CHAPITRE PREMIER

Abrégé de la chimie du lait (1).

Sommaire. — Caractères généraux. — Composition qualitative (caséine et matières protéiques, lactose, beurre, matières extractives, principes minéraux, gaz). — Examen microscopique. — Stratification du lait au repos. — Composition quantitative. — Etude de la coagulation. — Classification des laits.

Le lait est le liquide sécrété par les glandes mammaires des mammifères femelles, pour servir à la nourriture de leurs petits après la naissance.

(1) A. Parmentier et N. Deyeux. Précis d’ expériences et (V observations sur les différentes espèces de lait. Strasbourg et Paris, an VIII de la République. — Vernois et Becquerel. Du lait chez la femme. Annales d'hygiène, 1853. — Joly et Filhol. Rechérches sur le lait, dans Mémoires des savants étrangers publiés par V Acad, de méd . de Belgigue , p. 110, 1855. — H. Fery. Étude comparée sur le lait de femme, de l'ânesse (mémoire). J. -B. Baillière, Paris, 1881. — Duclaux. Le lait. 2e tirage, Paris, 1894. (Ce livre est le recueil des mémoires originaux de M. Duclaux sur le lait.) — • Du même. Principes de laiterie. Paris (sans date), chez A. Collin. — Soxhlet. Mile h und Milchproducte. Munich, 1886. — TarnIer, Chantreuil et Budin. Alimentation et hygiène des enfants nouveau-nés . Paris, 1888. — Bouchut. Hygiène de la première enfance , 8e édition, Paris, 1881.

— A. Gautier. Leçons de chimie biologique normale et pathologique, 2e édition, Paris, 1897. — Bunge. Cours de chimie biologique et pathologique. Trad. franç. de Jacquet. Paris, 1891. — Rouvier. Le lait. Paris, 1893.

— Arthus. Coagulation des liquides organiques . Paris, 1891. — Langlois. Le lait. Encyclopédie scientifique des aide-mémoire. Paris (sans date). — François Guiraud. Le lait de femme à l'état pjhysiologiquc. Thèse de Bordeaux, 1897, et Archives cliniques de Bordeaux , juillet 1897, n° 7.

LE LAIT

Cauactèiies généraux. — C’est un liquide opaque, blanc, présentant quelquefois des reflets jaunâtres ou bleuâtres. Il a une odeur légère et agréable; mais cette odeur peut être modifiée par certaines conditions. Le lait absorbe les substances volatiles odorantes ; laissé dans une pièce où ont séjourné des fumeurs, il prend l’odeur du tabac; les gaz delà houille, la térébenthine, les émanations des fosses d’aisances lui communiquent leur odeur. Si le lait de chèvre exhale parfois une odeur « de bouc », c’est parce que ces animaux séjournent dans l’étable; cette odeur est absente dans le lait des chèvres qui vivent nuit et jour en plein air. La saveur du lait est douce et légèrement sucrée. Sa densité varie avec les espèces dont il provient; prise à 15 degrés, elle oscille entre 1028 et 1034.

Le point d’ébullition du lait est un peu plus élevé que celui de l’eau ; le lait bout à 101° environ. Lorsqu’on chauffe du lait à l’air libre, le liquide commence à « monter » ou à « enlever » bien avant d’entrer en ébullition, à 75° d’après Comby, à 85° d’après Gautrelet. Le lait monte donc avant de bouillir, et les ménagères savent bien que pour obtenir l’ébullition véritable, il faut briser la croûte de caséine solidifiée (frangipane) qui se forme à la surface et laisser le lait sur le feu jusqu’à l’apparition de gros bouillons.

D'après M. Winter, le lait normal, comme le sérum sanguin et d’autres liquides de l’organisme, aurait un point de congélation constant qui est de — 0°,57. Toute altération ou mouillage du lait se traduirait par une modification du point de congélation, proportionnelle au degré de l’altération ou du mouillage. S’il y a altération spontanée, le point de congélation s’abaisse; l’addition d’eau le relève (1). MM. Bordas et Genin ont contesté les assertions de M. Winter (2).

Des opinions divergentes ont été émises au sujet de la réaction du lait; les uns la prétendent alcaline, les autres acide ; d’autres disent qu’elle est amphotère, c’est-à-dire que

(1) C. R. de V Académie des Sciences , 11 novembre 1895. •(2) C. Il . du V Académie des Sciences, 31 août 1890.

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le lait rougit légèrement le papier bleu de tournesol et bleuit légèrement le papier rouge. D’après Vaudin, au moment môme de l’émission, le lait a une réaction acide; l’acidité est plus marquée chez les herbivores que chez les carnassiers; elle est deux fois plus forte dans le lait de vache que dans le lait de femme. La réaction pourrait devenir alcaline peu après l’émission. En tout cas, si la stérilisation ne protège pas le lait animal contre l’action du ferment lactique, quelques heures après, la réaction est toujours franchement acide et cette acidité augmente d’autant plus rapidement que le temps est plus chaud et plus orageux; elle est due à la fermentation lactique qui transforme le lactose en acide lactique (1).

Le lait de femme additionné d’ammoniaque prend progressivement, à la température de la chambre, une coloration rouge tirant sur le violet; le lait de vache (Umikoff) ne présente pas ce phénomène (2).

Lelaitde vachecrudonne une coloration bleue avec la teinture alcoolique de racine de gaïac; cette réaction ne se produit pas avec le lait bouilli. On en a conclu que le lait renferme un ferment oxydant qui est détruit par la chaleur. Je n’ai pas obtenu cette réaction avec le lait de femme, examiné soit frais, soit vingt-quatre heures après la récolte.

Composition qualitative du lait. — Le lait renferme : de l’eau; une substance albuminoïde, la caséine ; un hydrate de carbone, le sucre de lait ou lactose; un corpsgras, le beurre ; des sels divers, particulièrement du phosphate de chaux ; des gaz ; et enfin des matières qu’on groupe sous le nom de matières extractives. C’est un aliment complet; il contient toutes les substances nécessaires à la nutrition, aux activités fonctionnelles et à la croissance.

Pour étudier la composition chimique du lait, il faut le recueillir d’une manière aseptique, de manière à se mettre à l’abri des modifications profondes qu’engendrent rapidement les fermen-

(1) Voyez plus loin Microbe* du lait.

(2) Jahrb . f. Kinder heilh., 1896, vol. XLII,fasc. 3 et J, p. 356.

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tâtions microbiennes. Il faut aussi, autant que possible, l’examiner frais ; même privé de germes, le lait conservé au repos se modifie sous l’influence du vieillissement.

Caséine. — Il y a dans le lait une substance albuminoïde, qu’on appelle « caséine ». Elle possède les propriétés suivantes : Elle est insoluble dans l’eau distillée, mais soluble dans les solutions alcalines ou phospho-alcalines étendues, et c’est grâce à cette dernière propriété qu’elle est maintenue en dissolution dans le lait. Elle est soluble aussi dans certaines solutions de sels neutres, tels que le fluorure de sodium et l’oxalate d’ammoniaque (Arthus).

Dans le lait comme dans les solutions alcalines, elle n’est pas précipitée ou coagulée par la chaleur ; mais elle est précipitée par les acides minéraux ou organiques, parle sulfate de magnésie et le chlorure de sodium à saturation et à froid. Lorsqu’on a précipité la caséine du lait par un de ces agents, la liqueur transparente séparée du précipité donne un coagulum à la température d’ébullition. On en a conclu que le lait renfermait d’autres substances albuminoïdes que la caséine : une lactalbumine et une lactoglobuline. M. Duclaux pense que cette conclusion est erronée et qu’il n’y a dans le lait qu’une seule matière albuminoïde, la caséine ; celle-ci, comme les autres substances quaternaires, change avec les conditions où elle est placée, ce qui n’empêche pas qu'elle est toujours de la caséine.

La propriété la plus remarquable de la caséine est qu’elle se coagule sous l’influence d’un ferment soluble qui existe dans l’estomac de tous les mammifères, surtout abondant chez les jeunes sujets, et qu’on nomme présure, ou lab-ferment, ou pexine.

La coagulation du lait par la présure est la première phase de la digestion du lait, la phase de digestion gastrique. Aussi l’étudierons-nous plus loin avec quelques détails. La présure retirée des caillettes de veaux ou de chevreaux est utilisée pour coaguler le lait dans la fabrication des fromages.

D’après M. Duclaux, la caséine se trouverait dans le lait sous trois états : une partie est complètement dissoute ; une partie est' en suspension et se voit sous forme de fines granulations

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au microscope ; une troisième partie qui passe à travers le filtre de papier. mais qui reste à la surface du filtre de porcelaine, serait à l’état muqueux ou colloïdal. M. Artlms pense qu’il n’y a pas lieu de distinguer la caséine dissoute de la caséine colloïdale; quanta la caséine en suspension, rien ne démontre qu’elle existe dans le lait au moment de sa formation et qu’elle ne se dépose pas sous l’influence du vieillissement.

Quoi qu’il en soit, l’eau ajoutée au lait de vache augmente la proportion de caséine dissoute.

Lactose. — Le lait renferme une matière ternaire (hydrate de carbone), un sucre, qui est le lactose ou le sucre de lait(C 12 H2'1 O'2). Le lactose est soluble dans 6 parties d’eau froide et il est dans le lait en dissolution parfaite. Il est insoluble dans l’alcool et l’éther anhydre. Il est cristallisable, et dévie à droite le plan de polarisation. 11 a un goût légèrement sucré. Par l’action combinée des acides étendus et de la chaleur, le sucre de laitse dédouble en glucose et galactose. Il réduit la liqueur cupropotassique comme le glucose ; mais son pouvoir réducteur est plus faible. Le lactose est, aveclerafïinose, le seul sucre qui, traité par l’acide nitrique, donnede l’acide mucique (environ 40 p. 100); les autres sucres donnentde l’acide saccharique. Il ne subit pas, ou subit très difficilement, à l'inverse du glucose, du saccharose et du maltose, la fermentation alcoolique sous l’influence delà levure de bière.

Le lactose du lait de femme différerait, d’après Béchamp, de celui du lait de vache, non par sa composition, mais par la forme des cristaux.

La matière grasse du lait. — La matière grasse du lait se trouve suspendue dans le sérum du lait à l’état de fine émulsion. Quand on examine au microscope une goutte de lait, on y voit un grand nombre de globules, à contours nets et épais, entourés d’un liséré fin et brillant. Ce sont les globules gras du lait, découverts par Leuwenhoeck. On a beaucoup discuté sur la question de savoir si ces petites sphères de graisse ont une membrane d’enveloppe; aujourd’hui on tend à admettre, avec M. Duclaux, qu’elles n’en ont pas. Comme toutes les graisses,

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les globules gras du lait représentent une combinaison d’acides gras et de glycérine avec élimination d’eau. Ils sont constitués par les matières grasses neutres ordinaires : trioléine, tripalmitine, tristéarine, avec de petites quantités de quelques autres triglycérides.

Le diamètre des globules gras du lait est variable et oscille entre 2 ^ et 20 jj.. Le lait de femme est celui qui renferme les plus gros globules. Devergie les a divisés en globules gros,

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Fig-.I. — Lait de femme (3 mois 1/2 après l’accouchement). Grossiss.: 370.

moyens et petits; il a avancé que les laits à gros globules sont les plus riches en matières grasses. Fleischmann a adopté sa manière devoir et a ajouté qu’un lait ancien contient plus de gros globules qu’un lait récent. M. F. Guiraud n’a pu vérifier ces assertions ; il résulte de ses recherches que les globules sont d’autant plus gros et d’autant moins nombreux que le lait est plus récent, etqu’onpeut rencontrer un excès de matière grasse avec de très fins globules. Mais ce qui me paraît certain, c’est qu’un lait à très petits globules est susceptible de provoquer de la diarrhée. C’est un point sur lequel je reviendrai (1).

(1) Yoyez plus loin : Incidents de l’allaitement .

ABHÉGÉ DE LA CHIMIE DU LAIT

Ces globules sont moins lourds que l’eau ; aussi ont-ils une tendance à montera la surface pour constituer la crème. Mais il faut remarquer que les gros globules, ceux qui ont 10[x environ, montent plus facilement àla surface et forment plus spécialement la crème; les fins globules s’arrêtent souvent en route.

Le lait, agité avec l’éther, ne lui cède sa matière grasse que si on l’additionne, au préalable, d’une lessive de soude caustique.

Matières extractives. — On a signalé la présence dans le lait de la lécithine (1 gr. par litre dans le lait de femme), de la cholestérine (0 gr. 3 par litre dans le lait de femme), de l'urée, de la créatine, du pigment jaune des graisses (lipocbrome), delà dextrine, de substances incristallisables et optiquement actives (Denigès), de produits odorants solubles dans le sulfure de carbone, delà nucléine, de l’acide phosphocarnique (Siegfried).

Ilenkel et Soxhlet ont découvert l’acide citrique dans le lait de vache; il s’y trouve dans la proportion de 1 gr. à 1 gr. 50 par litre. 11 existe dans le lait de femme, mais en moins grande quantité (Scheibe). 11 forme des citrates alcalins.

D’après Moro, le lait de femme renferme à l’état normal un ferment saccharifîant très actif ; un pareil ferment n’existe pas dans le lait de vache (1).

Principes minéraux. — Les phosphates du lait. — Le lait renferme une série de sels : phosphates de chaux, de soude, de magnésie, de fer et d’alumine ; — chlorures de potassium et de sodium ; — carbonate de soude. On y a trouvé du manganèse et des traces de fluor et de silice.

Le principal de ces sels est le phosphate tribasique de chaux. Une partie de celui-ci est dissoute, une à l’état colloïdal, une autre est en suspension et se montre au microscope sous la forme d’une poussière dont les grains ont moins de 1/2000 de millimètre (Duclaux). On a remarqué que les granulations pliosphatiques visibles au microscope font défaut et sont peu nombreuses dans le lait qui vient d’être recueilli et augmentent en nombre à mesure que le lait vieillit. En tout cas, les 2/5 environ

(1) Jahrb. f. Kinderli., 1898, t. XLVII, p. 342.

LE LAIT

du phosphate de chaux ne traversent pas le filtre de porcelaine.

Le phosphate tribasique de chaux est complètement insoluble dans l’eau. On s’est demandé comment une bonne partie de ce sel est maintenue en dissolution dans le lait. Autrefois, on invoquait la réaction acide de ce liquide, opinion aujourd’hui abandonnée. Puis on a admis que les phosphates sont dissous grâce à leur combinaison aux matières protéiques ; Hammarsten pense que le phosphate de chaux fait partie intégrante delà caséine (ce que nie M. Duclaux), Lubavin de la nucléine, Siegfried de l’acide phospho-carnique auquel le fer serait combiné comme la chaux. Mais, d’après M. Vaudin, dont les recherches nous semblent à l’abri de la critique, ce sont les citrates alcalins qui, en présence du lactose, maintiennent en dissolution le phosphate de chaux, même dans un liquide neutre ou faiblement alcalin (1).

Il est encore un facteur dont il faut tenir compte. Le lait, au moment de la traite, contient une forte proportion d’acide carbonique, capable de maintenir en solution une notable quantité du phosphate de chaux. Si ce sel se dépose en partie après la traite, c’est sans doute pour une part parce que l’acide carbonique se dégage dans l’atmosphère.

Gaz. — Par la pompe à mercure, on extrait du lait des gaz qui y sont en dissolution ; le lait de vache renferme 3 volumes de gaz pour 100 volumes de lait. Ces gaz sont formés d’acide carbonique, d’oxygène et d’azote. C’est l’acide carbonique qui domine.

Examen microscopique du lait. — Lorsqu’on examine le lait au microscope, on voit qu’il est constitué par un liquide incolore, transparent, tenant en suspension des globules arrondis très nombreux, à contours très nets, à centre brillant, très réfringents ; ces globules sont les globules gras du lait ; ils nagent dans le lactoplasma qui tient en solution la caséine, le lactose et les sels.

En outre des globules gras, l’examen microscopique permet d’apercevoir, quand le lait est un peu vieux, de fines granula-

(l) Vaudin. Sur le phosphate de chaux en dissolution dans le lait. Ann: de l' Institut Pasteur , 1S94, p. 502 et 865.

ABRÉGÉ DE LA CHIMIE DU LAIT

tions (moins de un demi jj .) qui sont du phosphate de chaux ou de la caséine en suspension.

Stratification du lait au repos. — Le lait recueilli et conservé d’une manière aseptique prend, après un certain temps de repos absolu, un aspect spécial; il se stratifie d’une manière particulière.

1° Au fond de l’éprouvette, on voit un dépôt très peu abondant d’une substance solide qui tranche par sa blancheur mate sur le reste du liquide. C’est un dépôt pulvérulent de phosphate tricalcique.

2° Au-dessus se trouve un dépôt épais et blanc, p'us ou moins abondant, formé de fines particules en suspension. Ce dépôt est formé de caséine en suspension.

3° Au-dessus de ce dépôt, vient une couche opalescente, un peu jaunâtre, qui renferme le sucre de lait ou lactose, plus de la caséine dissoute.

4° Enfin, à la surface s’est rassemblée une matière grasse, le beurre, que sa faible densité fait surnager au-dessus des autres couches et qui apparaît au microscope formée de globules graisseux serrés les uns contre les autres. Cette couche graisseuse est la crème du lait ; quand on l’enlève, il reste le lait écrémé.

Composition quantitative du lait. — La composition quantitative du lait est sujette à de grandes variations. Elle varie d’abord avec l’espèce : le lait de femme a une composition différente du lait de vache. Dans une même espèce, elle varie avec la race ; il y a des vaches dont le lait est riche en beurre (vaches beurrières), d’autres dont le lait est riche en caséine (vaches fromagères). D’après Yernois et Becquerel, semblables différences s’observent chez la femme.

Le degré de concentration du lait semble en rapport avec la quantité de ce liquide sécrétée en vingt-quatre heures. Yernois et Becquerel ont avancé que, chez la femme, un lait abondant est en même temps plus concentré, sauf en beurre, tandis qu'il est plus aqueux chez la vache.

D’après ces mêmes auteurs, il y aurait un antagonisme entre la richesse du lait en beurre et en caséine soluble et sa

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richesse en caséine insoluble et en sucre. Tarnier et Chantreuil ont remarqué que le sucre augmente en même temps que l’eau, tandis que les autres principes solides diminuent.

La quantité et la richesse du lait sont influencées par un certain nombre de conditions physiologiques : période de l’allaitement, heure de la traite, phase delà traite ou de la tétée (le lait n’a pas la même composition au commencement et à la fin), le régime alimentaire, les conditions de vie de la femelle laitière. La composition du lait peut enfin être modifiée parles maladies. Ces influences seront étudiées au chapitre de la Sécrétion lactée et dans la seconde partie de cet ouvrage.

Les oscillations de la composition quantitative n’empêchent pas qu’en se plaçant dans des conditions semblables, et surtout en prenant des moyennes, on n’arrive à des nombres à peu près équivalents pour les proportions de caséine, de beurre, de sucre de lait et de sels contenues dans le lait d’une même espèce animale. Ainsi, en analysant des séries de mélanges de laits de plusieurs vaches, on obtient des chiffres sensiblement voisins. Nous devons connaître ces moyennes, car elles sont des points de repère indispensables.

Voici un tableau (1) qui représente la composition moyenne du lait de femme et des laits des animaux domestiques qui ont été employés pour l’alimentation des jeunes enfants :