CHAPITRE cmauANmME

CBUÏÏLOSE. — AMIDON. — INULINE. — DEXTRINE. — GOMMES. — PRINCIPES GÉLATINEUX DES FRUITS.

Principes immédiiiito temairos des végétaux. — CeUultfse/propiiétésy préparation» actioo de l'ean, des acides et detf alcalis. Eiamen dîimiqae des bois. Altération spontanée des matières ligneoset, mofens de présenration. — Amidon, constitatiOto du grain d^amidon. — Propriétés de Tamidon, action de la chaleur» action de Teau,

* empois, action de» bases, action des acides^ conTcrsion en deztrine. —Extraction de l'amidon, i<* d^ pommes de terre, 9** des céréales. — Inuline, préparation, propriétés. — Dextrine, préparation, propriétés, applications. — Gommes, principes constituants des gommés, arabioe, cérasine, bassorine. — Principes gélatineux des fruits, peetose, pectine, parapeotine, métapeotine, acides pectoaique, poétique, parapeetiqucKinétapeetiqiie. — Pectase. — Tliéorie' de la formation des gelées Tégétales. •

§ iOiS. Parmi les produits qu'on retire du règne organique, les mis, par leurs apparences, par leur manière d'être, se rapprochent des composés de la nature minérale, avec lesquels ils se confondent en quelque sorte. Ces produits présentent une composition définie

et des caractères parfaitement tranchés; lorscprils affectent l'état solide, ils cristallisent en général, ou du moins sont susceptibles de former des combinaisons cristallisables; liquides, ils se volatilisent sans décomposition : constituant, dans l'un et l'autre cas, de véritables espèces, l'étude de leurs transformations intéresse le chimiste au plus haut degré. Les autres, incristallisables, nécessaires ' pour la plupart à l'accompUssetnent des phénomènes de la vie, se modifiant avec la plus grande facilité sous des .hifluences souvent très-faibles, offrent au physiologiste un intérêt puissant; mais leur élude n'a pour le chimiste qu'un intérêt secondaire.

4o * CELLULOSE.

Ces corps, qui sont neutres, jouent pour la plupart un rdle considérable dans les applications industrielles et dans Téconomie de la nature; c'est par eux que nous commencerons Fétude des

matières organiques. Cette marche nous offre un avantage, en ce que, par les modifications que ces produits éprouvent de la part des réactifs, ils fournissent des composés plus simples et par suite mieux définis, que nous examinerons d'une manière approfondie.

CELLULOSE. Éq.=:.doaS,o ou U62.

§ 1(U9. Lorsqu'on examine attentivement les organes des jeunes plantés, en s*aidant du microscope, on aperçoit, au milieu des liquides qui constituent la séve du végétal, des points flottants qui se dilatent graduellement en prenant Taspcct de véritables sat», s'accolant les uns aux autres, et finissant par former un véritable

tissu qui présente une certaine régularité (Jîg. 247). On donne à ce dernier, en raison de cette structure particulière, le nom de tissu ccliu' iaire. Quelquefois il s'établit d'une cellule à l'autre, dans le sens de la longueur, une libre' communication, par suite de la rupture des diaphragmes qui formaient les surfaces .

de contact : il en résulte alors do véritables vaisseaux. Tet est le résul tat que nous présentent les plantes textiles (lin, chanvre, etc.). On donne à ce tissu, pour le distinguer du précédent, le nom de tissu vas^ cukUre,

Ce tissu, quelle que soit son apparence, présentant la même composition dans tous les végétaux, a reçu des chimistes le nom de cellulose. Non-seulement celte matière existe dans les plantes, mais on la trouve encore dans un grand nombre d'animaux inférieurs. Il résulte, en effet, des recherches de M. Payen, de MM. Loewiget Kdliker, et d*un travail plius récent de M. Berthelot, que l'enveloppe de plusieurs animaux infériéurs est formée d'une

ris. M7.

CELLULOSE. 4i

substance qui présente la composition et les propriétés fondamentales de la cellulose.

Cette iQatière, qu'on peut retirer facilement à Tétat de puleté de la moelle du sureau, du papier de riz et des fibres des plantes textiles, est un produit ternaire formé de carbone,' d'hydrogène et d'oxyde dans les proportions qui servent à oonstltner Teau.

Cette composition est identique à celle de l'amidon et de la dexirine, ainsi que nous aurons l'occasion de le constater dans ce chapitre. Comme £es produits, par simple fixation d'eau, la c^lulose peut se convertir en glucose.

§ 1(KS0. La cellulose à Tétat de pureté est blanche, solide, diaphane, insdublé dans Feaa froide, ralcool, l'éther et les huiles grasses ou volatiles. Sa pesanteur spécifique est plus grande que celle de l'eau.

Lorsqu'elle présente une faible agrégation, comme dans certaines variétés de lichens, une ébuUition prolongée avec de l'eau la con^ vertit en dextrine.

La liqueur d'un beau bleu violacé qui prend naissance lersqu^on abandonne aii contact de.Tair des copeaux de cuivre imprégnés d^une dissolutioB d'ammoniaque caustique, Résout, la celluloBe avec la plus grande facilité. Cette dernière se sépare, sous la forme de flocons, lorsqu'on sature l'ammoniaque par un léger excès ddcide chlorhydrique. Ce réactif est d'un emploi très-précieux dans l'étude des matières celluliqiios, en ce qu'il nous permet de séparer dans l'analyse des végétaux la cellulose de matières analogues et d'y démontrer l'existence de celluloses isomériques.

L'acide sulfurique concentré la désagrège à froid sans la colorer-; elle devient alors soluble dans l'eau, se transformant encore en dextrine. L'acide phosphorique concentré se comporte d'une ma* nière entièrement analogue.

L'acide acétique concentré et bouillant ne la désagrège pas. * Les. dissolutions alcalines étendues n'exercent pas d action sensible sur la cellulose; il eu est de même d'une solution aqueuse de chlore. C'est sur ces propriétés que sont fondées les opérations du blanchiment, des étoflfes de coton, de chanvre et de lin.

Cette action, quoique se produisant avec lenteur, ;n'en est pas moins réelle, et Texpiérience démontre qu'un contact trop prolongé

' 4à CELLULOSE.

de ces substance finit par désagréger la cellulose et la détruire

complètement.

L'acide azotique fumant fournit à froid, par son contact avec la cellulo6e> une substance fort remarquable qui possède la propriété de faire explosion lorsqu'on la diauffe on cpi'on touche un point de sa masse avec 'un corps incandescent. Ce produit peut se pré- , parer avec la plupart des matières ligneuses; on le désigne sous ^ le nom de pyroxyle, de pyroxylinc ou ^fi fui mi-coton, \

Il est préférable de substituera l'acide azotique pur un mélange d'acides azotique et sulfurique au maximum de concentration. Les proportions qui paraissent le mieux convenir, sont 3 volumes d'acide aaotique pour 5 volumes d'acide sulfurique.

La composition de des produite varie dans certaines limitas soi- | Tant les conditions dans lesquelles ils ont' été obtenus. ToutefoiSi | comme il ne se dégage aucun gaz dans la réaction qui leur donne naissance, on peut en conclure qu'ils renferment les éléments de 1 la cellulose, plus un certain nombre de fois les éléments de l'acide i azotique, moins un nombre égal d'équivalents d'eau.

Les recherches récentes de M. Béchamp ont démontré de la - i manière k plus nette que, dans l'action réciproque de la cellulose et de Tacide axottqne fumant, il se forme plualears produits' distincts dont la eonstitutîoif est entièrement différente de celle des composés qui prennent naissance dans l'action réciproque de ce même acide et de certaines substances telles que la benzine, la naphtaline, l'hydrate de phényle, l'acide benzoïque, etc., qui échangent une ou plusieurs molécules d'hydrogène contre un nombre égal de molécules de vapeur nitreuse. Ici la cellulose perd successivement divers équivalents d'eau qni se trouvent remplacés par nn nombre égal d'équivalents d'acide azotique ; et oe qui démontre ee fait de la façon la plus évidente, c'est qu'en faisant ^ réagir l'acide suHhydnqiie sur ces différentes celluloses nitriques, f il y a réduction d'acide azotique, formation d'eau et reproduction de la cellulose, résultat que ne fournit aucune des substances dérivées par la substitution de la vapeur nitreuse à l'hydrogène. Ces composés peuvent être par conséquent assimilés, et par leur mode de formation et par la reproduction' de la substanoe primitive, aox éthers, aui corps gras, etc., ainsi que nous -aurons occasion de le démontrar plus lard.

La composition des différentes celluloses nitriques peut être exprimée par les formules

' Cellulose ^nitrique C**!f*'0", 3 AzOS

Cellulose léiranitrique C'*H"=0'', 4AzOS

^ Cellulose pentanitrique (pyroxyle) . 5AzO\

Quoi qu'il en soit, on pent fEMïîlement se rendre compte des

propriétés explosives de ces composés. Ceux-ci renferment, en effet, tout à la fois des éléments très-combustibles, hydrogène et carbone, ainsi qu'un élément très-comburant, l'oxygène, qui, par leur union mutuelle, peuvent donner naissance à des composés gazeux occupant, à la température de la détonation, un volume considérable ralativenient à de la substance qui a servi à les produire.

On avait pensé qu'il serait possible de substituer le pyroxyle à la poudre ordinaire dans les armes à feu, mais de nombreuses

expériences ont démontré qu'en raison do l'instantanéité de la combustion, cette substitution était loin de réaliser les avantages qu'elle semblait promettre. En outre, la préparation de cette substance, si simple lorsqu'on n'opère que sur de petites quantités de matière, présente de graves dangers lorsqu'on vient à l'appliquer sur une grande échelle.

Le pyroxyle.n'iBSt attaqué par l'acide azoUqne concentré qp'avec beaucoup de lenteur; à la température ordinaire, il s'y dissout à chaud en s'y modiBant et répandant des vapeurs nitreuses. L'eau et Tacide sulfurique précipitent do celte dissolution une poudre blanche très-inflammable, qui n'a pas été analysée.

Le pyroxyle se dissout à une température inférieure à loo degrés dans l'acide sulfurique, d'une densité de i , 7 et donne une liqueur incolore, tandis que la cellulose pure lui donne une teinte brâne. Cette observation permet de reconnaître des traces de cellulose inaltérée dans le coton-poudre.

En modifiant la préparation du fulmhcoton, en remplaçant, par exemple, le mélange d'acide sulfurique et d'acide azotique fumants par un mélange d'azotate de potasse et d'acide sulfurique au maximum de concentration dans le rapport en poids de 8 à 12, on obtient un produit doué de propriétés fort curieuses, soluble en assea ferle proportion dans l'éther alcoolisé, qui a reçu» dans ces

derniers temps, d'importantes applications, notamment en chirurgie et en photographie. Ce produit, auquel on donne le nom de coUodioUy laisse dégager le dissolvant lorsqu'on l'expose à l'air, et 66 dépose en se contractant sous la forme d*un vernis fort adhérent, complètement imperméable à l'eau.

L*éther alcoolisé n'est pas le seul liquide capable de dissoudre celte substance; les i^cétates d*éihyle et de métbyle, ainsi que Facétone, la dissolvent avec facilité.

§ iOol . La composition chimique de la cellulose, de quelque source qu'elle provienne, est représentée par la formule .

mais les propriétés de cette, substance sont bien, loin d'être les mêmes suivant la nature des substances qui ont servi à sa préparation.

La cellulose, bien que pofflédant uné même composition quelle que soit son origine, lorsqu'elle- est entièrement débarrassée des '

matières étrangères qui l'accompagnent, ne présente pas toujours des [)ropriétés identiques. M. Payen, à qui l'on doit des travaux considérables sur cette substance, travaux qui ont jeté le plus grand jour sur sa constitution, fut conduit à expliquer ces anomalies par les différences d'agrégation que présente ce produit.

M. Fremy, qui dans ces derniers témps a repris l'étude de cette question, admet Texistence de plusieurs celluloses îsomériques, qui formeraient les 6bres ligneuses, le tissu cellulaire et les vaisseaux proprement dils. Ces matières que les végétaux renferment en proportions variables seraient, en outre, incrustées de certaines substances de composition ternaire ou quaternaire, douées de cohésions très-variables, et dont on peut, par suMe, débarrasser plus ou moins facilement ces tissus.

.£n appliquant le réactif ammoniaco-cuivrique de Scliweitzer à rétude des tissus végétaux, M. Fremy »*est assuré que la partie externe des cellules s'y dissolvait avec facilité, tandis que la partie interne refusait de s'y dissoudre. Cette dernière, bien différents de la cellulose, possède tous les caractères d'une substance que nous décrirons [)lus loin, sous le nom de pectosc. Ce résultat peut encore être mis en évidence en traitant le tissu cellulaire soit par de i'âcide sulfurique atfaibli, soit par une dissolution étendue de

potassé caustique, la péctoae se changeant aoit ea pectine, soit en peotate alcalin, tandis qae la cdlulose, qui dans ces circonstances n'est nullement modifiée par ces réactilis, reste à Tétat dMsolement

Il a reconnu de plus que la moelle de sureau, qu'on considère comme de la cellulose sensiblement pure et qui possède ujje composition identique, est complètement insoluble dans le réactif de î Schweitzer. Cette substance offrirait donc une organisation toute . spéciale bien différente des fibres ligneuses, des fibres corticales* et du tissu cellulaire.

Un examen approfondi des divers tissus des végétaux nous ap» prend que chacun présente une composition et des propriétés spéeiales, qui dépendent en quelque sorte du rôle physiologique qu*il est destiné à jouer dans la végétation. C'est ainsi que le bois, qu'on avait considéré comme de la cellulose plus ou moins imprégnée d'incrustations organiques et minérales, peut être séparé, grâce à rintervenlion de certains réactifs, en trois produits parfaitement distincts, savoir :

1". Des fibres;

« ^\ Un tissu particulier connu sous le nom de tissu c^Uwiaire; * ^

3^ Enfin des vaisseaux proi)rement dits.

Cette séparation peut s'effectuer facilement à l'aide de la méthode suivante, que Ton doit à M. Fremy. On peut obtenir les vaisseaux ligneux débarrassés de toute autre substance en faisant . agir successivement sur le bois, i" une dissolution étendue de potasse caustique qui di^ut le tannin, les substances albumineuses et les composés poétiques; de Tacide chlorhydrique dont on augmente le degré de concentration jusqu'à ce qu'on arrive à Tacide fwnant; ce réactif, qui dissout le tissu utriculaire, rend en outre les fibres ligneuses sotubles dans le réactif âmmoniaco-cuivrique; 3** et finalement de l'acide sulfurique au maximum de concentration qui dissout les dernières portions des utricules et des fibres qui ont écliappé à l'action de l'acide chlorhydrique et du réactif cuivrique.

Là matière qui forme le résidu de ces divers traitements, après des lavages à Teau, à Talcool et à l'éther, constitue un principe immédiat bien défini, que M. Premy désigne sous le noni de vas" cuhtei Cette mitière, qui se caraetérise par une insolubilité com-

plète dans les acides chlorhydrique et sulfarique concentrés, ainsi que dans le réactif de Scbweitzeri disparaît au contraire avec la plus grande facilité dans une dissolution concentrée bouillante de potasse caustique.

La substance utriculaire insoluble dans les conditions ordinaires, dans la liqueur ammoniaco-cuivrique, devient facilement attaquable par ce réactif, lorsqu'elle a été soumise à l'action successive . des acides et des alcalis, ce qui permet de la séparer à l'état de pûreté. Il en est de môme en ce qui concerne le tissu ligqeux, qui forme les rayons médullaires. M. Fremy désigne cette substance sous le nom de pameeUtUase.

Cette substance, ainsi que la précédente, se dissout .complètement, à Taide de la chaleur, dane une dissolution concentrée de potasse caustique, ce qui permet d'isoler dans un étal de pureté parfaite la matière qui constitue les fibres liG;neuses et que nous désignons sous le nom de fibrose. A cet ellet, on introduit dans un ballon de verre des copeaux de bois, sur lesquels on verse une dissolution de potasse caustique, et Ton chauffe en ayant soin de ne pas dépasser la température à laquelle les fibres ligneusek se trouveraient elles-mêmes altérées.

En opérant avec précaution, on voit di^raltre le tissuligneux, ainsi que les rayons médullaires, et si l'cfn soumet la masse à des lavages répétés, on obtient finalement à l'état de blancheur parfaite les fibres dont on achève la purification en les traitant successivement par l'eau, l'alcool et l'éther.

Cette dernière substance çst caractérisé par son insolubilité dans une liqueur alcaline concentrée, qui dissout les vaisseaux et les rayons médullaires ; par sa solubilité dans l'acide sulfurique concentré, qui ne dissout pas les vaisseaux ligneux; par son in80> lubilité dans la liqueur ammoniaco-cuivrique, qui dissout immédiatement la cellulose et qui n*attaque les Bbres ligneuses que lorsqu'elles ont été modifiées par l'action des réactifs.

L'action de l'acido sulfurique au maximum do concentration établit une distinction très-nette entre la fibrose et la cellulose. En effet, lorsqu'on broie cette dernière avec ce réactif, elle se désagrège et se transforme en un produit gommeux entièrement soluble dans l'eau, qui n'est autre chose que la dextrine; tandis que si, placée dans les mêmes circonstances, la ftbroeo se dissout

C£LLULOS£. 47

(fams Tadde, elle s'en sépare par Taddition de l'eau sous forme

d'une gelée oomplétenient Insoluble.

Les différents organes qui constituent les végétaux, différents par leurs formes et leurs fonctions physiologiques, ont donc pour base des principes immédiats qui différent aussi par leurs propriétés, quoique ayant une composition centésimale identique. Fautril voir maintenant dans ces organes si divers des états isomériques ou des différenees d'agrégation? c'est à des recherches ultérieures à le décider.

§ iùSlà, A côté de la cellulofle ét des différents principes <]|àe nous venons d'cKaminer sommairement, on rencontre dans les bois une proportion variable d'une substance azotée soluble ou du moins possédant une faible cohésion. Cette matière, susceptible d'une altération facile, entraîne les différentes parties du bois dans sa décomposition. De plus, en raison même de sa nature azotée, celle-ci devient un véritable aliment pour les insectes qui, envahissant le bois, en amènent également la destruction. C'est, en outre, aux dépens de ces matières azotées que se développent à , la surface et jusqu'au centre du bois les moisissures et diverses végétations cryptogamiques qui tendent encore à le désagréger.

La cause principale de l'altération des bois résidant dans la présence des matières azotées qu'ils renferment, on peut en conclure avec certitude que les agents qui servent à la conservation des matières animales devront également préserver les bois d'une altération ultérieure. Si donc on fait pénétrer dans le bois des substances qui,^ par leur union avec la matière azotée,, la rendent complètement inerte» on pourra prévenir sa décomposition.

Toute la difficulté consiste à faire pénétrer l'agent antiseptiqile dans l'intérieur des cellules, des fibres, des i^dsseaux, et dans les interstices qui les séparent.

On peut employer à cet usage les huiles fixes et volatiios, les . résines, l'acide pyroligneux, le sulfate de fer, le pyroliguite de fer, le bicblorure de mercurOt ^^c-

Pour faire pénétrer ces différentes substances dans le bois, on peut employer différents procédés. M. Bréant fait intervenir une piesBion plus ou moins forte à la' surface du . liquide dans lequel plongent Içs pièces.

M. lloll coo8eil^4e raréûer l'air dans les pores du bois par une

injection de vapeur, puis à remplacer celle dernière par une dissolution renfermant la substance préservatrice.

Enfin M. Boucherie conçut l'ingénieuse idée d'employer la force ascensionnelle de la séve pour faire pénétrer dans toutes les parties du bois la substance destinée à en opérer la conservation. A cet efifet, on pratique à la partie inférieure de l'arbre une entaille qu'on entoure d'un sac formé d'une matière imperméable, dans lequel on place la liqueur qui doit le pénétrer. H suffit de téserver un bouquet de feuilles à la partie supérieuré pour que Taspiration • sort suffisante.

En introduisant successivement dans le végétal des liquides susceptibles de réagir l'un sur l'autre, et de produire par double décomposition des produits colorés, on peut obtenir des nuances si variées et si remarquablement actîidentées, qu'on avait espéré tout d'abord en tirer un parti fort avantageux pour l'ébénisterie; Texpérience n*a malheureusement pas fourni les résultats qu'on était en droit d'espérer de ce procédé.

Lorsque le bois est soumisr à des alternatives de sécheresse et d'humidité, il se désagrège et finit par s'égrener facilement sous les doigts; il pourrit, comme on dit. Les plantes répandues sur le sol se transforment dans ces conditions en terreau» Les végétaux herbacés qui se développent au fond des marais passent à l'état . de tourbe. Cette tourbe et ce terreau renferment de l'acide ulmique en proportions notables.

Dans le sein de la terre, les végétaux enfouis éprouvent dee altérations bien plus profondes encore, ils donnent alors naissan<*e à des produits divers qui forment les iig/iUçs, la houille et IV///thracitc.

Les bois renferment, outre le carbone, l'hydrogène et l'oxygène, qui constituent leur partie combustible, un certain nombre de substances minérales fixes, qui restent par la combustion sous la forme de cendres. La proportion de ces dernières, toujours trèsfaible, varie dans le même végétal. C'est ainsi que les feuilles et l'écorce laissent plus de cendres que les branches, et que ces dernières en donnent plus que le tronc.

La cellulose sensiblement pure, telle qu'on la rencontre dans les vieux chiffons de coton ou de chanvre, est employée à la fabrication du papier. Ces derniers, après avoir été lessivés, sonl soumis

AMIDON. 4c)

à des opérations mécaniques dont le but est de détruire en grande partie les filaments de la cellulose et d'amener cette substance à un grand élat de division. Cette matière, réduite en pâte et blanchie, est ultérieurement convertie en papier par des méthodes diverses, dont une description, même sommaire, ne saurait trouver place dans cet ouvrage.

» AMIDON. Éq. = 2025,oou 162.

§ 1033. On rencontre dans les cellules de certaines plantes une substance blanche affectant la forme de grains arrondis, à laquelle on donne le nom d'amidon ou de fécule amylacée. C'est principalement dans les tubercules de la pomme de terre et dans les graines des céréales que cette substance existe en proportions un peu considérables, c'est aussi de ces matières qu'on l'extrait pour les besoins de Tinduslrie.

On donne plus particulièrement le nom de fécule à la substance amylacée qu'on extrait de la pomme de terre, de l'igname, des bâtâtes, etc. ; celui d'amidon s'applique d'ordinaire au produit que contiennent les graines des céréales, des légumineuses, etc.

De quelque plante qu'on retire la fécule, on lui trouve des propriétés identiques.

Leuwenhoeck, examinant au microscope les grains d'amidon ,

reconnut que ceux-ci possèdent une forme ovoïde [fi^. 248) et présentent deux points singuliers auxquels on donne le nom de hilcs. Des expériences d'optique ont démontré que ceux-ci étaient disposés de telle sorte, que la ligne qu'on y fait passer constitue un axe de symétrie de la substance. L'amidon diffère donc complètement, par sa texture, de la matière pulvérulente qui constitue les précipités chimiques ordinaires.

M. Raspail, dans un travail considérable sur la fécule, considéra chaque grain comme formé d'une enveloppe solide contenant un