NOUVEAUX FAITS CONCERNANT LA FERMENTATION ALCOOLIQUE

Lettre à M. Dumas.

En continuant mes recherches sur la fermentation alcoolique, je suis arrivé à des faits inattendus qui me paraissent jeter une vive clarté sur les causes intimes de ce mystérieux phénomène. Tout le monde sait qu’il faut très peu de levüre de bière pour faire fermenter un poids de sucre relativement considérable. Augmente-t-on la dose de la levûre, rien n’est changé si ce n’est la rapidité de la transformation du sucre, J'ai reconnu que l’on pouvait accroître beaucoup la quantité de levüre strictement nécessaire sans troubler les rapports qui existent entre les poids d’alcool, d’acide carbonique, de glycérine et d’acide succinique.

Mais si l’on va bien au delà de ces doses que je ne puis indiquer ici que d’une manière générale, par exemple, si lon emploie 50, 100, 200 fois. la proportion de levüre minimum, on observe des résultats remarquables. Le sucre disparait d’abord avec une rapidité surprenante, ce qu’il était facile de prévoir; puis, lorsqu'il est entièrement détruit, la fermentation ne s'arrête pas, le dégagement d’acide carbonique continue avec une grande activité et en même temps la formation de l'alcool. L'intensité de cette fermentation secondaire augmente avec l'excès de la levûre employée, et par elle il est facile de porter le volume d’acide carbonique à deux et trois fois le volume total de gaz que peut fournir le poids de sucre mis en expérience.

Permettez-moi d’entrer ici dans quelques détails.

J'ai dû renoncer provisoirement, pour les expériences de mesure principalement, à opérer sur de grandes quantités de sucre. La violence de la fermentation est telle, qu'il faudrait, pour contenir la

1. Comptes rendus de l'Académie des sciences, Séance du 28 mars 1859, XLVIIT, p. 640-642.

mousse, des vases d'une dimension exagérée. Je me suis servi de ballons renversés, pleins de mercure, dans lesquels j'introduisais successivement le sucre, la levûre et l’eau. Voici deux expériences extrêmes :

I. 1 gr. 442 de sucre candi sont mis à fermenter avec 2 grammes de levûre (poids de matière sèche). Cinq jours après, le volume total du gaz ramené à 0° et à 76 centimètres de pression est égal à 387 ce. 5. La quantité théorique est 375 ce. 5. L’excès est donc de 12 centimètres cubes, auxquels il faut ajouter le volume,d’acide carbonique correspondant à la glycérine et à l’acide succinique..…. L'excès réel est de 30 centimètres cubes environ.

II. Ogr. 424 de sucre candi sont mis à fermenter avec 10 grammes de levüre (poids de matière sèche). Le surlendemain, le volume total du gaz acide carbonique (lequel est complètement absorbable par les alcalis) s’élève à 300 centimètres cubes, près de trois fois supérieur au volume théorique qui n’est que de 110 centimètres cubes pour 0 gr. 424 de sucre. J'ai en outre recueilli par distillation plus de 0 gr. 6 d’alcool.

L'interprétation de ces résultats ne me parait guère douteuse. La levûre, formée à peu près exclusivement de globules arrivés à leur développement normal, adultes, si je puis m'exprimer ainsi, est mise en présence du sucre : sa vie recommence, elle donne des bourgeons. S'il y a assez de sucre dans la liqueur, les bourgeons se développent, assimilent du sucre et la matière albuminoïde soluble des globules mères. Ils arrivent ainsi peu à peu au volume que nous leur connaissOns.

Voilà ce qui se passe dans les fermentations lentes ordinaires. Y a-t-il au contraire un poids de sucre de beaucoup insuffisant pour amener les premiers bourgeonnements à l’état de globules complets, on se trouve alors dans le cas des expériences que je viens de rapporter, et l’on a affaire à une levüre dont les globules sont, en quelque sorte, des globules mères ayant tous de très jeunes petits. La nourriture extérieure venant à manquer, les jeunes bourgeons vivent alors aux dépens des globules mères.

J'ai peine à me représenter autrement ces curieux phénomènes, et rien ne saurait mieux établir, ce me semble, non seulement que la levûre est organisée, mais que le dédoublement du sucre est intimement lié à la vie des globules; ou, pour préciser ma pensée, la fonction physiologique des globules de levüre, véritables cellules vivantes, est de donner de l'acide carbonique, de lalcool, de la glycérine et de l'acide succinique, au fur et à mesure qu'ils se repro-

duisent eux-mêmes, et que s’accomplissent les diverses phases de leur existence.

Mais je me hâte de rentrer dans l’exposition pure et simple des faits. Puisque la fermentation alcoolique dans les expériences précédentes continue, très active, alors même qu'il n'y a plus la moindre quantité de sucre employé, quelle est donc, dans la levûre, la matière glycogène qui se transforme progressivement en sucre aussitôt dédoublé qu'il est produit? Tout le monde répondra, en s'appuyant sur les conclusions acquises autrefois à la science par les belles recherches de M. Payen, que la matière glycogène est très probablement la cellulose des globules. L'expérience a vérifié ces prévisions au delà de mes espérances. J’ai reconnu, en effet, qu'il suffisait de faire bouillir pendant quelques heures seulement la levûre de bière ordinaire avec de l'acide sulfurique très étendu d’eau, suivant les indications de M. Pelouze, pour transformer en sucre immédiatement et facilement fermentescible plus de 20 pour 100 du poids de la levüre prise à l’état sec. Ici même se’placent des faits remarquables. Cependant, pour ne pas compliquer sans utilité immédiate cette communication, je vous demande la liberté de vous en faire part ultérieurement.

NOUVEAUX FAITS RELATIFS A LA FERMENTATION ALCOOLIQUE ; CELLULOSE ET MATIÈRES GRASSES DE LA LEVURE ‘CONSTITUÉES AUX DÉPENS DU SUCRE (!)

Lettre à M. Dumas.

Permettez-moi de vous faire connaître quelques résultats nouveaux sur la fermentation alcoolique, en vous priant de vouloir bien les communiquer à l’Académie.

Je prends deux poids égaux d’une même levüre. Je détermine la quantité totale de matière hydrocarbonée que renferme l’une des portions. Je fais de même pour l’autre, mais seulement apres lavoir mise à fermenter avec un poids de sucre convenable, dans les rapports ordinaires de la fermentation alcoolique. Le résultat est celui-ci : Le poids total de cellulose est sensiblement plus considérable après qu'avant la fermentation. Voici une expérience :

2 gr. 626 de levüre brute, renfermant 0 gr. 532 de matière hydrocarbonée, transformable en sucre fermentescible, ont donné, apres avoir dédoublé 100 grammes de sucre, 0 gr. 918 d’une pareille substance.

L’excès, qui est variable avec les proportions des matières dont on se sert, est ici de Ogr. 386 pour une fermentation de 100 grammes de sucre.

En conséquence, il est prouvé que, dans la fermentation alcoolique ordinaire, une partie du sucre se fixe sur la levüre sous forme de matière hydrocarbonée. Tout le monde devait être porté à croire qu'il en était ainsi, mais aucune expérience, même éloignée, ne lavait établi, sinon celles que j'ai publiées sur la multiplication de la levüre dans un milieu formé uniquement de sucre, d’ammoniaque et de

phosphates.

1. Comptes rendus de l'Académie des sciences, séance du 11 avril 1859, XLVIII, p. 799-737.

En rapprochant ces dernières expériences de celles que je viens de vous faire connaître, il est permis de conclure que toute la cellulose de la levûre a pour origine le sucre, quelles que soient les conditions de la fermentation. Ainsi, de même que dans la germination nous voyons le sucre fournir la cellulose des organes en voie de formation, de même la partie ligneuse des cellules de levûre se constitue avec du sucre, dont elles transforment la plus grande partie en divers produits corrélativement à l'élaboration de leurs nouveaux tissus,

N’est-il pas très curieux, lorsque l’on considère la grande analogie de composition des cellules de levûre et des cellules de tous les jeunes organes des plantes, de voir que les cellules de levüre peuvent se former entierement avec du sucre, de l’ammoniaque et des phosphates, trois sortes de matériaux que l’on trouve dans toutes les sèves des plantes.

J'ai cru devoir insister sur ces faits et ces rapprochements, parce qu'ils tendent à nous convaincre de plus en plus de l’analogie offerte par les plus jeunes cellules des plantes avec les cellules de levüre, et à faire croire à l'existence dans ces dernières d’une fonction physiologique déterminée. Le résultat suivant vient encore à l'appui de ces considérations.

Vous savez que depuis longtemps on a constaté la présence de matières grasses dans la levüre. Chacun pense qu’elles sont empruntées aux substances grasses de l’orge ou des autres corps qui servent à préparer la levüre. Les jeunes cellules des plantes renferment aussi des matières grasses. Or, j'ai reconnu par une expérience directe, très facile à reproduire, que, pendant la fermentation, la levüre forme ellemême sa graisse à l’aide des éléments du sucre. Je mêle à de l’eau sucrée, préparée avec du sucre candi très pur, une matière albuminoïde traitée à plusieurs reprises par l’alcool et l’éther; à la solution mixte j'ajoute, comme semence, une quantité, pour ainsi dire impondérable, de globules de levüre frais. Ils se multiplient, le sucre fermente et j'arrive de cette façon à préparer quelques grammes de levüre au moyen de substances ne contenant pas la plus petite quantité de matières grasses. Or, je trouve que la levûre formée dans ces conditions renferme néanmoins plus de 1 pour 100 de son poids de corps gras. Ces derniers ne peuvent provenir que des éléments du sucre ou des éléments de la matière albuminoïde; mais j'ai constaté d’autre part que la levûre préparée avec du sucre, de l’ammoniaque et des phosphates renferme également de la matière grasse. C’est donc aux éléments du sucre que la matière grasse de la levûre est empruntée.

Ces expériences rappellent, par leur disposition, celles que vous.

avez autrefois instituées en commun avec M. Milne Edwards pour vérifier les observations de Huber sur l’origine de la cire des abeilles.

Quant au résultat définitif, je pense qu’il aura pour vous un intérét particulier, par la confirmation qu’il apporte à des vues que vous avez émises depuis longtemps sur la formation de la graisse chez les

végétaux.

NOTE (1) [A PROPOS DES « REMARQUES SUR LA FERMENTATION ALCOOLIQUE DE LA LEVURE DE BIÈRE »