Dosage de l’amidon

De nombreuses données ont déjà été fournies, en un autre endroit, sur les propriétés et le rôle de l’amidon. Il s’agira surtout ici d’indiquer la méthode à suivre pour le dosage de l’amidon. On sait que l’amidon ne peut pas exercer d’action réductrice sur la liqueur de Fehling, mais qu’il peut être transformé en glucose par les acides, et que la quantité de glucose formée peut être aisément déterminée au moyen de la liqueur de Fehling. Dans un ballon, on verse, avec 200 c. c. d’eau, 2 à 3 gr. d’amidon de pomme de terre, déshydraté sous une température de 100 à 110° C. Le liquide est additionné de 20 c. c. d’une solution à 25 % d’acide chlorhydrique, et chauffé pendant 3 heures dans un bain-marie soumis à une vive ébullition, en ayant soin de remplacer l’eau évaporée (1). Après refroidissement, le liquide est neutralisé par la potasse et dilué jusqu’à 500 c. c. On chauffe alors une solution de Fehling au bain-marie dans une capsule en porcelaine, on ajoute 20 c. c. de la solution sucrée et on chauffe de nouveau pendant 10 à 15 minutes (2). L’oxyde cuivreux formé est recueilli sur un filtre aussi rapidement que possible, lavé à l’eau chaude, puis desséché. On incinère alors le filtre; on chauffe au rouge l’oxyde cuivreux, dans une capsule en platine, en l’additionnant d’une légère quantité d’acide nitrique; puis on détermine finalement le poids de l’oxyde cuivrique obtenu. On sait que 220,5 parties de celui-ci correspondent à 100 parties de glucose ou 90 parties d’amidon. La liqueur de Fehling nécessaire se prépare de la façon qui va être indiquée. On dissout 34 65 gr., de sulfate cuivrique pur dans 200 c. c. d’eau; on mélange cette solution avec une solution

(4) Anciennement, on employait l’acide sulfurique pour transformer l’amidon en glucose, mais il est préférable d’employer l’acide chlorhydrique (Voy. R. Sachsse, Phytochemische Untersuchungen , 1880, p. 47).

(2) Il faut remarquer que les liquides sucrés réduisent déjà la liqueur de Fehling à chaud lorsqu’ils ne renferment que 4/4 et 1 /2 0/0 de sucre.

TROISIÈME DIVISION

de 173 gr. d’acétate sodo-potassique dans 480 c. c. d’une solution de soude caustique ayant un poids spécifique de 1.14, et on dilue le liquide à 15° G. jusqu’à 1.000 c. c.

Il faut encore remarquer que l’amidon contient de très petites quantités de substances minérales. On en cherchera le poids pour le déduire du poids d’amidon obtenu.

112. La présence de la diastase dans les plantes et le mode d’action de ce ferment.

La diastase est très répandue dans le règne végétal, mais en quantités différentes suivant les plantes. L’orge germé est très riche en diastase. En broyant, à l’aide d’un petit moulin, du malt provenant d’une brasserie, on obtient une poudre qui convient bien pour la préparation d’une solution de diastase. On verse 100 c. c. d’eau sur 25 gr. de malt en poudre ; on laisse le liquide pendant quelque temps en contact avec la poudre , en ayant soin d’agiter continuellement ; puis on filtre. En mélangeant 25 c. c. d’empois d’amidon à 1 % (préparé en mélangeant 100 c. c. d’eau distillée avec 1 gr. d’amidon de pomme de terre et en portant le liquide à l’ébullition) avec 5 c. c. de ce liquide diastasique filtré, on remarque aussitôt une transformation de l’amidon. Immédiatement après avoir effectué le mélange d’empois et d’infusé de malt, on en prélève une petite quantité qui se colore en bleu par l’addition d’une trace de teinture d’iode. Au bout de quelques minutes, le liquide contenant de l’amidon et de la diastase est devenu clair, mais une prise d’essai se colore encore en bleu sous l’action de l’iode. Après quelque temps, les prises d’essai prennent une couleur violette sous l’influence des solutions iodées. Plus tard encore, l’iode colore en brun les prises d’essai du liquide examiné, et, finalement (au bout de 2 à 3 heures environ), l’iode ne produit plus de coloration dans les prises d’essai du liquide. L’amidon, comme on le sait, se décompose, sous l’influence de la diastase, en sucre (maltose) et en une série de dextrines successives. Toutes ces dextrines ne se colorent pas de la même manière sous l’action de l’iode. Ce réactif nous permettra de suivre aisément le cours du phénomène de la transformation de l’amidon sous l’action de la diastase. La formation de sucre est facile aussi à constater. A Laide de la liqueur de Fehling, on détermine la richesse en sucre de 5 c. c. d’infusé de malt (voy. § 111) ; puis on mélange 25 c. c. d’empois avec 5 c. c. d’infusé de malt; enfin, au bout de quelques heures, on détermine la richesse en sucre du liquide soumis à l’expérimentation. On voit ainsi que ce dernier contient plus de sucre que 5 c. c. d’infusé de malt.

En mélangeant une quantité, pas trop petite, d’infusé de malt aussi concentré que possible avec un fort excès d’alcool absolu, il se forme un dépôt volumineux. On le recueille sur un filtre, on le lave à l’alcool

et on dessèche le résidu, à l’air. Ce résidu, qui se compose d’une série de substances différentes, contient aussi la diastase précipitée par l’alcool. Si on dissout dans l’eau une petite quantité de cette substance sèche, on obtient un liquide exerçant une action énergique sur l’amidon.

Il sera intéressant aussi de montrer expérimentalement que la diastase se rencontre, non seulement dans l’orge germé, mais encore dans d’autres germinations, ainsique dans les feuilles et les tiges de diverses plantes. J’ai écrasé dans un mortier des germinations de quelques jours ainsi que des plantules de pois de 10 jours (les matériaux d’étude s’étaient développés dans l’obscurité), ensuite des feuilles de Sedum maximum et une tige d* Impatiens Balsamina. Ces divers matériaux d’étude étaient recouverts d’eau, et les liquides enlevés par filtration au bout de quelque temps. En contact avec l’empois, les solutions obtenues transformaient l’amidon, comme on pouvait le constater à l’aide de l’iode. Les matériaux d’étude contenant beaucoup moins de diastase que les plantules d’orge, il est nécessaire d’employer un empois très étendu et de n’en porter qu’une petite quantité (2 c. c. , par exemple) dans de grandes quantités d’infusés des plantes (10 c. c. environ) (1).

Pour se rendre compte de l’action exercée par la diastase dans la plante, il importe de constater que ce ferment peut transformer et dissoudre non seulement l’empois d’amidon, mais encore des grains intacts d’ainidon. Dans un verre démontré, on porte 3 centigrammes d’amidon de froment desséché à l’air avec 3 c. c. d’infusé de malt concentré ou 3 c. c. d’une solution aqueuse du ferment précipité par l’alcool. Si on emploie ce dernier liquide, on ajoutera une très petite quantité d’acide citrique, car, comme nous le verrons dans le § 113, la présence d’acide favorise énormément l’action de la diastase. Le verre de montre sera soigneusement recouvert et on observera les altérations que subissent les grains d’amidon, relativement grands, pendant le cours de 24 à 48 heures, en examinant au microscope des gouttes du liquide,déposées sur un porte-objet.

J’ai pu m’assurer que les grains présentent de grandes différences individuelles vis-à-vis de la solution contenant le ferment. En général, les corrosions qui se produisent dans les grains d’amidon s’effectuent de la façon représentée par la fig. 82, a, b ,

(4) Voy. Detmer, Landwirthschaftl. Jahrbücher , p. 10.

Fig. 82. — Divers stades de la corrosion des grains d’amidon, de l’albumen du froment a, faiblement corrodé; b , c, et d , déplus en plus fortement corrodés (d’après Baranetzky).

TROISIÈME DIVISION

c et d. La dissolution de la matière amylacée s’effectue de l’extérieur vers l’intérieur; il se produit des bandes claires dirigées radialement, qui s’élargissent à mesure que la corrosion des grains avance et pénètrent de plus en plus à l’intérieur (1).

113. Influence de diverses substances et de la température sur le cours du phénomène de la transformation de l’amidon par la diastase.

Dans un certain nombre de petits vases, on porte 25 c. c. d’empois d’amidon à 1 %. Le vase a ne contient point d’autre substance; le vase b reçoit quelques gouttes d’acide chlorhydrique ; le vase c, quelques gouttes d’une solution concentrée d’acide citrique ; le vase d , quelques gouttes d’une solution de potasse; le vase e, quelques gouttes d’alcool; le vase f, quelques gouttes de chloroforme. Dans chaque vase, on versera encore 5 c. c. d’infusé de malt, et, au bout de 24 heures, on ajoutera à ces liquides une petite quantité de teinture d’iode à l’aide d’une baguette de verre. Les liquides des vases a, e et f ne se colorent pas en bleu; tous les autres prennent une couleur bleue par l’addition d’iode. L’alcool et le chloroforme n’ont pas détruit l’activité de la diastase, tandis que les acides et l’alcali l’ont rendue inefficace.

Il faut d’ailleurs remarquer, au sujet de l’influence exercée par les acides sur le ferment diastasique, que seules de grandes quantités d’acide peuvent détruire l’activité de la diastase. Si on mélange, d’une part, 25 c. c. d’empois avec 5 c. c. d’infusé de malt et, d’autre part, 25 c. c. d’empois avec 5 c. c. d’infusé de malt et 2-3 milligrammes d’acide citrique, la transformation de l’amidon s’effectuera plus rapidement dans ce dernier liquide que dans le premier. Au lieu de détruire l’activité de la diastase, de petites quantités d’acide citrique (de petites quantités d’autres acides agissent de la même manière), au contraire, la favorisent.

On mélange, d’une part, 25 c. c. d’empois d’amidon à 15 ou 20° G. avec 5 c. c. d’infusé de malt ayant aussi une température de 15 ou 20° C., et on mélange, d’autre part, 25 c. c. d’empois avec 5 c. c. d’infusé de malt après refroidissement à 4° C. Il sera facile de montrer, par l’action de l’iode, que le phénomène de la transformation de l’amidon sous l’influence de la diastase s'effectue plus rapidement sous une haute température que sous une basse.

Si on fait bouillir l’infusé de malt, et qu’on mélange avec de l’empois le liquide refroidi, on remarque qu’il ne se produit point de transformation de l’amidon. Le ferment a été détruit sous l’influence de la haute température à laquelle il a été soumis (2).

(d) Voy. Baranetzky, Die stârkeumbildenden Fermente in den Pflanzen, 1878, p. 48.

(2) Voy. Detmer, Pflanzenphysiologische Untersuchungen über Fermentbildung und fermentative Processe , Iéna, 1884, et ensuite Landwirthschaftl. Jahrbücher, v. 10.

114. La formation de diastase dans les cellules des plantes supérieures.

Dans deux cloches courbes, d’une capacité de 90 c. c. environ, on porte 20 grains de froment desséchés à l'air. On remplit ces cloches d’eau bouillie froide; on bouche leur ouverture au moyen du pouce et on les retourne chacune, de la façon indiquée par la fig. 9, p. 29, dans un vase rempli de mercure et d’eau. Au bout de 24 heures, on déplace l’eau dans une cloche par de l’air atmosphérique, dans l’autre par de l’hydrogène. L’hydrogène se prépare en versant, dans un appareil approprié, de l’acide sulfurique dilué sur du zinc exempt d’arsenic, et en dirigeant le gaz, d’abord dans une dissolution de nitrate d’argent, puis dans une dissolution de permanganate de potassium, pour le débarrasser des traces d’acide sulfhydrique et d’hydrures de carbone qu’il pourrait entraîner. Pour éviter l’action des vapeurs mercurielles sur les matériaux d’étude, on laisse une petite quantité d’eau dans les cloches à la surface du mercure. Les grains de froment plongés dans l’air atmosphérique ne tarderont pas à germer; dans l’hydrogène, la germination ne s’ effectuera point. Des expériences de contrôle montrent cependant que les grains ne sont pas rapidement tués dans l’hydrogène et qu’ils conservent assez longtemps la faculté de germer (au moins pendant plusieurs jours). Il en résulte que le développement des embryons pourra encore s’accomplir lorsque les grains seront placés à l’air dans des conditions favorables pour la germination. Après avoir passé 2 à 3 jours dans l’air atmosphérique ou dans l’hydrogène, les matériaux d’étude sont retirés des cloches courbes, puis broyés dans un mortier et addiditionnés de 20 c. c. d’eau. Au bout d’un certain temps, on filtre en faisant usage d’un filtre sec. Si on mélange alors 10 c. c. du filtrat avec 20 c. c. d’empois d’amidon étendu, l’iode montre que la macération provenant des germinations de froment, développées à la lumière dans les cloches courbes, transforme assez énergiquement l’amidon, tandis que celle des matériaux d’étude restés en contact avec l’hydrogène ne possède qu’un pouvoir saccharifiant très faible. Ce dernier n’est pas supérieur à celui d’une macération préparée en versant 20 c. c. d’eau sur 20 grains de froment en repos et broyés. L’expérience effectuée montre, par conséquent, que la production de diastase dans les cellules des plantes supérieures ne peut avoir lieu qu’en présence de l’oxygène libre de l’atmosphère (1).

115, Réaction microchimique et dosage des glucoses.

La dextrose, la maltose, etc., possèdent la propriété de réduire di-

(1) Voy. Detmer, Botan. Zeitung, 1883, n° 37 , et Pflanzenphysiologische Untersuchungen über Fermentbildung und fermentative Processe , Iéna, 1884.

TROISIÈME DIVISION

rectement la liqueur de Fehling. Les principes sucrés qui se comportent de la même façon onl reçu la dénomination générale de glucoses. Lorsqu’il s’agit, par exemple, de déterminer la richesse du malt en glucoses, on cherche d’abord le poids sec d’une petite quantité de malt, broyée au moyen d’un moulin. Puis on traite à plusieurs reprises par l’eau froide 3 gr. environ de malt en poudre, et on filtre la dissolution obtenue. Souvent, les macérations de graines et de germinations, dont nous aurons aussi à nous occuper, ne filtrent pas clair. Mais il sera facile d’obtenir des liquides clairs en les faisant traverser pendant longtemps par de l’anhydride carbonique lavé. On traite les filtrats, après les avoir réunis, par l’acétate de plomb ; on les filtre et on les dilue jusqu’à un volume déterminé, par exemple 200 c. c. Au moyen de la liqueur de Fehling, on dosera le sucre du liquide obtenu (voy. § 11 1).

Pour relever, par voie microchimique, la présence de glucose dans les tissus, on pratiquera d’abord des sections transversales dans les matériaux d’étude : des poires ou des pommes, par exemple. Ces coupes ne seront pas trop minces afin que toutes les cellules ne soient pas ouvertes. Il sera bon d’employer des coupes possédant 3 rangées cellulaires intactes. Ces coupes seront déposées dans une dissolution concentrée de sulfate de cuivre à la température ordinaire, reprises avec une fine pince peu de temps après, puis lavées superficiellement par immersion dans l’eau distillée. Elles seront alors portées immédiatement dans une solution bouillante de potasse (1) ou, mieux (2), dans une dissolution bouillante de 10 grammes d’acétate potasso-sodique et 10 grammes de potasse caustique dans 10 grammes d’eau. S’il existe du glucose, les cellules qui en contiennent montreront un précipité, d’un beau rouge, d’oxyde cuivreux. L’examen des coupes au microscope permettra de se rendre compte de la distribution du sucre dans le tissu.