rechercher s’il existe quelque relation de cause à effet entre les organismes qui apparaissent dans les infusions et les phénomènes de fermentation et de putréfaction, lorsque Cagniard-Latour entreprit ses recherches sur la levure de bière. Cet illustre physicien, le premier, a démontré, non pas que la levûre est quelque chose de vivant (les naturalistes la décrivaient parfaitement comme espèce végétale), mais qu’elle opère la fermentation alcoolique en tant qu’être vivant ; bref, selon lui, la fermentation alcoolique est un phénomène corrélatif de l’activité physiologique de cet être ou, comme il s’exprimait, après qu’il eût admis sa nature végétale, un effet de la végétation de la levure.

Eh bien, malgré les lumineuses démonstrations de Cagniard; malgré l’appui que leur prêta Turpin et l’assentiment de M. Dumas qui, bien mieux que Cagniard et Turpin, comprit l’essence du phénomène physiologique, les savants les plus considérables, chimistes, physiciens et physiologistes ou médecins, nièrent que l’organisation fut pour quelque chose dans le phénomène et que la fermentation alcoolique fût un acte tout physiologique. On a même nié que la levûre fût quelque chose de vivant. Berzelius, presque jusqu’à la fin de sa vie, a refusé de voir dans la levûre autre chose qu’un précipité de matière organique sous forme globulaire, et il comparait ces globules à l’apparence qu’affectent certains précipités de matières purement minérales. Liebig aussi a nié d’abord le fait de l’organisation dans la levûre et il n’a jamais cessé de confondre, comme étant des phénomènes du même ordre, l’action de la levûre pour opérer la fermentation alcoolique et l’action de la diastase sur l’empois du fécule pour en opérer la saccharification. Il est vrai, plus tard, Liebig a reconnu son erreur première et a admis que la levûre est bien un être vivant et de nature végétale ; mais il n’en a pas moins continué à affirmer que c’était en s altérant qu’elle opérait la fermentation alcoolique du sucre.

Quelques années après la publication du Mémoire de Cagniard-Latour, un naturaliste très distingué, Félix Dujardin , publiait un livre important sur les infusoires ; dans cet ouvrage il reprend les travaux d'Ehrenberg sur le même sujet et les rectifie ; ceux d’entre vous qui voudraient connaître de plus près l’histoire des animalcules des infusions trouveront là de très amples et de très intéressants ' renseignements (l). Je me borne à v rechercher la preuve qu’à la date de sa publication, on n’avait pas imaginé d’attribuer aux infusoires le rôle d’agent transformateur de la matière des infusions.

Dujardin fait observer que, s’il est facile de préparer des infusions et d’y voir se produire des infusoires, il n’y a rien de plus difficile que d’obtenir des résultats semblables de deux infusions préparées en apparence dans les mêmes cou- ' ditions. C’est que, dit-il : « en supposant que la dose et la ; qualité des ingrédients soient les mêmes, la température, l’état hygrométrique et l’état électrique, ainsi que l’éclai- ] rage, et l’agitation ou le renouvellement de l’air, n’auront pas pu être les mêmes ou varier de la même manière dans j les deux cas. » Or, toutes ces causes, pensait-il avec rai- I son, exercent sur le développement des infusoires une in- ; fluence qui, pour n’être pas scientifiquement déterminée, n’en est pas moins réelle et souvent considérable. Dès lors, Dujardin n’est pas surpris de voir que dans certains cas, une infusion éprouve rapidement la fermentation alcoolique, la ? fermentation acide ou la fermentation putride, ou se couvre entièrement de moisissures, tandis qu’une autre infu- ç sion, préparée dans les mêmes conditions apparentes, se sera comportée tout autrement (2). Le savant naturaliste donne les recettes des infusions qu’il a étudiées : dans toutes il voit apparaître successivement des bactéries, des vibrions, des monades et d’autres infusoires plus gros (3). 1 Mais, quant à supposer que les moisissures, ou les vibrio-

(1) Histoire naturelle des zoophyles-infusoires, comprenant la physiologie et la classification de ces animaux et la manière de les étudier à l’aide du microscope ; par Félix Dujardin , professeur de zoologie , doyen de la Faculté des sciences de Rennes. Paris, 1841.

(2) Dujardin, loc. cil., p. 171.

(3) Ibid., p. 175.

nicns, bactériens et autres infusoires sont la cause des fermentations observées ou de -la putréfaction, on n’en voit le soupçon dans aucun article de son livre si rempli de faits.

• Quoi d’étonnant qu’on ait tenu comme non avenue, en quelque sorte, la théorie de Cagniard-Latour et qu’on ait refusé de croire à l’activité transformatrice des infusoires, bactéries, vibrions ou moisissures ! On en constatait la présence, et plusieurs, le plus grand nombre des savants, 'en niaient l’influence. Rien n’est plus instructif à cet égard que les passages suivants d’un livre paru en 1856, précisément à l’époque où je commençais la seconde série d’expériences sur la cause de l’interversion spontanée du sucre de canne. Ce que je vais vous lire est de Ch. Gerhardt, un chimiste de premier ordre, qui avait épousé la manière de voir de Liebig à l’égard des théories de la fermentation. Le savant chimiste s’exprime comme ceci :

« Toute substance azotée peut agir comme ferment, lorsqu’elle est capable d’être influencée par l’air et de communiquer son ébranlement moléculaire à d’autres matières qui se trouvent en contact avec elle. L’oxygène de l’air est donc le primum movens des fermentations !... Parmi les substances azotées, les substances albuminoïdes se distingùent surtout par leur aptitude à remplir le rôle de ferments ; c’est ù elles que la lie de vin, la levure de bière, la diastase, le fromage, le sang, la chair musculaire, la synaptase, doivent la propriété d’exciter la fermentation ou la putréfaction dans d’autres substances. Tous ces ferments commencent par s’altérer au contact de l’air, puis, quand la décomposition s’est établie, elle se continue sans le secours de cet agent et se communique à d’autres substances!... Les ferments sont toujours dépourvus de forme géométrique ; comment d’ailleurs seraient-ils capables de prendre une forme régu- ! lière et de cristalliser, leurs éléments se trouvant clans un étal de conflit , clans un état de transposition continuelle ?... Le mouvement et le développement des globules de la levûre n est pas un phénomène vital ; on aperçoit un mouvement semblable dans tous les liquides qui tiennent un corps solide en suspension pendant qu’ils éprouvent eux-mêmes une réaction chimique ; et l’accroissement de volume n’est

aussi qu’apparent, par suite du contact immédiat des globules déjà formés avec le liquide qui contient la matière nécessaire à la production de nouveaux globules, cette intimité de contact étant précisément indispensable pour qu’une matière qui se trouve dans un état d’altération opère la décomposition d’une autre matière... D’ailleurs, les ferments n’ont pas toujours les caractères de la levure de bière ; ils peuvent même être liquides ou en dissolution , (comme, par exemple, la diastase), et ils ne se multiplient que dans les matières qui en renferment les éléments nécessaires. Dans le moût de bière, on observe une génération de nouvelle levûre, parce qu’il renferme des matières albuminoïdes qui s’y transforment peu à peu, tandis que l’eau sucrée pure, mise en fermentation avec de la levûre, n’en engendre pas de nouvelles (1). »

C’est là le résumé de toutes les théories anciennes, rajeunies et exprimées dans le langage plus précis de la chi- ! mie de Lavoisier. Quoi d’étonnant, dès lors, que Gerhardt s’exprime ensuite comme ceci au sujet des infusoires :

« Sans doute, dit-il, on observe fréquemment, dans les matières putrides, des infusoires ou des moisissures ; mais la présence de ces êtres microscopiques est entièrement fortuite, et s’explique si l’on songe que l’eau la plus pure n’en est jamais exempte, à moins d’être portée à une tempéra- j ture qui en détruise les germes, et d’être entièrement pré- fl servée du contact de l’air qui les y apporte. Il est naturel d’ailleurs que les infusoires se multiplient dans les matières ! en putréfaction, puisque celles-ci, en se décomposant, four- ? nissent précisément les matériaux nécessaires à l’entretien des plantes et des animaux placés au bas de l’échelle (2). »

Vous le voyez, c’est là comme une réminiscence des l doctrines des hétérogénistes , et l’auteur, continuant, ajoute :

« Dans tous les cas, les êtres organisés ne sont jamais les causes déterminantes des fermentations ou des putréfactions ; des infusoires, des vers, des moisissures ou des champignons s’y développent lorsque les germes, déjà con-

(1) Ch. Gerhardt, Traité de chimie organique , t. IV, 5 10-543 (ISofi).

(2) Ibid., p. 543.

tenus dans les matières avant la décomposition ou apportés du dehors ■pendant qu'elle s’opère , trouvent un terrain favorable à leur développement (1). »

On connaissait donc la présence des infusoires dans certaines fermentations tout comme celle de la levûre de bière, dans la fermentation alcoolique : vous venez de voir ce que l’on en pensait. Et les expériences de Schwann, d’un savant qui s’était occupé de la levûre de bière, en même temps que Cagniard-Latour, et qui était si compétent en ma-, tière d’histologie, sont tenues comme non avenues.

C’est dans cet état de la science, ou plutôt dans cette disposition d’esprit des savants, que j’ai entrepris, dans les circonstances que vous connaissez, mes expériences sur la cause de l’interversion du sucre de canne dans les solutions exposées au contact de l’air. Je démontrais trois choses : 1° que l’interversion était produite par plusieurs espèces de moisissures et par les petits corps que j’ai nommés plus tard microzymas ; 2° que l’interversion était consécutive au développement des moisissures et qu’il se formait en même temps un acide ; 3° que la cause directe de l’interversion était due à une substance soluble analogue à la diastase, et que je nommais plus tard d’un nom qui rappelait cette analogie : zymase. Et il y a dans ces trois points toute la théorie physiologique de la fermentation, telle que je l’ai développée dans la suite, et dont M. Pasteur n’a pas encore compris la signification, ainsi que je vous le montrerai Ibientôt. Voici l’énoncé de cette théorie : au lieu de dire que ila fermentation alcoolique est tiw effet de la végétation de la levûre , comme s’exprimait Cagniard-Latour et plus tard M. Pasteur, m’inspirant des idées et d’un énoncé lumineux de M. Dumas, j’ai, en me fondant sur des expériences précises, considéré la fermentation alcoolique comme un phénomène de nutrition. La levûre digère le sucre de canne par e moyen de la zymase ; assimile le glucose formé et dé- 'assimile de l’alcool, de l’acide acétique, de l’acide carboîiquc et les autres produits que l’on trouve dans le résidu

(1) Ibid., p. 543. Et Ch. Gerhardt, qui connaissait les expériences le Schwann, de Schrœder et Dusch, de Helmholtz, etc., les rap- §• >orte sans s'y arrêter.