DÉDOUBLEMENTS ET COMPLICATIONS

On comprend sous le nom de dédoublement la séparation des matières organiques en deux composés binaires, dont la somme représente la matière primi-

OÉDOUBLEVENTS ET COMPLICATIONS. 11

tive cIle-Tnéme, quelquefois accrue ou diminuée des éléments de Teau.

Ces réactions, extrêmement nombreuses en chimie, se produisent par la déshydratation d'un principe simple, l'élimination d'un hydracide ou le dédoublement d'un principe complexe avec formation d'un acide, d'un carbure d'hydrogène, d'un alcali, d'un aldéhyde, d'un phénol, etc.

Tar exemple, l'action de la chaleur dédouble l'iséthionate d'ammoniaque et donne naissance à de la taurine.

(C« msO»]" 0« = H«0 -H [(C«H*SO«)'' — HO]' \ AzH« \ . il } Az

Iséihion -te d'ammoniaque. Taurine.

Les transformations qui se passent dans le foie et certaines fermentations peuvent être considérées comme des dédoublements.

. Par une réaction inverso, les matières organiques se compliquent quelquefois en traversant l'organisme, c'est ainsi que l'acide benzoïque ingéré dans l'estomac, se retrouve dans l'urine à l'état d'acide hippurique, c'est-à-dire uni aux éléments du glycocolle.

C7 H« 0« -h C« HSAzO» = C»H»Az0> 4- H*0

Acide Glycocolle. Acide hippurique,

benxolque.

L'acide toluique, l'acide cuminique, homologues supérieurs de l'acide ben/oïque subissent dans l'écono-

mie une complication analogue et se transforment en homologues de l'acide hippurique.

L'ncidebenzoïqueC^ H® 0*se convertit en C H' AzO' acide hippurique

— loluique C« H» G* — C*«H"Az0» — toluique

— cuminiq.lC*OH"0« — C"H«Az05 — cuminurique

Les fermentations sont les décompositions chimiques qu'éprouvent un grand nombre de matières organiques sous rinfluence [de certains agents, qui ne paraissent point intervenir directement par leur propre substance, mais déterminer par leur présence un mouvement moléculaire dans le corps qui doit se modifier. Toutes exigent le concours de deux matières, Tune fermentescible, l'autre azotée ; cette dcFuière^est le ferment.

On a cru longtemps pouvoir rapporter lès fermentations aux actions de contact. On y voyait des décompositions pareilles à celles de l'eau oxygénée par. le peroxyde de manganèse, qui en expulse Toxygène sans éprouver lui-même une modification appréciable. Brodie a montré que Tinaclion du peroxyde de manganèse n'est qu'apparente ; qu'en réalité elle s'accompagne de décompositions et de recompositions successives. Il en est de même des réactions de certains acides minéraux sur les produits organiques et de leur action dans diverses éthérifications. L'amidon, par exemple, se modifie sous l'influence de l'acide sulfurique et de la chaleur pour se

FERÎIE5TATI05S. 13

transformer en doxtrine, puis en pliicose. l/aride si» retrouve ensuite inaltéré, mais on sait aujourd'hui que son rôle nVst pas purement passif.

Les substances fermentescibles subissent, sous l*influence des ferments, des métamorphoses de diverses natures. Elles éprouvent des dédoublements, des hydratations, des déshydratations, des transformations isomériques, des phénomènes d'oxydation. Ces résultats servent à classer et à réunir les fermentations en groupes distincts.

WvÊmmtmtm. — Les ferments sont de deux ordres. Les uns sont produits par des matières azotées solubles^ qui, abandonnées au contact de Pair, éprouvent une altération particulière de nature inconnue, laquelle leur donne les caractères d'un ferment, c'està-dire la propriété d'agir ensuite par simple contact avec les matières fermentescibles.

Les autres' sont organisés et doivent être regardes comme des êtres vivants, doués de mouvements, appartenant soit au règne animal, soit au règne végétal, et accomplissant des fonctions physiologiques qui font éprouver aux substances fermentescibles des modifications spéciales.

D'après M. Pasteur, il existe une relation entre l'organisation du ferment et son action sur les matières fermentescibles. Toute fermentation nécessite la présence d'êtres organisés. Les matières albuminpïdes ne sont pas des ferments, mais sont les aliments des ferments ; les ferments sont des êtres organisés.

Les fermentations peuvent avoir lieu dans les organes des êtres vivants ou dans des milieux purement artificiels, et donner naissance aux phénomènes les plus variés. Elles s'établissent- quelquefois spontanément; le ferment ou, mieux, les germes viennent de l'atmosphère et sont apportés par l'oxygène. Lorsque les substances fermentescibles sont en contact avec de l'air qui a traversé des tubes chauffés à une température assez élevée pour détruire les germes organiques, aucune fermentation ne se produit. Ces germes peuvent d'ailleurs être recueillis en faisant passer l'air dans des tubes contenant du coton poudre. Le gaz se tamise , abandonne les matières organiques qu'il. entraînait avec lui, et devient à peu près inactif. Le coton, dissous ensuite dans un mélange d'alcool et d'éther, abandonne par le repos les germes qu'il avait arrêtés.

Fermentation alcoolique. — ^ La fermentation alcoolique est une transformation qu'éprouvent les sucres sous l'influence de la levure de bière. Elle est caractérisée par la formation d'alcool et le dégagement d'acide carbonique.

Les matières sucrées, susceptibles de subir la fermentation alcoolique par l'action de la levure de bière, peuvent se diviser en deux groupes :

Le premier groupe comprend la glucose , la lévulose, la galactose, qui fermentent rapidement en donnant de l'alcool et de l'acide carbonique comme produits principaux de décomposition.

Ci2H2*0*« =: 4C0« -h 4C*H8 0*

Glucose. Alcool.

Dans le second groupe, se trouvent d'autres mntières sucrées : la saccharose, la lactose, la mélitoze, la mélezitose, la mycose ou tréhalose, qui ne fermentent qu'après avoir subi une première modification qui les transforme en glucose, en fixant les cléments de l'eau.

La levure est formée de vésicules de ^ de millimètre, à parois élastiques, remplies d'une liqueur visqueuse, contenant une ou plusieurs granulations agitées d'un mouvement pareil au mouvement brownien. Elle ne se colore pas. en bleu par l'iode, ce qui prouve l'absence d'amidon. Elle agit surtout h la température de 20° à 25°, est à peu près inaclive à 0° sans se détruire, et se décompose déjà à 50°. Elle se développe pendant la fermentation du sucre. Les globules peuvent être ensemencés directement dans un liquide qui renferme les matières propres à leur développement. Semés en quantité impondérable dans une solution de sucre pur, contenant un sel d'ammoniaque, des phosphates, ou mieux la matière minérale qui entre dans la composition de la levure de bière, ils se développent, se multiplient tandis que la matière minérale se dissout peu à peu , et Tammoniaque disparait.

Les produits de la fermentation sont l'alcool et l'acide carbonique, représentant environ 9 pour 100 du sucre employé. Les 6 pour 100 restant donnent naissance à d'autres produits : glycérine, 3,6; acide succinique, 0,7; matière grasse et cellulose, 1 ,5.

Pendant la fermentation, l'ammoniaque se trans-

forme dans la matière complexe quaternaire qui entre dans la composition de la levure ; les phosphates lui donnent les principes minéraux ; le sucre lui fournit le carbone ; tandis qu'une autre partie du sucre produit de la cellulose et des matières grasses. Lorsque des matières albuminoides se trouvent dans la dissolution, elles sont employées directement à la formation des globules de levure.

La levure s'accroît par bourgeonnement ; une proéminence se forme sur un ancien globule , puis bientôt elle devient elle-même globule et se détache ensuite parles mouvements du liquide.

Jamais lé sucre n'éprouve la fermentation alcoolique sans que les globules de levure ne soient présents et vivants ; et réciproquement il ne se forme pas de levure sans qu'il y ait présence de sucre ou d'une matière hydrocarbonée, et fermentation de ces substances.

Fermeiitatioii lactique. — La fermentation lactique se produit par l'action d'un ferment particulier, le ferment lactique sur une matière fermentescible.

L'acide lactique peut dériver de la transformation directe de la glucose ou de la sorbine.

C«H«*0*« = 2C«H*«0« Glucose. Acide lactique.

Le sucre de lait et le sucre de canne s'assimilent les éléments de l'eau pour passer à l'état d'acide lactique.

C*»H"0"-f-II«0=2C«iï"0«

Saccharose. Acide lactique.

Les matières sucrées, qui renferment un excès d'hydrogène, comme la mannite et la dulcite, le perdent en devenant acide lactique.

■faimite. Acide lactiqtie.

Le ferment lactique est végétal ; il est formé de globules plus petits que ceux de la levure ordinaire et est doué du mouvement brownien. Il agit surtout à la température de 30 à SS"". Lavé à grande eau et abandonné dans Teau sucrée, il la modifie avec une grande lenteur, parce que Facidité gêne son action sur le sucre ; mais si on ajoute de la craie qui sature Tacide, la fermentation s'accélère, et il se forme rapidement du lactate de chaux. Si, en même temps, il existe une substance albuminoïde propre à la nourriture du ferment, la levure lactique se développe, et on en recueille des quantités qui n'ont pour limite que le poids du sucre et celui de la matière albuminoïde.

Outre l'acide lactique, la fermentation lactique donne habituellement naissance à de la mannite, à de l'acide butyrique et à de l'alcool, causés sans doute par la présence d'autres ferments.

FennentaiioB batTriqm. — Les. Substances organiques neutres, telles que l'amidon, les sucres, les gommes, peuvent, sous l'influence des ferments, produire de l'acide butyrique. La fermentation lactique s'établit d'abord ; les lactates en présence des ferments se

transforment en butyrates, avec production d'hydrogène.

Ac. lactique. Ac. butyrique.

La fermentation butyrique est due à des infusoires d'après M. Pasteur. Ce sont de petites baguettes, cylindriques à leurs extrémités , ordinairement droites, isolées ou réunies par des chaînes de 2, 3 ou 4 articles et même davantage ; la longueur des articles isolés varie de 0'"'",002 à 0""^,02. Ils sont fissipares. On peut semer ces infusoires comme on sèmerait de la levure de bière ; ils se multiplient si le milieu est approprié à leur nourriture. Ils se développent dans un liquide contenant du sucre, de l'ammoniaque et des phosphates. Ils vivent et s'accroissent en l'absence de l'air et de l'oxygène, qui les tuent loin d'être utiles à leur production.

D'autres infusoires fermenis, vivant sans oxygène libre, paraissant différer des vibrions butyriques, se développent également dans la fermentation dulactate de chaux, qui se transforme en acide propionique. Ils causent également la décomposition de malate de chaux en acide succinique et acétique.

Fermentation visqueuse. — La fermentation vis-

queuse est produite par un ferment végétal constitué par des globules de 0"",00'12, réunis en chapelet. Semés dans un liquide sucré contenant de l'albumine en dissolution, ils amènent toujours la fermentation visqueuse. 100 parties de sucre fournissent 51,99 de

FERMERTATIOIIS. 10

mannite, 45,5 de matière visqueuse, et de plus il se dégage de l'acide carbonique.

25C"H«^0« = 24C«H»*0«-4-24C«H««0»-hl2CO« + 12II«() Glucose Mannite. Oomme.

Fermentation neétiqne. — La transformation de l'alcool en vinaigre repose sur une oxydation lente, accomplie aux dépens de l'oxygène de l'air, et provoquée sous l'Influence de corps azotés comparables au ferment.

Alcool. Acide acétique.

Le ferment est un végétal, un mycoderme, le wij/coderma vinu qui forme la mère du vinaigre. L'acéti- (ication commence dès qu'il apparaît à la surface du liquide ; elle continue pendant qu'il s'accroît, elle cesse dès qu'il est submergé. Ce mycoderme se développe aux dépens des matières albuminoïdes qui existent dans le liquide; son rôle est d'absorber l'oxygène de l'air, puis de le céder à l'alcool qui s'oxyde. Il agit donc comme un intermédiaire entre l'air et l'alcool. Si son action est trop énergique, elle peut pousser l'oxydation trop loin et détruire le vinaigre lui-même au fur et à mesure de sa formation.

La fermentation acétique a donc cela de particulier, qu'elle exige le concours chimique de l'air. Elle a quelques rapports avec les effets de pourriture lente compliquée d'oxydation et désignés sous le nom d'érémacausies.

Nouvelle opinion snr les fermenUitions. —

MiM. Bcchamp et Ester rattachent les fermentations à la présence dans toutes les cellules animales de granulations organisées vivantes, capables de se reproduire, qu'ils nomment microzymas. Les microzymas du foie qui peuventêtre pris pour type, ontrapparence d'une sphère; en dehors de l'économie, sans l'intervention d'aucuns germes étrangers, ils s'associent en chapelet et forment d'abord les torulas,* puis s'allongent de manière à représenter des bactéries isolées ou associées. Ils sont imputrescibles, insolubles dans l'acide acétique et la potasse au dixième, doués d'une motilité propre. Ils fluidifient l'empois avec rapidité et produisent de la fécule soluble. Ils font fermenter l'alcool, et le terme dominant des produits dérivés est l'acide caproïque. 500 grammes d'alcool absolu, 40 grammes de pulpe de foie frais de mouton et 16 litres d'eau fournirent, au bout de plusieurs mois, 15 grammes d'acide caproïquc, et dégagèrent en même temps de l'hydure de méthyle. L'alcool méthylique, dans les mêmes conditions, donna de Tacide acétique ; l'alcool amylique ne subit pas de transformation. La glycérine fermenta ; 450 grammes produisirent :

Alcool a!)M)lu mêlé d'alcools supérieurs. . Acide acétique

— dinlillant de 158 à 144 [ propionique )

— de 158 {H65 (l)utvrique) .

— — de 175 à 182 'valérique) . .

— — de 200 à 210 (caproïquc) .

148 grammes.

et un dégagement d'acide carbonique.

La matière animale ne peut, d'après M. Bechamp,

FUUlEyrATlU.NS. il

concourir à la formation de ces sortes de fermentations. La matière animale employée est en quantité relativement si petite, que chacun des acides produits, pris en particulier, contient plus de carlione qu*elle n en renfermait elle-même. Les matières albuminoides semblent n'être que les aliments des micro* zymas.

La mère du vinaigre est une memhrane formée \ïàr des microzymas simples ou déjà dévelop|H>s en bâtonnets droits ou courbes engagés dans une matière intercellulaire hyaline. Elle nest pas une es|>èceTégétale proprement dite ; elle ne possède d'autre spécificité que celle des microzymas, qui en sont les éléments vivants et'lui communiquent la propriété de produire des fermentations. Quant à sa structure chimique, elle est à volonté celle d'un ferment alcoolique, lactique, butyrique ou acétique. La mère du vinaigre, nourrie de bouillon, de levure et de sucre de canne, se comporte comme un ferment aussi énergique que la levure de bière, mais elle change de nature eu se transformant en une membrane où apparaissent de grandes cellules à noyau, et en microzymas distincts de la levure de bière. Ces réactions montrent le rôle important que MM. Bechanip et Estor attribuent aux mycrozyroas dans les phénomènes biologiques.

24 CHIMIE BIOLObiQUE.

M. Bcrthelot range Ich cas d'isomérie en 5 clasi^es : i" composition équivalente; 2" polymérie; 3° métaméric; V kénomérie; 5° isomérie proprement dite.

CompoâUio. énoiwaimtc. — Sous ce nom on comprend les corps qui offrent dans leur composition une relation purement accidentelle, sans qu'il existe aucun rapport entre leur origine et leurs métamorphoses. La composition centésimale est seule la même, c*est ainsi qu'à la relation CIPO correspondent lacidc acétique, Téther méthylformique, Tacide lactique, la glucose, etc., substances dont les propriétés physiques et les fonctions chimiques sont très-diverses.

Poljméric. — Les corps polymères sont formés des mêmes éléments, en même proportion, mais sous un état de condensation dilférent et sont susceptibles d'être engendrés les uns au moyen des autres.

Les corps polymères sont de divers ordres : les uns ont la propriété de régénérer le corps primitif dans toutes leurs réactions ; ils perdent, lorsqu'ils 60 combinent, leur condensation primitive. Les autres, constitués par des molécules plus intimement unies, entrent en combinaison et en sortent sans perdre leur complication première.

Métainérie. — Toutes les fois que des corps d'une même composition se forment par des voies différentes, c'est-à-dire au moyen de deux systèmes de générateurs distincts, ou au moyen de deux systèmes de générateurs identi({ues combinés dans un ordre différent, ou par des moyens différents, les corps obtenus peuvent être distincts et sont dits métamères.

ISOMÉRIE. r^

L'acide lactique obtenu par la fermentation, et Facide lactique de la chair musculaire ou sarcolactiquc, ne sont point identiques, mais métamères. L'acide lactique de la fermentation peut être considéré comme formé par l'union de l'aldéhyde et de l'acide formique.