Essais pratiques sur les antiseptiques. — Ces
essais ont surtout été faits en vue de la conservation du lait par l'addition d'une substance qui empêche la pullulation des microbes. Comme nous le verrons lorsque nous étudierons le lait, ce liquide est peuplé, dès la traite, par une foule de ferments divers dont les plus redoutables, au point de vue de sa conservation jusqu'à son arrivée chez le consommateur, sont des ferments lactiques. Les autres, les vrais ferments de la matière albuminoïde, sont en général primés par ceux-ci et ne fonctionnent que plus tard, ou môme ne fonctionnent pas du tout, arrêtés qu'ils sont par l'acidité que prend le liquide ; si bien que la fermentation lactique dont un liquide peut être naturellement ou artificiellement le siège la protège contre des fermentations plus dangereuses. Tel est le cas, comme nous le verrons, dans la distillerie, dans la fai>rication de la choucroule, etc. Mais cette fermentation lactique, lorsqu'elle est
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commencée, empêche le lait de supporter l'ébullitioii. D'après Segclcke, le lait se coagule à la température ordinaire quand il contient 5 à G gr. par litre dacide lactique. Il ne supporte pas Tébullition s'il en contient 2 gr., et, entre ces limites, à chaque dose d'acide correspond une température que le lait ne peut dépasser sans se coaguler.
Dans leur recherche des moyens à employer pour éviter ces inconvénients, les laitiers ont naturellement commencé par essayer de supprimer cet acide gênant, en ajoutant au lait du carbonate ou mieux du bicarbonate de soude ou de potasse, et cela même préventivement, afin de paralyser l'acide qui pourrait se produire. L'aspect blafard^ à demi transparent, des laits qu'on consomme d'ordinaire à Paris n'est pas dû à une autre cause. La caséine en eÛct subit peu à peu, par ce contact alcalin, une transformation qui la rend jjIus gélatineuse, et fait perdre au lait cette opacité qui est un de ses principaux caractères. La saveur est aussi changée. Avec seulement 2 grammes de bicarbonate de soude par litre, le lait prend un goût de cuit caractéristique. A l'ébuUition, il brunit sensiblement, par suite de l'action de l'alcali sur le sucre de lait. Cette addition de sels alcalins n'est en outre qu'un palliatif insuffisant ; elle n'arrête pas la fermentation lactique, elle permet seulement au lait d'arriver sans se cailler chez le consommateur. Il est vrai que c'est tout ce que demandent les marchands. La modification de propriétés qu'ils ont communiquée à leur produit ne les inquiète guère.
Une pratique meilleure est le chautfage, qu'il suffit de pousser jusqu'à 60 ou 65° pour tuer ou au moins paralyser les ferments lactiques les plus immédiatement dangereux. Le lait ainsi pasteurisé contient encore des germes plus résistants, et la durée de conservation que lui a assurée ce chauffage ne dépasse guère 24 ou 48 heures, suivant son état de propreté et la température extérieure. Mais ce petit bénéfice n'est pas dédaigné par liu-
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(lusti'ie, et une bonne partie des laits vendus dans les grandes villes est ainsi pasteurisée. La stérilisation par chauflage à 110° sous pression est une opération dillerente de la première^ dont nous parlerons en temps et lieu.
L'emploi de la chaleur comporte une manipulation et des appareils. L'addition dun antiseptique est évidemment d'une pratique plus facile. L'acide salicylique a été pendant quelque temps en faveur. D'après Kolbe, du lait additionné de 0 gr. 4 par litre de cet acide ne s'est coagulé, à 18", que trente-six heures après le lait normal, et ne présentait aucune saveur salicylique. Il faut se méfier des affirmations des inventeurs. Du lait que j'avais additionné de cette même quantité d'acide en présentait nettement le goût. Il faut d'ailleurs faire ses réserves à propos de l'introduction d'un antiseptique dans un aliment dont chacun consomme de grandes quantités. 11 ne revient pas du tout au même de mettre de l'acide salicylique ou du borax dans le vin, la bière et le lait, ou dans le beurre et le fromage, qu'on consomme d'ordinaire en petites quantités. Avec l'acide salicylique, il y a d'ailleurs un danger de plus, c'est qu'il se dissout très difficilement à l'état pulvérulent, et qu'il est très difficile à répartir dans la masse du lait. De là à être tenté de le remplacer par ses dissolutions aqueuses, il n'y a qu'un pas, et il faut éviter les tentations de cette nature, qui font vendre au prix du lait ou du vin la solution de l'antiseptique.
L'acide borique, proposé en l8o8 par Jacques, et étudié depuis par MM. Béchamp, Dumas, C. Pavesi, Gahn, Polli^ Musso et Manetti, semble un peu moins actif que l'acide salicylique pour la conservation du lait. 1 gramme par litre suffit pourtant à retarder beaucoup la coagulation du lait ; mais elle finit par se produire. Le borate de soude, qui peut saturer l'acide lactique formé, et laisser de l'acide biorique dans la masse, s'oppose d'une manière plus efficace à la coagulation ; 1 gr. 5 de borax par litre, à 12", suffit
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pour conserver le lait pendant une semaine. Il en faudrait un peu plus à une température plus élevée. On trouve dans le commerce un mélange d'acide borique et de l)orax qui s'emploie dans ces proportions.
Il est certain que le borate de soude ne donne ni le goût de cuit, ni la saveur un peu savonneuse que communique le bicarbonate de soude, mais I ou 2 grammes par litre de ce produit correspondent à l'introduction journalière, dans l'alimentation, de doses assez considérables de sel, et soulèvent de graves questions d'bygiène.
341. Comparaison pratique des divers antiseptiques du lait. — Pour comparer, au point de vue de leurs effets, les divers antiseptiques employés par les praticiens, les savants se sont placés naturellement dans des conditions assez variées et assez étroites, dont il est bon de dire un mot.
Lazarus a opéré sur du lait cru, ou sur des laits stérilisés ensemencés avec des bacilles saprophytes et pathogènes, et a cherché à quelles doses, pour quelle durée d'action, et à quelle température les microbes devenaient incapables de se développer. La soude à la dose de 3 gr. par litre, dose à laquelle elle devient perceptible au goût, le bicarbonate de soude à la dose de 3 gr., l'acide borique (1 à 2 gr.), l'acide salicylique (0,75 gr.), le borax (14 gr.), la chaux (1,5 gr.), ont été sans effet. L'acide salicylique arrête la multiplication des bactéries, l'acide borique est un peu moins actif, le borax agit à peine, et la chaux pas du tout.
Stokes a étudié la durée de conservation d'un lait additionné de divers antiseptiques, ajoutés à des doses qui sont indiquées, en grammes par litre, dans le tableau suivant. Pour évaluer les durées de conservation, on chauffait à l'ébullition une partie du lait témoin et des divers mélanges. Le tableau donne les durées de survie que l'addition de l'antiseptique donnait au lait correspondant :
Doses Survie
Juurs
Carbonate de potasse ou de soude 1 5
Borax 1 17
Acide borique 1 24
Borax et acide borique 1 20
L'acide borique se montre encore ici plus actif que le borax.
En 189G, Klein et Thomson ont repris ces expériences, à cause de l'apparition d'un antiseptique nouveau, qui, à l'inverse d'un certain nombre de substances préconisées, dans l'intervalle (bichromate de potasse, hypermanganate de potasse, ozone), semblait utilisable : c'était le formol, qui forme environ 40 0/0 de la formaline du commerce. Klein a vu que du lait, additionné de 300 à 500 milligrammes de ce produit par litre, pouvait se conserver deux mois sans subir aucune transformation appréciable, ni aucune modification de goût bien sensible. Il recommande aussi comme très actif le sulfate double de cuivre et d'ammoniaque, qui donne au lait une durée de conservation de 1 mois à 11°, à la dose de 1 et 0,5 gr. de sel par litre : on voit qu'il n'écrit pas dans l'intérêt du consommateur. Thomson a essayé ce qu'était devenu, après 8 et 11 jours, un lait additionné des doses suivantes d'antiseptique. Les doses indiquées sont des milligr. par litre.
Avec 125 mgr. formaline, Lait intact ap. 8 jours, coag. après 11 j.
,) 250 » » » » » intact après 11 j.
» 500 » ac. borique, » 4 » coag. apr. 6 à 7 j.
)) 500 » ac. bor. et borax {dd), » 8 » id. 11 j.
» 250 » ac. salicylique, » 6 » ac. après 7 à 8 j.
» 500 » B » 8 » id.
» 250 » ac. benzoïque, » 4 » id. 6 à 7 j.
L'acide borique se range encore ici après l'acide salicylique .
LA FERMENTATION LACTIQUE 373
Voilà à peu près tout ce que l'on sait sur les antiseptiques chimiques. Quant à la stérilisation du lait par la chaleur, beaucoup plus importante au point de vue pratique, nous ne pourrons en parler utilement que dans le volume prochain, quand nous aborderons l'étude du lait, après avoir fait l'étude des matières albuminoïdes.
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AÉROBIES ET ANAÉROBTES
Nous avons passé en revue les êtres les mieux connus du monde des aérobies, des anaérobies et des espèces intermédiaires. Le moment est venu de nous demander ce que vaut cette grande distinction, existant dans la science depuis Pasteur, entre les êtres qui ont besoin d'oxygène et ceux qui le redoutent.
Pasteur avait bien étaljli cette différence dans le domaine des faits. Il avait non seulement isolé et cultivé à part des aérobies et des anaérojjies ; il avait aussi montré comment ils se comportent quand ils sont dans un même liquide. Les aérobies se développent les premiers, en appauvrissant le liquide en oxygène ou même en l'en débarrassant complètement : c'est dans ce milieu désaéré que les anaérobies se développent à leur tour. Quand la culture mixte est faite au contact de l'air, les aérobies sont à la surface, formant une couche grouillante qui arrête l'oxygène au passage. Les anaérobies sont dans la profondeur^ ajoutant d'ordinaire, à la première ligne de défense fournie par les aérobies de la surface, une seconde ligne à l'aide des gaz acide carbonique ou hydrogène qu'ils dégagent, si bien qu'il leur arrive parfois de rendre la vie difficile à leurs alliés, et de les expulser du champ de bataille.
Mais la question résolue en fait reparait, en droit, quand on la creuse. En gros, on peut résumer nos connaissances en disant que les bacilles anaérobies sont réducteurs, que les bacilles aérobies sont oxydants. Mais un corps réducteur est un corps qui absorbe de l'oxygène : il en a doue
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besoin, et il est singulier d'appeler anaérobies des êtres qui ont besoin d'oxygène et qui le font servir évidemment à des phénomènes d'oxydation. Si l'acide carbonique était le produit le plus recherché de la fermentation alcoolique, la levure de bière serait à bon droit considérée comme un oxydant. De même un être aérobie et oxydant est un corps réducteur. Le ferment acétique emprunte l'oxygène à l'air, qu'il réduit, pour le porter sur l'alcool qu'il oxyde. Cela ne l'empêche pas d'être un corps réducteur, car Rothenbach a vu qu'à l'abri de l'air, il pouvait réduire le bleu d'indigo, le bleu de méthylène et la teinture de tournesol.
Au fond, qu'il s'agisse d'un aérobie ou d'un anaérobie, il y a deux phénomènes, l'un de réduction, l'autre d'oxydation, qui sont connexes et ne peuvent pas être séparés. C'est tout à fait arbitrairement que nous donnons le pas tantôt à l'un, tantôt à l'autre, et par là nous voyons bien que la distinction des aérobies et des anaérobies, sur laquelle nous avons tablé jusqu'ici, n'est pas aussi nette que nous pouvions le croire, et a besoin d'être étudiée de près.
On voit aussi tout de suite que l'étude que nous commençons fait tout naturellement suite à celles que nous avons entreprises. C'est l'étude de l'oxygène comme aliment qui suit l'étude des autres matières alimentaires. Il se présente, comme le carbone, l'hydrogène, l'azote, sous des formes variées qui ne sont pas également accessibles à toutes les espèces microbiennes. Résumons ce que nous savons sur ce point, comme nous avons résumé ce qui est relatif aux autres aliments. Seulement, la tournure qu'a prise l'étude de cette question nous oblige à changer un peu le mode d'exposition. Au lieu de rassembler autour de chaque groupe d'espèces voisines des notions relatives à leur mode d'alimentation, nous allons rassembler, autour de chaque forme que peut revêtir l'aliment oxygène, les espèces qui s'en accommodent,
n7() CHAPITRE XVIII
24S. Moyens de mesure. — Dans cet ordre d'idées, nous avons d'abord à nous préoccuper de trouver des moyens de mesurer lavidité que les divers microbes ont pour l'oxygène. Entre ceux qui le consomment facilement à l'état comlnné, et arrivent même, comme nous l'avons VU;, à décomposer l'eau pour en dégager l'hydrogène, il y a évidemment des degrés que nous devons apprendre à apprécier.
243. Matières colorantes. — On peut d'abord se servir de certaines matières colorantes, faciles à oxvder ou à désoxyder, offrant par conséquent à l'oxygène une liaison peu solide qu'il peut quitter ou reprendre suivant les cas. Quand on colore par exemple, comme je l'ai fait, par le bleu de Paris, une culture de bactéries, et qu'on voit le liquide se décolorer, sauf à sa surface, quand il est abandonné à lui-même, se recolorer quand on l'agite au contact de l'air, pour se décolorer à nouveau, on peut dire que la bactérie mise en oeuvre est assez avide d'oxygène pour l'emprunter à la matière colorante, et par conséquent plus avide de ce gaz qu'une bactérie qui ne décolorerait pas la liqueur.
L'emploi de diverses matières colorantes fournit ainsi une gamme analytique. On en a proposé plusieurs : le tournesol, le bleu Coupler, l'indigo-sulfate de soude, qui tous se décolorent dans les milieux réducteurs, en perdant leur oxygène. Mais la puissance avec laquelle ils le retiennent dépend de la réaction du milieu, et il faut tenir compte de ces indications. Dans un milieu neutre, par exemple^ Beyerinck recommande le carmin d'indigo, qui, très riche comme couleur quand il est oxydé, se décolore en devenant jaune pur lorsqu'il a perdu son oxygène. Ces méthodes sont d'un emploi facile, mais, dans l'état actuel de la science, il est difficile d'en tirer les moyens de mesure dont nous avons besoin.
On peut procéder d'une façon inverse, et évaluer la
AEROBIES ET ANAEROBIES 377
puissance d'absorption de l'oxygène par une bactérie, en cherchant si elle permet ou ne permet pas la recoloration d'une substance colorante réduite par un moyen quelconque. Le mélange le plus commode pour cela est l'indigosulfate de sodium réduit par l'hydrosulfite de sodium. On fait passer jusqu'à saturation de l'acide sulfureux dans du bisulfite de sodium du commerce, puis on introduit 100 gv. de liqueur, 30 gr. de poudre de zinc dans un flacon que le mélange remplit complètement, et on agite pendant une demi-heure environ. On jette alors le contenu du flacon dans un autre flacon de 2 litres déjà presque rempli avec un lait de chaux, pareillement préparé avec 100 gr. de chaux vive. Le mélange agité s'éclaircit rapidement : on décante le liquide limpide, on l'étend de son volume d'eau et on le conserve en flacon bouché. A l'aide de ce liquide, on décolore quelques gouttes de solution sulfurique dindigo, et on obtient un liquide limpide.
L'hydrosulfite de sodium ne se décompose pas à l'ébullition, ce qui permet de stériliser ce liquide. Il n'est pas vénéneux, du moins pour un grand nombre de microbes. En s'oxydant il se transforme en sulfate de sodium inoffensif. Il faut seulement ne l'employer qu'en solution neutre, car en milieu acide, il y a de l'acide sulfureux mis en liberté c'est-à-dire un antiseptique actif.
344. Méthode des gélatines. — Imaginons que nous abandonnions à elle-même, à l'obscurité, dans un tube à essai, une gélatine contenant une dissolution décolorée d'indigo dans l'hydrosulfite ; nous verrons que la couleur bleue reparaîtra d'abord à la surface et descendra ensuite peu à peu, mais sans dépasser, au moins pendant longtemps, un certain niveau. Ce n'est pas que l'oxygène ne continue à pénétrer ; ce n'est pas que la matière colorante manque, car, en enlevant la couche bleue, on voit s'enformer une autre qui procède comme la première. C'est que la gélatine est aussi une substance oxydable, ou con-
tient des matières oxydables, auxquelles l'oxygène qui pénètre va, de préférence à l'indig-o, ou même qui peuvent réduire, si on porte le tube à la lumière, l'indigo déjà recoloré. Il faut en conclure qu'un tube de gélatine présente du haut eu bas, une série de tranches dans lesquelles l'oxygène dissous va en diminuant de tension. On a tiré parti de ces étages pour en faire des classements.
Laissons refroidir une de ces gélatines après y avoir mélangé intimement des semences microbiennes. Si le microbe est exclusivement aérobie, il se développe exclusivement à la surface, môme sous forme de pellicule. S'il est auaérobie, il se développera surtout dans la profondeur, ou même pas du tout, s'il est difficile à ce point de vue. Dans ce cas, on favorisera parfois son développement en étalant au-dessus de la gélatine une couche d'huile qui gêne l'accès de l'air. S'il peut tolérer la présence d'une certaine tension dans l'oxygène dissous, il poussera dans le tube jusqu'à la hauleur où cette tension se trouve réalisée. On reconnaît là quelques-unes des pratiques que nous avons signalées dans le tome I de cet ouvrage, au sujet de la culture des anaérobies sur milieux solides. Mais ici nous nous préoccupons de tirer, de l'emploi de ces moyens, des méthodes de mesure.
De même, si la gélatine est inoculée par piqûre, le niveau auquel se développeront les germes, en admettant pour un instant qu'ils aient été également répartis le long de la piqûre, sera celui auquel se trouvera réalisée la tension de l'oxygène qui leur convient le mieux ; la surface pour les aérobies purs, le fond pour les anaérobies, des niveaux intermédiaires pour ceux qui sont plus ou moins aérobies qu'anaérobies. Si la gélatine n'est pas liquéfiée, la couche superficielle formée par les aérobies s'enfoncera, au fur et à mesure que les couches exposées à l'air, devenues inertes par manque de nourriture, cesseront de protéger contre l'oxygène les couches sous-jacentes. Les couches profondes formées par les anaérobies
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tendront au contraire à remonter à la surface, au fur et à mesure que les gaz qu'elles dégagent élimineront l'oxygène qui les gênait. Il pourra donc y avoir une grande variété de formes d'envahissement, donnant occasion ou prétexte à des descriptions verbales ou à des dessins. Cette méthode donne de bons renseignements, mais ne saurait encore être considérée comme donnant des mesures. Elle table en effet sur les matières oxydables de la gélatine, qui ne sont pas nécessairement toujours les mêmes en quantité ou qualité, et sur lesquelles on ne sait d'ailleurs rien. Il faut, pour pouvoir faire des mesures, un champ d'expérimentation mieux connu.
245. Méthode de Beyerink. — Beyerinck a cherché à en trouver un dans l'expérience dans laquelle nous avons vu Pasteur distinguer les aérobies des anaérobies dans une goutte de culture étalée sous la lamelle du microscope. Les aérobies se portent au voisinage du ménisque extérieur ou des bords des bulles d'air incluses, tant qu'il y a de l'oxygène. Les anaérobies meurent au contraire au bord de la goutte, tandis que leurs mouvements persistent au centre. Il est sûr que c'est là un spectacle parfois fort curieux: j'ai vu, dans une goutte de lait étalée sous la lamelle, les bacilles aérobies qui la peuplaient se ranger en rangs serrés sur tout le pourtour du ménisque, en formant autour de lui une frange régulière et ininterrompue de bâtonnets parallèles entre eux et perpendiculaires à la ligne du ménisque, comme s'ils s'étaient entendus pour qu'il y ait le plus grand nombre possible de participants au banquet. M. Beyerinck a systématisé cette étude, et v^oici ce qu'il a observé.
Dans un tube à essai, on introduit au fond une petite quantité de gélatine nutritive ou une graine stérilisée, qui laissent peu à peu diffuser dans le liquide sus-jacent des subtances nutritives. Puis on ensemence une bactérie. Si elle est tout à fait aérobie, elle se tient exclusivement
à la surface, et si elle est mobile, tous les articles émigrent à ce niveau. Si elle craint un peu l'oxygène libre, elle limite ses mouvements ou son évolution à une couche voisine de la surface, mais enfoncée de 1 ou de 2 millimètres au-dessous du niveau. Elle trouble la couche qui la contient, tandis qu'au-dessus existe une couche limpide, dont l'épaisseur varie en sens inverse de l'avidité de la bactérie pour l'oxygène.
Beyerinck témoigne de l'exactitude de cette explication par l'expérience curieuse que voici. Un tube en U, contenant un liquide nutritif ensemencé avec une bactérie convenable, a une de ses branches fermée par une plaque de verre rodée, et l'autre exposée à l'air libre. La liqueur nutritive a, dans l'une des branches^ l'atmosphère ouverte audessus d'elle, et la bactérie s'y tient à un certain niveau, qui demeure constant pendant quelques jours. Pendant ce temps, le niveau bactérien dans l'autre branche se rapproche de plus en plus de la surface libre, à mesure que l'air confiné qui la surmonte perd peu à peu son oxygène.
En faisant de même arriver de l'hydrogène au-dessus du niveau du liquide, on élève le niveau bactérien : on l'abaisse au contraire en faisant arriver de l'oxygène. En mettant au-dessus du liquide, sans le toucher, un absorbant de l'oxygène, par exemple une graine en germination, le niveau bactérien s'élève ; si on met dans le liquide un fragment de plante verte, le niveau bactérien s'abaisse à la lumière, s'élève à l'obscurité. On peut même arriver à former, à des cellules chlorophyliennes immergées, une auréole de bacilles, très voisins s'ils sont aérobies, et qui se tiennent à distance plus ou moins grande, s'ils sont un peu anaérobies.
Enfin on peut observer des phénomènes analogues dans un ménisque entre deux lames de verre, ou en goutte pendante. Les aérobies sont toujours à la surface, et les autres plus ou moins dans l'intérieur.
AEROBIES ET ANAEROBIES 381
Cette méthode d'observation est curieuse, mais elle est encore trop complexe pour fournir des moyens de mesure. Elle met en jeu les lois de dififusion de l'oxygène, lois dans lesquelles entre toujours une quantité, qu'on appelle coefficient de diffusion, et qui dépend de la nature du liquide et de la rapidité avec laquelle l'oxygène y est absorbé.
346. Méthode de Chudiakow. — Chudiakow est arrivé à de meilleurs résultats par un autre moyen. Il place ses cultures sur plaque de gélatine dans une cloche tubulée. d'où une pompe permet d'extraire l'air, de le raréfier à la pression voulue ou de le remplacer par d'autres gaz. Les liquides nutritifs, solides ou liquides, sont soumis à un chauffage à 40" dans le vide, de façon à être débarrassés de tout Foxygène qu'ils peuvent contenir, et un dispositif spécial permet de faire des ensemencements sans que le milieu de culture désaéré ait le contact de l'air. La semence seule est aérée à des degrés divers, et la première question que s'est posée Chudiakow, c'est de savoir quelle était l'action de l'oxygène sur des bacilles anaérobies.
S4'7. Action de l'oxygène sur les bacilles anaérobies.
— Il s'est servi du Clostridium but y rie uni Prazm ; espèce mal définie, voisine des ferments de la cellulose que nous rencontrerons plus loin ; du Bactridiwn butyricuni Chudiakow, espèce qu'il avait décrite dans un précédent mémoire, du bacille de l'oedème malin ou vibrion septique de Pasteur, du B. Chauvaei^ ou bacille du charbon symptomatique, enfin du bacille du tétanos, toutes espèces notoirement anaérobies.
Des cultures sans spores du hcictndiuni hutyricum étaient exposées pendant des durées variables au contact de l'air, et semées ensuite dans le vide de façon à pouvoir procéder à la numération des colonies, c'est-à-dire à savoir,
382 CHAPITRE XVIlt
en compfu'aiit avec un témoin, la proportion de germes que le contact de l'air avait tués. On trouve ainsi qu'une heure de séjour à lair ne fait (jue ralentir un peu l'activité du dévelo[)pcinent, et qu'il faut des heures et des jours d'exposition pour voir le nomhre des colonies diminuer d'autant plus que le contact a été plus prolongé. Au hout de lo heures d'exposition, tous les hacilles exposés à lair sont morts. L'oxygène est donc une substance toxique, dans les conditions de l'expérience ; mais on voit que son action est lente, même avec un anaérobie pur.
Les spores de ces anaérobies purs sont naturellement encore plus résistantes ; il leur faut des mois d'exposition à l'air pour périr. On constate, comme tout à l'heure, des retards de développement, et des retards à la fermentation plus grands quand les spores ont été conservées à l'air^ que lorsqu'elles ont séjourné le même temps dans le vide.
A la température de 30-36", l'action toxique de l'air était plus rapide qu'à 17-20" ; l'adjonction d'un antiseptique comme l'acide butyricjue favorise l'action de l'oxygène.
S4:8. Action de l'oxygène sur la culture. — Nous venons d'examiner l action de loxygène sur la semence : étudions-la maintenant sur la culture. Au lieu de faire le vide dans la cloche, rarétlous seulement l'oxygène au degré qui permet encore un développement. On trouve ainsi que le !>. huti/ricus peut encore se multiplier à une pression de 5 mm. d'air, le Clostridiiim butyricum à 10, le bacille de l'œdème malin et du tétanos à 20 mm. ; et le bacille du charbon symptomatique à 40 mm. De plus, on a vu que, dans de l'air à 40 mm., ce bacille utilise l'oxygène et l'emploie à des oxydations. A cette pression c'est donc un aérobie^
Il y a plus, on peut habituer un pur anaérobie à supporter des pressions d'air de plus en plus grandes : c'est ainsi que le B. butijricus a pris, dans des cultures successives à des pressions d'air de plus en plus élevées, le
AEROBIES ET ANAEROBIES 38â
])()iiv()ir de se dcveloppei' encore ;i o(J inni., e cst-à-diie à une pression 10 fois plus grande que celle (ju'il sup[)orte à l'état normal. Il reprend pourtant très rapidement ses propriétés originelles quand on le ramène dans le vide. 11 y a donc retour au type, mais ces acclimatations à l'oxygène doivent aussi se produire dans la nature, et par là nous ne voyons pas que la façon de se comporter vis-à-vis de l'oxygène soit un élément bien caractéristique de l'espèce.
S49. Action de loxygène sur les êtres aérobies. — Cette action curieuse de l'oxygène sur les anaérobiiîs conduit à se demander ce que ferait ce même gaz sur les aérobies, si on en augmentait la pression. Ils s'en accommodent à la pression ordinaire comme le Clostridium hutyricum à 40 mm. Mais servons-le leui* à plusieurs atmosphères. Chudiakow a vu ainsi que pour le hacilhis sxbHlis, cultivé sur gélatine peptone, le maximum de pression au-delà duquel la culture souffre, est de 3 à 4 atmosphères d'air ; il est de 2,5 à 3 atm. pour Vti.^pergillus niger ; pour le Clostridium viscosum, anaérobie facultatif, il est entre 1 et 2 atm. ; pour le saccharomyces cerevisiae au-dessous de 3 atmosphères.
Ceci nous rappelle les recherches de P. Bert et de Regnard sur l'action toxique de l'oxygène à haute pression sur les microbes très variés qu'on rencontre dans un liquide entré en fermentation ou en putréfaction spontanée. Chudiakow a observé aussi qu'un contact de 14 jours avec de l'air à 4 atmosphères tuait le clostridium viscostim, mais laissait intact le bacille du foin.
A l'autre bout de l'échelle des pressions, on trouve des phénomènes analogues. Le bacillus siibtilis pousse encore bien à 10 mm. de pression, mais non à 5 mm. Uaspergillus niger et le pénicillium glaucum poussent encore à la tension de l'oxygène correspondant à 5 mm. d'air, mais seulement sur de bons milieux, contenant du glucose et
de la [)e[)tone, non sur les auti-es. Le mucor slolonifer sur le pain blanc, le closi rUHuni riscosnrii sur milieu glycérine, croissent bien encore à .') mm.
La nature du milieu nutritif ne pouvait en effet ne pas avoir un rôle. La privation d'oxygène est mieux supportée lorsqu'il n'y a pas d'autre privation à subir. Il arrive môme, d'après Chudiakow, que la présence ou l'absence de l'air modifie les conditions alimentaires. Tandis que dans l'air ordinaire le bacilliis .subtilis préfère hautement le dextrose à la glycérine, c'est l'inverse sous forte pression d'oxygène, et la puissance de développement s'éteint plus vite avec la dextrose-peptone qu'avec la gélatinepcptone.
Entin, comme on pouvait s'y attendre aussi, la quantité de semence intervient : c'est ce que TJeyerinck a observé avec sa méthode. Quand la quantité de semence est grande, la zone bactérienne se rapproche de la surface du liquide, et le microbe anaérobie peut se comporter comme un aérobie.
350. — Synthèse des résultats. — On peut synthétiser tous ces résultats de la façon suivante. L'oxygène est un aliment que les anaérobies prennent à des substances qui le retiennent plus ou moins, c'est-à-dire qui opposent à son départ une résistance que nous pouvons évaluer par une tension négative. Ces tensions, si elles étaient possibles à mesurer, constitueraient une échelle continue comme l'échelle thermométrique. Chaque microbe aurait sa zone. Le B. butijricum partirait par exemple d'une tension inconnue — j) k une tension positive de 1 mm. d'oxygène ; le bacille du charbon symptomatique irait de — ;j' à + 8 mm., le bacillus subtilis de + 2 à + 600 mm. environ. Les limites de cette zone d'action peuvent être variables, ainsi ([u'en témoigne l'exemple du B. butijricum. Mais ce (jui est essentiel, c'est qu'à aucun moment, dans cette conception, on ne peut mettre de barrière et dire : tout
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ce qui est au-dessus est aérobic, tout ce qui est au-dessous est anaérobie. C'est ainsi qu'après avoir aboli ou au moins rendu très flottantes les barrières établies entre les diverses espèces, nous faisons disparaître aussi celles qui séparent les deux grands groupes des aérobies et des anaérobies.
Tous sont à la fois oxydants et réducteurs, prennent l'oxygène à une certaine substance qui, avec les anaérobies, est souvent l'eau, qui, avec les aérobies, est d'ordinaire l'air, et font entrer cet oxygène dans des combinaisons variées, comptant beaucoup de termes communs.
Arrivés à cette conclusion, il serait intéressant de savoir si une espèce quelconque anaérobie pourrait se passer complètement d'oxygène^ et si elle n'a pas besoin de ce gaz. ne fût-ce qu'en quantités infiniment petites et à une époque seulement de son existence. C'est une question qui n'a pas été abordée. Tout ce qu'on sait sur elle nous a été appris par M. Denys Cochin dans son étude sur la levure. La levure ne peut pas fournir une suite indéfinie de générations quand on la prive d'oxygène. Elle a besoin de temps en temps du contact de ce gaz. Nous avons aussi parlé de l'expérience dans laquelle M. Pasteur revivifiait, à l'aide d'une bulle d'air grosse comme une tête d'épingle^ une fermentation en milieu minéral qui languissait dans un ballon de plusieurs litres. Il est clair que l'oxygène ne se révélait pas ici comme un aliment, car la part de chacune des cellules présentes était infinitésimale. C'était un excitant de l'activité protoplasmique, et c'est peut-être à ce titre que tous les anaérobies, même les plus exclusifs en ont besoin, peut-être pendant toute la durée de leur existence, peut-être seulement au moment de la germination de la spore.
351. L'oxygène est un antiseptique. — Résumons maintenant ce que nous venons d'apprendre. Pour beaucoup de microbes, et peut-être pour tous, l'oxygène est
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une substance utile à une certaine dose, nuisible à une dose un peu plus élevée. Pour ceux qui disposent d'une certaine marge au sujet de la dose, on relève très nettement une dose optima comprise entre 0 et la dose mortelle. La dose toxique varie avec la température, la quantité de semence, la nature du milieu. Il y a même des phénomènes d'accoutumance. Bref, l'oxygène se comporte comme un antiseptique dont il ne fcut que des doses très faibles pour arrêter les fonctions des anaérobies, dont il faut des doses très fortes pour les aérobies, mais qui, dans les deux cas, se comporte de même.
Remarquons qu'au fond, il n'y a pas contradiction entre considérer, ainsi que nous le faisons ici, l'oxygène comme un antiseptique, et le prendre pour un aliment, comme nous l'avons fait jusqu'ici. Nous avons déjà dit (t. III) qu'entre aliments et antiseptiques, la barrière est difficile à établir. Pour nourrir la levure, il faut du sucre et il n'en faut pas trop. Il y a donc une zone optima. Pour lui faire sécréter plus de diastase, il faut des fluorures et il n'en faut pas trop. L'oxygène se comporte comme les fluorures.
Dans l'expérience de Pasteur que nous avons citée plus haut, une minime bulle d'air ranimait la fermentation, c'est-à-dire rendait plus active la zymase des cellules présentes, ou les forçait à en sécréter davantage. Cette zymase est une sécrétion de la cellule à L'upielle l'oxygène manque. L'expérience de M. Cochin (t. III) montre que si l'oxygène manque trop, la sécrétion ne se fait pas ; l'expérience de Pasteur montre qu'un peu d'oxygène l'excite, et qu'il n'y en a plus lorsque l'air est trop abondant. Nous retrouvons donc là aussi cette question de dose optima que nous rencontrions tout à l'heure.
Si les ferments anaérobies, en général^ ressemblent à la levure, c'est-à-dire si les dédoublements auxquels ils donnent lieu sont produits par des diastases, voici donc comment on peut se représenter leur fonctionnement physiologique.
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La cellule a la propriété, lorsque l'oxygène, qui lui est toujours nécessaire, lui est fourni à une pression très faible, mais supérieure pourtant à un certain minimum, de sécréter une diastase qui lui donne son caractère ferment. Dès que cette diastase entre en jeu, sa puissance d'abord, et l'importance des produits qu'elle fournit, mettent au second plan la cellule qui, précisément à ce moment-là, se muKiplie peu, soutire, et même se résout en spores, laissant sa zymase intérieure se répandre dans le liquide ambiant, et donner un excédant d'activité apparente au phénomène, juste au moment où la cellule disparaît et meurt. De sorte qu'on peut dire à la fois que la fermentation exige un peu d'air, attendu qu'il y a une dose minima d'oxygène correspondant au maximum d'activité ou de sécrétion de la diastase, et continuer à dire avec Pasteur, qui a le premier lancé cette formule, que la fermentation est la vie sans air.
Pasteur ne s'était pas trompé sur les faits qu'il avait résumés dans cette formule. Il s'était trompé sur leur interprétation, qui est toujours révisable. Il avait pris Facide carbonique de la fermentation pour de l'acide carbonique de respiration, et cru que le levure empruntait au sucre son oxygène pour le rendre sous forme de produits brûlés. Il avait môme cru que c'était pour lui emprunter cet oxygène, qu'elle le détruisait et qu'elle était ferment. L'interprétation, peut-être caduque aussi, que nous donnons aujourd'hui de ces phénomènes est plus simple. La cellule de levure a une respiration s'accomplissant toujours de la môme façon, d'autant plus active que sa multiplication est plus rapide. Quand l'oxygène lui manque, elle suspend à la fois sa multiplication, et sa respiration cellulaire, et juste à ce moment-là, sa zymase apparaît, qui s'empare de la scène, et masque la respiration cellulaire, qui persiste pourtant et ne cesse pas de préférer l'oxygène libre à toute autre forme de ce gaz. La vie aérobie persiste donc au milieu de la vie anaérobie. Peut-être en est-il de
môme pour les autres anaérobics. S'il en était ainsi, on pourrait dire que les anaérobics sont au fond tous des aérobies.
S52. Produits principaux et sous -produits d'une fermentation. — Cette conclusion n'est pas la seule qui nous intéresse. 11 faut encore remarquer ceci. Sous l'influence des idées courantes, on a pris l'habitude de n'attacher d'importance qu'aux produits de l'action des diastases, et à laisser de côté ce qui se manifeste dans la cellule. Dans la fermentation alcoolique, par exemple, c'est l'alcool qui fixe surtout l'attention, l'acide carbonique beaucoup moins, la levure ne compte que comme un produit gênant, dont il faut se débarrasser. Comme la diastase en jeu donne toujours des dédoublements, des simplifications de molécules, toute fermentation se présente à l'esprit comme un ensemble de phénomènes de dislocation. Il faut revenir de ce point de vue quand on fait intervenir la cellule. Celle-ci est un constructeur au contraire, et fabrique, par des moyens encore inconnus, des édifices plus complexes que les matériaux qui lui servent d'aliments. Avec de l'ammoniaque elle se fait de l'albumine ; avec de la glycérine ou du sucre, elle se fait de la cellulose^, dont la richesse en carbone est plus grande que celle de ses éléments formateurs. Avec l'oxygène de l'eau, elle fait des substances hydro-carbonées.
Ces édifices de synthèse ne comptent pas, ou comptent peu dans le phénomène total, parce qu'ils sont pondéralement très réduits. Mais philosophiquement ils ont autant de valeur que les actions de diastases^ et il y a même des cas où ils prennent le pas sur eux. Quand la levure se développe au contact de l'air et acquiert un poids égal au quart du poids du sucre disparu, quand le ferment acétique prend la forme de pellicules gélatineuses et diminue par là le rendement, les synthèses produites dans ces circonstances sont aussi dignes d'étude que les plié-
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nomèiies de dislocation qui les accompagnent dans le liquide, et il peut même arriver qu'elles soient plus importantes au point de vue théorique et pratique.
En d'autres termes, à côté de l'étude des fermentations qui simplifient la molécule, il faut faire une place à l'étude des actions microbiennes qui la compliquent. Celles-ci sont peu connues. Mais nous n'en sommes pas moins autorisés à conclure que nous n'avons jamais encore étudié tout le phénomène, et qu'à côté des livres que nous écrivons sur les produits de dislocation par fermentation d'une matière organique complexe, ternaire ou quaternaire, il y en aurait d'autres à écrire sur les produits de synthèse ou de construction organique. Ce ne sera que quand nous serons bien renseignés de ce côté que nous comprendrons un peu ce qui se passe dans la cellule, c'est-à-dire le mécanisme de sa vie.
Ce côté de la question n'a guère encore été abordé. Nous résumons dans le chapitre suivant, sous le nom de fermentations synthétiques, à peu près tout ce que l'on sait sur ce sujet.
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Dans toutes les actions microbiennes que nous avons étudiées jusqu'ici, nous nous sommes surtout préoccupés de la dislocation plus ou moins complexe que subissait la matière fermentescible. Cette matière fermentescible n'est pas toujours la matière alimentaire. A plusieurs reprises, par exemple, à propos de la fermentation mannitique, nous avons vu que l'un des produits de la fermentation était en quelque sorte un produit latéral et non pas nécessaire. Il nous a semblé que ce que le microbe détruisait, ce n'était pas sa matière alimentaire, mais une matière dont il n'avait pas besoin, qui pouvait exister ou ne pas exister dans son milieu de culture, et qui ne se trouvait impliquée dans un procès de décomposition que parce que le microbe se trouvait lui-même sécréter une diasiase capable de la dédoubler. Avec la fermentation lactique et les bacilles qui donnent un rendement de 98 0/0, nous pouvons parfaitement nous représenter que les choses se passent de la façon suivante : le ferment vit exclusivement avec les matériaux de la peptone, qu'on ajoute quelquefois en proportions considérables. Il n'a pas besoin de sucre. Mais quand on lui en donne, il secrète assez de diastase pour en décomposer beaucoup plus qu'il n'en utilise, et ainsi son pouvoir ferment est, dans une large mesure, indépendant de ses besoins alimentaires.
C'est la môme conception que celle à laquelle nous sommes arrivés à propos de la levure, dès que nous avons connu l'existence de la zymase de lîuchner, et l'ensemble de ces notions donne du jeu et de l'élasticité à la concep-
tion Certainement trop étroite qui faisait dépendre la fermentation d'un pliénomène de nutrition et de digestion.
Mais que la matière fermentescible se décompose pour fournir au microbe de la matière alimentaire ou pour subir passivement l'action de ses diastases, il n'en est pas moins vrai qu'elle se disloque le plus souvent en éléments plus simples. Nous savons, il est vrai, qu'à côté de cette destruction il y a une synthèse^ que la cellule élève le rang d'une partie de sa matière alimentaire en même temps qu'elle dégrade l'autre, qu'elle se fait avec le sucre de la cellulose, de la matière albuminoïde, en même temps qu'elle en fait de l'alcool, de l'acide lactique, de l'acide acétique ou carbonique. Ici c'est bien un phénomène d'alimentation, de digestion et de vie. Nous savons d'un autre côté qu'il y a des actions de diastases synthétiques, en même temps que des réactions de diastases analytiques et que, par suite, tous les phénomènes microbiens de destruction sont corrélatifs, quel que soit leur mécanisme, à des phénomènes de digestion. La fermentation mannitique nous a donné un premier exemple de production, par un microbe, d'une substance à molécule plus complexe que celle qui sert de point de départ. Il en existe d'autres, rapprochées par ce lien commun de fournir avec abondance des produits de synthèse qui ne font pas partie de l'être vivant qui les a formés. Les mieux connues sont celles qui se traduisent par une production d'enveloppes glaireuses, analogues à celles que nous avons constatées chez l'actinobacter. Mais elles sont encore si peu connues qu'on ne peut faire leur histoire générale. Il faut les étudier individuellement, et c'est ce que nous allons faire en commençant par la gomme de sucrerie.
2S3. Formation de la gomme de sucrerie. — On voit quelquefois, dans les sucreries et distilleries^ des dissolutions de mélasse se transformer en masses gélatineuses compactes, composées de grumeaux insolubles empâtés dans
n!»2 CHAPITRE XIX
une liqueur visqueuse. Une cuve où s'est produit ce phénomène le reproduit régulièrement, à moins qu'elle ne soit nettoyée à fond ou qu'elle ne reçoive des liquides d'une autre composition. D'un autre côté, quelques grammes du liquide visqueux, mélangés à une nouvelle dissolution de mélasse, y provoquent à peu près sûrement une transformation analogue à celle du liquide d'où ils sortent. La matière gélatineuse formée porte en France le nom de gomme de sucrerie, en Allemagne celui de frai de grenouille (Froschlaich).
Les conditions dans lesquelles on en observe la formation semblent bien indiquer qu'elle est le résultat de l'action d'un microbe. M. Jubert parait avoir le premier pressenti cette vérité. M. Texeira Mendès, chimiste au Havre, a^ le premier, observé au microscope et a décrit avec soin les traits essentiels de la structure de ces masses gommeuses : il y a vu un ferment formé de petits grains sphériques, entouré d'une gangue, et l'a rapproché des Nostocs ; M. Cienkowski, qui a aussi bien vu l'origine animée de ces productions gélatineuses, les a décrites comme pouvant être produites indilféremment par « les formes les plus diverses de la famille des bactéries, toutes celles qu'on a distinguées sous les noms de micrococciis, torida, bacteinimi, bacillus et vibrion » ; en quoi il a raison, s'il veut dire seulement que beaucoup de bactéries diverses peuvent s'entourer de sexgaines. Mais toutes celles qui s'engainent ne sont pas le ferment de la gomme de sucrerie. C'est M. Van Tieghem qui en a, le premier, bien précisé la morphologie et le rôle physiologique.
Examiné à l'état jeune, l'être qui produit la gomme de sucrerie se présente sous la forme d'un tube gélatineux dont l'axe est occupé par un chapelet de très petits grains sphériques, en voie de bipartition active. Le grain s'allonge, s'étrangle en son milieu, et se divise en deux par une cloison. En même temps que chacune des nouvelles celkiles arrondit sa surface de contact, la lamelle moyenne
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de la cloison se gélifie et se gonfle, de façon à séparer l'un de l'autre les deux grains spliériques, et à confluer latéralement avec la gaine extérieure qui est devenue ovale. Puis chacune des deux nouvelles cellules s'allonge à son tour, se sépare en deux grains qui s'isolent, et on a quatre grains occupant l'axe d'une gaine gélatineuse allongée.
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Fig. 32. — Leuconostoc mesenteiHoides, d'après Zopl'.
A. Variété nue, culture sur pomme de terre. Ba. Culture à ses débuts sur gélatine sans sucre. B6. La même après 24 heures dans une solution de mélasse. Bc. La même après 48 heures dans une solution de mélasse. G. Une petite masse gélatineuse dont les cellules sont en voie d'élimination.
Le même phénomène se continuant, on arrive à de longs boudins réfringents qui ne restent ni circulaires ni rectilignes ; mais se recourbent de façons très irrégulières en conservant toujours dans leur axe les chapelets de grains qui leur ont donné naissance. Ces tubes^ pelotonnés dès l'abord sur eux-mêmes, forment, en se développant et se segmentant, des corps muqueux dont la grosseur augmente peu à peu, et dont la surface est vermiculée et contournée comme celle du cerveau. Puis ces corps
muqueux s'agglomèrent en masses mamelonnées de plus en plus volumineuses, formées de portions polyédriques réunies en une sorte de parenchyme. L'aspect général qu'ils présentent alors et leur structure intérieure les rapproche de la famille des nostocs. M. Van Tieghem a donné à l'être qui les produit le nom de Lniconosloc^ qui indique à la fois sa ressemblance anatomique avec le nostoc et la principale diflérence qui l'en sépare, à savoir l'absence chez lui de chlorophylle, et il a ajouté à ce nom l'épithète de mcsenterohJes^ pour accuser les rapports d'aspect de la masse vermiculée avec les replis du mésentère.
Quand l'action est terminée, la gangue se ramollit et se dissout peu à peu, les chapelets de grains se dissocient et s'isolent. Portés dans un liquide neuf, ils font éclater leur cuticule intérieure, la membrane enveloppante moyenne se gonfle, forme une épaisse enveloppe gélatineuse autour du grain central, qui s'allonge et se multiplie comme nous l'avons vu plus haut.
Cet être se développe très facilement dans les sucs végétaux renfermant du sucre de canne, et aussi dans des solutions simples de sucre de canne dans l'eau, additionnées de sels minéraux, nitrates et phosphates. Il préfère en général les liquides neutres, avec un peu de carbonate de chaux, et une température de 30°. Il résulte des faits cités par M. Durin que, sous son influence, le sucre est interverti, sans doute par l'action d'une diastase, et que de ses deux éléments, le glucose est seul à pouvoir servir à la nutrition du microbe, tandis que le lévulose est respecté et reste dans la liqueur. Le tout s'accomplit sans dégagement de gaz.
S54. Poids de plante obtenue. — Le poids de plante, microbe et gangue, est une fraction assez notable du poids de sucre détruit, et peut atteindre, à l'état humide il est vrai, la moitié ou les deux tiers du poids de glu-
cose consommé. Or la matière des tubes est bien différente du sucre. Elle est insoluble à l'ébullition dans l'eau^ même fortement alcalinisée par de la soude caustique, ce qui prouve en passant qu'elle ne saurait être rapprochée des composés pectiques. Une longue ébullition dans de l'eau acidulée par l'acide sulfurique la dissout et la convertit en dextrine, puis en glucose, ce qui la rapproche de la cellulose. Ce qui confirme ce rapprochement, c'est que l'acide azotique étendu transforme la gomme de sucrerie en acide oxalique, que l'acide monohydraté ne la dissout pas et en fait du pyroxyle. Pourtant, la liqueur de Schweitzer ne la dissout pas. Les filaments non encore agrégés, qui entourent les grumeaux et qui rendent le liquide visqueux, peuvent être précipités par l'alcool, et présentent alors les mêmes réactions générales que les grumeaux eux-mêmes. A cette matière cellulosique viennent s'ajouter d'autres substances dont la partie soluble dans l'alcool contient, d'après M. Scheibler, de la mannite, des acides gras, de l'acide glycérophosphorique et un principe azoté, la bétaïne ou oxvnévrine. Il v a sans doute, escortant ces principes^ toute la série des substances azotées dont s'accompagne nécessairement la vie de toute cellule. Mais la cellulose est le produit dominant.
Supposons que cette dextrane de Scheibler ait, pour certains emplois, une valeur supérieure au sucre, et qu'on emploie le Leuconostoc pour la fabriquer. Elle serait alors un produit de fermentation. Or elle a cerlainement une composition plus complexe que celle du sucre, plus riche en carbone, et elle résulte, non d'un procès d'analyse, mais d'un procès de synthèse. Il est clair que nous devons rapprocher sa formation de celle de la cellulose dans la culture de Vaspergillus niyer sur liquide Raulin, où le poids de plante est aussi une fraction notable du sucre disparu. Cette fermentation de YaspergUlus, considérée comme donnant la cellulose, serait donc synthétique au lieu d'être analytique. Mais il est clair que cette distinction
est tout à fait arbitraire et conventionnelle. En réalité, à côté de la formation synthétique de dextrane avec le Leuconostoc, il y a une destruction de matière sur laquelle nous ne sommes pas renseignés, et la formation de la gomme de sucrerie résulte d'une fermentation ordinaire que nous n'appelons synthétique que parce que nous ne l'étudions que par un seul côté.
355. Formes nues du Leuconostoc. — La seule différence avec Yasperglllus, c'est que la dextrane du Leuconostoc est une sécrétion. Ce qui le démontre c'est que Liesenberg' et Zopf ont découvert et décrit une forme nue (fig. 32 A et B«), cultivable dans divers milieux, où elle donne des dépôts fins blancs, formés de filaments courts formés par groupes de deux. Dans une solution de sucre ou de mélasse la forme gélatineuse et enveloppée apparaît en 12-24 heures. On voit avec celle-ci que la couche de dextrane est une protection. La forme nue périt dans les cultures entre 83 et 86", l'autre entre 87 et 88°. A sec, elle peut supporter o minutes de séjour à 100°. Les cultures vieilles sont moins résistantes.
A. Koch et Hosœus ont découvert une autre forme où le caractère de sécrétion de l'enveloppe apparaît encore mieux: ce sont des boudins droits, contournés, parfois fourchus : quand on colore au bleu de méthylène, on voit, à une extrémité de chacun de ces boudins, un ou deux bâtonnets fortement colorés, dont le grand axe est d'ordinaire perpendiculaire à celui du boudin. De cela, Koch et Hosœus tirent la conclusion que la sécrétion n'a lieu que d'un côté du bacille, et non pas sur toute sa périphérie. Ward avait déjà décrit un Bacterhim vermiforme qui présente le môme aspect, avec cette différence que le renflement n'est pas toujours à l'extrémité du boudin et en occupe quelquefois un des côtés. Une sécrétion unilatérale paraît un peu surprenante, et peut-être faut-il expliquer le phénomène par un déplacement du microbe à l'intérieur
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de son enveloppe comme l'a fait Zopf dans rinterprétation de la forme C de la lîg\ 32. Mais de quelque fa(;on qu'on interprète ces phénomènes, il faut bien admettre que Tenveloppe est sécrétée par le microbe.
S56. Gamme alimentaire du Leuconostoc. — Nous avons vu que Yan Tieghem avait à peine eftleuré ce sujet, que Liesenberg et Zopf ont étudié plus à fond. Ils ont vu que le sucre de canne et le sucre de fruits, seuls, donnaient de la dextrane et un acide ; il n y a pas de dégagement apparent de gaz. Le sucre de lait, le mallose et la dextrine fermentent avec formation dacide, les deux premiers sans interversion. Dans le lait, il n "y a pas précipitation de la caséine, ni formation de peptone, bien qu'il y ait formation d'un acide, que Baumert a caractérisé, dans une fermentation de sucre de canne, comme étant de l'acide lactique.
La peptone et Tasparagine peuvent, en présence des sels, servir de source à la fois de carbone et d'azote, mais sans donner de dextrane. En présence du sucre, le Leuconostoc peut emprunter son azote aux nitrates et aux sels ammoniacaux.
Le chlorure de calcium, en proportion de 3 à o 0/0. exerce une influence curieuse sur le Leuconostoc. Il active la production de dextrane, d'acide, et le dégagement du gaz devient apparent. Il n'y a pas formation d'enveloppe quand le milieu est privé de sels de chaux. Ceci indique que l'enveloppe résulte probablement d'un phénomène de coagulation. Le sel marin, à la dose de 1 à 3 0/0, la carnallite, à la même dose, le nitrate de soude à la dose de 1 0/0, exercent aussi une action favorable.
Le leuconostoc peut vivre d'une vie anaérobie, et l'absence d'oxygène favorise aussi ici la fermentation. Il ne commence à pousser que vers 11°. Sa température optima est de 30 à 36", au delà de 43°, il ne pousse plus. ISous avons vu plus haut qu'il ne périssait qu'à 80-85°.
C'est ù cela que se borne ce que nous savons sur le Lriiconosloc. Ou voit qu'ici encore, comme à propos de la fermentation mannitique, c'est le produit de synthèse qui a fixé l'attention, et qu'on n'a guère étudié les produits de la décomposition des sucres. On sait seulement que le glucose est consommé de préférence et que le lévulose reste plus volontiers dans la liqueur. Mais comme le rendement en dextrane uest guère que de 40 à 50 0/0, on ne sait pas ce que deviennent les 60 à 50 0/0 de sucre qui ont servi à faire autre chose. C'est une question à reprendre.
357. Ferments visqueux. — A côté des ferments dont nous venons de parler, viennent se placer ceux qui rendent visqueux ou muqueux les liquides de culture, sans concréter autour des corps des bacilles les matières visqueuses formées.
Je ne veux pas dire par là que toutes ces matières soient identiques. Il est probable qu'il y en a plusieurs, de même qu'il y a probablement plusieurs substances que nous confondons sous le nom de dextrane, et encore sous celui de cellulose. Mais de quelque nature qu'elles soient, elles présentent, au point de vue auquel nous nous plaçons dans ce chapitre, un caractère commun, c'est d'être des édifices moléculaires plus compliqués que les corps dont elles proviennent. L'origine de presque toutes est le sucre. Or, celles qu'on connaît le mieux ont la formule (C"li'"0')", ce qui veut dire qu'elles proviennent du sucre par déshydratation, avec soudure d'un nombre n de molécules. Nous verrons, à propos de la cellulose, <jue cette soudure peut donner lieu à des édifices très variés. Mais tous CCS édifices sont des édifices de synthèse, et à ce titre, doivent apparaître ici.
Le nombre de ces ferments visqueux est considérable. Quelques-uns s'attaquent à nos boissons ou à nos aliments. Nous les retrouverons à propos des maladies des vins, des bières, du lait. Comme, pour ceux-là, la matière visqueuse
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qu'ils forment est noyée au milieu d'une grande (jiiantitc de matière organique dont il n'est pas facile de la séparer, elle n'a pas été très .étudiée. Nous ne parlerons ici que des ferments qu'on a pu cultiver dans des liquides artificiels, et dont on a pu étudier les produits.
Ils sont peu nombreux et en général mal connus, bien que la fermentation visqueuse des solutions sucrées ait été observée depuis longtemps. Dans des fermentations spontanées et par conséquent impures. Béchamp avait attribué la viscosité observée à une substance qu'il a séparée du liquide et qu'il appelle viscose ; c'est une substance d'une grande blancbeur, aisément pulvérisable, n'ayant nullement l'apparence ni, comme nous allons le voir^ les propriétés de la gomme, avec laquelle on la longtemps confondue. L'alcool la précipite de sa solution aqueuse en une masse étirable en longs fils. Elle ne réduit pas le réactif de Fchling, ce n'est donc pas un glucose. Sa composition, lorsquelle a été séchée à 140'^' dans le vide, est celle de la matière amylacée C'^H-^O'". Son pouvoir rotatoire est voisin de celui de la fécule soluble. Elle donne, sous l'action de l'acide nitrique, les mêmes dérivés que la fécule ; avec l'acide concentré^ elle donne de l'acide oxalique sans production d'acide mucique. L'acide sulfurique étendu agit sur elle à lébullition plus lentement que sur la fécule, en donnant des dextrines c[ue la levure ne fait pas fermenter, et un glucose fermentescible. On voit que cette matière ressemble beaucoup à la dextrane de Scheibler, si elle ne lui est pas identique.
Cette même fermentation, d'origine incertaine, a fourni parfois à Béchamp de la mannite, que nous retrouverons dans quelques-unes des fermentations plus pures que nous allons rencontrer. Krause a décrit un B. viscosiis saechari, qui transforme rapidement une solution sucrée en une masse visqueuse. Glaser a rencontré et décrit, sous le nom de B. gelatinovum betoi, une autre espèce, qui rend visqueux le jus de betteraves et donne en même temps de
l'alcool. C'est peut-être une espèce voisine de mon actinobacter (88). Heaucoiip de sucs végétaux peuvent subir des transformations analogues. Brautigam a décrit un micrococciis gelalinogenus, qui rend visqueuses les infusions de feuilles de digitale, qui gélatinise beaucoup de jus de fruits quand on y ajoute du sucre, en donnant en outre de l'acide lactique. La matière gélatinisante, précipitée par l'alcool, ne réduit pas la licpieur de Fehling" et est insoluble dans l'eau bouillante. Ritsert a aussi isolé, dans des infusions devenues visqueuses, son Bacteinum gummosum^ qui, d'après lui, rend visqueuses les solutions de sucre de canne et non pas de dextrose, si bien qu'il peut servir à distinguer ces deux sucres, ou à faire apparaître le sucre de canne dans son mélange avec le sucre de raisins. La concentration la meilleure est de 10 0/0 de sucre.
Hery a rencontré, dans une encre devenue visqueuse, deux bactéries dont l'une liquéfie la gélatine glycérinée et saccharisée, et la rend ensuite filante. Cette bactérie est capsulée. Sa capsule a 3 ou 4 fois la largeur du bacille, et se teint mieux que lui par le violet de gentiane. Les capsules se dissolvent ensuite, et le liquide devient visqueux. La matière visqueuse est précipitée par l'alcool, comme celle de plus haut.
Ilapp a trouvé dans des infusions de digitale un bacille long de o à 7,5 a, large de 0,6 à 2 u., plus long et plus épais sur gélose que sur gélatine. Il est faiblement mobile, porte des cils et donne des spores endogènes. liapp le nomme Bacillus giiînmosus. 11 a de même appelé 7nicrococcus gummosus, comme jouissant de la même propriété de rendre visqueuses des solutions de sucre, un coccus épais de 0,4 u environ, très analogue au .1/. gclalinogcnus de Brautigam, mais qui en diffère pourtant en ce que ce dernier ne gélatinise pas les solutions à 10 0/0 de maltose, tandis que le premier se comporte avec elles comme avec des solutions de saccharose.
La matière gélatineuse est soluble dans l'eau, insoluble
dans l'alcool et Téther. Elle a la formule (C-'H'"0'j". Comme sous-procluits, nous retrouvons la mannite, qui semble décidément un produit normal de certaines fermentations visqueuses, de l'acide lactique et de l'acide butyrique.
Enfin Boeekhout a montré tout récemment qu'on pouvait se procurer un grand nombre d'espèces ou de variétés de bacilles producteurs de dextrane en ensemençant, sur du bouillon de Loeffler à 20 0/0 de saccharose, soit des fleurs, soit des eaux, soit du lait^ soit d'autres matériaux exposés à l'air. La liqueur devient visqueuse, et si on en étale une goutte sur de la gélatine de Loeffler, à 20 0/0 de saccharose, on obtient une foule de colonies gélatineuses peuplées d'une façon variée. La variété qui a été étudiée de préférence est un streptocoque, appelé Streptococcus Hornensis, qui se colore très facilement par les couleurs d'aniline. Il rend peu visqueuses les solutions à 4 0/0 de saccharose^ il gélatinise les solutions de 8 à 40 0/0. Dans une solution de sucre de canne à 10 0/0 additionnée de sels ammoniacaux divers, d'asparagine, de tartrate d'ammoniaque, de peptone, il n'a gélatinise que celle qui contenait de la peptone. En essayant de même divers sucres dans un milieu de peptone, l'auteur a vu que la culture ne se faisait pas dans le lévulose et le dextrose, mais très bien dans le saccharose : ce n'est donc que lorsqu'il opère sur un édifice moléculaire un peu compliqué que ce micrococcus peut l'augmenter.
Ce streptocoque peut se passer d'oxygène et sécrète autant de dextrane qu'au contact de l'air. Son optimum de température est entre 22'' et 30". A 36o il y a culture, mais pas de formation de dextrane, qui reparait si on rapporte à 22". La mort survient après o minutes à 55°.
Ce microbe produit un peu d'acide et de gaz, mais en quantités très petites. La dextrane, précipitée et lavée à l'alcool, pour la débarrasser des sucres, est en quantité assez abondante. 500 ce. d'une solution à 20 0/0 de sucre de canne, avec peptone et sels minéraux, en ont fourni de
21 à 25 gv. à l'état brut. 11 y avait encore 2,4 0/0 d'eau, 0,7 0/0 de cendres et environ 4,3 0/0 de matières albuminoïdcs, calculées d'après la richesse en azote. Il reste encore 92, o 0/0 de matière hydrocarbonée, c'est-à-dire un rendement d'environ 20 0/0 en dextrane, et il est probable que l'alcool ne précipite pas tout.
Dans le résidu de lavage de la dextrane, Boeckhout signale un sucre qui est probablement du lévulose. Il ne dit pas avoir recherché la mannite. Le caractère de la fermentation est mal connu. Mais on voit que, dans ce dernier cas au moins, la dextrane en est un produit important, et cela justitie le titre donné à ce chapitre, de fermentations synthétiques.
Nous retrouverons, dans le courant de nos études, d'autres êtres capables de rendre visqueuses, filantes, les liqueurs où ils se développent, mais la quantité de matière qui assure ces changements de consistance est alors plus petite que dans les cas qui précèdent, et on ne peut plus parler de fermentation synthétiques. C'est dans l'étude déjà faite avec Vactinohacler qu'il faudra alors chercher des comparaisons. Nous retrouvons là ces fonctions communes et un peu indécises sur lesquelles nous avons tant insisté.
S58. Kéfir. — Nous plaçons ici l'étude du kéfir, parce que la fermentation que fournit cette boisson est très certainement voisine de celles qui précèdent, et qu'il y a ainsi production d'une substance analogue à la dextrane.
On appelle kéfir une boisson écumeuse, alcoolique, acide, que les habitants du Caucase préparent depuis un temps immémorial avec du lait de vache, de chèvre, ou de brebis, et en se servant d'un ferment spécial,, les grains de kéfir. Ce sont des masses demi-solides, élastiques, blanches ou jaunâtres, irrégulières, dont la grosseur varie de celle d'une tète d'épingle à celle d'une noix, et toutes mamelonnées à leur surface, de façon que les plus grosses
ressemblent en effet à des têtes de choux-fleurs. A l'état sec, elles contiennent, d'aprrs Kugelmann, environ le tiers de leur poids d'une substance insoluble dans leau et les lessives alcalines, très peu azotée, et ressemblant à de la cellulose.
Ces grains de kéfîr se gonflent dans l'eau ou de préférence dans le lait. Pour les utiliser, on les met en contact avec 15 ou 20 fois leur volume de lait ; on laisse le tout à la température ordinaire, de 15 à 20°. Au bout de 24 heures, on décante le lait sur un tamis, qui retient les grains de kéfir. On les lave doucement, et on les met en contact avec du lait nouveau. Quant au lait qui les a nourris, on l'enferme dans des vases bouchés où la fermentation se développe, et desquels on peut retirer, au bout de 2 ou 3 jours, une boisson mousseuse.
Les grains de kéfir augmentent peu à peu en volume et en poids. Il y a une véritable reproduction de la semence. L'étude du lait témoigne du reste qu'il s'y est produit de l'alcool et de l'acide lactique. D'après Hammarsten, bien qu'il y ait coagulation fine, la caséine n'est pas atteinte. Le sucre de lait disparait seul en donnant de l'acide lactique, de l'alcool et de l'acide carbonique.
En étudiant au microscope les grains de kétii*, Kern y a trouvé des microbes variés, dont deux suitout ont attiré son attention : une levure et un bacille. La levure ressemble aux levures ordinaires et est peu abondante. La bactérie, formant surtout des zooglées, est formée de petits bâtonnets droits ou courbes, portant à une extrémité, et souvent aux deux, im petit renflement, à peine plus réfringent que le corps de la bactérie, et dans lesquels Kern a cru voir des spores. De Là le nom de Dispo?'a Caucasica. Kern ne sait trop quel rôle donner à ce bacille ; il attribue de préférence le phénomène à la levure, mais il considère pourtant que la levure ne suffit pas, et que son bacille et la levure sont en symbiose.
Cette idée a été acceptée par les savants qui, après
Ivurii, ont (Hiulié la question. Tous ont été d'accord pour donner dans cette symbiose une place à la levure, à laquelle Beyerinck a même attribué la propriété de faire subir au sucre de lait une vraie fermentation alcoolique. La présence de cette levure expliquait alors la formation de l'alcool; quant à celle d'acide lactique, on avait le choix entre les divers bacilles rencontrés dans le kéfîr. Presque tous les savants pourtant ont attribué ce rôle à la bactérie de Kern. Il faut remarquer que cette interprétation des phénomènes est exclusive de l'idée de symbiose. Si la levure fabrique de son côté l'alcool et le bacille l'acide lactique, ce n'est plus une symbiose, c'est une association microbienne.
La preuve de l'exactitude de cette théorie est celle-ci : il faut, en ensemençant séparément la levure, et le bacille de Kern, reproduire à la fois une fermentation régulière, dans laquelle aucune des espèces ensemencées n'écrase l'autre, comme cela a lieu avec les grains de kéfir. Il faut aussi reproduire les grains de kétir eux-mêmes. Si on ne réussit pas, il faudra changer les éléments de l'association, ou de la symbiose, jusqu'à ce qu'on réussisse.
359. Travaux de Freudenreicli. — C est ce que Freudenreich semble avoir fait le premier. Il a commencé par étudier avec plus de soin qu'on ne l'avait fait avant lui la flore de grains de kéfir de diverses provenances. Ces grains par eux-mêmes se prêtent mal à l'étude. La masse gélatineuse dans laquelle sont noyés les bacilles ne permet pas de les dissocier ni parfois de les bien voir. Il vaut mieux les séparer par des ensemencements, et alors il est préférable de se servir de kéfir préparé avec du lait stérilisé, avec lequel on pratique des ensemencements sur de la gélose au sérum de lait, de préférence à la gélatine nutritive. En opérant ainsi, Freudenreicli a distingué et étudié quatre espèces, une levure, deux streptocoques, et le B. caucasiens.
FERMENTATIONS SYNTHETIQUES 403
1" Le Saccharomtjces kefir ressemble beaucoup au S. ellipsoïdens : ce sont des cellules ovales de 3 à 0 ;jL de longueur et de 2 à 3 a de larg-eur. Il se développe bien dans le bouillon de viande et dans le moût de bière, où il ne produit pourtant, comme la levure elliptique, qu'une fermentation très faible et à peine visible. Il diffère de cette levure elliptique en ce qu'il ne fonctionne plus à 35°, ne forme pas de pellicules à la surface du liquide et ne donne pas d'ascospores. En somme c'est un ferment très peu actif du maltose. En écbang'e, il se développe bien et donne une fermentation active dans les solutions contenant du glucose ou du saccharose.
Il ne donne aucune fermentation dans le lait. Il se contente de s'y développer, en donnant au liquide une saveur propre, rappelant celle du kéfir. Mais le lait reste intact. Il faut donc autre chose pour expliquer la formation d'alcool et d'acide acétique.
Ajoutons que c'est une levure fragile. Elle ne résiste pas 5 minutes à l'action d'une température comprise entre 30» et 53". Desséchée après filtration sur papier, elle a été trouvée morte après 4 jours. Elle a péri aussi après deux minutes dans une culture additionnée de 2 millièmes de sublimé corrosif, et après 30 secondes dans une culture contenant 2,5 0/0 d'acide phénique.
2" Le streptocoque a forme à la surface de la gélose au sérum des colonies rondes et grises. Il ne pousse pas facilement sur la gélatine nutritive, et pas du tout sur la pomme de terre. Il trouble en 48 heures, à la température optima de 22°, le ' bouillon lactose. Il coagule le lait, à 33°, en 48 heures. Tout cela le rapproche des ferments lactiques. En effet, dans la préparation du kéfir, c'est lui qui donne les fins tlocons du coagulum qui se forme, et aussi, pour sa part, la saveur acide de cette boisson. Il est formé de cellules ovales ayant dans le lait, en moyenne, 1,4 a de diamètre, avec, par ci, par
là, des grains plus gros et plus épais, comme on en a constaté clans la gomme de sucrerie. Il résiste 5 minutes ;\ la température de 55", mais périt au bout du môme temps à 60". Il a aussi été trouvé mort après 4 jours de dessiccation sur papier. Il supporte pendant 1 minute le contact de 1 millième de sublimé, et périt avant 30 secondes dans une liqueur à 2,5 0/0 d'acide phonique.
3° Le streptocoque }> a aussi une forme ovale, dont le grand diamètre dans une culture sur gélose atteint 1 a : on le trouve par paires et aussi en chapelets. Dans le lait, ces , chapelets sont entourés d'une membrane. Il ne coagule pas le lait, bien qu'il y produise de l'acide lactique et de l'acide carbonique. Il est un peu pkis résistant à la chaleur que le streptocoque «, et beaucoup plus visà-vis du sublimé corrosif ; il a pu demeurer vivant pendant 2-3 heures dans un bouillon de culture additionné de 1 millième de cet antiseptique. Sou rôle dans le lait est bien particulier. Inoculé avec la levure dans du bouillon lactose^ il donne un dégagement gazeux beaucoup plus abondant que s'il est ensemencé seul. Un flacon tout pareil, ensemencé avec de la levure, ne donne rien. L'auteur ne dit pas s'il a constaté qu'il y avait de l'alcool dans le premier flacon, et pas dans les deux autres.
Il a fait l'expérience autrement. Il a ensemencé le streptocoque b tout seul, puis quand le dégagement de gaz a eu cessé, il a ensemencé avec de la levure. Le dégagement du gaz a repris, ce qui prouve que le sucre de lait est plus fortement attaqué par le mélange que par ses composants isolés, mais ne démontre pas que la fermentation soit devenue alcoolique. Il est probable pourtant qu'il en est ainsi, et que la fermentation alcoolique est duc à ce que le sucre de lait a été dédoublé, par une lactase du bacille, en dextrose et galactose.
4° Le B. caiicasicus pousse très mal sur gélatine et donne sur gélose de petites colonies plates, grisâtres,
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granuleuses, et à bords irréguliers. Il se développe lentement dans le bouillon, même sucré. Il ne coag'ule pas le lait, bien qu'il le rende légèrement acide. Il ne se développe pas sur pomme de terre.
Dans le bouillon sucré, ce sont des bâtonnets droits, portant parfois aux deux bouts des renflements que Kern prit pour des spores. Mais ces renflements se comportent comme le bâtonnet vis-à-vis des matières colorantes, et leur présence n'augmente pas la résistance du microbe vis-à-vis de la chaleur. Pour ces raisons^ de Freudenreich ne les considère pas comme des spores, et appelle B. caucasiens ce que Kern avait nommé Dispora caucasica.
Ce bacille, dans le bouillon sucré, a une largeur de 1 [j. et une longueur de 5 à 6 jjl. On trouve des formes plus longues, qui alors sont courbes, à la façon de celle des grains de kéfir. Il est faiblement mobile. Il est tué en 5 minutes à 55°. L'acide pbénique à 1/2 0/0 le tue en 30 secondes.
S60. Essais de synthèse. — Pour savoir maintenant si ces quatre espèces sont nécessaires et suffisantes, faisons des ensemencements combinés de 1, 2, 3, 4 d'entre elles. La levure et le streptocoque a font alors cailler le lait, mais il ne fermente pas. Avec la levure et le streptocoque 6, il y a un peu de fermentation et formation d'un acide, mais le lait ne se caille pas. La levure et le B. caucasiens ne donnent pas de kéfir. Même il arrive que les quatre espèces, ensemencées ensemble, ne donnent pas toujours le résultat attendu. Il faut d'abord les ensemencer ensemble sur gélose, de façon à les acclimater les unes aux autres. En reportant d'abord dans le lait, puis de lait en lait, on voit à un moment donné se former un vrai kéfir, analogue au kéfir obtenu au moyen des grains. Bien que M. de Freudenreich n'ait pas très nettement indiqué les conditions du succès, il ne semble donc ]»as dnuteuv (ju il ait obtenu une boisson alcoolique et
acide, ayant le goût du kéfir. Les insuccès qu'il a rencontrés se rencontrent aussi quand on opère au moyen des grains de kéfir.
Il ne méconnaît pourtant pas que le problème n'est pas encore résolu, et qu'en particulier, le rôle du B. caucasiens ne soit encore tout à fait obscur. Il y a plus. Il n'a pas réussi à reproduire les grains, qui sont le levain de la culture. Il y a donc dans le grain autre chose d'actif que les quatre microbes étudiés.
On sait très peu de chose sur le grain en lui-même^ et sur sa puissance de multiplication. La pratique de son emploi, dans les établissements créés pour la cure par lé kéfir, est la suivante.
261. Pratique de la fabrication. — On mélange un demi-verre de grains turgescents et frais avec trois verres de lait cru ou chauffé, de 25 à 30". Le tout est enfermé dans une bouteille bouchée qu'on maintient à 16 ou "20", et qu'on agite toutes les deux heures, de façon à ramener au fond de la bouteille les champignons que le dégagement gazeux dont ils sont le siège entraîne constamment à la surface. Au bout de 24 heures, on a un liquide peu alcoolisé, qu'on décante comme nous l'avons dit, et qu'on mélange avec deux fois son volume de lait frais : on distribue ensuite ce mélange dans des bouteilles en verre fort, qu'on ferme hermétiquement et qu'on traite comme la précédente. Au bout de 24 heures on a du kéfir faible ; au bout de 48 heures du kéfir moyen, et après 72 heures, du kéfir fort qui déjà commence à être aigre et à cesser d'être potable. On voit que la fermentation, si elle doit être commencée par le grain de kéfir, n'a pas besoin de lui pour continuer. D'un autre côté, ce grain donne la semence, mais il se multiplie aussi dans la liqueur mère qu'il a permis de former.
Quel est le degré de cette multiplication ? Bary dit qu'il faut quelques semaines pour doubler le volume des grains.
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De quoi sont-ils formés? Quel est le ciment, de nature certainement cellulosique, qui relie entre eux les divers éléments organisés du grain? Il y a très probablement une bactérie, de la nature de celles qui constituent la gomme de sucrerie, et qui a échappé aux tentatives des bactériologistes parce que, comme ses congénères, elle ne se cultive pas facilement, ou ne se cultive qu'à l'état nu, qu'elle n'a pas dans le grain de kéfir. C'est peut-être l'étude de cette bactérie qui donnera le mieux la clef de l'histoire physiologique du kéfir, celle qui comprend à la fois la boisson et la semence.
Au reste elle est peut-être plus simple qu'on ne suppose, si Jorgensen a trouvé, comme il l'annonce, que les grains de kéfir russe contiennent un saccharomyces véritable faisant fermenter le sucre de lait.
S6S. Composition du kéfir. — Quoi qu'il en soit, toutes les analyses faites montrent que le kéfir est devenu le siège d'une fermentation à la fois alcoolique et lactique, dans laquelle le sucre de lait est seul intéressé. Voici deux analyses, choisies parmi les analyses nombreuses qui ont été publiées, parce qu'elles sont accompagnées de celle du lait correspondant. La première est due à Touschinsky, la seconde à Sonnerat.
Matière grasse
Matière alhuminoïde.
Sucre de lait
Acide lactique
Alcool
Eau et sels
Lait
Kéfir
de 2 jours
Les variations dans la matière grasse et la matière albuminoïde ne doivent pas surprendre, puisque dans le kéfir elles sont toutes deux à l'état solide, et ne peuvent pas
être réparties uniformément. On voit que le sucre de lait a disparu à moitié, donnant à peu près des poids égaux d'acide lactique et d'alcool. L'analyse de M. Sonnerai nous montre un kéfir où la fermentation est plus avancée.
Matière grasse
Matière albuminoïde.
Sucre de lait
Acide lactique
Alcool
Eau et sels ,
Lait
Ketir (le 3 jours
Ici, l'analyse semble plus exacte, car le poids du sucre de lait disparu correspond mieux aux poids d'acide lactique et d'alcool formés. Il y a donc sûrement à la fois fermentation lactique et alcoolique sous l'influence, encore non débrouillée, de divers agents dont l'un est probablement une bactérie voisine de l'Actinobacter et du Leuconostoc.
S63. Bière de gingembre. — Nous plaçons tout naturellement, à côté du grain de kéfir, une autre production végétale qui lui ressemble morphologiquement et aussi pbysiologiquemeut, celle que Marsliall-Ward a étudiée sous le nom de ferment de la bière de gingembre. Introduit dans les liqueurs sucrées qu'on a additionnées de gingembre, ce ferment les transforme en une boisson mousseuse et acide. A l'état frais, il est formé de grumeaux gélatineux, blancs, demi-opaques, irréguliers, dont la grosseur varie de celle d'une tète d'épingle à celle d'une noix. Marshall-Ward a jsolé les divers microbes, levures, bactéries, mycéliums, qu'elle contient, et dont deux ont surtout retenu son attention. L'un est un saccharonif/ces, qu'il a nommé S. />yriformis, qui intervertit et fait fermenter le sucre en donnant un dépôt très abondant. Il provient probablement du
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sucre coloré servant à la fabrication de la bière de gingembre. C'est un saccharomyces vrai, suivant la conception de Hansen : il donne des spores en 40 à 50 heures à 25°, sur bloc de plâtre. 11 fait aussi fermenter activement l'orge germé, et donne, à la surface du liquide fermenté, une pellicule qui présente des formes variées. La seconde espèce, constante dans le ferment de la bière de gingembre, est un schizomycète, qui, d'après Marshall-Ward, j^rovient du gingembre, et qu'il appelle Bacteriiim vermiforme. L'aspect vermiforme que traduit ce nom est dû à des enveloppes gélatineuses transparentes qui entourent les bactéries, et forment des replis au milieu desquels les globules de levure sont retenus. Le Bacterium vermiforme peut aussi pousser nu- et prendre diverses formes de croissance. Les enveloppes gélatineuses apparaissent quand le liquida est désaéré et est devenu acide.
La preuve que ces deux organismes sont bien les deux organismes essentiels de la préparation, c'est que, en les ensemençant simultanément, on reproduit la bière de gingembre. Mais il faut que leur ensemencement soit simultané, et de là Marshall-Ward conclut qu'ils vivent en symbiose. Cela veut dire dans son esprit qu'ils concourent à un but commun, et s'aident mutuellement pour l'atteindre. Mais le mot de symbiose comporte une signification plus étroite : c'est quand deux microbes vivent l'un par l'autre, chacun ayant besoin d'une substance que l'autre faljrique pour lui. Le cas relevé par Marshall-\^'ard est plutôt celui d'une association, avec concurrence, pour l'exploitaiion d'un même produit, le sucre de la liqueur. C'est ce que réalise le mélange de certaines levures dans la fabrication de la bière.
Dans le détail, on peut pourlant relever quelques échanges de services. C'est ainsi que, d'après Marshall-\\'ard, son B. vermiforme pousse certainement mieux en présence de la levure que lorsqu'il n'y en a pas, et même lorsqu'il est séparé de la levure par une cloison poreuse : ceci prouve
que ce n'est pas du contact de la cellule qu'il a besoin, mais bien du contact de ses produits. C'est ainsi encore que, pour arriver à préparer la bière par l'ensemencement simultané des deux microbes, il est bon d'ensemencer la bactérie dans un mélange de bouillon et de liquide minéral de Pasteur, contenu dans un filtre de Chamberland. On ensemence la levure dans un mélange identique, où plonge le filtre, contenant la bactérie, et ce n'est que quelques heures après qu'on ensemence à son tour la levure dans le liquide où vit la bactérie. Il y aurait donc une action utile exercée sur la bactérie par une sécrétion difTusible de la levure, et c'est peutêtre à garder cette sécrétion que sont destinées les enveloppes gélatineuses du bacille dans le ferment de la bière de gingembre.
Nous avons ici, en plus que tout à l'heure à propos du kéfir, un renseignement sur la multiplication du ferment. 5 gr. de ferment frais, correspondant à environ 0 gr. 7 de matière sèche, abandonnés 14 jours dans 500 ce. de liquide minéral de Pasteur, additionné d'asparagine, peuvent arriver à peser 52, 5 gr. correspondant à un poids sec de 7 gr. En supposant que ce soit le sucre seul qui ait fourni les matériaux du ferment, on voit que le rendement est considérable : il rapproche le B. veriniforme du Leuconostoc de la gomme de sucrerie.
364. Tiby. — Il faut évidemment rapprocher des ferments qui précèdent le Tiby^ formé aussi de masses gélatineuses irrégulières, de la grosseur d'un pois, qui peuvent servir aussi à préparer une boisson alcoolique et acide. On le laisse se gonfler dans l'eau en agitant de temps en temps : on ajoute 40 à 50 gr. par litre de sucre non raffiné, et on abandonne pendant 24 à 30 heures à température constante. On décante, on sépare les grains de Tiby au moyen d'un tamis, et on enferme en bouteilles closes, où la boisson devient mousseuse. Son goût est
alors alcoolique et acide, un peu comme le cidre. Il faut environ 500 gr. de Tiby pour 20 litres de liquide, et le ferment se reproduit abondamment. On reconnaît là tous les caractères des ferments qui précèdent. Mais celui-ci n'a pas encore été étudié.
Beaucoup de ferments, rapportés par les explorateurs des régions équatoriales, pourraient être également rapprochés de ceux que nous venons d'apprendre à connaître. Mais il n'y a encore rien à dire d'eux au point de vue bactériologique.
S65. Résumé synthétique de tous les faits qui précèdent, — Nous avons essayé de résumer dans les pages qui précèdent les notions générales qui résultent des faits connus à propos des fermentations autres que la fermentation alcoolique. Naturellement nous y avons retrouvé quelques-unes de celles que nous avait fourmes l'étude de la levure. Il eut été étonnant qu'il en fut auirement, car la levure n'a pas une place à part, et celle que nous sommes habitués à lui donner est tout à fait artificielle. Mais ces notions se sont élargies en s'appuyanl sur un plus grand nombre de groupes cellulaires, et en outre nous nous apercevons aujourd'hui, ce que nous n'avions pu faire encore, que le monde des bactéries^ infiniment plus peuplé que nous ne le suppositions à l'origine^ n'est pas formé de groupements séparés occupant chacun une partie du territoire : ce sont des tribus, à peine fixées, ne quittant guère une région déterminée, mais en habitant tantôt une partie tantôt l'autre, et pouvant par conséquent tantôt pénétrer sur le territoire d'une tribu voisine, tantôt le quitter pour aller confluer avec une autre. Il y a toujours quelque flottement dans le monde de ces infiniments petits. Cela augmente évidemment les difficultés d'en tracer la carte et d'y faire de ces délimitations d'espèces chères aux naturalistes. Mais le monde dans lequel nous vivons ne sera bien connu que quand les classifications en auront
disparu, et il faut peut-être se féliciter, ici, au lieu de s'en plaindre, que toutes ces bactéries se ressemblent et se refusent à toute distinction en dehors de leurs actions physiologiques que nous sommes par suite forcés d'étudier de très près.
Cette étude nous a montré que, même de ce côté, il y a beaucoup de ressemblances, et que tout se passe comme s'il n'y avait, au point de vue physiologique, que 12 à 15 actions principales, conduisant individuellement à Talcool, à l'acide acétique, à l'acide lactique, etc., et distribuées par paquets aux diverses bactéries, ou bien, pour donner à cette idée une forme plus hypothétique, mais plus précise, comme si l'action physiologique comportait seulement l'action de 12 ou 15 diastases principales dont les diverses barctéries posséderaient individuellement 2, 3, -4, ou davantage, les aérobies étant, dans l'ensemble, mieux munies que les anaérobies. Supposons que cette hypothèse devienne la réalité quelque jour, et qu'en assimilant les diastases à des rouages, on puisse mettre en évidence dans chaque cellule la combinaison de rouages à laquelle elle obéit, il est clair que la cellule passera alors au second plan et les rouages au premier, de même que les différentes parties du corps humain ont passé du premier plan au second quand on a eu la notion bien nette des cellules qui les composent.
La science en ce moment s'emploie à disséquer la cellule, comme elle s'est appliquée à disséquer jusqu'ici les ensembles cellulaires, et il ne faut pas être plus surpris qu'elle rencontre dans diverses cellules les mômes fonctions qu'on ne lest de trouver le même système nerveux ou musculaire dans des animaux très divers.
Voilà des conclusions théoriques qu'il n"(''tait pas inutile de mettre en lumière, et c'est ce que nous avons essayé de faire dans la première partie de cet ouvrage, où nous avons fait figurer les faits les mieux connus, en ne tenant compte que de leur importance théorique. Mais de même
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que dans la fermentation alcoolique il y a le côté théorique et le côté pratique, de môme il y a des fermentations qui, mal connues dans leur essence, n'en sont pas moins importantes pratiquement et que ce livre ne saurait passer sous silence. C'est à elles qu'est consacrée cette dernière partie, moins solidement assise que l'autre sur le terrain de la doctrine, mais non moins utile à connaître. Je ne parlerai naturellement que des fermentations les mieux connues au point de vue scientifique, laissant de côté celles dont l'étude est à peine ébauchée, ou qui sont encore entièrement livrées à l'empirisme. ^
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AMIDONS ET CELLULOSES
Après avoir étudié, dans les pages qui précèdent, les fermentations variées des sucres, nous avons à nous préoccuper de deux autres matières hydrocarbonées beaucoup plus répandues dans le monde végétal, celles qu'on appelait autrefois l'amidon et la cellulose.
366. Diversité des amidons. — Mais l'amidon gélatinisé se comporte comme un sucre vis-à-vis des espèces microbiennes dotées de diastases saccharitiantes, et nous l'avons vu fréquemment intervenir dans les recherches sur la fermentation des sucres. Quant à l'amidon cru, nous avons vu qu'il se comporte auti*ement, d'ordinaire, que l'amidon cuit. Beaucoup d'espèces se refusent à pousser quand on le leur offre comme unique aliment. Elles peuvent pourtant, quand elles ont poussé sur un autre milieu plus favorable, le corroder peu à peu à l'aide d'une diastase particulière, sans aucun doute différente de celle qui saccharifîe l'amidon cuit. L'amidon cru diffère donc de l'amidon cuit, et comme on passe de l'un à l'autre facilement, à l'aide d'une petite variation de 4 ou o degrés dans la température, il est difficile d'admettre que cette variation amène des changements chimiques. L'amidon cru et l'amidon cuit sont formés des mômes substances, qui ne difièrent dans l'un et dans l'autre que par leur degré de cohésion. Voilà une première notion qui semble bien acquise.
Je n'ai pas besoin de répéter, l'ayant déjà dit dans le
