MÉMOIRE SUR LA FERMENTATION DE L'ACIDE TARTRIQUE

Première partie. — De mème qu'il existe un ferment alcoolique, la levûre de bière, que l’on trouve partout où il y a du sucre qui se dédouble en alcool et en acide carbonique, et qui est organisé d’après les observations de M. Cagniard de Latour, de même il y a une levüre lactique toujours présente quand du sucre devient acide lactique, et si toute matière plastique azotée peut transformer le sucre en cet acide, c’est qu'elle est pour le développement de ce ferment un aliment approprié à sa nature. Tel est le résultat d’un travail que j'ai eu l'honneur de communiquer à lAcadémie dans la séance du 30 novembre dernier (?). Je vais montrer que la fermentation de l'acide tartrique donne lieu à des conclusions tout à fait analogues.

On savait depuis longtemps, par des accidents de fabrication, que le tartrate de chaux brut, encore mêlé à des matières organiques et abandonné sous l’eau, pouvait fermenter. Un chimiste manufacturier, M. Nœllner, étudia les produits de cette fermentation, et y reconnut l'existence d’un acide qu’il crut nouveau, dont M. Nicklès (3) donna la composition exacte, et que MM. Dumas, Malaguti et Leblanc(‘), dans leur beau travail sur les éthers cyanhydriques, trouvèrent identique avec l’acide métacétonique que M. Gottlieb avait obtenu en faisant agir la potasse sur le sucre.

Je ne m'occuperai pas aujourd'hui des substances qui résultent de la fermentation de l'acide tartrique. J'y reviendrai bientôt dans un travail spécial. Je dirai seulement que mes expériences ont porté sur le tartrate d’ammoniaque, et non sur le tartrate de chaux, et que ce changement dans la nature de la base en a amené dans la composition des produits, avec d’autres particularités fort curieuses, mais

1. Comptes rendus de l'Académie des sciences, Séance du 29 mars 1858, XLVI, p. 619-618.

2. Voir p. 14-17 du présent volume : Mémoire sur la fermentation appelée lactique.

3. Nrecës (J.). Sur un acide particulier résultant du tartre brut sous l'influence de la chaux et des ferments. Comptes rendus de l'Academie des sciences, XXIIT, 1846, p. 419-421.

4. Dumas, Maraqurr et LeBLanc. Sur l'identité des acides métacétonique et butyro-acétique. 1bid., XXV, 1847, p. 781-784. (Notes de l'Édition.)

dont le détail compliquerait l'étude de la cause du phénomène, à laquelle je veux m'attacher principalement dans la première partie de cette communication.

Voici comment j'opère :

Le tartrate d’ammoniaque pur est dissous dans de l’eau distillée à laquelle j'ajoute une matière albuminoïde azotée soluble dans l’eau, l'extrait d’un jus de plante, d’une humeur quelconque de l’économie animale, ou la partie soluble de la levûre de bière ordinaire. Il suffit que la solution tartrique en renferme 2 à 3 millièmes de son poids total. La liqueur, parfaitement limpide, est placée très chaude dans un flacon qu’elle remplit jusqu'au col, et, lorsque sa température est descendue à 30° environ, on ajoute quelques centimètres cubes du liquide trouble d’une bonne fermentation de tartrate en train depuis quelques jours, et provoquée, si l’on veut, à la manière ordinaire. La quantité de matière solide que l’on sème par cet artifice est tout à fait impondérable. Elle a pourtant une très grande influence. Si les conditions de température et de neutralité ou d’alcalinité légère du milieu sont bien observées, en quelques heures tout le liquide sera troublé, et la fermentation s'’annoncera dès le lendemain par un dégagement gazeux.

Voici quelques caractères de la fermentation disposée comme je viens de le dire.

Le trouble de la liqueur et le dégagement de gaz augmentent peu à peu, et l’on voit un dépôt se former progressivement au fond du vase. Ce dépôt est excessivement minime par rapport au poids de tartrate. Comme dans toutes les fermentations, le dégagement gazeux diminue après avoir atteint un maximum. Il est d’ailleurs très facile de suivre, par l'examen optique de la liqueur, la transformation graduelle de l'acide tartrique en produits inactifs sur la lumière polarisée. La matière qui se dépose pendant la fermentation se montre au microscope formée de petites tiges ou de granulations d’un très petit diamètre, réunies en amas, en lambeaux irréguliers, et comme soudées par une substance glutineuse. Mais un examen plus attentif montre que cette réunion des granules est due probablement à un enchevétrement de petits filaments constitués par les granulations disposées comme des grains de chapelet. Le diamètre des petites granulations ou globules est sensiblement le même que dans la levûre lactique et l'aspect général au microscope de ces deux productions offre de grandes analogies. Le dépôt dont il est ici question, lavé à grande eau et placé dans une solution de tartrate d’ammoniaque dans l’eau pure, en détermine la fermentation. Après quelques

heures de contact, on peut prouver qu'il y a du tartrate transformé, c’est-à-dire que la fermentation est à peu près immédiate.

Deuxième partie. — L'Académie se rappelle la constitution singulière de l'acide racémique. Elle sait qu'il est formé par la combinaison d’une molécule d’acide tartrique droit, qui est l'acide tartrique ordinaire, et d’une molécule d’acide tartrique gauche, qui ne diffère du droit que par l'impossibilité de superposer leurs formes, d’ailleurs identiques, et par le pouvoir rotatoire qui s'exerce à droite dans le premier, à gauche dans le second, exactement de la même quantité en valeur absolue. L'Académie sait, de plus, qu'il y a entre les propriétés chimiques de ces deux acides une identité telle qu'il est matériellement impossible de les distinguer, à moins toutefois qu'on ne les mette en présence de substances actives sur la Ilumière polarisée. Car alors toutes leurs manières d’être diffèrent essentiellement.

Il y avait donc un intérêt très grand à rechercher si l'acide racémique éprouverait la même fermentation que l'acide tartrique droit, en d’autres termes, si la levûre dont j'ai donné plus haut le mode de production transformerait l'acide tartrique gauche aussi facilement et de la même façon que l'acide tartrique droit. Le racémate d’ammoniaque fut mis en fermentation en suivant les indications que j'ai indiquées tout à l'heure pour le tartrate droit. La fermentation se déclara avec la même facilité, les mêmes caractères et dépôt de la méme levûre. Mais en étudiant la marche du phénomène à l’aide de l'appareil de polarisation, on voit que les choses se passent tout autrement. Après quelques jours de fermentation, le liquide primitivement inactif possède un pouvoir rotatoire à gauche sensible, et ce pouvoir augmente progressivement à mesure que la fermentation se continue, de manière à atteindre un maximum. La fermentation est alors suspendue. Il n’y a plus trace d’acide droit dans la liqueur, qui, évaporée et mêlée à son volume d'alcool, donne immédiatement une abondante cristallisation de tartrate gauche d’ammoniaque.

Voilà sans doute un excellent moyen de préparer l’acide tartrique gauche. Mais tout l'intérêt du fait qui précède me parait se rattacher au rôle physiologique de la fermentation qui se présente dans mes expériences comme un phénomène de l’ordre vital. En effet, nous voyons ici le caractère de dissymétrie moléculaire propre aux matières organiques intervenir dans un phénomène physiologique comme modificateur de l’affinité. Il n'est pas douteux que c’est le genre de dissymétrie propre à l’arrangement moléculaire de l'acide tartrique gauche qui est la cause unique, exclusive, de la non-fermentation de

cet acide dans les conditions où l'acide inverse est détruit.

Assurément certaines idées philosophiques sur le concours nécessaire de toute chose à l’harmonie de l’univers permettent d’affirmer que le caractère si général de dissymétrie des produits organiques naturels joue un rôle dans l’économie végétale et animale. Mais la science veut autre chose que des vues à priori. Or, je remarque que, pour la première fois, dans le phénomène que je viens de faire connaître, le caractère de dissymétrie droite ou gauche des produits organiques intervient manifestement comme modificateur de réactions chimiques d’un ordre physiologique (1).

Quant à la cause intime de la différence que j'ai signalée entre la fermentation des deux acides tartriques, il me paraît vraisemblable de l’attribuer au pouvoir rotatoire des matières qui entrent dans la constitution de la levüre. On comprend que, si la levûre est naturellement constituée par des matières dissymétriques, elle ne s’accommodera pas à un degré égal d’un aliment qui lui-même sera dissymétrique dans le même sens ou en sens inverse: à peu près comme on a vu dans mes recherches antérieures le tartrate droit de quinine différer essentiellement du tartrate gauche de cette base qui est active, tandis que les tartrates droit et gauche de potasse ou de toute autre base inactive sont chimiquement identiques.

1. Pour: à la fin du présent volume, Document I : Lettre manuscrite adressée par Pasteur à MM. Milne Edwards, Serres, Rayer, Flourens et Claude Bernard. (Note de l'Édition.)