SUR LA FERMENTATION DU MOUT DE RAISIN

J'ai déjà entretenu la Société de lexpérience bien connue de Gay- Lussac sur les grains de raisin écrasés sous une éprouvette pleine de mercure à l’abri de lair. Ils ne fermentent pas. Ils entrent, au contraire, en fermentation quand on fait arriver de l'air.

J'annonce aujourd’hui à la Société que cette expérience, facile à reproduire sur des raisins frais à l’époque de la vendange, ne l'est plus du tout quelques mois après, par exemple à l’époque de l’année où nous sommes, sur des raisins de la récolte précédente.

Plus tard, je donnerai l'explication du dernier de ces faits et de la différence qu'il présente avec celui que Gay-Lussac avait le premier observé.

Dès aujourd’hui, je dirai que la germination des germes de la levüre et de la plante qui la produit, germes qui sont à la surface des grains et du bois de la grappe, que cette germination, dis-je, offre les différences les plus profondes, suivant qu’on l’étudie aux deux époques dont

je viens de faire mention.

1. Bulletin de la Société centrale d'agriculture de France, séance du 24 février 18%, XXXV, p. 157-158.

NOUVELLES OBSERVATIONS SUR LA NATURE DE LA FERMENTATION ALCOOLIQUE RÉPONSE A MM. BREFELD ET TRAUBE)] (!)

J'ai proposé, il y a une quinzaine d'années environ (?), une explication physiologique nouvelle de la fermentation, fort différente des théories par lesquelles on avait essayé antérieurement de rendre compte de ce mystérieux phénomène. Toutes mes études subséquentes n'ont fait que me confirmer dans ma manière de voir. L'expression la plus prochaine des faits que j'ai observés peut s’énoncer en ces quelques mots : la fermentation est la conséquence de la vie sans air, de la vie sans gaz oxygène libre. Plus généralement tout être, tout organe, toute cellule qui a la faculté d'accomplir un travail chimique, sans mettre en œuvre du gaz oxygène libre, provoque aussitôt des phénomènes de fermentation. En d’autres termes, la fermentation ne serait autre chose que la conséquence d’un mode de vie, d’un mode de nutrition ou d’assimilation qui différerait du mode de vie et de nutrition de tous les êtres ordinaires, par cette circonstance que les combustions produites par le gaz oxygène libre, et d’où dérivent les manifestations de la vie, sont remplacées par la chaleur de décomposition de substances où l'oxygène est engagé à l’état de combinaison. Ces substances sont les substances dites /ermentescibles.

Cette théorie de la fermentation me fut suggérée par les résultats de mes recherches sur la fermentation butyrique, et principalement par la circonstance que le ferment butvyrique est un vibrion qui a la faculté de se multiplier indéfiniment à l'abri de Pair

Un jour, en répondant à des critiques de M. Liebig, j'offris de préparer, en sa présence, un poids de vibrions aussi considérable qu'on pourrait le désirer, sans autre matière azotée que celle qui serait tirée

1. Comptes rendus de l'Académie des sciences, séance du 22 février 1879, LXXX, p. 452-457. 2. Voir p. 142-147 du présent volume : Expériences et vues nouvelles sur la nature des fermentations.

3. Voir p. 186-138 du présent volume : Animaleules infusoires vivant sans gaz oxygène libre

et déterminant des fermentations. (Notes de l'Édition.)

mie

d'un sel d’ammoniaque et de produits minéraux eristallisés, sans autre matière carbonée que celle de la matière fermentescible; enfin j'affirmais que tout ce travail de vie, de prolifération de vibrions, ou de vie poursuivie de vibrions déjà formés, s’accomplirait sans le concours de la moindre quantité de gaz oxygène libre (1). M. Liebig refusa d'assister à cette saisissante expérience et à d’autres du même ordre, devant une Commission choisie dans le sein de l'Académie, quoique notre Président, qui était alors M. Faye, eût déclaré que l'Académie était prête à faire tous les frais de l'expérience dont je parle. Je suis convaincu que, si cette expérience avait été faite, la diséussion à laquelle je vais me livrer n'aurait pas été soulevée.

La théorie nouvelle de la fermentation, dont je viens de rappeler l'expression sommaire, fut accueillie à lPétranger avec une grande faveur; mais elle a subi, dans ces derniers temps, des objections expérimentales sérieuses de la part d’un naturaliste fort habile, le D'Oscar Brefeld, qui dirige à Würzbourg un grand laboratoire de physiologie végétale. Les expériences du D’ Brefeld sont délicatement conduites et assez probantes, en apparence, pour qu’elles aient modifié Pétat de l'opinion de l’autre côté du Rhin, au sujet de la théorie que j'avais proposée comme explication des phénomènes de fermentations proprement dites. Voici comment s'exprime le D’ Sachs, dans la quatrième édition de son Traité de physiologie végétale, ouvrage traduit en français et annoté avec un talent remarquable par M. Van Tieghem :

« Dans l'opinion de M. Pasteur, opinion très répandue depuis ses recherches, mais que je n’avais jamais partagée, la levûre peut vivre dans des liquides qui ne renferment pas d'oxygène libre en dissolution : elle se procure alors l'oxygène nécessaire à sa respiration en détruisant des combinaisons chimiques, et c’est précisément ainsi qu’elle provoque la décomposition du sucre en acide carbonique, alcool et plusieurs autres produits. Mais des recherches récentes, entreprises à l’Institut botanique de Würzbourg par M. Brefeld, prouvent que cette manière de voir est entièrement dépourvue de fondement. Pour s’accroitre, les cellules de levûüre, comme toutes les cellules végétales, ont besoin d'oxygène libre, gazeux ou dissous dans le liquide (2). »

L’accroissement de la levûre, en l'absence du gaz oxygène libre, est impossible. Telle est, en effet, la contradiction principale soulevée

1. Voir p. 361-366 du présent volume : Note sur un Mémoire de M. Liebig, relatif aux fermentations.

2. Sacus (J.). Lehrbuch der Botanik. (Vierte umgearbeitete Auflage.) Leipzig, 1874, in-8°, p. 294. — M. Van Tieghem a traduit la 3° édition allemande de 1873 sous Je titre : Traité de

botanique. Le passage cité par Pasteur se trouve dans la 4° édilion allemande de 1874, augmentée de 150 pages, non traduite par M, Van Tieghem. (Notes de l'Édition.)

par M. Brefeld : « Non, conclut cet observateur, il n’existe pas, sur les derniers degrés de l’échelle organique, une classe d'êtres qui, comme le pense M. Pasteur, soient capables de vivre d'oxygène à l’état de combinaison, de se nourrir, de se multiplier dans des conditions d'existence absolument contraires à celles qui sont communes à tout le reste des êtres vivants. »

Le travail de M. Brefeld (!) a paru, au mois de juillet 1873, dans les Annales de la Société physique et médicale de Würzbourg. En 1874, M. Moritz Traube ®), professeur à Breslau, entreprit des recherches analogues à celles de M. Brefeld, et également dans le même but, comme il le dit d’une manière expresse, celui de réfuter la théorie que j'ai proposée ; mais, chemin faisant, après avoir répété mes propres expériences sur le développement de la levûre sans gaz oxygène libre, il les trouve exactes et réfute celles de M. Brefeld. Toutefois, il tombe d'accord avec ce dernier pour rejeter mon opinion sur la cause de la fermentation, parce que, d’après ses expériences, si la levüre peut ‘vivre, comme je l’ai affirmé, sans gaz oxygène libre, elle ne donne lieu, dans cette circonstance, qu'à un commencement de fermentation, et si faible même qu'au dire du D' Traube ce sont les corps albumineux mélangés, et non le sucre, que la levûre, à l'abri de Entre: emploie à son développement : « On ne peut donc pas admettre, poursuit-il, que la décomposition du sucre, à Pabri de l’air, soit une conséquence de la vie sans gaz oxygène libre. »

En résumé, M. Brefeld nie formellement que la levûre puisse vivre sans air, et déclare mes expériences erronées. M. Traube assure, au contraire, qu'elles sont exactes et me défend sur ce point; mais tous deux repoussent l’idée que la vie de la levüre puisse avoir lieu au moyen du sucre, en l'absence du gaz oxygène libre.

M. Brefeld a répondu à .M. Traube, devant la Société chimique de Berlin, en maintenant énergiquement l'exactitude de ses expériences et de ses conclusions. De son côté, M. Traube (‘), dans une nouvelle communication. a de nouveau défendu ses recherches sans aucune

réserve.

1. Brerezo (0.). Untersuchungen über Alkoholgährung. Verhandlungen der physik.medic. Gesellschaft zu Würsburg, 1873, p. 163-178, et Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, VII, 1874, p. 281-288.

9, Trause (M. Ueber das Verhallen der Alkoholhefe in sauerstofgasfreien Medien Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, VIT, 1874, p. 872-887.

3. Brereup (0.). Bemerkungen zu der Mitteilung von M. Traube : Ueber das Verhalten der Alkoholhefe in sauerstoffgasfreien Medien. Ibid., VIT, 1874, p. 1067-1069.

4. TRAUBE (M.). Erwiderung auf die Bemerkungen des H. Oscar Brefeld. Ib:a., VII, 1874, p. 1756-1799. — Ueber das Verhalten der Alkoholhefe in sauerstoffgasfreien Medien. Nachtrag. Ibid, VIII, 1875, p. 1384-1400. (Notes de l'Édition.)

Le moment est venu pour moi de m'expliquer sur mes expériences et sur celles des deux naturalistes allemands.

Comme il s’agit d’une discussion très sérieuse et sérieusement conduite, j'ai dû ne pas me borner à reproduire sans changements mes observations de 1861 et des années suivantes. Je me suis efforcé de les simplifier pour les rendre plus décisives par leur clarté et leur précision. Aussi vais-je pouvoir montrer, dans une seule et même expérience, que M. Brefeld est dans l'erreur, et que l'expérience particulière sur laquelle M. Traube s'appuie pour contredire mon opinion est également tout à fait inexacte. Enfin le même dispositif expérimental me servira à donner le pourquoi des interprétations erronées de mes contradicteurs.

Je prénds un ballon de verre de plusieurs litres de capacité, muni de deux tubulures, lune étirée à la lampe et recourbée, devant servir de tube abducteur pour les gaz dégagés pendant la fermentation ; l’autre droite, à laquelle est soudé un robinet de verre surmonté d’un petit entonnoir cylindrique. Le ballon est rempli d’eau de levûre sucrée qu'on fait bouillir de façon à chasser tout l'air dissous, pendant que le tube abducteur plonge dans la même solution bouillante et dont l’ébullition peut continuer pendant le refroidissement du ballon et du liquide qu’il renferme. Le refroidissement du ballon étant obtenu, on engage l’extrémité du tube abducteur dans une petite cuve pleine de mercure, et l’ensemble est transporté dans une étuve à la température de 20 ou 25°. Des expériences directes, faites avec le carmin d’indigo décoloré par le précieux réactif de M. Schutzenberger, l’hydrosulfite de soude, ont établi que, dans ces circonstances, il ne reste pas trace de gaz oxygène dans le liquide sucré. Il s’agit alors de mettre en levain le liquide fermentescible sans exposer ce dernier au contact de l'air. À cet effet, on provoque dans le petit entonnoir la fermentation d’un peu de moût de bière ou d’eau de levûre sucrée, avec tous les soins nécessaires pour que cette fermentation soit pure, c’est-à-dire pour que la levûre ne renferme pas du tout de germes de ferments étrangers. Lorsque la fermentation des 3 ou 4 centimètres cubes du liquide sucré est bien en train, on tourne la clef du robinet et on laisse écouler quelques gouttes du moût en fermentation dans le liquide du ballon, puis on referme aussitôt le robinet, qui reste surmonté d’une bonne partie du liquide fermentant. Dans ces conditions, la levûre qui n’a été ajoutée au liquide fermentescible, absolument privé d'air, qu'en quantité infiniment petite et impondérable, se développe, en conformité de mes expériences antérieures et en contradiction de celles de M. Brefeld. Le poids qu’on en obtient, la quantité

de sucre décomposé ne dépendent que du volume du liquide fermentescible. J'ai pu réaliser des expériences de cette nature, par d’autres dispositions expérimentales, sur plusieurs hectolitres de moût de bière. Comme je l’ai annoncé déjà dans le Bulletin de la Société chimique, séance du 12 avril 1861 (1), la fermentation a plus de durée que les fermentalions qui ont lieu au contact de l’air, mais elle s’achève complètement, contrairement à l’assertion de M. Traube, qui prétend que la fermentation à l’abri de l'air ne fait que commencer pour s'arrêter bientôt.

Toutes les expériences qui me sont opposées par MM. Brefeld et Traube sont donc entièrement inexactes.

Mais comment se fait-il que ces deux physiologistes, qui ont montré dans leurs recherches longues et pénibles un vrai talent expérimental, et qui, je puis le dire, se sont acharnés à voir juste, se soient trompés à ce point? La même expérience que je viens de décrire va nous en fournir des raisons plausibles. J'avais eu soin de faire remarquer, dans mes expériences de 1861, que, pour mettre en levain les liquides fermentescibles privés d’air, il fallait faire usage de levûre jeune : en ellet, que, dans notre pelit entonnoir qui surmonte le robinet du ballon, on laisse la fermentation s'achever avant de mettre en levain la masse du liquide fermentescible du ballon, et l’on verra que la levûre semée aura une peine extrême à se multiplier dans le liquide privé d’air voila la circonstance qui a induit M. Brefeld en erreur; il doit avoir toujours opéré sur une levüre trop vieille pour ce genre d’études.

Et M. Traube, pourquoi n’a-tl observé, à l’abri de l’air, que des commencements de fermentation, et non des fermentations complètes ? C'est que, vraisemblablement, il n'avait pas à sa disposition de la levûre pure, levûre qui n’est connue que depuis mes recherches de ces dernières années. Or on constate que, quand la levüre, semée dans des milieux sucrés privés d’air, n’est pas absolument pure, au bout de très peu de temps elle se trouve associée à des ferments étrangers qui compliquent les phénomènes, font vieillir la levüre alcoolique et suspendent son développement.

Je ne veux pas insister davantage, je ne veux pas m'arrèter à montrer, en conformité parfaite avec la théorie que j'ai proposée, que la plus grande puissance du ferment (je ne dis pas sa plus grande rapidité d'action, ce qui est tout autre chose a lieu quand le ferment agit à l'abri de l'air; qu'au contraire le minimum de sa puissance se manifeste quand il utilise, pour sa vie, le plus possible de gaz oxygène

1. Voir Sur les ferments. Bulletin de la Société chimique de Paris, séance du 12 avril 1861, p. 61-63, et p. 140-141 du présent volume. (Note de l'Édition.

libre. Ce point capital n’a pas été abordé par mes contradicteurs; il n'est donc pas en cause, et je me borne à répéter, en terminant, ce que je disais déjà en 1860 :

L'acte chimique de la fermentation est essentiellement un phénomène corrélatif d’un acte vital, commençant et s’arrêtant avec ce dernier; il n'y a jamais fermentation alcoolique proprement dite sans qu'il y ait simultanément organisation, développement, multiplication de globules, ou vie poursuivie, continuée de globules déjà formés (1,

J'ajoute aujourd’hui, comme en 1861 : la fermentation est la conséquence de la vie sans gaz oxygène libré. Oui, il existe deux sortes d'êtres : les uns, que j'appelle aérobies, qui ont besoin d'air pour vivre ; les autres, que j'appelle anaérobies, qui peuvent s’en passer. Ceux-ci sont les ferments. Quoique pouvant vivre sans air quand on leur en refuse absolument, ils peuvent mettre en œuvre, pour les besoins de leur nutrition, des quantités variables d'oxygène libre quand ils en ont à leur disposition, et ils sont ferments plus ou moins puissants dans la proportion inverse des volumes de gaz oxygène libre qu'ils peuvent assimiler. Quand leur vie s’accomplit uniquement à l'aide du gaz oxygène libre, ils tombent dans la ‘classe des êtres aérobies, c'est-à-dire qu'ils ne sont plus ferments ; inversement, et je l'ai déjà annoncé en termes formels à l'Académie (séance du 7 octobre 1872) ?], quand les êtres aérobies, notamment toutes les moisissures, sont placés dans des conditions de vie où il y a insuffisance de gaz oxygène libre, ils deviennent ferments, et précisément dans la mesure du travail chimique qu'ils accomplissent sans gaz oxygène libre.

La théorie de la fermentation est fondée, j'en ai la pleine confiance. Elle sera établie mathématiquement le jour où la science sera assez avancée pour mettre en rapport la quantité de chaleur que la vie de la levüre, en l'absence de l’air, enlève pendant la décomposition du sucre, avec la quantité de chaleur fournie par les combustions dues au gaz oxygène libre lorsque la vie de la levûre s'effectue dans des conditions où ce gaz est fourni en plus ou moins grande abondance (*.