GO^H

et ce déplacement atomique, cette rupture de chauie avec soudure nouvelle en un autre point, semblent au premier abord peu conciliables avec l'idée de la simplicité que nous attribuons au phénomène de la respiration.

C'est qu'on a peur des fantômes qu'on a créés soi-

OXYDATIONS PAR LKS lîACTKRIËS AKROIHES 297

même ; c'est qu'après avoir, avec grand ctfort, trouvé des interprétations que nous qualifions arbitrairement de lois naturelles, nous sommes toujours surpris, et même un peu effrayés, quand nous découvrons que la nalure n'en tient pas toujours compte. Un déplacement atomique n'est qu'un jeu, nous l'avons souvent remarqué, pour les cellules vivantes, et même pour certaines actions chimiques. Beaucoup des formules stéréochimiques proposées pour les sucres en G'" font sortir, pour expliquer comment se soudent deux sucres en (]\ un atome de carbone de l'une des deux chaînes simples de chacun de ces sucres, et par là admettent implicitement qu'il suffit de l'action dune diastase, d'un acide, pour disloquer le sucre en G'- et remettre en place l'atome de carbone qui s'en était écarté. De même la production de l'alcool isobutylique aux dépens d'un sucre authentique ne surprend personne. La production d'acide citrique aux dépens d'un sucre n'est pas plus surprenante.

Il est vrai que l'on n'appelle pas la production d'alcool butyrique un acte respiratoire, comme nous l'avons fait plus haut pour l'acide citrique. Mais cela est encore une convention que nous avons faite, et dont nous ne devons pas être dupes. Tout acte de réduction est, comme nous le montrerons, corrélatif d'un acte d'oxydation, que la nature ne sépare pas, parce qu'elle se moque de nos distinctions. A l'intérieur du protoplasma, soit par l'action d'une diastase, soit par d'autres actions plus compliquées, et qui ne peuvent pas encore être isolées de la cellule vivante, il y a constamment des corps qui s'oxydent et d'autres qui se réduisent en perdant de l'oxygène ou de l'eau. Ghaque protoplasma produit le genre de transformations qui est dans la loi encore inconnue de la nature, et rien a priori ne limite le cercle de son action. Tout ce que nous pouvons dire, c'est que les champignons producteurs d'acide citrique en font aussi naturellement que les bactéries acétifiantes font du vinaigre, et que les uns

298 CHAIMTRK XIV

comme les autres se préoccupent très peu de nos réserves en fait de stéréochimie.

S03. Citromyces. — Les deux premiers champignons, caractérisés par Wehmer comme producteurs d'acide citrique, ressemblent beaucoup au 'pénicillium. Ils forment un tapis épais à la surface des solutions nutritives.

Le citromijcps Pfcffnrianus forme un mycélium cloisonne, très rameux, incolore, dont la largeur va de 3 à 10 \j. de largeur. Les filaments fertiles ont la même largeur et une longueur de 70 a en moyenne. Les conidies sont rondes, lisses, hyalines ; elles ont de 2, 3 à 2,8 \j. de diamètre. Le tapis qu'elles forment, d'abord vert jaunâtre, passe ensuite au gris et au brun. La mucédinée pousse bien sur les jus sucrés, les fruits, l'albumine, de préférence sur les citrons et les solutions sucrées et citriques : elle semble très répandue. Ses limites de température sont 4 à 29o. Son optimum est de 15 à 18^ L'auteur ne dit pas si cette température optima est celle où elle pousse le mieux, ou celle à laquelle elle doiine le plus d'acide citrique.

Le citroinyces glaber ressemble au précédent pour la dimension des hyphes, des conidies, etc. Les tapis qu'il forme à la surface sont plus lisses, jaunissent plus vite, fournissent une masse conidienne plus épaisse, et se foncent davantage. Les limites de température sont 8 à 32° ; l'optimum 20 à 20"' Il colore l'empois de riz en jaune, ce que ne fait pas le précédent, et fournit plus d'acide citrique.

Tous deux produisent, dans les solutions sucrées, de l'acide citrique, qu'on peut protéger contre une combustion nouvelle en lui otfrant une base pour le saturer, mais qui finit par disparaître, si on lui laisse le temps, parfois très long, nécessaire pour cela. L'intéressant est de savoir dans quelles conditions cette production d'acide citrique se fait bien et atteint son maximum. C'est un point sur lequel on ne trouve pas beaucoup de renseignements. Voici pourtant ce qu'on peut comprendre.

OXYDATIONS PAI{ LES BACTERIES AEROBIES 299

S04:. Conditions d'action. — Il faut une production copieuse de plante et une aération insuffisante ; si la plante ne pousse pas bien, le phénomène est lent : on peut même ne rien obtenir si l'aération est trop abondante, l'acide citrique étant brûlé dès qu'il est produit. Si l'aération devient trop forte, môme avec une production abondante de plante, il peut en être de môme. Les facilités d'aération, reliées à la forme des vases, doivent donc être en rapport avec le caractère nutritif du milieu employé. Pour des raisons analogues, la température du maximum de rendement de l'acide citrique n'est pas nécessairement la môme que la température optima de croissance de la plante.

On devine qu'il y a, au milieu de tout cela, un complexe à débrouiller. La production d'acide citrique dépend : 1» du milieu de culture qui est plus ou moins favorable au développement de la plante ; 2'^ de la facilité de pénétration de l'oxygène, dont la quantité optima dépend à la fois de la température du milieu de culture et de la forme des vases. Il y a à chercher un optimum au milieu de ces conditions, et, pour le fabricant d'acide citrique, l'optimum est à la fois celui qui, tout en fournissant la quantité de plante nécessaire pour que la transformation soit rapide, ne la laisse pas se multiplier assez pour qu'elle absorbe à son profit une grande partie du sucre alimentaire, et celui qui réduit au minimum la quantité d'oxygène nécessaire à la quantité de plante produite, pour que celle-ci respire difficilement. Le mémoire de Wehmer ne donne aucune donnée numérique pouvant permettre de dire comment on réalise ces conditions de bonne marche industrielle, ni même comment le sucre mis en œuvre se répartit entre la plante, l'acide citrique et l'acide carbonique. Le seul renseignement fourni est que un poids de 11 k. de sucre, a fourni, en rendement industriel, un poids de G k. d'acide citrique, ce qui fait un rendement de 55 0/0.

300 CHAPITRE XH'

Il y a cependant quelques renseignements sur les propriétés biologiques des espèces mises en jeu. Ainsi on voit qu'elles préfèrent les sucres, surtout ceux quelles n'ont pas besoin de fabriquer elles-mêmes aux dépens des empois d'amidon. Elles peuvent vivre aussi sur des solutions, môme concentrées, d'acide citrique, ce qui prouve que si l'acide citrique est un aliment médiocre, il est pourtant un aliment. Les conidies qui se développent, péniblement il est vrai, dans des solutions contenant 20 0/0 d'acide citrique, ne germent pas en présence de 0^12 0/0 d'acide sulfurique ou d'acide chlorbydrique. Avec 1 0/0 de sulfate de cuivre dans une solution de sucre à 10 0/0, la vég'étation se fait, mais d'une façon tout à fait languissante.

Il nous reste à faire observer, pour terminer ce sujet, que si on en juge par ce qui se passe à propos d'autres produits de fermentation, la fonction productrice d'acide citrique n'est certainement pas limitée aux deux espèces que nous venons d'apprendre à connaître, et doit appartenir à d'autres mucédinées et mêmes à des bactéries. Si on ne l'a pas recherchée, c'est qu'on n'y a pas pensé et aussi peut-être parce qu'il est difficile de découvrir de l'acide citrique au milieu de la matière organique. La réaction découverte par M. Denigès, et que nous avons mentionnée au commencement de ce volume (SS), rendra cette recherche plus facile.

305. Termes intérimaires chez les bacilles. — M. Péré a étudié au même point de vue, mais en approfondissant beaucoup sa recherche, trois microbes qui, il est vrai, peuvent former des pellicules superficielles et se présentent même sous cette forme dans des cultures en surface mais qui peuvent aussi vivre dans les profondeurs du liquide lorsque lair peut y arriver. Ce sont en réalité des êtres aérobies, mais qui diffèrent des bactéries oxydantes ou acidifiantes que nous avons étudiées en ce qu'ils sont immergés d'ordinaire et peuvent vivre aux dé-

OXYDATIONS PAU LES BAGÏKRIES AEROBIES 301

pens de Toxyg-ène dissous. Peut-être cette différence estelle moins profonde qu'on ne croit, en ce sens que même les mycodermes les plus superficiels n'ont leur protoplasme en contact avec l'air que par l'intermédiaire d'une membrane humide, de sorte que l'oxygène qui arrive au protoplasme n'est jamais que de l'oxygène dissous. Sans creuser pour le moment cette distinction, prenons-la comme elle se présenté.

Les trois bactéries étudiées par M. Péré sont le Tyruthrix tennis de mes études sur le lait, le BacUlus mesentcricus vulgalKs et le Bacillus subtilis, isolés des macérations de foin par le procédé classique. Le Tyrothrix tennis et le Bacillns snhliUs, sans se confondre, sont certainement de la même famille, et aussi voisins l'un de l'autre que deux levures, ou encore que le B. coli et le bacille typhique. Quant au B. mesentericus vulgatus, ses propriétés générales, sa résistance à la chaleur, son abondante ubiquité semblent le ranger à côté des deux premiers. Ce sont donc des microbes voisins qui forment la matière première des recherches de M. Péré, et c'est peutêtre cela qui explique à la fois les ressemldances et les différences des résultats obtenus.

Pour étudier les questions posées plus haut, M. Péré a utilisé cette notion générale, que lorsqu'on veut obtenir les produits intérimaires d'une action microbienne, il faut mettre le microbe dans des conditions où il n'est pas très actif, et où il peut donner le plus de ces produits qu'on peut appeler produits de souffrance. Au contraire, quand on veut que l'action soit complète, il faut leur fournir un milieu très favorable.

Dans le premier cas, M. Péré se servait d'un milieu de culture où l'azote n'existait qu'à l'état d'azote ammoniacal, et qui avait la constitution suivante :

Phosphate d'ammoniaque pur . . . . 10 gr. par litre.

Sulfate d'ammoniaque pur 5 —

Phosphate de potasse 2 —

302 CHAPITRK XIV

On ajoutait à ce liquide le corps ternaire à étudier. Les trois microbes y poussent Inen à la condition que la liqueur soit bien' neutre. Si la réaction était légèrement acide après stérilisation à l'autoclave, on ajoutait une à deux gouttes d'ammoniaque : un léger excès ne nuit pas. Cette neutralité et même cette alcalinité du liquide sont choses à ne pas oublier.

Le liquide de culture à azote organique était un bouillon de viande fait avec une partie de viande pour deux parties d'eau. Les cultures se faisaient à 34"-35°.

S06. A.ction sur les alcools poly atomiques. — Avec la mannite, dissoute en proportion de 10 0/0 dans le liquide minéral ci-dessus, on obtient, avec les trois microbes signalés, des cultures qu'on distille et qu'on évapore ensuite au bain-marie. Dans ce résidu, repris par l'eau, il y a une substance active, dextrogyre avec le T. tennis et le B. meseiitericus vulgatus, lévogyre avec le B. siihtilis. Dans le premier cas, c'est très probablement du d-mannose, dans le dernier du lévulose.

M. Péré a surtout porté son attention sur les produits de distillation. Il y a des acides qu'on sépare par une distillation nouvelle sur du carbonate de chaux, et on trouve alors dans le second liquide distillé une substance réduisant fortement la liqueur de Fehling et lévogyre avec les 3 microbes.

En remplaçant la liqueur minérale nutritive par le bouillon de viande, sans rien changer par ailleurs aux conditions de culture, on ne trouve plus d'acides fixes dans le résidu de la distillation. Par contre^ le produit de la distillation reste réducteur et lévogyre. Il semble donc bien que les choses se passent de la façon suivante. Les hexoses résultent de la mannite par le procès d'oxydation que nous connaissons bien

OXYDATIONS PAR LES BACTERIES AEROBIES 303

et le corps aldéhydique volatil est le résultat de l'action du microbe sur ces hexoses.

Avec la glycérine dissoute en proportion de o 0/0 dans le liquide minéral nutritif, on ne trouve, après 30 jours de culture, aucune trace de sucres tixes dans le résidu, mais le liquide distillé est encore réducteur et lévogyre, quel que soit le microbe générateur. De plus, avec la glycérine comme avec la mannite, cette aldéhyde volatile ne recolore pas la solution de fuchsine décolorée par l'acide sulfureux. Il y a donc à croire que cette aldéhyde pourrait contenir dans sa molécule asymétrique le groupement COOH. CIIO, que possèdent d'autres aldoses asymétriques et qui ne recolorent pas non plus la fuchsine décolorée.

L'équation avec la glycérine serait donc, en développant les formules atomiques

CH 011 4- 0 = CIPOH + H'O

CHOII CHOH

CHOH COH

formule différente de celle que nous avons trouvée avec la bactérie du sorbose en ce que, ici, c'est l'hydrogène du groupement alcoolique primaire qui est oxydé, tandis que tout à riieure, c'était celui du groupement alcoolique secondaire. Le corps formé est l'aldéhyde glycérique^ et non plus la dioxyacétone.

Soumis à l'action de l'amalgame de sodium, le corps découvert par M. Péré fournit de la glycérine, avec de l'alcool isopropylique, un peu d'alcool allylique, et des traces d'acétone. Soumis à l'action oxydante de l'acide azotique étendue, il donne de l'acide glycérique droit. Mais ceci ne le distingue pas de la dioxyacétone. H s'en distingue surtout par sa volatilité, son action optique, et aussi parce qu'il ne forme pas de composés cristallisés avec le bisulfite de soude. INous avons vu que la dioxyacétone

304 CHAPITUi: XIV

en donne au contraire facilement. M. l'éré n"a pas réussi à préparer son aldéhyde glycérique à l'état de pureté, comme l'a fait M. Bertrand pour le dioxyacétone : c'est que l'aldéhyde g-lycérique est beaucoup plus instable. Les renseignements résumés ci-dessus suffisent pourtant pour la caractériser, et ainsi se trouve démontré ce fait curieux, du même ordre que ceux que nous avons rencontrés plus haut, mais pourtant ditïérent, qu'avec une môme substance, la glycérine, des microbes divers peuvent les uns porter l'oxydation sur le groupe alcoolique secondaire, les autres sur le groupe alcoolique primaire, et qu'ainsi les microbes oxydant la glycérine peuvent se partager en deux groupes, dont l'un contient la bactérie du sorbose^ et l'autre les trois bacilles, probablement de la même famille, nous l'avons vu, étudiés par M. Péré.

Les deux corps sont des glucoses, l'un cétonique, l'autre aldéhydique, tous deux curieux en ce que la dioxyacétone, qui n'est pas une aldéhyde, jouit de la propriété de donner des combinaisons cristallines avec le bisulfite de sodium, tandis que l'aldéhyde glycérique ne jouit pas des propriétés des autres aldéhydes, de recolorer la solution de fuchsine décolorée par l'acide sulfureux. Dans les deux cas l'action est intéressante car nous aboutissons par voie microbienne tantôt à un corps plus stable, tantôt à un corps instable comme l'aldéhyde glycérique, qui se détruit facilement sous Faction des acides et des alcalis, et même en liquide neutre sous l'action de la lumière.

SOT. Action sur les sucres et hydrates de carbone. — L'interprétation que nous avons acceptée plus haut de l'action sur la mannite nous donne d'avance la clef de l'action des bactéries étudiées par M. Péré sur les hexoses, et en général sur les hydrates de carbone que les diastases de ces microbes peuvent transformer en hexoses, par exemple sur les amidons. L'expérience montre en effet que le Tyrothrix tennis se développe bien dans la

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solution minérale nutritive indiquée ci-dessus, additionnée de 2 0/0 de fécule de pommes de terre. L'amidon se liquéfie, donne un sucre réducteur et une substance volatile réductrice et lévogyre. Le maltose donne de même du g'iycérose, après avoir été au préalable dédoublé en glucose. M. Péré ne donne malheureusement nulle part, dans son mémoire, de chiti'res permettant de savoir autrement que par à peu près quelle est la proportion de glycérose formé.

La question a pourtant de Timportance. Voici pourquoi. La glycérine donne directement du glycérose en vertu dune oxydation qu'on peut représenter par la formule brute :