PRÉPARATION DES MOUTS ET RÉACTIONS CHIMIÛOES
DE .LA SACCHARIFICATION.
L'empois formé par Taction de la vapeur dans les appareils à cuire doit être ensuite rendu liquide et transformé en une sorte de sucre, au moyen de la diastase que l'on obtient par le maltage du grain.
La chimie de la transformation de l'amidon en sucre n'est nullement aussi facile qu'on le croyait jusqu'ici.
Les premières données sur ce sujet remontent au commencement de ce siècle, ATirfAA^ (journal de Schweigger) disait avoir trouvé que l'on pouvait transformer complètement l'amidon en sucre en le faisant bouillir avec de l'acide sulfurique étendu
Le même chimiste trouva, deux ans plus tard, que l'albumine contenu dans les grains de blé peut produire une transformation semblable et que cette propriété s'accentue quand on iait subir d'abord au grain l'opération du maltage
Payen, Persoz et Billot, qui s'occupèrent plus tard de l'influence de la diastase, trouvèrent bientôt qu'en outre du sucre produit, qu'ils reconnurent identique au sucre de raisin, il se forme un produit intermédiaire entre l'amidon et le sucre, qui n'est autre chose que ladextrine.
Les avis étaient partagés sur la question de savoir si la dextrine était un corps déterminé, se produisant toujours en quantité
constante sous l'action de la diastase, ou si ce n'était qu*un produit intermédiaire entre l'amidon et le sucre, pouvant être transformé en sucre par l'action prolongée du ferment diastasique.
Kekulé dit, par exemple, dans sa chimie organique (volume 11-386) que, d'après Musculus, la diastase agissant pendant un temps suffisamment long peut transformer complètement la dextrine en dextrose (sucre de raisin). D'autre part, on lit dans le Chem. Central. Blatt (1880, page 602) que la dextrine produite par le ferment diastasique ne peut pas être transformée en sucre par une action plus prolongée de la diastase, et qu'elle ne l'est que lentement sous l'action des acides étendus.
Plus tard, après les recherches de Payen ttPersoz, Guerrin-Varry et Dubrunfaut, il ne fut plus possible de douter que la dextrine était un produit normal du ferment diastasique; mais les chimistes varièrent encore longtemps sur la proportion dans laquelle elle se trouve mélangée au sucre. C'est ainsi que' Musculus croyait qu'en faisant agir la diastase sur l'amidon , on ne pouvait obtenir qu'un équivalent de sucre pour deux équivalents de dextrine, et donnait, par suite, pour formule de cette réaction chimique :
Amidon. Dextrine. Sucre.
Payen s'éleva contre cette assertion, et trouva que Ion pouvait obtenir une beaucoup plus grande quantité de sucre ; il cite 53 °/o.
Balling dit, de son côté, que dans cette réaction on obtient une masse se composant d'environ un tiers de dextrine et deux tiers de sucre ; il ajoute que la transformation de la dextrine en sucre ne continue pas tant qu'elle reste en présence du sucre formé, mais qu'elle reprend dès que la proportion de celui-ci diminue.
Guerrin-Varry prétend avoir trouvé une plus grande quantité de sucre, allant même jusqu'à 91 %, et Dubrunfaut dit avoir atteint
Schwarzer^ qui reprit plus tard l'étude de l'action de la diastase, établit (journal : La Chimie pratique, 1880, volume I, p. 212) qu'à la température de 60® centigrades, particulièrement favorable à cette transformation, et aux températures inférieures, jusqu'à zéro, il se forme régulièrement un équivalent de sucre pour un équivalent de
dextrine. La formule de cette transformation serait donc la suivante :
Amidon. Dextrine. Sucre.
D'après Schwarzer, on n'obtiendrait au delà de 60^ centigrades qu*un équivalent de sucre pour deux de dextrine, comme Tindique la formule suivante :
Amidon. Dextrine. Sucre.
Les résultats obtenus par Schwarzer ne sont pas douteux, quoique cet opérateur donne sur ce phénomène des explications qui ne sont pas les mêmes que celles que nous fournissons plus loin. Il est bon de remarquer que Schwarzer a trouvé, en opérant à de hautes températures, les mêmes résultats que Musculus. Il semblerait donc que ce dernier ait fait agir la diastase à des températures plus élevées que les autres chimistes.
Quoiqu'il en soit, il ressort d*une manière absolument sûre des observations de Schwarzer qu'il se produit de plus grandes quantités de dextrine, à des températures élevées, qu'à de basses températures et que, particulièrement, à la température normale de saccharifi cation. Nous insisterons plus tard sur les conséquences pratiques de ce fait.
On peut remarquer en passant que lorsqu'on dépasse la température de 75^ centigrades = 60 R^. la diastase perd sa propriété et n'a plus aucune action sur l'amidon.
D'après les observations faites par Maercker en collaboration avec Schulzt {Z^ùut^ der Landwirthschaft, 1872, p. 209), les assertions de Schwarzer, à savoir que les proportions de sucre et de dextrine sont les suivantes : S : D = 1 : 1, sont exactes tant qu'on ne dépasse pas la température de 65^ centigrades.
Cette équation serait vraie non seulement pour les diverses sortes d'amidon de pommes de terre, de froment, d'orge et de seigle, mais aussi pour tous les jus sucrés que l'on obtient dans la pratique et qui contiendraient, par suite, une partie de sucre pour une partie de dextrine.
' Il y a cependant encore une erreur dans les équations précédentes, erreur qui provient de ce que l'on s'était mépris sur les :Téritables propriétés de l'espèce de sucre produit par l'action diastasique.
Tous les chimistes connus jusqu'à cette époque, à la seule exception de Dubrunfaat, pensaient que le sucre produit par la diastase était identique au sucre de raisin ou dextrose. Les traités de fabrication de l'alcool qui s'occupent de l'action diastasique reproduisent aussi cette erreur.
Dubrunfaiti avait, au contraire, mis en avant dès 1847 (Annales de chimie et de physique, vol. XXI, p. 178) que le sucre produit par la diastase diSëre essentiellement du véritable sucre de raisin, et il avait appelé ce sucre qu'il venait de découvrir du nom de tnaltose sucre de malt.
De plus récentes observations ont absolument conârmé les faits avancés par Dubrunfaut. On voit par cet exemple que, quoique reposantsur des observations exactes, des idées erronées peuvent se perpétuer dans les ouvrages pendant plus d'un quart de siècle.
D'après Dubrunfaut, la maltose se dissout plus difficilement dans l'alcool que la dextrose, et elle s'en distingue surtout en ce qu'elle possède un pouvoir trois fois plus grand pour dévier le plan de la lumière polarisée. Il ajoute que la maltose est entièrement fcrmentescible et sans avoir été préalablement transformée en dextrose.
Lorsqu'on fait agir les acides étendus sur de l'amidon on obtient d'abord un sucre identique à la maltose qui, par une action plus prolongée des acides, donne de la dextrose.
Il n'y a donc pas à douter de la différence entre la maltose et la dextrose ; néanmoins, dans les ouvrages postérieurs à ces affirmations de Dubrunfaut, il n'a toujours été question que de sucre de raisin, comme résultat de la diastase sur l'amidon. Ce n'est que dans ces dernières années que O. Sullivan [Moniteur Quesneyille, mars 1874) et E. Schulze {Berichte der deutschen chemischen Geselhchafl, p. 1047) ont repris les essais de Dubrunfaut et en ont vérifié la complète exactitude.
La maltose diffère donc essentiellement de la dextrose tant par son pouvoir rotatoire que par son action sur les liqueurs cupropotassiques (Fehiing, Violette, etc., etc.). En effet, d'après Schulze, il a été reconnu que 100 parties de maltose réduisent seulement une
quandté d* oxyde de cuivre égale à celte que réduiraient 66 à 67 parties de dextrose.
Schulze et O. Sullivan ont trouvé pour la formule de la maltose : C*' H" O** -4- H* O, qui diffère un peu de celle de M. Dubrunfaut : C* H** O*. et qui se rapporte à celle du sucre de canne.
Maercker, pendant ses recherches sur les opérations chimiques de la fabrication de l'alcool (Landtp. Jahrbûcher, 1877, complément, p. 286), a pu vérifier et confirmer les expériences de Schulze et O. Stdlwafiy notamment les actions de la maltose et de la dextrose sur la liqueur cuivrique. II a aussi reconnu que la maltose était directement fermentescible comme l'avait affirmé Dubrunfaut,
D'après Dubrunfaut, Schulze etO. Sullivan, la présence de la maltose dans les jus saccharifiés par la diastase a bien été démontrée, mais ils n'ont pas constaté s'il ne s'y trouvait pas d'autres sucres comme la dextrose et la lévulose. L'auteur a pu démontrer, ainsi qu'on va le voir, que ces deux corps ne se forment pas. La maltose se distingue, en effet, de la dextrose et de la lévulose en ce que le réactif de Barfoed (une dissolution acétique faible d'acétate neutre de cuivre) est sans action sur elle, tandis que la dextrose et la lévulose le réduisent énergiquement.
L'auteur a trouvé que même les dissolutions concentrées de maltose ne réduisent que des traces du réactif de Barfoed. Si donc, dans la formation du sucre par la diastase, il se produit à côté de la maltose et de la dextrine de la lévulose et de la dextrose, la liqueur produite devra réduire le réactif de Barfoed. Or ce fait ne se produit pas, si la diastase est bien pure et ne contient pas de sucre. // est donc bien' démontré que dans la saccbarificaiion par la diastase, U ne se produit ni dextrose ni lévulose.
D'après ce que nous venons de dire, on peut considérer comme absolument acquis les faits suivants :
1® La maltose et la dextrine sont les seuls produits de la saccharification par la diastase ; il ne se forme donc pas de dextrose.
2® L'action de la diastase sur l'amidon est accompagnée d'une absorption d'eau (hydrolise).
3** Les dextrines qui se forment sous l'action de la diastase sont très différentes ; celles qui sont produites au commencement de
l'action du ferment, Tamylôdextrine et l'erythrodextrinc, se rappro^ chent de Tamidon, tandis que Tachroodextrine et la maltodextrine se rapprochent plutôt de la maltose.
4^ La transformation ne se produit pas par la formation des dextrinés inférieures, puis des supérieures et enfin de la maltose. Celle-ci se forme au contraire dès le commencement de l'opération ; elle est donc un produit constant et déterminé de la transformation de Tamidon.
5^ La diastase n'agit pas ou n'agit que très peu sur l'amidon qui n'a pas été réduit en empois.
6*^ Par contre, les grains d'amidon sont très rapidement attaqués par la diastase, lorsque les cellules ont été préalablement déchirées ou écrasées.
7® L'amidon réduit en empois est aussi attaqué énergiquement et rapidement à des basses températures, un peu au-dessus de zéro toutefois.
8° A des températures plus élevées et jusqu'à 70" centigrades, la saccharification se fait plus vite, mais les corps produits pendant cette transformation varient avec les températures auxquelles on opère.
9"" A la température de formation de l'empois, la diastase agit aussi sur l'amidon non converti en empois.
10^ La diastase perd complètement ses propriétés à des températures plus élevées que 75® centigrades.
1 1^ Les dextrines qui sont formées sous l'action de la diastase se transforment en maltose si cette action se prolonge.
12^ Il est donc possible en prolongeant l'action de la diastase sur l'amidon de le transformer presque complètement en maltose.
Dubrunfaut et Cuisinier basent sur cette possibilité un procédé dé fabrication industrielle de la maltose.
i3^ La température la plus propice à la saccharification est 5o à 57** centigrades.
14° L'amidon pouvant être transformé complètement en maltose, il est inutile de chercher les formules des diverses proportions dans lesquelles sont mélangées les dextrines et la^maltose à différents moments de la saccharification, puisque ce ne sont là que des périodes intermédiaires. Ce que l'on peut dire, c'est qu'on produit en général dans les distilleries travaillant, dans des conditions
normales des jus sucrés renfermant 80 à 8 1 ^/o de maltose et 1 9 à 207» de dextrine.
D'après O. Sullivan, il se forme à 64-68^ centigrades un mélange de 34 à 54 7o d^ maltose et 66 à 46 ®/o de dextrine.
La température limite qu'il ne faut pas dépasser si Ton veut obtenir tout l'effet possible de la diastase est donc 63-64^ C.
Il se forme encore moins de maltose à des températures plus élevées.
1 5^ Les formules relatives à la saccharification par la diastase , qui ont été établies de divers côtés» ne peuvent être regardées comme bien exactes , car elles ont toutes été basées sur le pouvoir réducteur des mélanges de maltose et de dextrine, en supposant que la dextrine ne possède pas de pouvoir réducteur.
16** La diastase agissant directement sur la maltose , ne la transforme pas en dextrose, et, si après une action prolongée du ferment diastasique, on constate de petites quantités de dextrose , il faut les attribuer à des altérations secondaires.
17° L'extrait de malt chauffé à plus de 65^ C, perd sa propriété de pouvoir , une fois refroidi , saccharifier l'empois d'amidon.
18® La diastase agit avec le plus d'énergie sur les solutions faiblement acides et moins bien sur les liqueurs neutres. Si la solution est fortement acide ou alcaline, l'activité du ferment est détruite. On peut déduire des données précédentes des conséquences qui ont une très grande importance pratique pour la saccharification.
