PRODUCTION D’ACIDE FORMIQUE PAR LA LEVURE EN PRÉSENCE DES AMIDES

Dans le compte-rendu des expériences précédentes, j'ai indiqué sans y insister, à propos des cultures de levure sur milieux à acétamide et amides voisines (voir p. 46 et 47) que l'acidité volatile formée est due en partie à la production d'acide formique. ; Se + Cette formation a déjà été signalée antérieurement. En 1891, Rayman et Kauis (1) ont trouvé de l'acide formique dans des cultures de levure âgées de plusieurs années. Un peu plus tard, Kuoupapacaran (2) ayant trouvé ce même acide dans des moûts de raisins secs non fermentés, observa que sa proportion augmente pendant la fermentation et il attribua cette augmentation à de mauvaises conditions de nutrition de la levure.

D'après mes expériences, la levure cultivée en large surface dans un milieu minéral sucré peut fournir d’assez grandes quantités d’acide formique, si on lui donne l'azote sous certai- . nes formes (3).

La présence de cet acide est facile à déceler dès que la fermentation est achevée et ne paraît pas liée à une alimentation défavorable. Ainsi, cultivée en présence d’urée (comme source d'azote) ou d’un mélange d'’urée et de bicarbonate d’ammo-

(4) Rayman et Kruis, Chemisch-biologische Studien, 1 (1894). (2) KaoupasacniAN, Ann. Institut Pasteur, t. 6, p. 600 (1892). (3) P. Taomas, G. R. Acad. Sciences, t. 136, p. 1015 (1903).

PR es

nium, la levure se développe vigoureusement et produit une certaine quantité d'acides volatils, formés presque uniquement d'acide formique avec un peu d’acide acétique.

Les expériences dans lesquelles j'avais décelé, pour la première fois, la présence d'acide formique étaient peu favorables à l'étude de sa formation; en raison de la lenteur de la culture et du faible rendement en levure, on pouvait penser que cette formation était purement accidentelle et due à un état de souffrance de la levure. Aussi ai-je songé à rechercher systématiquement la nature des acides volatils formés en présence des diverses substances étudiées, et en particulier de l'urée, qui donne des cultures prospères.

Dans une expérience faite sur milieu glucosé à 20 0/0, on a obtenu les chiffres suivants :

Poids de __ Azote Azote .

Glucose Alcool levure de la total du Acidité présent formé séchée levure liquide volatile He gr. cc gr. mgr. mgr. mer.

TéMOm: 2.20 163,15 » 0,0334 3,08 123,80 »

Après 5 jours. 2,36 30,0 1,4678 71,82 55,06 559

Les acides volatils sont exprimés en acide acétique. La détermination de la nature des acides, faite par la méthode de Ducraux (1) a donné les résultats suivants (il n'a été fait que. buit prises) :

Valeurs Valeurs des tables pour

Valeurs rapportées l'acide l’acide

Prises trouvées . à 100 formique acétique 40 cc. 2,25 8,24 10 10,26 20 4,175 17,40 - 18,80 21,23 30 7,85 28,175 29,40 32,54 40 11,20 41,02 40,90 44,54 D0 14,75 04,02 53,20 56,90 60 18,50 67,76 - 66,90 70,30 70 22,10 83,15 81,70 84,74 80 27,30 100,00 100,00 100,00

I s’agit manifestement d’un mélange des acides formique et

(1) Duczaux, Ann. Chimie et Physique, 3e sér.,t. 2, p. 289 (1874).

acétique, avec approximativement À à 5 parties du premier pour une du second. Le liquide distillé, neutralisé, réduit d’ailleurs énergiquement le nitrate d'argent à chaud. La quantité d'acide formique produit est voisine de 0 gr. 150 pour

100 cc. de milieu, contenant 0 gr. 087 d’urée.

Dans l’expérience suivante, l'azote a été fourni sous forme d'un mélange d’urée et de tartrate d'ammonium. Pour augmenter la production des acides volatils, la fermentation est faite en présence de carbonate de calcium.

On prépare une solution minérale glucosée à 20 0/0, à laquelle on ajoute après refroidissement 0,10 0/0 d’urée et

0,07 0/9 de tartrate neutre d’ammonium. On stérilise par fil-

tration et on répartit par fractions de 300 ce. dans quatre ballons FerNBacn renfermant chacun 5 grammes de carbonate de calcium précipité stérilisé. Les ballons étant ensemencés avec une égale quantité de levure sont placés à l’étuve à 25°. Voici

- les résultats obtenus :

Poids de Avote - Azote 0/0 Azote Azote

Glucose Alcool de levure de la de la ammo- total du Acidité présent formé séchée levure levure niacal liquide volatile

Ù gr. k ce. gr. mgr. Sr mer : mer : mer Ë

Témoin . . 87,69 » 0,0351 2,28 6,49 30,2 170,0 » Après 6 jours. 15,15 22,0 0,4682 20,30 4,33 traces 151,2 600 SE CRUTS 4,31 97,5 0,5483 22,17 4,04 0 ‘149,0 630

» 40 » traces 29,1 0,8626 22,31 4,00 0 449,0 700

L’acidité volatile est exprimée en acide acétique. Voici Les chiffres obtenus, rapportés à 100 ::

6 jours

Tomas

8 jours 5,66 12,45 19,63 27,99 31,02 46,71 D7,26 69,19 82,86 100,00

10 jours

ac. formique

ac. acétique 7,4 15,2 23,4 32,0 40,9 50,5 60,9 4-9 84,4 100,0 Hs)

Par conséquent, si on donne à la levure un mélange d’urée et d’un sel ammoniacal, l'acidité volatile augmente faiblement avec la durée de la fermentation.

On voit qu'il s’agit de mélanges d’acide formique avec de l’acide acétique, ce dernier paraissant augmenter avec la durée de la fermentation plus que le premier, pour aboutir finalement à un mélange sensiblement à parties égales des deux acides.

La quantité d’acide formique obtenue serait donc, à la fin de l'expérience, d'environ 100 à 120 mgr. pour 100 cc. de liquide renfermant 100 mgr. d’urée et 70 mgr. de tartrate d'ammonium, c'est-à-dire sensiblement la même que dans l’expérience précédente. è

Si on veut bien tenir compte du fait qu’une partie seulement de l’urée fournie est utilisée par la levure, on verra immédiatement que l'on ne peut songer à faire dériver directement l'acide formique de l’urée par une réaction qui comporterait, par exemple, une désamination et une réduction :

,0 R- CONH? — R-COOH —+ R-C/

NH Dans le cas de l’urée, on aurait ‘effectivement de l’acide formique :

NH? 2350 H (0) ce C0 ONU NH: NoH SH.

mais alors 46 gr. d'acide formique proviendraient de 60 er. d'urée, ce qui est impossible dans notre expérience. D'ailleurs, une telle réaction conduirait à la formation d’aldéhyde acétique avec l'acétamide, mais ne rendrait nullement compte de la production du même acide formique avec toutes les amides étudiées. |

Cette hypothèse doit donc être rejetée d'ores et déjà.

Les expériences faites avec l’acétamide vont nous montrer avec encore plus d’évidence que l’origine de l'acide formique

ne doit pas être recherchée dans la décomposition de l’amide fournie comme aliment azoté. Cet acide ne peut done provenir . Que du sucre, ou de réactions protoplasmiques de la levure.

Examinons ce qui se passe lorsque l’on donne à la levure de l'acétamide, en présence de doses variables d’acétate d’ammomum. Nous avons vu déjà (p.43) que la consommation du sucre et le rendement en levure augmentent avec la teneur croissante en sel ammoniacal ; il en est de même de l’utilisation de l’acétamide. Rien d'étonnant à ce que la proportion d'acides volatils formés suive la même marche ; en effet, dans cette expérience, dont la durée a été de 5 jours, on a obtenu, au point de vue de l'acidité volatile, les résultats suivants :

Acidité volatile

Poids exprimée en de RD me CS Sucre Alcook levure Azote acide acide consommé formé formé fixé formique acétique gr. cc. gr. mgr. mer. mgr.

4. Acétamide seule . 7,10 3.0 0,1307 0,771 202,4 26% 2. Acétamide + 5cc.

CH3 - CONH*. . 22,15 11,0: 0,2839 28,82. 329,7 430 3. Acétamide + 10 cc.

: CH3- CONH:. . 35,19 175 O,4541 15,82 : 440,8 579 4: Acétamide + 15 cc.

CH3 - CONH* - . 41,28 : 95,0 0,7019 : 22,82 555,8 725 5. Acétamide +- 20 ce. > S CH3- CONH:.: . 58,64 32,0 0,9005 30,28 766,7 1000 6. Acétamide + 40 cc.

GH3-CO2NH:. . 64,50 35,0 0,868 50,80 595,0 7176

Les chiffres expriment l'acidité en-acide formique et en acide acétique ; il s'agissait, dans tous ces ballons, d'acide formique avec très peu d'acide acétique.

On peut voir que c’est seulement avec le poids de levure formée que la teneur en acide formique présente un certain parallélisme. [1 est donc possible que ce corps résulte de l’activité protoplasmique, dirigée dans un sens particulier en présence des aliments azotés fournis, et qu’il s’en produit dès lors d'autant plus que la quantité de protoplasma augmente. D'autre part, il est également possible que l’acide formique représente

“un terme de passage qui ne persiste pas dans les conditions

babituelles d’existence du végétal ; la destruction de cet acide (ou sa transformation) se trouvant entravée par la présence des amides, on s’expliquerait pourquoi il apparaît et s’accumule dans le milieu.

En raison du remarquable rendement en acide formique présenté par les cultures faites sur acétamide, seule ou associée à l'acétate d’ammonium, j'ai essayé des mélanges d’acétamide avec divers sels ammoniacaux, afin de déterminer l'influence possible du radical acide.

— À = QO +

2 « — ‘D me) Fes œ = DE +

Sort O Et E-orNee EE S =

Su |9Qslses | es | SES Lei

= = OQ = = Il æ RME = =

TS DL Fe

LR gr> ce gr. | mer mgr mgr FÉMOUN :Ceenene 58,93| » 0,0494| 4,8 » »

[. Acétamide seule. : .| 33,00] 5,2] 0,1410| 5,9 » 37

2, = + bicarbonate! 16,50! 44,5] 0,6658| 33,6 | 39.9 534

+ sulfate .| 19,30] 8,7| 0,6069| 28 7. 39,5 372

PRE “+ acétate .| 18,54! 11,0] 0,5762) 30,5 | 38,8 330 3. — + formiate| 48,13] 10,0) 0,6269| 35,0 38,1 479 6 — + butyrate 19,41, 9,1 0,4860| 29,4 38,5 345 1 — + oxalate .| 17,74! 10,0| 0,8000| 32,0 39,2 668 8 — + succinate| 19,20] 12,0! 0,6145| 33,4 31,9 520 g, — + Jactate . 19,41, 7,9) 0,6442| 36,0 | 39,9 290 10. — + tartrate.| 17,94 "8.5 0,6456| 37,0 | 42,0 299 11. — + citrate .| 48,75] 141,0 0,5718 34,2 | 38,8 343 12. — —-aspartate| 2,46| 23,1] 1,0344| 49 ,9 | 39,4 261

Les sels choisis ont été : bicarbonate, sulfate, acétate, formiate, butyrate, oxalate, succinate, lactate, tartrate, citrate et

(1) Exprimée en acide formique.