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m FERMENTATION DES SUCRES.

937. Une dernière étude a été faite sur l'influence de corps nombreux dans la fermentation alcoolique. Voici les principaux résultats :

Avec un excès de levure, la durée de la fermentation est proportionnelle à la quantité de sucre.

Influence des gaz, — La levure conserve sa puissance fermenta tive dans Toxygène, l'hydrogène, l'azote, l'oxyde de carbone, le protoxyde d'azote, le monhydrobène (C'^H*).

L'hydrogène semble diminuer un peu son activité.

Le protoxyde d'azote paraît au contraire l'augmenter.

Influence des inéialloïdss, — Le soufre dégage de l'hydrogène sulfuré.

Influence des acides, — La levure a une acidité variable entré l'équivalent de 25 et celui de 30 dix-millièmes de son poids. Comme dans les expériences de Quevenne, les acides

Sulfuriquc,

Phosphorique,

Acétique,

Sulfureux,

Arsénieux,

Oxalique,

Azotique,

Borique,

Taftrique

ont arrêté la fermentation aussitôt que leur proportion devenait un peu forte, 100 fois l'équivalent de l'acide naturel de la levure; 40 fois 'suirisent pour rendre l'action traînante. Les moins nuisibles sont l'acide chlorhydrique et sutout l'acide tartrique ; il faut 200 équivalents de ce dernier pour produire un arrêt complet.

Influence des bases, — Il en faut très-peu pour empêcher la feimentation ou l'arrêter quand elle est établie. C'est ce que j'avais démontré, dès 1855, par la découverte de la préservation des jus de betterave bruts additionnés de chaux (voy. 2" volume). L'ammoniaque à la faible dose de i fois l'équivalent de l'acide naturel de hi levure, ne produit pas encore d'action bien notable, mais à 8 fois cette influence est nettement accusée; à 24 fois elle est assez forte pour empêcher toute fermentation. Il ne se forme ni Az(>* ni AzO*.

La chaux, la magnésie, en poids égal à celui de la levure, arrêtent et empêchent toute fermentation.

Influence des sels. — 1 gramme de levure laissé l rois jours dans une solution saturnine contenant de 30 à AO grammes de sel a donné :

i" Fermentation totale plus ou moins rapide après le contact du :

Sulfate de potasse

Sulfate de soude

Sulfate de magnésie

Sulfate de chaux

Sulfate de zinc

Sulfate de cuivre à 1/^0000...

Sulfate d'alun

Chlorure de potassium

Chlorure de calcium

Chlorure de strontium

Phosphate de potasse

Phosphate de chaux

Phosphate d'ammoniaque. . . .

Ordre Ortiro

d'activité. d'arlivitc.

1 Phosphate de soude 16

i i Bisulfite de soude 15

19 Uyposulfate de potasse 6

22 • Hyposulfite de soude 7

25 Sulfovinate de potasse 4

26 Sulfométhylate de potasse 5

24 Formiate de potasse 8

1 Tnrtrate de potasse 9

20 Bitartrate de potasse 10

23 Lactate de soude 17

3 Cyanoferrure de potassium. . . 12

21 Cyanoferride 13

18 Sulfocyanate 11

2^ Fermentation partielle plus ou moins ralentie :

Ordre d'activité.

Sulfite de soude 6

Bisulfite de potasse 1

Sulfate ferreux à 1/350 15

Sulfate manganeux à 1 /350 16

Azotate de potasse 2

Azotate d'ammoniaque 11

Chlorure de baryum 14

lodure de potassium 4

Arséniate de potasse

Borate de soude

Butyrate de potasse

Tartrate de potasse et soude

Tartrate d'ammoniaque

Savon blanc (de soude) .

Hyposulfate de soude

Hyposulfite de potasse

Ordre d'activité.

3* Inversion plus ou moins avancée, sans fermentation :

Ordre d'artivité.

Azotite de potasse 1

Azotite de soude 4

Chromate de potasse 2

Bichromate de potasse 3

Chlorure de sodium

Chlorhydrate d'ammoniaque.

Acétate de soude

Cyanure de mercure

Ordre d'aclÎTitc.

4* Ni inversion, ni fermentation .

22i FERMENTATION DES SUCRES.

Acétate de potasse, monosulfure de sodium, cyanure de potassium.

Avec les sulfite et hyposulfite de soude, sulfocyanate de potasse, la liqueur fermentée, additionnée de potasse, donne un alcool mêlé d'aldéhyde et rappelant l'odeur de fruits enfermés. Cet alcool précipite en ajoutant de l'eau. Avec l'hyposulfite de potasse il se dégage de l'hydrogène sulfuré, ce qui suffit pour former un éther à odeur d'ail (voy. Alcool),

Le sulfate de cuivre à 1/âOOO détruit le pouvoir de la levure (1).

Tous les résultats 1% 2', r}° doivent être considérés comme de simples approximations.

S38. Telles sont les principales circonstances dans lesquelles on observe le mystérieux phénomène de la fermentation. A quelles causes doit-on le rapporter?

On a fait bien des hypothèses, et je crois devoir ici les retracer toutes, avec quelque détail, à cause des faits particuliers dont elles nous donneront encore occasion de parler, et non pas en raison de leur exactitude; car il me paraît impossible de les admettre.

939. On a voulu trouver dans chaque globule de ferment un animalcule microscopique. Celte hypothèse est certainement la plus séduisante; elle rendrait très-nettement compte de la difficulté principale des explications théoriques, c'est-à-dire de la décomposition du sucre, par un simple dédoublement en alcool et acide carbonique, dédoublement qui n'est provoqué par aucune affinité chimique distincte. Ces animalcules mangeraient le sucre, et, par la digestion, le transformeraient en acide carbonique (corps brûlé, produit de combustion) et en alcool (corps combustible, produit de réduction), comme on lo voit, en général, dans les digestions des animaux. L'activité de ces animaux dépendrait de la température et serait très-grande à -}- 20 ou -f- "^0 degrés. Leur existence serait assez courte, elle ne durerait que quelques jours, pendant lesquels ils consommeraient au moins soixante fois leur poids de sucre. En

(i) Comptes rendus, LXXV, 277.

un mot, les principales conditions de la fermentation alcoolique seraient expliquées d'une manière assez satisfaisante.

Mais cette théorie ne peut soutenir un examen attentif.

Ainsi, jamais les globules de ferment n'ont présenté la moindre trace d'une puissance automotrice. A la vérité, certains animaux très-inférieurs sont dans le même cas; mais ils peuvent au moins exécuter quelques mouvements propres dont le ferment ne donne aucun signe. D'ailleurs ces animaux n'ont jamais une puissance de digestion comparable à celle dont le ferment serait doué. En second lieu, plusieurs jus de fruits préparés, avec les plus grandes précautions, et versés dans un flacon à l'émeri, montrent, peu de jours après, de véritables animalcules, même assez gros, très-actifs, et qui deviennent languissants dès que la fermentation alcoolique commence (1). D'un autre côté, pendant la fermentation, le ferment se sépare en deux parties, l'amylon et les matières protéiques solubles, dont l'ensemble peut être appelé dorénavant zyméine (de Çùf07, levaifiy pour abréger), et ces deux parties n'éprouvent aucune des modifications occasionnées par le développement des animaux (2). Enfin les agents chimiques n'exercent pas sur lui les effets qu'ils produisent, en général, sur les animaux (3). Dans les expériences de Quevenne citées plus haut (236), les acides sulfurique, chlorhydrique et azotique même ne sont pas employés en quantité suffisante pour entraîner la mort des globules, au mollis immédiatement, et cependant ils arrêtent complètement la fermentation. L'acide arsénieux, si dangereux pour les animaux, n'a presque pas d'action sur le ferment. Il en est de même de l'acétate de plomb. A la vérité, le ferment perd toute son activité à 100 degrés, dans l'eau bouillante, et ne produit plus d'alcool ; mais on ne pourra point, cependant, s'arrêter à Tidée de voir des animalcules dans les parcelles microscopiques du ferment. Ainsi l'hypothèse de la nature animale des globules n'est pas fondée. Nous n'admettrons pas, avec Desmazières, une espèce déterminée, Mycoderma cere-

(1) Cagniard-Latour, Ann, de chim. et de phys. [2], LXVIII, 209.

(2) Béchamp Ta, depuis, nommée Zymase (on nom de plus).

(3) Uuevenne, Joum, de pharm,, XXIV, 346.

visiœ (i). D'Arraailhacq fait obsener avec juste i-âison que la nature animale des globules n'est pas démontrée ; si les phénomènes sont ceux de la vie des végétaux, laquelle est d'une tout antre naturCy l'explication qui précède n'a pas la moindre valeur (1).

9^0. Une autre hypothèse a été mise en avant et préférée par beaucoup d'observateurs : on a voulu regarder le développement de la levure comme une végétation.

L'examen des globules au microscope donne à cet égard les indications fondamentales. Beaucoup d'observateurs ont adopté la pensée d'un développement par bourgeons : l'étude rapportée plus haut, § 199, d'après Mitscherlich, nous a rendu ce développement bien sensible : tous ceux qui le regardent comme démontré, ce qu'il est difficile de ne pas accorder, quoique Quevenne ait cru voir les globules paraître immédiatement avec leur grandeur ordinaire (3), ce qui m'a semblé aussi vrai dans les globules du vin de Champagne (§ 205), croient pouvoir expliquer la fermentation alcoolique par la rapidité de la végétation des globules, ou, pour parler plus exactement, par la force vitale qui préside à leur formation. Les globules du ferment seraient analogues aux stomates, par exemple, dans lesquels on sait que l'acide carbonique éprouve une décomposition complète, dont la plante se sert pour absorber le carbone et restitiler l'oxygène à l'atmosphère. Les globules auraient, de leur côté, la force de décomposer le sucre en deux parts, l'acide carbonique et l'alcool. Cette idée laisse persister une difficulté très-grande. Si les stomates, ou les organes du même genre, disséminés dans les parties vertes des plantes, décomposent l'acide carbonique de l'air, ce n'est pas sans tirer partie de cette décomposition, puisque le car-? bone est absorbé; les globules du ferment qu'on leur assimile ne font rien de semblable : ils divisent le sucre en deux coi'ps moins composés, ce qui exige une force chimique assez grande, car le

(1) Annales des sciences naturelles, X, ^3.

(2) Joum. de viticulture pratique, 18G8, III, 189.

(3) Joum, de pharm,, XXIV, 3-iO. — Le même fait m'a toujoui*s paru évident en étudiant le moût de raisin. e. m.

FEEIMENTATION DES SUCRES. 227

sucre est stable; mais ils ne lui prennent rien et agissent, par conséquent, en dehors de toute affinité, ce qui forme une sorte de contradiction. D'un autre côté, ce n'est pas en végétant que le ferment produit la décomposition du sucre, c'est après avoir végété ; car le dégagement d'acide carbonique ne se produit jamais avant l'apparition des globules, mais toujours à leur surface (1), et c'est plutôt par la mort du ferment que pendant sa vie que la décomposition du sucre s'opère. La vie d'une plante n'est jamais accompagnée d'une oxydation notable, l'oxygène qu'elle absorbe est rejeté, sinon tout entier, du moins en grande partie, à l'état d'acide carbonique. C'est ce qui a lieu, pendant la nuit, tandis que le contraire a lieu, par une action consécutive, pendant le jour. Ainsi l'hypothèse d'une végétation ou d'une force vitale agissant directement pour former les globules et latéralement (s'il est permis de le dire) pour décomposer le sucre, n'est pas beaucoup plus solide que celle d'une vitalité animale ; elle est encore mieux contredite par l'influence des agents chimiques sur le ferment. Comment expliquer la paralysie de cette végétation par une addition d'essence de térébenthine, ou de créosote, ou d'acide acétique, ou même d'acide cyanhydrique? Elle ne peut pas être conservée.

%A\ . Il en est de même d'une théorie mise en avant par un illustre chimiste, par Liebig, dont les disciples ont fait grand bruit en Allemagne, celle du prétendu transport du mouvement chimique d'un corps à un autre. D'après Liebig, la cause de la feraientation est : tout corps dont les éléments sont dans un état d'équilibre détruity dans un état de mouvement^ par suite duquel ils se groupent dans de nouvelles directions^ suivant leurs attractions spéciales {^, Le ferment serait dans un état de mouvement chimique et ferait ainsi passer le sucre au même état de mouvement. Les analogies sur lesquelles s'appuie le célèbre chimiste allemand ne sont pas fondées. Il cite le fait suivant parmi beaucoup d'autres. Le platine, absolument inattaquable par l'acide azotique, s'y dissout

(1) Quevenne, J<mm, de pharm.y XXIV, 342.

(2) Traité de chimie, Introduction, p. 20.

228 FERMENTATION DES SUCKES.

avec facilité lorsqu'il est allié d'avance à l'argent. Loxydation que^ dans ce caSy Vargent éprouve de la part de ce dernier, se reporte sur le platine qui décompose alors Vacide azotique (1). Cette explication n'est pas soutenable, car le platine ne produit plus la même action quand on remplace l'argent par un autre métal capable de se dissoudre dans l'acide, et produisant le même mouvement que l'argent. 11 est bien plus simple d'attribuer cet effet à Tunion de l'argent avec le platine en un véritable composé^ dans lequel les propriétés chimiques des éléments sont modifiées par le changement de densité, comme le montre ma Théorie. D'un autre côté, Liebig ne tient pas assez compte du genre de mouvement présenté par le ferment pendant la décomposition du sucre. Ce n'est pas tant un mouvement chimique, un changement de nature, qu'un mouvement physique, un phénomène d'osmose, qui détermine la fermentation. A la vérité, la zyméine éprouve un mouvement chimique partiel ; mais ce mouvement relatif, très- faible, ne se communique pas au sucre avant la formation des globules, et, sans l'action physique de ces derniers, sans l'osmose, il n'excite pas la fermentation. Enfin, Liebig n'a pas même essayé d'appliquer sa théorie jusqu'au bout, dans le cas de la fermentation; car il en aurait lui-même reconnu l'insuffisance. Dire que le mouvement chimique d'un corpa se transmet à un autre corps, c'est, au fond, attribuer le phénomène à l'affinité, c'est admettre, implicitement, la mise en action de cette force par les causes ordinaires, et la théorie ne nous donne point la clef de la difficulté fondamentale, c'est-à-dire de l'énorme disproportion qu'on observe entre les quantités de sucre et de fennont qui subissent le mouvement chimique. Dans les circonstances ordinaires, les effets de l'affmité peuvent se représenter par une équation chimique (2) dans laquelle on n'observe jamais une pareille disproportion ; et si l'affinité ne s'exerce pas, comme à Vordinaire^ dans la fermentation alcoolique, pourquoi les corps se groupent-ils

(i) Traité de chimie. Introduction, p. 12.

(2) 11 n'est pas sans intérêt de le remarquer, Lavoisier a établi ce grand principe justement en rendant compte de ses recherches sur la fermentation alcoolique (Éléments de chimie, 1. 1, 141).

« dans de nouvelles directions, suivant leurs attractions spéciales? » Quelle est donc la cause nouvelle qui la met en mouvement? Yoilà ce que Liebig ne dit pas, et c'est justement ce qu'il aurait dû dire. Ses écrits n'exposent pas une théorie véritable ; ils sont, comme tant d'œuvres allemandes, un écart d'imagination, et ne peuvent que jeter un voile de plus dans beaucoup d'esprits sur les phénomènes si délicats de la fermentation (1).

. Il faut encore en dire autant d'une théorie proposée par un homme non moins célèbre, par Berzelius; je veux parler de sa prétendue force catalyiique (xaTa).uw, je détruis). « Certains corps, » dit-il, exercent, par le simple contact, une telle influence sur » d'autres corps qu'il en résulte une action chimique. Les combi- » naisons sont détruites, ou de nouvelles combinaisons prennent » naissance, et tout cela s'effectue sans que le corps, qui produit » tous ces changements, soit altéré (2)... » Puis il ajoute, un peu plus loin : « La force catalyiique se manifeste par l'excitation de » rapports électriques qui, jusqu'à présent, ont échappé à nos » recherches (page 412). » Parmi les faits dont l'explication semblait à Berzelius exiger l'intervention, non pas d'une force nouvelle, mais d'un nouveau mode d'excitation des forces électriques, le principal est la décomposition de l'eau oxygénée, découverte par feu Thénard, sous l'influence du platine, dans l'état particulier de noir ou à'épofige. Il n'est pas nécessaire de voir, dans ce phénomène, l'action d'une force particulière. Berzelius lui-même dit que la force électrique est la véritable, et il admet seulement une excitation particulière. Mais il est bien évident que cette excitation n'est pas due

(i) Stahl avait indiqué ce principe longtemps avant Liebig; il avait dit : un corps en décomposition communique très-facilement cet état aux corps non décomposés. Un tel corps, qui se trouve déjà dans un état de mouvement intérieur, peut attirer dans ce mouvement un autre corps prédisposé à le subir (Mulder, p. 73). — il s'est pourtant trouvé un chimiste pour prendre Topinion de Liebig au sérieux et faire des expériences sur la transmission du mouvement moléculaire, même au travers d'une colonne de mercure {Comptes rendus^ LXXV, 277). Ces expériences ont eu naturellement des résultats négatifs.

(2) Traité de chimie, 18i5, 1, 410.

au simple contact^ car le plaline massif ne produit pas la moindre trace des effets déterminés par le noir ou l'éponge, et la différence de ces états du platine est assez grande pour expliquer tous les effets produits. Le noir et l'éponge sont du platine extrêmement divisé : les molécules du métal sont séparées par des espaces capillaires^ et cette disposition physique entraîne une faculté bien connue, celle d'absorber, de condenser de grands volumes de gaz, et de s'imbiber des liquides, en dégageant beaucoup de chaleur (i). C'est le point essentiel, et il ne se présente rien en dehors des attractions capillaires. Une fois ce point établi, le reste en découle simplement ; la chaleur, dégagée par le noir, au moment où il est pénétré par l'eau oxygénée, détruit cette eau comme à l'ordinaire ; et il en est de même de tous les faits analogues. C'est par l'attraction capillaire, exercée dans les globules du ferment, que la métamorphose du sucre, en alcool et acide carbonique, est produite, il n'y a pas lieu de conserver le nom de force catalytique, ou de force de contact, pour représenter une force nouvelle; les effets des attractions capillaires dépendent de Taffmité, à peu près telle qu'on la conçoit ordinairement.

9 A3. Pour terminer, je ne puis éviter de dire un mot des hypothèses présentées en France, depuis quelques années, comme des principes certains, mais qui ont assez peu cette valeur pour me faire vivement regretter de ne pas les tenir dans l'ombre et le silence. Une idée, assez ancienne déjà, faisait dépendre chaque fermentation, alcoolique, butyrique, etc., d'un ferment spécial. D'abord assez vaguement exprimée, cette idée a été reprise de notre temps, où les hardiesses les plus étranges obtiennent de si grands succès, et on nous a offert une série de ferments pouvant, chacun, produire une fermentation, et ne pouvant en produire une autre. Nous avons Mycoderma vini pour la fermentation du vin, où se développent des fleurs, Mycodermu aceti pour le changement du vin en vinaigre, etc. ; et on nous a certifié la manière de vivre de

(1) Pouillet, Ann. de chim. et de phys. [2], XX, i 11.

ces mycodermes, dont on nous a donné la forme et même un peu les dimensions. Sans eux, nous a-t-on protesté, aucune fermentalion n'est possible, à ce point même de ne jamais en voir aucune dans les eaux sucrées, mises rigoureusement à l'abri de toute introduction du mycoderme spécial. Jamais une eau sucrée, pure de ces êlres microscopiques, ne donnera le moindre signe d'altération si elle reste privée de leur contact. Lorsque cette eau, filtrée avec les soins les plus minutieux, fermente, c'est par l'efTet nécessaire de ce contact. Ne peut-elle les recevoir d'un liquide ou d'un solide voisin, elle les emprunte à l'air : c'est lui le véhicule de myriades de ferments, toujours prêts à agir; et, sur tous ces points, on a parlé de la manière la plus affirmative sans aucune preuve i*éelle; c'était de la hardiesse, on va le voir à l'instant.

Mais achevons le tableau. Malgré la confiance donnée par le succès, malgré l'habitude longuement prise d'affirmations tranchantes, sans preuves réellement scientifiques, on a été très-hésitant sur un point, celui de la marche à suivre pour se débarrasser des mycodermes, dans tous les cas où ils deviennent dangereux. Puisqu'il est impossible de tirer le vin le plus clair^ par exemple, dans une bouteille absolument propre, sans y introduire en même temps de Tair, et par conséquent les germes de toutes les altérations, comment soustraire le vin à des perspectives aussi nombreuses et aussi menaçantes? Je le répète, on a hésité sur ce point, non pas pour indiquer un moyen, on a pris carrément le plus grand : donner la mort à ces infiniment petits, doués du pouvoir de causer des maux infiniment grands. Ce qui a causé un réel embarras, c'est la manière de leur donner la mort : on a montré, pour nous dire cette manière, de l'hésitation et même beaucoup plus. On a d'abord tracé une première règle : tous les mycodermes, tous les ferments peuvent être tués par la chaleur. La chaleur rouge? direz-vous. Ne plaisantons pas ; on ne pourrait soumettre des vins, des jus de betteraves ou de canne à la chaleur rouge. — On peut se contenter à moins : 50 degrés suffisent! — Pour tous les ferments? — Pour

(1) BulL de la Soc. chim., XXI, âOi.

tous. Jusqu'ici c'est net, très-net même. Malheureusement la pratique n'est pas aussi nette que la théorie. 50 degrés n'ont pas suili. Alors on a monté le chiffre, en disant : 60 degrés suffiront petiiêtre. 60 degrés n'ont pas suffi davantage. Certains mycodermes, ou êtres semblables, résistent à 100 degrés et plus. On nous a donc conseillé de chauffer presque à 100 degrés, — dans l'eau bouillante, — et l'on n'a pas mieux réussi.

En un mot, jamais idées plus vacillantes n'avaient essayé de se donner pour scientifiques. Aussi ne tardèrent-elles pas à provoquer les contradictions.

L Je ne rappellerai pas, en détail, les miennes, de beaucoup les premières en date, mais dont il ne m'est point loisible de faire ressortir la valeur (1); je dirai seulement quelques motsdes^ objections faites aux deux membres de l'Académie qui voulaient, quand même, soutenir ces misérables hypothèses, pai' plusieui's de leurs confrères, plus amis de la vérité, plus jaloux de lui témoigner un absolu respect. Le ferment alcoolique, avait-on dit, a toujours la forme ovalairc et jamais il n'en offre d'autre ; le ferment lactique est cylindroïde et jamais ovalaire, etc. Trécul, dont la compétence est si grande, a montré combien ces affirmations sont peu fondées. Le ferment alcoolique passe sous les yeux de l'observateur, dans le microscope, de l'état ovalaire à l'état cylindroïde, sans perdre la faculté de produire l'alcool (2). Par cette seule objection, tombe tout le roman dont on avait fait si grand bruit. Aucune assertion des auteurs de ce roman n'est restée sans preuve contraire, et, je le répète, j'ai grand regret de n'avoir pu éviter d'en entretenir les lecteurs.

94IS. Il est bon de placer ici une observation déjà bien ancienne (avant 1814-), et faite, par conséquent, sans idée préconçue, par Vauquelin :

« Pour faire du vinaigre, et pour s'assurer que nul autre corps

(1) Elles ont été imprimées dans le Journal de viticulture pratique, 1865 et

(2) Comptes rendus, LXXV, 987 et 1160.

> ne contribue à la formation de Tacide acétique, il faut employer

> de Teau distillée bien privée d'air et du ferment bien lavé. On

> fait fondre le sucre dans l'eau, et on y délaye le ferment; on ren- » ferme le mélange dans un flacçn bien bouché à l'émeri, et on » l'expose pendant trente à quarante jours à la température de

> 2U à 25 degrés Réaumur. Au bout de ce temps, le liquide est

> converti en vinaigre : on le distille pour en séparer le ferment et » le peu de sucre qui n'a pas été décomposé, b

Tels sont les termes de Planche, qui rapporte cette expérience remarquable (1).

Il est clair que le ferment est de la lovûre, et qu'en agissant en vase fenné, dans de l'eau bien privée d'air, le ferment alcoolique a produit seul, non-seulement la fermentation alcoolique, mais la fermentation acétique, ou peut-être celte dernière uniquement. Dans le premier cas, il serait devenu Jlfycoderma aceti; dans le second, ce serait le Mycoderma cerevisiœ qui produirait directement la fermentation acétique.

Celle conclusion me paraît ne demander aucun commentaire.