RELATIONS PRINCIPALES ENTRE L'AMIDON ET L»EAU

■TAT DB L'AMIDOir.

^-AnhydroH

9« Séché de 420 à 140* dans

le Tide sec

3» Sécbé à i M, vide sec. . . .

4* A l'air 30«, hyer. 0»6. . .

6*> A Tair, saturé d^humidité.

6« Égoatté le pins possible.

(H0,C"H»0«) (H0,C'»H90»)+«H0 (HO,C"H»0^+4HO (HG,C'2H»O«)+<0HO {H0,C"H»0»)+4 5H0

(*) L'amidon offre cette composition lorsqu'il est uni & l'oxyde de plomb, et forme le composé PbO,C<'H*0>; c'est un amylate d'oxyde de plomb, comme le composé HO,C**H*0* est un amylate d'eau.

Les matières amylacées, sous Vinfluence de la chaleur et de Teau, éprouvent des changements dignes de fixer Tattention : la fécule, complètement séchée dans le vide, peut être portée à la température de 160^ sans éprouver de modifications; à 200*, elle prend une couleur ambrée, et, sans changer de poids, elle éprouve une désagrégation qui la transforme partiellement en dextrine soluble dans l'eau froide. Lorsque la fécule est hydratée, qu'elle contient, par exemple, 4 équivalents d'eau, la température de 160* suffit pour opérer cette transformation, plus prompte encore lorsqu'on opère en vase clos, de manière à prévenir Tévaporation.

Si Ton porte à TébuUition un mélange de fécule et d'eau contenant, par exemple, pour 200 d'eau, 1 de matière amylacée, cette dernièrese gonfle tellement qu'elle paraît se dissoudre. La liqueur passe limpide en grande partie au travers d'un filtre. Cependant c'est surtout par Tefiet d'une extension considérable de la matière : car les particules amylacées désunies peuvent se réunir de nouveau sous l'influence de la gelée, en sorte que, par une série

AMIDON OU FÉCULE AMYLACÉK. il9

de eoDgélatîoDS et de dégels saccessifs, on parvient à séparer de Teaa la fécule, qui se précipite sous forme de flocons insolubles. D'ailleurs, bien que la substance amylacée disséminée dans Teau ne puisse en être séparée à Taide des filtres de nos laboratoires, on peut l'éliminer en employant le filtre beaucoup plus délicat que lorganisme végétal nous offre dans les spongioles des radicelles des plantes. Les spongioles n'absorbent, en effet, que les substances à rétat de dissolution (qu'elles peuvent parfois déterminer partiellement) dans les liquides qui les environnent. Si donc on plonge les radicelles d'un bulbe de jacinthe dans le liquide amylacé limpide indiqué ci-dessus, à mesure que Teau, tenant très-peu de la matière organique en solution, est aspirée par la plante, des flocons de matière amylacée se rassemblent et on les aperçoit autour des radicelles.

La fécule délayée dans 12 ou lô fois son poids d'eau peut être chauffée à 55* sans qu'on observe aucun changement; à -H 57* les grains les plus jeunes commencent à se gonfler ; à mesure que la température augmente , ce phénomène s'étend sur un plus grand nombre de grains. A + 72® le liquide s'épaissit très-sensiblement, et sa consistance va en augmentant jnsqu'à ce que le mélange arrive au terme de rébullition. Il a pris alors la forme d'an empois de plus en plus consistant.

En passant à cet état de gonflement, les grains de fécule tendent à occuper de 25 à 30 fois leur volume primitif; c'est ainsi que Tempois est consistant lorsque le volume du liquide, moindre que ce gonflement, laisse manquer l'espace aux grains amylacés : ceux-ci se pressent alors les uns contre les autres et se soudent entre eux. Par le refroidissement, l'empois se contracte, durcit, et parfois se fendille. Si Ton rend plus forte cette contraction par un abaissement de température au-dessous de 0*, l'empois gèle; dégelé ensuite, il laisse échapper, par la pression, l'eau interposée. On obtient ainsi une espèce de feutre nacré qui pourrait avoir quelques applications dans la confection des papiers et des cartonnages si la fécule était à bas prix.

Les solutions de soude et de potasse transforment à froid et directement la fécule en empois : le contact d'un liquide contenant 0,02 de son poids de soude caustique suffit pour faire gonfler la fécule de pommes de terre rapidement, de manière à occuper 75 fois son volume primitif (*).

(*) Si Ton emploie 6 de toade caustique ordinaire (NaO,HO) dissoute dans

M. Dony a fait d'utiles applications de ces propriétés de Tamidon et de quelques autres propriétés indiquées ci-dessus de la cellulose, aux essais des farines ; nous les indiquerons plus loin en traitant de la panification.

Les acides sulfurique, chlorliydrique, azotique déterminent à froid le gonflement et la dissolution des granules amylacés. Pour produire cet effet avec l'acide sulfurique, le liquide doit contenir au moins 0,3 de cet acide concentré. Sous Tinfluence des acides étendus et à la température de l'eau bouillante, la fécule subit diverses transformations dont la première donne naissance à un mélange de fécule désagrégée, de glucose et de dextrine, substance isomérique avec la matière amylacée , mais solubie dans Teau froide, et dont les propriétés présentent quelque analogie avec celles de la gomme ; la dextrine est surtout caractérisée par son pouvoir énergique de dévier à droite le plan de polarisation de la lumière polarisée et parce qu'elle ne donne pas d'acide mucique, mais seulement de l'acide oxalique sous l'influence de Tacide azotique en excès et à chaud.

Le contact de la plupart des acides, à chaud, transforme la fécule en substance sucrée (glucose] qui contient à Tétat sec 2 équivalents d'oxygène et d'hydrogène de plus que Tamidon. Sa formuleest C^'H^'O*'. En crisuUisant dans sa solution, elle prend encore 2 équivalents d'eau et se représente par CH^*0** .

On peut suivre aisément la série des transformations successives de la fécule en dextrine et en glucose à l'aide des réactions auxquelles une solution d'iode donne lieu sur la substance en voie de dissolution : lorsqu'on met en contact avec la matière amylacée simplement hydratée par l'eau bouillante, puis refroidie^

200 d'eau, pour 25 de fécule ordinaire (à k équivalents d*eau) délayée dans 100 d*eau, il se forme en quelques instants un amylate alcalin ayant l'apparence d'une gelée translucide incolore ; en y ajoutant 7 de chlorui^ de calcium dissous dans 100 d'eau et agitant avec force, une doublé décomposition a Heu : Tam^Iate de chaux formé est précipité en magma volumineux, opaque; le liquide filtré ne contient que du chlorure de sodium, par conséquent rien que l'iode puisse colorer ; le magma lui-même ne change pas de couleur par une addition d'iode. Mais , après cette addition, si l'on verse un peu d'acide acétique, à l'instant la coloration bleue intense apparaît : car l'acide, en saturant la chaux, a mis en liberté la substance amylacée avec ses propriétés caractéristiques.

C'est une des plus curieuses et des plus faciles expériences k répéter dansun cours pour démontrer plusieurs des propriétés qui distinguent la fécule^ soit de la dextrine, soit de la fécule partiellement transformée en dextrine,. soit de divers autres principes immédiats.

AMIDON OU FÉCULE AiMYLACÈK. 121

une solution d'iode, il se manifeste une belle coloration bleu indigo : cette coloration tire au violet, puis au rouge vineux, enfin au rouge cramoisi, puis oraDgé, à mesure que la fécule, sous rinfluence de l'eau aiguisée d'acide sulfurique et bouillante, se désagrège et subit les transformations dont nous venons de parler. On peut donc juger du degré de désagrégation de la fécule par la nuance que prend une petite quantité du liquide refroidi, en j versant quelques gouttes de solution d'iode, jusqu'à ce que, la transformation en dextrine et glucose étant complète, l'effet de l'iode devienne nul ou n'ajoute que la coloration jaunâtre de ce réactif.

L'iodure bleu (de l'amidon normal préalablement dissous à + 100® par 500 fois son poids d'eau) se contracte et se précipite par l'efiTet du refroidissement à 0*. Une contraction semblable est déterminée à la température ordinaire par les acides et par un grand nombre de sels; la contraction plus ou moins grande, que les solutions salines font éprouver à l'iodure d'amidon, est en rapport avec la quantité des sels que contient l'eau ; on pourrait se servir de cette propriété pour comparer les unes avec les autres certaines eaux naturelles.

La lumière décolore l'iodure d'amidon dans l'eau, parce que, sous son inJluence, l'iode se transforme en acide iodhydrique. Les alcalis minéraux et l'ammoniaque produisent immédiatement cet effet de décoloration, mais alors l'addition d'un acide, en les saturant, fait reparaître, en partie, la coloration bleue.

Lorsqu'on échauffe l'iodure d'amidon, il se décolore aux températures de -f- 66 à 100* suivant la proportion de l'iodure bleu contenu dans l'eau, mais il reprend sa couleur si on le laisse refroidir (Lassaigne). Cette curieuse expérience peut être répétée plusieurs fois; mais la nuance s'affaiblit chaque fois, parce qu'une portion de l'iode se volatilise ; une addition d'iode rétablit la nuance primitive.

Une singulière propriété de la fécule amylacée (que j'ai observée dernièrement) se manifeste lorsqu'on la délaye à froid avec une solution aqueuse saturée d'iodure ou de bromure de potassium (ou avec ces solutions étendues de 0,3 à 0,5 de leur volume d 'eau) : malgré la neutralité complète de ces solutions, la fécule est promptement gonQée et peut former un empois consistant, si ses proportions sont suffisantes; aucun effet de ce genre n'est produit par le chlorure de potassium {i^oy, les Comptes rendus de VJcademie des sciences pour 1866.)

S. Rémetlon fllnsollére d« l'oxyde de enivre mmiMOMlaeal sur l*aiiildom.

Dans ses observatioDS très-intéressantes, citées plus hautf ), M. Schweitzcr avait découvert Taction dissolvante de Foxyde de cuivre ammoniacal sur la cellulose, et j'ai déterminé plusieurs des curieux effets de cette réaction.

Le même auteur avait dit que la fécule amylacée était dissoute également par ce nouveau réactif, tandis que M. Cramer, en examinant sous le microscope ses effets sur plusieurs tissus végétaux, avait conclu de ses observations, remarquables à plus d'un titre, que Famidon n^était pas dissous, mais seulement gonflé par l'oxyde ammoniacal.

De mon côté j'ai cherché à éhicider ce fait controversé, ainsi que plusieurs autres curieux phénomènes que l'on fait naître à l'aide de quelques réactions, soit sous le microscope, soit en agissant sur des masses plus ou moins grandes. Voici les résultats principaux de ces recherches expérimentales, effectuées sur la fécule de pommes de terre.

L'amidon en réalité n'est pas directement dissous en proportions notables par le nouveau réactif (**), mais par son action il «st devenu soluble : si Ton agite à plusieurs reprises dans un tube la fécule avec quarante fois son volume de là solution cuivrique et qu'on laisse reposer pendant 6 heures, on remarque que le volume qu'elle occupait, sèche, est décuplé ; sous le microscope ses grains translucides paraissent bleuâtres ; leur zones d'accroissement ne sont plus visibles (***).

(*) Voy. Répertoire de chimie pure et appliquée, par MM. Wurtz et Barres- -wrill, 2« llvraisçn, novembre 1858, cl l'extrait traduit d'un mémoire de M. Cramer par M. Ducliartre, Bulletin de la Société botanique de France^ vol. V, 1858, p. 373, et mon mémoire sur les caractères distinctifs entre la cellulose et Tamidon, Comptes rendus , Académie des sciences, 10 janvier 1859.

(**) Préparé suivant la méthode de M. Péligot: en filtrant de l'ammoniaque sur de la tournure de cuivre (parfaitement décapée par une oxydation à chaud et une réduction , dans un courant d'hydrogène sec en excès) en présence d'un coarant d*air privé d'acide carbonique, ou mieux encore en dissolvant dans l'ammoniaque l'oxyde de cuivre récemment précipité du sulfate et bien lavé à l'eau pure.

(***) Leur coloration augmente ainsi que leur volume qui peut atteindre plus de 25 fois le volume primitif : si l'on décante avec soin et si l'on renouvelle la solution cuivrique surnageante dans un tube de 8 cent, de diamètre, 1 gramme de fécule pure , agité à diverses reprises avec 50 centimètres cubes de la solution cuivrique, en laissant chaque fois déposer pendant 2 on 3 jours

D s'est formé une combinaison entre Toxyde et le principe immédiat qui retient long temps Toxyde et la coloration malgré plusieurs lavages à Tammoniaque pure ou étendue, et dés que la presque totalité de Toxjde est enlevée, Tamidon se dissout en très-grande partie dans Teau pure ou ammoniacale.

Les lavages à Feau pure enlèvent la solution cuivrique en ex* ces, puis dissolvent de l'amidon le plus faiblement agrégé : il reste nu amylate de cuivre verdàtre en grains adhésifs entre eux contenant 12 à 13 d'oxyde pour 100. On peut former cette combinaison en versant la fécule, mise en empois liquide par 25 volumes d'eau, dans un volume triple de solution ammoniacale cuivrique; elle peut renfermer alors un composé contenant 0,1528 d*oxyde CuO, qui correspond à 3 équivalents d'amidon pour 2 d'oxyde.

L'amylate de cuivre en grains traité à firoid par l'acide chlorhydrique étendu de 9 ou 10 volumes d'eau est à l'instant décomposé et partiellement dissous, laissant, suivant les proportions d'eau, une masse gélatiniforme ou une solution verdàtre.

Sous le microscope tout disparaît; mais si l'on ajoute une goutte d'iode, on voit que les grains de fécule se sont gonflés et montrent une section qui indiquerait un gonflement égal à 1000 fois le volume primitif de la fécule sèche, si ces grains ne se trou* vaient alors très-aplatis, car il ne reste que la pellicule enveloppe de chaque grain de fécule. Ces pellicules, flasques, plissées, à peine visibles sous le microscope, peuvent être contractées par l'alcool et présentent alors un curieux phénomène : l'eau qu'elles renferment au moment où l'alcool les contracte sufiît pour les gonfler sous formes arrondies pendant que leur volume total diminue beaucoup.

Dans cette double réaction, la substance amylacée n'est pas arrivée à l'état de dextrine, car le composé violet que produit l'iode se sépare du liquide, comme s'il provenait de fécule traitée par l'eau bouillante : l'addition de sels solubles suffit pour efiPectuer la précipitation de l'iodure bleu violet.

L'ammoniaque s'empare de l'iode et décolore à l'instant le

pour renooTeler la solution surnageante , le dépôt augmentant graduellement aeTolaine occnpait, dans le tube gradué, une hauteur indiquant 33 centimètres cubes. An bout de 2 ans, les choses étaient restées dans le même état, et les enveloppes des grains de fécule n*étaient pas dissoutes. Elles ne sauraient dooe, comme l'ayait dit M. Nageli, être assimilées à la cellalose, qui, dans de •onUabic» oondltioDâi se fat immédiatement dissoute.

iik AMIDON OU FECULE AMÏLACEK.

composé violet, mais le liquide exposé à Tair en couches minces reprend sa teinte violette par Tévaporation de l'ammoniaque.

La solution d'oxyde de cuivre ammoniacal peut servir à distinguer la fécule pure de la fécule mélangée de substances étrangères qui ne sont pas gonflées par le même réactif (l'oxyde de nickel ammoniacal produit de semblables effets, mais n'agit pas sur la cellulose).

Les tubercules de pomme de terre coupés en tranches trèsminces bien lavées à Teau pure, puis agitées plusieurs fois en 24 heures dans un grand excès de la solution cuivrique, laissent dissoudre toute la cellulose (sauf Tépiderme), tandis que la fécule gonflée peut donner par son volume une indication approximative de ses proposions .

Essai des sels ammoniacaux. — Parmi les acides énergiques, Tacide acétique est sans action sensible sur l'amidon ; parmi les alcalis, l'ammoniaque caustique présente la même inertie. On pourrait profiter de ces observations pour faire Fessai des sels ammoniacaux et des vinaigres : si Ton ajoute à la solution d'un sel ammoniacal 4 centièmes de son poids de fécule, puis, goutte à goutte, une solution titrée de soude caustique, celle-ci déplace par degrés son équivalent d'ammoniaque en s'emparant de l'acide; aussitôt que le sel est complètement décomposé, un léger excès de soude (représentant 1,5 à 2 de soude pour 100 du liquide total) n'ayant plus d'acide à saturer réagit sur la fécule, fait gonfler ses grains et donne lieu à la formation d'une sorte d'empois.

Essai des uinaigres. — On ne fraude guère les vinaigres que par des mélanges d'acides minéraux. L'acide acétique pur mis en ébullition avec 2 millièmes de son poids de matière amylacée, n'opérant aucune transformation, laisse au liquide la propriété de bleuir par l'iode ; mais dans le cas où il s'y trouverait seulement quelques millièmes d'acide sulfurique, chlorhydrique, azotique, etc., une ébullition de 30 à 40 minutes transformerait complètement la matière amylacée en dextrine et glucose. L'addition d'un peu de solution d'iode dans la liqueur refroidie indiquerait la fraude par l'absence de coloration bleue.

L'acide azotique fumant en contact avec la fécule la liquéfie et

la transforme en une matière insoluble dans l'eau et précipitable

par un excès de ce liquide : c'est la xyloïdine de M. Braconnot,

composée, d'après Pelouze, de 1 équivalent d'amidon uni

.avec 1 équivalent d'acide azotique. Cet acide, en excès et à

AMIDON OU FÉCULE AlVrSfLACÉE. i25

chaud, oxyde la fécule et la transforme, par une action prolongée, en acide oxalique et même en acide carbonique et en eau. On peut obtenir un composé fulminant (pyroxam ayant la même composition, mais plus d'instabilité que le pyroxyle : (/o/. plus loin) en immei-geant pendant 30 minutes la fécule anhydre dans un mélange des deux acides sulfurique et azotique concentrés, à équivalents égaux (HO,SO"=6l2, 6 -fAzO%HO =787,5), puis lavant à grande eau et faisant dessécher à froid dans le vide sec.

Une solution forte de chlore ou d'hypochlorite de chaux à la température de Tébullition , brûle F amidon, qui se convertit en eau et en acide carbonique. La réaction commencée continue lorsqu*on cesse de chauffer, par suite de la chaleur que produit cette combustion au sein du liquide.

Les phénomènes du même ordre que ceux qui se produisent sous rinfluence des acides étendus et de Tébullition se présentent lorsque la fécule est mise en contact en empois avec un principe immédiat azoté et neutre que nous avons découvert en 1836, M. Persozetmoi, appelé dia8tase(du mot grec $(a<rracr(i;, division). Ce principe (dont j*ai fait chaque année depuis lors une étude plus approfondie), extrait d'abord de Torge germée, s^est rencontré dans toutes les céréales germées comme autour des pousses de la pomme de terre et près des bourgeons de XAjiarUhus glandulosa : en un mot, partout dans l'organisme végétal, où Tamidon est prêt à se dissoudre avant de servir à former de nouveaux tissus. On Ta rencontré depuis dans Torganisme animal (glandes salivaires et liquide du pancréas). M. Claude Bernard a en outre découvert la substance amylacée ^ou glycogène) dans le foie des animaux (").

La diastase peut transformer en dextrine et en glucose 2000 fois son poids de fécule (**).

(*) 1^ Choisir un animal bien portant et bien noun-i, au repos depuis quelque temps; 2® le sacrifier rapiclement par la section du bulbe rachidien ou par hémorragie, enlever le foie aussitôt après la mort; 3<* couper le foie en morceaux tombant dans l'eau bouillante pour coaguler les matières albuminoïdes), broyer ces morceaux cuits et remettre bouillir la pulue obtenue pendant 10 à 15 min. ; 4** passer dans un linge et presser; 5^ la aécoction blanchâtre (ainsi préparée ayec peu d'eau) est traitée par le charbon animal ; 6<> on filtre le liquide; 7® on précipite par l'alcool à 0,9; 8° on comprime le précipité; 90 on le dirise, pour le sécher dans un courant d'air à -f- 40; 10® on obtient ainsi la substance glycogène à l'état ser,

(••) yoy. plu* loin, au chapitre Glucose, les conditions les plus favorables à cette transformation.

ne

AMIDON OU FECULE AMYLACEE.

Un principe analogue à la diastase, moins énergique, se rencontre dans les parties corticales (son) du froment; il fluidifie Tamidon à la température de 80* (Mège-Mouriès). Quelques applications de ces phénomènes seront décrites plus loin en traitant de la fabrication de la dextrine, du pain et de la bière.