CHAPITRE PREMIER

Propriétés physiques et chimiques des Sucres.

Le.s sucres sont des substances neutres, douées d’un goût caractéristique, solubles dans l’eau, insolubles dans l’éther et dans l’alcool absolu, faiblement solubles dans l'alcool faible. Ils sont représentés dans leur composition chimique par un équivalent de carbone multiple de 6 et par des nombres d’hydrogène et d’oxygène égaux entre eux et très-voisins de celui du carbone; d’où leur désignation d’hydrate de carbone, qui peut tout aussi bien être donnée à l’amidon, aux gommes, au ligneux.

Les principaux sucres connus jusqu’à ce jour et classés parM. Berthelot, non d’après une différence decomposisilion, niais d’après l’isomérie de ces sucres entre eux, sont :

Gluoûse ordinaire ou\

Saccharose ou sucre.

Sorbine.i

•sucre de raisin .. 1

de canne.1

Eucoljne, principe

r.evulose ou glucoseL

Mélitose de la mannel j

tiré de la manne

Maltose ou glucoae/î:

Mélèzitose du mélèzel®

Inosine.

dft malt.... .Ir

rhrf^alose ..

(îalactose ou glucosej

Cactose.ou Mïcre de]

lactique./

lait.'

Les sucres n’ont pas encore été obtenus par synthèse totale ; ils nous sont donnés par les êtres organisés, ou sont le résultat d’actions sur des substances organiques plus compliquées. Tantôt les sucres préexistent à l’état libre et peuvent s’obtenir par des dissolvants : c’est ainsi que l’on relire le sucre de la canne, de la betterave, des fruits, etc.

Tantôt les sucres préexistent encore, mais combinés avec des acides, d’où il résulte un corps tout à fait différent des composants et offrant toute l’analogie possible avec les corps gras qui sont le résultat de la combinaison de la glycérine avec les acides gras; d’après ces mêmes considérations, la salicine et l’amygdaline sont des éthers composés dont la glucose est l’alcool.

Les sucres peuvent encore résulter de la fixation des éléments de l’eau sur des principes qui ne les possèdent pas à l’état de combinaison ; par exemple : le ligneux et

les différentes fécules; ou bien ils sont le résultat de l’hydratation d’autres sucres; ainsi la transformation du sucre de canne, du sucre de lait en glucose a lieu par la fixation d’un équivalent d'eau sur ces substances.

Enfin certains sucres prennent naissance à la suite d’une modification isomérique éprouvée par d’autres sucres, telle que la transformation du glucose de Mali en glucose ordinaire. Le sucre n’a pas encore pu être obtenu par voie de synthèse ; cependant, grâce à la chimie moderne, il n’est pas permis de douter du succès, quand on voit déjà réaliser la synthèse du sucre par voie de fermeutation des substances telles que la glycérine, si voisine elle-même des principes que l’on sait produire de toutes

Propriétés des sucres. — Ils jouissent d’un pouvoir rotatoire variable qui en facilite singulièrement l’étude et la distinction. La plupart des sucres sont cristallisés ; leur densité est voisine de 1,8 ; ils sont très-solubles dans l’eau, presque insolubles dans l’alcool absolu, plus solubles dans l'alcool aqueux, surtout à chaud, insolubles dans l’éther.

Action de la chaleur. — Si on les chauffe, ils fondent en des liquides sirupeux, et le plus souvent se modifient moléculairement par suite de la température élevée plus ou moins prolongée à laquelle on les soumet; quand ils ont perdu leur état moléculaire, c’est sans retour.

Entre 160 et 200°, presque tous les sucres se décom-

posent en perdant les éléments de l’eau et se changent en de nouvelles matières, celles qui se produisent d’abord sont solubles dans l’eau et plus ou moins acides; une déshydratation plus profonde les transforme à leur tour en principes insolubles bruns et de nature humide. Si on pousse davantage la température, on les réduit en eau et en un charbon véritable, noir et boursouflé; celui-ci est presque pur, sauf un peu d’hydrogène et d’oxygène ; en môme temps il se dégage des gaz tels que l’oxyde de carbone, l’acide carbonique, l’hydrogène protocarboné et des matières volatiles telles que le furfurol O’', l’acide acétique H* 0'‘.

AcHoîi de la chaleur et des alcalis. — La présence d’un alcali change les caractères de cette décomposition pyrogénée en déterminant la formation d’acide carbonique et en même temps celle de différents composés volatils complémentaires plus ou moins désoxydés. Exemple; la métacétone C® H® O et des traces de carbures d’hydrogène, tels que le gaz oléfiant C* le propylène G® H®; en même temps peuvent prendre naissance les acides acétique, oxalique, propionique, qui demeurent unis à l’alcali ; pour faire naître ces aeides, il faut employer une température modérée, sans cela ils se détruisent par la chaleur et se transforment en acide carbonique, etc...

Action des acides. — Les acides agissent sur les sucres soit en s’y combinant pour former de véritables éthers,

soit en les modifiant ou les rendant acides^ ou bien encore en les changeant en matières humoïdes. Les acides gras et les acides analogues chauffés avec le sucre entre 100 et 120“ s’y combinent et forment des composés analogues aux corps gras neutres. C’est l’existence de ces composés, ce sont leurs propriétés qui conduisent k regarder les sucres comme remplissant une fonction chimique comparable à celle des alcools polyatomiques. Les acides tarfrique et citrique s’unissent aux sucres à 100“ et engendrent des acides complexes. L’acide nitrique fumant change à froid le sucre en composés nitriques analogues à la poudre-coton. L’acide sulfurique concentré que l’on fait réagir sur les sucres, avec précaution, à une basse température, s’y combine; mais si l’on élève la température en faisant réagir les acides sur le sucre, on voit que ; mis à bouillir avec une solution diluée d’acide sulfurique ou chlorhydrique, le plus souvent, et toujours quand on opère sur le sucre de canne, de lait, etc., le sucre employé .se change plus ou moins rapidement en un sucre nouveau distinct du premier par son pouvoir rotatoire et diverses autres propriétés.

En général les sucres inaltérables à 100“ par les alcalis et difficilement fermentescibles sous l’influence de la levOre de bière, se transforment aussi en d’autres sucres destructibles par les alcalis à 100“ et facilement fermentescibles. Ces changements s’opèrent non-seulement devant les acides puissants, mais aussi, dans un temps plus long, sous l’influence des acides faibles et des acides or-

ganiques. Si l’on prolonge pendant un temps très-long l’action des acides minéraux dilués sur les sucres à la température de 100°, ou bien si l’on opère avec des acides moins étendus, la plupart des sucres éprouvent un changement ultérieur plus profond que le précédent ; ils perdent les éléments de l’eau et se changent en une série successive d’acides particuliers, tels que les acides saccharique, oxalique, etc.; les premiers termes de celte décomposition soûl incolores et solubles, les derniers sont noirs et insolubles. Parmi ceux-ci, plusieurs diffèrent des sucres générateurs par un caractère encore plus dissemblable ; au lien de pouvoir être considérés comme des hydrates de carbone, on voit l’hydrogène ou l’oxygène être en excès; si l’air intervient, il se forme de l’acide formique. Enfin, si au lieu de modérer l’action de l’acide sulfurique en le diluant, on le fait agir concentré sur les sucres solides, à la température ordinaire, ou un peu audessus, les sucres sont détruits rapidement avec production de matières noires insolubles et d’acide sulfureux. Ils se carbonisent aussi sous l’action de l’acide phosphorique anhydre. L’acide chlorhydrique fumant, chaufïé avec les sucres à 100', pendant quelque temps, les change également en matières humoïdes et insolubles; à froid, cette action n’a lieu qu’au bout de plusieurs semaines.

Action des alcalis. — Les sucres s’unissent en général avec les bases puissantes, telles que la potasse, la soude,

la chaux, la baryte, l’oxyde de plomb; il se forme ainsi des combinaisons plus ou moins solubles dans l’eau, où la plupart des propriétés chimiques des alcalis libres subsistent.

Deux cas se présentent dans l’étude de ces composés, selon la nature de la matière sucrée qui sertàles produire.

Tantôt ils sont stables, et le sucre qu’ils renferment se conserve sans altération à la température ordinaire et môme à t00“, tantôt au contraire, le sucre se détruit à la fin par suite de la transformation spontanée de la combinaison alcaline. Cette destruction a lieu surtout en présence de l’eau ; elle a lieu à la température ordinaire avec le concours du temps; à 100“ elle est immédiate et parfois très-violente.

Les sucres altérables par les alcalis se transforment ainsi dans une suite d’acides spéciaux, les premiers composés de ces métamorphoses sont incolores et analogues ou identiques k ceux qui prennent naissance sous l’influence des acides, puis viennent les corps bruns de nature humoïde ; de môme que sous l’action prolongée des acides, ces substances humoïdes diffèrent des hydrates de carbone par un excès d’hydrogène ou d’oxygène sur les éléments de l’eau. La formation des plus simples semble liée à la réduction d’une portion de sucre générateur, aux dépens de l’autre portion ; elle rappelle le dédoublementqu’éprouvent l’aldéhyde et l’alcool benzylique sous l’influence d’une solution alcoolique de potasse.

Parmi les plus oxygénés des acides précédents, quel-

ques-uns empruntent à l’air une partie de leur oxygène.

Les sucres inaltérables à 100“ par les alcalis ne diffèrent des autres sous ce rapport qu’en ce qu’ils sont plus stables; mais à une température plus élevée, les mêmes alcalis les détruisent d’une manière analogue.

Oxydation. — Les sucres s’oxydent aisément, on peut dans ce cas distinguer l’action des oxydes puissants, tels que l’acide nitrique, les hydrates alcalins, le permanganate de potasse et celle des oxydes métalliques, Occupons-nous dans cet exposé succinct de ceux qui s’éloignent le moins du sucre générateur. Comme nous l’avons dit plus haut, les alcalis oxydent le sucre, mais l’action est plus nette à 100“, et avec le concours des oxydes métalliques, tels que ceux d’or, d’argent, de mercure, de bismuth, de cuivre, etc. En oxydant les sucres, ces oxydes peuvent être ramenés à l’état de métal ou à l’état de protoxyde, en même temps que leur oxygène concourt à former un acide dérivé du principe organique. C’est cette propriété qui, dans la désoxydation complète d’un sel d’argent sert de base k l’étamage des glaces par un sel d’argent et dans les réductions incomplètes, k l’usage de la liqueur cupropotassique qui renferme en solution un sel de bioxyde de cuivre, du tartrate de potasse et un excès d’alcali. Les sucres destructibles par les alcalis ont généralement la propriété de ramener k l’état de protoxyde de cuivre, le bioxyde contenu dans ce réactif, au coutraii'e les sucres qui ne sont pas altérables k 100",

n’exercent sur lui aucune action marquée à cette température.

L’action modérée de l’acide azotique change la plupart des sucres en acide saccharique, quelques-

uns, tels que le sucre de lait, la galactoce et la mélitose fournissent de l’acide raucique isomérique avec le précédent. Le sucre de lait peut également engendrer l’acide lartrique sous la même influence. Enfin le même acide nitrique employé en excès soit à la température de l’ébullition, soit même à froid, mais dans un temps plus long, donne de l’acide oxalique ; il en est de même du permanganate de potasse agissant à tOO" et des hydrates alcalins un peu au-dessous de 200". Un mélange de bioxyde de manganèse et d’acide sulfurique change le sucre en acides formique et carbonique.

Action des ferments. — La propriété que possèdent les sucres de subir la fermentation les caractérise et les éloigne profondément des matières volatiles proprement dites. Elle consiste dans ce fait, que les sucres dissous dans l’eau, en présence d’une matière azotée analogue à l’albumine, avec le concours prolongé d’une température voisine de 30”, se décomposent spontanément. Us peuvent alors, suivant les circonstances, la température, la concentration de la liqueur, le ferment, former de l’alcool, de l’acide lactique, butyrique, etc.

Bien que d’autres corps, tels que la glycérine, la mannite, puissent fermenter, cette propriété appartient exclu-

sivement aux véritables sucres, qui fermentent seuls, et la glycérine, la mannite ne sont rangées à côté des sucres que par des analogies de combinaisons.