LES FERMENTA TIONS
sohquo Te he PE est une dislocation moléculaire avec hydratation.
Les apparences immédiates des fermentations lactique et alcoolique diffèrent d’ailleurs : dans la fermentation alcoolique, il y a bouillonnement et dégagement gazeux ; rien au contraire ne traduit directement la fermentation lactique, qui s’accomplit sans dégagement de gaz.
Imaginera-t-on que cette dislocation de la lactose est la conséquence d’une décomposition spontanée de la matière organique du lait, comme on avait imaginé semblable explication pour la fermentation alcoolique ? Soutiendrat-on que cette conception est d'autant plus vraisemblable ici qu'on ne trouve pas de levure à l'examen microscopique du lait aigri et tourné comme on en trouve toujours dans la fermentation alcoolique, le champ microscopique n'étant parsemé que de globules gras et de fins granules de caséine précipitée ? Une telle conception de la fermentation lactique reposerait sur une observation faite superficiellement et qu’il convient de reprendre dans des conditions plus favorables, grâce auxquelles on peut aisément manifester le microbe de la fermentation lactique.
Préparons de l’eau de levure (en faisant bouillir 50 gr. de levure avec 1 litre d’eau, et filtrant) ; ajoutons-y 50 à 100 gr: de sucre par litre (sucre candi ou lactose, peu importe), puis un pou de craie finement pulvérisée (on sait en effet depuis longtemps que l'acide lactique qui se forme dans cette fermentation la ralentit et l’arrête avant disparition totale du sucre, tandis que la fermentation est poussée jusqu’à consommation totale du sucre si l’acide lactique formé est neutralisé par le carbonate de chaux). Ensemençons en cette liqueur un peu de lait ayant subi une bonne fermentation lactique spontanée et mettons à l’étuve à 30-350.
La craie s’est déposée au fond du ballon; le liquide qui la surmonte est clair, limpide. Bientôt ce liquide se trouble en même temps que la craie se dissout (l’acide lactique formé transforme la craie en lactate de chaux soluble ; un dégagement de bulles d’acide carbonique se produit, non comme manifestation primaire et immédiate de la fermentation, mais comme conséquence de la réation de l'acide lactique sur la craie), puis quand la fermentation est terminée, un dépôt grisâtre se forme au fond du ballon.
Au microscope ce dépôt, qu'on a parfois appelé malencontreusement levure lactique, se montre constitué de
| courts Yacilles Enmabites dont: la Lonettbr est com se entre 1 et 34, dont la largeur ne dépasse guère 4/2 w. Les uns sont isolés, les autres sont réunis 2 à 2; d’autres forment de courtes chainettes de quelques éléments. Voilà D le microbe auquel on peut sans doute attribuer la fermentation lactique.
On a peine à reconnaître ce microbe dans le lait en état de fermentation lactique, parce que rien, à l’examen microscopique direct ne permet de le distinguer de la caséine précipitée. Mais si on étudie les fermentations lactiques qui se peuvent produire dans desliqueurs sucrées additionnées de maltopeptone et de craie, p. ex. dans la suivante
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AU D. .: . ro00 c.c. Maltopeptone. . . . 25 gr. Sucre. . : . . . 100 gr. Craie pulvérisée. . . 5o —
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il n’est pas rare de voir se produire, à la surface de la craie déposée, des taches grises, dont une parcelle transportée dans l’eau de levure sucrée et carbonatée de tout à l’heure y engendre une fermentation lactique typique, et la production d’un dépôt dont les éléments sont les mêmes que ceux cr nous avons signalés ci-dessus.
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Cet élément organisé, appelé ferment lactique, qui est intimement lié à la fermentation lactique, comme la levure est liée à la fermentation alcoolique, est d’ailleurs vivant, car rien n'est plus évident que son augmentation durant la fermentation lactique : le volume et le poids du dépôt réuni au fond du vase dépassent le volume et le poids … de la minuscule quantité de semence ajoutée au liquide.
Si on répète l'essai de fermentation lactique sur une eau de levure sucrée et carbonalée, ensemencée de ferment lactique, et qu'on a saturée de chloroforme ou d’éther, on constate que la fermentation est totalement suspendue, - au moins tant que le milieu reste saturé d'anesthésique;
| elle se développe au contraire si, de cette liqueur, on chasse l’éther ou le chloroforme en la faisant traverser par un vigoureux courant d’air. Nous répétant, nous dirons : les anesthésiques suspendent loutles les manifeslations vitales ; or ils suspendent la fermentalion lactique; # n'est-ce pas la preuve que celle-ci est intimement liée à la vie du ferment lactique ? >. .++ 2
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La fermentation lactique, comme la fermentation alcoo- lique, n’est pas un acte chimique simple, transformation
de lactose en acide lactique. Sans doute, l’acide lactique produit correspond à la majeure partie de la lactose disparue, mais non pas à la totalité; et, à côté de lui, on a signalé les acides succinique, acétique, etc. C'est là une preuve complémentaire de la nature vilale de la fermentalion lactique: la complexité des réactions chimiques en jeu en faut foi.
Le ferment lactique se multiplie durant la fermentation ; il consomme des éléments azotés et ternaires du milieu. Parmi les aliments ternaires, citons d’abord la lactose, si abondante dans le lait; mais il peut utiliser d’autres matières ternaires : ne l’avons-nous pas vu prospérer sur l’eau de levure saccharosée ? Et à la saccharose ou à la lactose, on pourrait substituer glycose, lévulose, galactose, maltose, dextrines, etc.
L'influence de l’air sur la fermentation lactique n’a pas été déter-
minée avec la précision apportée à l'étude correspondante relative à la fermentation alcoolique : les résultats indiqués ne sont pas concor-
dants : cela tient sans doute à ce que plusieurs microbes sont ferments lactiques ‘et que les expérimentateurs n’ont pas toujours utilisé le
même microbe. Il semble toutefois que pour les ferments lactiques les plus répandus, les choses se passent comme pour la levure,
c’est-à-dire que la fermentation se développe au mieux quand Pair
fait défaut. Si cette conclusion se confirmait, la fermentation lactique serait, comme la fermentation alcoolique, la manifestation d’une vie anaérobie.
Notons enfin qu'il y a disproportion entre le poids de ferment lactique produit et le poids de sucre détruit en cours de fermentation, comme il y avait semblable disproportion en cours de fermentation alcoolique. Le ferment lactique est donc véritablement ferment au sens attribué ci-dessus à ce mot.
Est-il besoin d’insister longuement pour souligner les analogies que nous avons reconnues entre les deux fermenlalions alcoolique et lactique? Dans les deux cas une matière organique (sucre, par exemple) subit une décom-
position avec ou sans hydratation (suivant la nature du sucre); dans les deux cas, cette transformation chimique
l’activité vitale des éléments figurés, produites par les modi-
fications physique et chimique du milieu ; dans les deux
cas, l'agent figuré possède la propriété ferment.
Convient-il de généraliser et, dès maintenant, de tracer un tableau général théorique de toutes les fermentations, de leur nature chimique, de leur cause biologique, des influences que peuvent exercer sur elles les changements de composition du milieu et notamment les
changements de composition gazeuse (air ou oxygène), etc? Ce serait.
fort imprudent : deux exemples ne suffisent pas en biologie pour promulguer des lois ; il faut multiplier les études particulaires avant de songer à présenter une vue d’ensemble. Suivons cette sage méthode et continuons nos examens.
Les liqueurs alcooliques peu chargées d’alcool, les bières, les vins faibles ou étendus d’eau, abandonnés à l'air, aigrissent souvent et se {ransforment en vinaigre : l'alcool a disparu, la liqueur contient de l'acide acétique : c'est la fermentation acétique.
L'industrie du vinaigre, qui utilisait cette fermentation sous des formes en apparence diverses, pourrait sans doute donner quelques renseignements atilisables dans l’étude scientifique de la fermentation. Demandons-les lui.
Dans la fabrication du vinaigre d'Orléans, on emploie des tonneaux
couchés qu’on remplit partiellement de vin mélangé de vinaigre pro- :
venant d’une préparation antérieure. La production du vinaigre abandonnée au hasard marche plus ou moins bien : tel tonneau donnera une rapide et excellente fermentation, tel autre en donnera une moyenne ou médiocre, tel autre n’en donnera pas. Les industriels avaient observé que l’acétifieation s’accomplissait mieux quand le liquide était largement aéré et, pour lui assurer la plus grande aération possible, ils avaient ménagé de grandes ouvertures dans les fonds du tonneau, au-dessus et en voisinage immédiat de la surface du liquide.
Ils avaient reconnu en outre que, dans les tonneaux où l’acétification
se développe le mieux, il existe à la surface du liquide une pellicule
grisâtre, plissée. Si quelque cause intervient qui fait plonger la pelli-
cule dans le liquide, l’acétification s'arrête et ne reprend son évolution que si une nouvelle pellicule semblable à la première se déveoppe en surface. à
a comme condition la présence d'un élément organis ns vivant, se multipliant et agissant ; dans les deux cas, la fermentation subit le contre-coup des modifications de
tion diffère des réactions chimiques correspondant aux fermentations alcoolique et lactique. Il ne s’agit plus de décomposition avec hydratation; il s’agit d’oxydation avec production d’eau.
Alcool Ac. acétique
Le propriété commune à toutes les fermentations, que
nous recherchons, n'est donc pas l'identité de la réaction chimique qui leur correspond. Les fermentations sont des transformations chimiques certes, mais elles ne forment pas un bloc chimique : c’est en dehors de la chimie qu'il faut chercher le lien qui les réunit en un faisceau.
Nous avons combattu cette opinion que la fermentation alcoolique pouvait être la conséquence d’une décomposition spontanée de quelque substance organique contenue dans la liqueur, provoquant la décomposition du sucre. Semblable hypothèse (qui pouvait s’énoncer à propos de fermentation alcoolique, parce qu’en celle-ci le sucre est en vérité décomposé ou disloqué) ne saurait être soutenue quand il
s’agit de fermentation acétique, puisque le fait chimique ne correspond plus à une dislocation ou décomposition, mais à une oxydation,
c’est-à-dire à une combinaison,
Et cela nous amène à faire la remarque suivante. Quand se pose une question d’un caractère assez général, il n’est pas indifférent de prendre au hasard un cas quelconque pour la résoudre : ici, p. ex.,
il n’est pas indifférent de choisir la fermentation alcoolique ou la
lactique ou l’acétique. La solution, qui ne s’imposait pas immédiatement pour les premières, s’impose dans le troisième cas. Il y a donc
des exemples de choix et qu’on ne peut évidemment caractériser comme tels que si on a fait des recherches multiples et répétées. Il
importe donc, en un problème de biologie générale, de multiplier les
études particulières, et ensuite de s’appuyer sur les résultats obtenus.
pour choisir le cas le plus favorable pour faire une démonstration frappante et catégorique.
Prenons une parcelle du voile étalé à la surface du tonneau, du mycoderme du vinaigre, dit-on parfois; exami-
nons-le au microscope, après en avoir dissocié les éléments
dans un peu du liquide sur lequel il flottait. Il est formé d’une infinité de petits bacilles courts et gros, un peu
Le achon chimique correspondant à cette fermenta- Re
LES FERMENTATIONS Rev Érne re
Fa ‘extrémités, mesurant 3 4 de longueur etlu 1/2 de largeur, THE
généralement associés en longues files onduleuses.
Ce microbe s’observe, pour qui sait le chercher, dans
toutes les opérations d'acétification, quel que soit le procédé adopté, et là même où les conditions ne permettent pas la formation d'un voile (nous songeons ici au procédé allemand de fabrication du vinaigre, dans lequel on fait couler sur des copeaux de hêtre entassés en une longue colonne verticale, parcourue par un courant d'air ascendant, le liquide faiblement alcoolique). On peut d'autre
part provoquer à coup sûr une fermentation acétique dans
un liquide faiblement alcoolique, à l’aide d’un fragment de cette pellicule, à condilion qu’on la fasse flotter à la
surface du liquide; cette fermentation se développe d'ailleurs très rapidement dans ces conditions, si l’on assure
une active rénovation de l'air à la surface du liquide.
La fermentation acétique et le microbe considéré, que
nous appellerons ferment acélique, sont donc intimement liés l’une à l’autre.
+2 On pourrait renouveler la démonstration déjà faite pour établir que Ja levure n’est pas la conséquence, mais la cause de la fermentation alcoolique. On y réussirait en préparant le liquide suivant :
20 c.c. alcool à g5 pour 100. 20 cgr. tartrate d’ammoniaque. 20 c.c. ac. acétiq. crist. 20 cgr. phosphate de soude. eau : quantité suffisante pour 1 litre
et en déposant à sa surface une trace de mycoderne. Il n’y a là à peu près que des matériaux chimiques et nulle trace (sinon les minuscules particules apportées par le mycoderme) de matières organiques. La fermentation acétique se produit admirablement bien quand les conditions de flottement du mycoderme et d’aération nécessaires sont réalisées. $
Il serait très simple d’ailleurs de faire des cultures en série sur ce liquide minéral ne contenant pas de matières organiques proprement
dites, comme nous avons fait pour la levure, afin d'éliminer toute
trace, même infiniment petite de matière organique apportée par le
mycoderme lors du premier ensemencement. La fermentation acétique se produit toujours, même lors du 30° ensemencement, et avec la même facilité.
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Le mycoderme se multiplie avec une déconcertante
rapidité. Si on dispose d’une surface de 1 mètre carré, de liquide convenable, d’eau de levure alcoolisée à 5 pour 100 par exemple, et si on y dépose une trace minuscule de mycoderme, la surface se recouvre entièrement en 24 h. quand les conditions d’aération et de température sont favorables. Malgré tout, le poids du mycoderme est minime
(environ { gr. de matière sèche) ; or en 24 h., ce voile
peut acétifier 2 kg. d'alcool, soit 2000 fois son propre poids.
Le mycoderme du vinaigre possède donc la propriété ferment au plus haul degré; il est ferment plus encore
que la levure, car celle-ci transforme en 24 h. 60 à 80 fois son poids de sucre, celui-là en transforme 2 000 fois. Nous sommes assurément autorisés à parler de ferment acélique.
La fermentation acétique se produit d’autant mieux que l’atmo-
sphère est plus parfaitement renouvelée, c’est-à-dire que l’oxygène
est présent au maximum de tension. Cette observation ne surprend
pas celui qui connaît la formule de fermentation acétique : l'oxygène “À de l'air est transporté par le mycoderme sur l’alcool qui devient
acide acétique : l'oxygène prend part ici à la réaction chimique, tandis qu'il n’y prenait pas part dans la fermentation alcoolique. Le ferment
acétique est obligatoirement aérobie. La fermentation alcoolique est la
manifestation de la vie anaérobie de la levure ; la fermentation acétique est la manifestation de la vie aérobie du mycoderme.
Si la proportion d'oxygène diminue sans pourtant tomber à une trop faible valeur, le mycoderme oxyde encore l'alcool, mais moins énergiquement ; il ne le fait passer qu’à l’état d’aldéhyde CH3 — CHO
CH60O0+O— C?2H:0 -+ H20 Alcool Aldéhyde
au lieu d’acide acétique C2H#02?. Voilà un exemple de modification de l’activité chimique d’un microbe selon les conditions ambiantes.
En voici un autre. Si l’alcool manque dans la liqueur, par suite de sa transformation plus ou moins complète en acide acétique, le mycoderme continue à se développer, mais en utilisant, à défaut d’alcool,
l'acide acétique qu’il formait tout à l'heure : il l’oxyde, le transfor-
mant en acide carbonique et eau, tandis qu’en présence d’alcool cette:
oxydation ne se produit pas. Le microbe adapte son activité chimique aux conditions ambiantes.
nt
remarquablement délicate et compliquée.
Avant de pousser plus loin notre étude, demandonsnous quels sont les caractères communs à ces trois fermentalions, alcoolique, lactique et acétique. Ce n’est pas
la nature du phénomène chimique de la fermentation,
puisque nous avons là des dédoublements, ici une oxydation. Ce ne sont pas les conditions de vie aérobie ou anaé-
robie, puisque là nous reconnaissons dans la fermenta-
tion une manifestation de vie anaérobie, et ici une ma-
nifestation de vie éminemment aérobie. C’est d'abord
que la fermenlation est liée à la présence d'un micro-or-
ganisme vivant, se multipliant et agissant. C’est ensuite
que ce micro-organisme présente le caractère ferment, c'est-à-dire transforme une quantité de matière dont le poids est considérablement plus grand que le sien.
— Quand du lait est abandonné en vase ouvert, il subit plus ou moins rapidement la fermentation lactique. Parfois, les jours suivants, une fermentation nouvelle, suecédant à la première, s'y développe, qui n’a plus les caractères de la fermentation lactique. La fermentation lactique
se faisait sans production de gaz, la nouvelle fermentation
donne lieu à un dégagement gazeux (mélange d'acide
carbonique et d'hydrogène). La fermentation lactique se faisait sans engendrer de matières odorantes, la nouvelle - fermentation conduit à la production d’une substance à
odeur àcre (acide butyrique). La fermentation butyrique a succédé à la fermentation lactique.
Prenons cette eau de levure sucrée et carbonatée, dont il a été question ci-dessus, et dans laquelle s’est développée une fermentation lactique poussée jusqu’à disparition totale du sucre ; jetons sur un filtre pour en séparer l’excès de carbonate de chaux, puis stérilisons par la chaleur le liquide clair recueilli comme filtrat. Après refroïdissement, ajoutons à ce liquide une goutte d’un lait ayant présenté une fermentation butyrique spontanée. Une fermentation s’y développe (au moins si le liquide n’a pas été agité à l’air après stérilisation, et
s’il est conservé en un vase qu’il remplit), qui nous est révélée par un dégagement gazeux (acide carbonique et hydrogène); le liquide
Répétons i ici ce qui à déja été noté : notgré où infinie at malgré leur apparente sinplicité structurale, les microbes ont une biologie R
ne présente pas l'odeur butyrique, mais l’analyse chimique révèle la
présence de butyrate de chaux, au lieu de lactate de chaux qui s’y trouvait lors de Pons etoeinent
On obtiendrait encore une fermentation butyrique en ensemençant ave un peu de lait butyrique soit de l’eau de levure sucrée et carbonatée n’ayant pas fermenté lactiquement, soit un liquide formé de :
5 nl ver tre: Phosphate d’ammo- ; Saccharose.. . . . 30 gr. niaque. .'.. . O,) à [gr Carbonate de chaux 29 gr.
L’équation de la fermentation butyrique peut s’écrire :
CEH220t1 LE H?0 — 2 C*H8O? + 4 CO? + 4 M2.
Saccharose Ac. butyrique
Au microscope, on reconnaît dans le liquide fermenté des bälonnels cylindriques à extrémités arrondies, de 5 & environ de longueur sur 0 46 de largeur, droits ou légèrement courbés, souvent disposés en files de quelques (3 ou 4) éléments, et animés de mouvements oscillatoires
parfois très rapides, grâce auxquels ils se déplacent dans
le milieu. Ce sont les Vibrions butyriques.
Dans un liquide présentant la fermentation butyrique, placé entre lame et lamelle pour l'observation microsco-: pique, les vibrions qui se trouvent dans les parties voisines des bords de la lamelle ne tardent pas à être moins mobi-
les, puis deviennent tout à fait inertes, tandis que ceux
qui sont au centre de la préparation conservent leurs mouvements rapides, au moins pendant très longtemps. Ce fait frappe d'autant plus l'observateur que celui-ci a noté l'inverse quand il examinait le liquide des infusions
de foin ou de viande : les éléments mobiles contenus dans
ces infusions devenaient assez rapidement immobiles au centre, mais demeuraient agités à la périphérie, là où l'oxygène. de l'air pouvait pénétrer pour remplacer celui que sans doute consomment les microbes de la liqueur.
Le vibrion butyrique se comporterait-il donc à l'inverse de ces éléments mobiles ? L’oxygène de l’air serait-il pour lui un poison ? Le mettrait-il en état de mort apparente,
le, tuerait-il ? Alors que ce même oxygène estindispensable k
à la vie active de nombreux microbes des infusions.
