i>.''.i ''' •..»'. [•ï'iv.'i' '■■<''. 1 '.'■ .■ i'^-Z'- Ij t Ay>-f^^ TRAITE DE MICROBIOLOGIE TRAITE DE MICROBIOLOGIE PAR E. DUCLAUX Membre de l'instilut Directeur de l'instilut Pasteur Proresseur à la Sorbonne et à l'Institut agronomique TOME IV FEBMENTATIONS VARIÉES DES DIVERSES SUBSTANCES TERNAIRES PARIS MASSON & G'% ÉDITEURS LIBRAIRES DE L'ACADÉMIE DE MÉDECINE 1 20 Boulevard Sainl-Gei'niam 1901 PRÉFACE /\ En dehors des faits qu'il rapporte et entée lesquels il a essayé d'établir un lien, ce volume contient une conclusion générale qui se rattache à celle du volume précédent. J'avais essayé d'y montrer que les diverses espèces de levures étaient très mal différenciées les unes des autres, et qu'il était encore impossible de leur assigner des frontières précises. J'essaie de prouver aujourd'hui que lorsqu'on étudie au même point de vue les bacilles les mieux caractérisés, on voit que les barrières trop hâtivement mises entre eux devien- nent d'autant plus indécises qu'on les étudie davantage. Quand ils ont été découverts, le ferment alcoolique, le ferment lactique, le ferment butyrique, etc., sem- blaient n'avoir rien de commun. Voilà que leur do- maine s'est étendu, qu'entre eux il s'est révélé des intermédiaires dont le domaine, grandissant aussi, a pénétré le leur, si bien qu'aujourd'hui toutes ces taches d'huile sont devenues confluentes, et qu'il y a des ré- gions d' hinterland dont la répartition serait impossible, tant elles ont été pénétrées par des émigrants venus de tous les coins de l'horizon. Par exemple, on croyait au début que la levure se distinguait du reste du monde microbien en ce qu'elle était seule à pouvoir fournir de l'alcool dans sa vie normale. Aujourd'hui on exagérerait, mais on n'exagérerait pas beaucoup en disant qu'il n'est quasi pas de microbe qui ne fuur- II PRÉFACE nisse de lalcool dans ses milieux de culture. Le fer- ment acétique, le ferment lactique semblaient aussi bien caractérisés. On n'a qu'à jeter un coup d'œil sur la table analytique de ce volume pour voir que pres- que toutes les espèces qui y sont étudiées produisent de Tacide lactique et de l'acide acétique, comme elles produisent toutes de Tacide carbonique. De sorte que vouloir caractériser un microbe par la forme de la transformation qu'il fait subir à telle ou telle molécule complexe revient à caractériser un explosif par les matériaux de démolition qu'il fournit après avoir éclaté. La comparaison se poursuit en ceci : quand un obus démolit une maison, ou se démolit lui-même, s'il y a quelque part, en lui ou dans Tédifice qu'il détruit, un assemblage plus solide que le reste, cet assemblage risque fort d'être préservé là où tout le reste est émietté. Et ainsi on peut parfois juger, par ces matériaux préservés, de la structure de l'obus ou de l'édifice disparu. De même, les débris d'une molécule disloquée par un microbe conservent parfois quelque trace de leur arrangement primitif, de la stéréochimie de la molécule initiale. Mais il peut arriver aussi que l'ébranlement ait tout faussé et tordu, de sorte qu'il ne faudrait pas croire que Ton puisse, avec les débris, reconstruire l'éditîce démoli. Plus les débris sont me- nus, plus ils deviennent amorphes, et l'acide carboni- que, Tacide acétique ou même l'acide lactique, ne sont que de la poussière indistincte : c'est pour cela qu'on les retrouve partout. Il ne faut donc plus considérer aujourd'hui la levure et les ferments acétique et lactique que comme des chefs de file possédant, à un plus haut degré qu'aucune PREFACK 111 des autres espèces microbiennes, les ([ualités qui ont attiré l'attention sur eux. Us ont perdu leur place à part et leur superbe isolement. D'abord il y a de nombreuses tribus, de nombreuses races de levures, peu distinctes, comme nous l'avons vu dans le tome III. 11 y a de même de nombreuses tribus, tout aussi confuses, je me trompe, encore plus confuses, de ferments acétiques ou lactiques, et les hauts sommets qu'on avait attribués à ces chefs de chœur sont deve- nus des plateaux extrêmement habités par tles tribus voisines, à la fois fixes et vagabondes. D'un autre côté, de chacun de ces plateaux, les tribus qui en habitaient les bords ont dévalé le long des pentes, et sont allées fraterniser avec les tribus venues des pentes voisines, de sorte que chacune d'elles possède un centre de rattachement où elle est chez elle, et une aire de dispersion où le terrain est indivis. On n'y trouve donc pas cette tixité et cette paix qu'avaient rêvé les savants qui ont fait l'étude de ce continent nouveau. Ce monde est mouvant et se montre rebelle à l'établissement des cartes et des classifica- tions. Au lieu de le regretter, il faut se féliciter de ce (ju'il nous en avertit de suite, en se rappelant que si, sur d'autres points de la science, rétablissement d'une classification a été un progrès, l'oubli et le dédain de cette classification en ont toujours été un autre. Septembre 1901. TRAITÉ DE MICROBIOLOGIE CIlAPITUi: iniEMIER GÉNÉRALITÉS 1 . Produits de destruction et produits de construction dans une fermentation. — Je passe en revue, dans ce livre, les fermentations antres que la fermentation alcooli- que, ou, pour parler plus exactement, les transformations diverses que subissent les matières ternaires sous l'influence des ferments autres que la levure de bière. Le mot fer- mentation, dans le sens dans lequel on l'emploie d'ordi- naire, ne réveille dans l'esprit que l'idée de dédouble- ment. On oublie le plus souvent, quand on parle de la fermentation alcoolique, qu'à côté de la dislocation du sucre, il y a, de la part de la levure, production de matériaux plus compliqués que le sucre : un phénomène de construc- tion apparaît corrélatif d'un phénomène de destruction. Dans les transformations que nous allons étudier, il n'arrivera pas toujours que les produits de dédoublement de la ma- tière ternaire seront les plus importants. Ce seront parfois les produits de synthèse qui auront ce caractère, et il importe d'embrasser les uns et les autres dans la même conception. Nous pouvons même tout de suite tirer, de ce que nous avons appris au sujet de la fermentation alcoolique, des notions qui ont un caractère général. Dans la vie, anaéro- 1 2 CHAriTPil-: PREMIKR Jiie, nous l'avons vu, la levure se multiplie peu, et le rendement en alcool ou autres produits de dédoul)lement est maximum. Il en est de même avec les microbes. C'est dans la vie anaérobie que la multiplication est la plus fai- ble et que, par conséquent, le rendement de la fermenta- tion est le plus fort. Quand le microbe peut mener une vie aérobie, ou est même exclusivement aérobie, il se multiplie beaucoup, et alors, si, parmi les produits de syn- thèse qu'il fournit, il y en a d'utilisables, c'est dans ces conditions qu'il en donnera le plus. Par contre, comme il prend pour lui, pour sa reproduction, une part plus grande de la substance qui lui sert d'aliment hydrocarboné, les pro- duits de dislocation de cette substance seront réduits au chitfre minimum. Nous venons d'examiner les deux cas extrêmes. Il est clair qu'ils se superposent en proportions variables dans toute vie microbienne et que, dans toute fermentation, il y a k la fois synthèse et analyse, la synthèse se faisant quelque- fois non pas directement aux dépens de la substance qui fermente, mais aux dépens des produits de la dislocation. Le mécanisme intérieur de cet ensemble nous échappe encore. Mais il n'est pas douteux qu'il ne soit établi sur cette formule générale. 11 est bien entendu que le mode de fonctionnement de ce mécanisme restera d'ordinaire sous- entendu et réservé dans tout ce que nous en dirons. L'étude de ces fermen- tations a toujours porté, jusqu'ici, de préférence, sur leurs produits ultimes et définitifs. On n'a pendant longtemps ajouté aucune importance aux termes de passage, à ceux qui apparaissent à un moment dans le vase de fermenta- tion, et en disparaissent ensuite. Ce n'est que peu à peu qu'on a compris qu'ils étaient des témoins du mode de fonctionnement de la cellule ferment, et fournissaient des notions sur son action protoplasmiquc. Qu'ils soient des pro- duits d'analyse ou de synthèse, que leur poids moléculaire soit moins ou [)lus grand que celui de la matière ali- GENERALITES 3 mcntairc fournie au ferment, ils sont intéressants en leur qualité d'éléments de transition, plus intéressants à coup sûr que les produits définitifs, qui ont été à peu près seuls jusqu'ici à attirer l'attention des chimistes. 3. Fermentations anaérobies. — Prise à ce point de vue, l'étude des fermentations se complique, et doit être abordée avec prudence. Il est évident a priori qu'elle doit commencer par l'étude des ferments anaérobies, et cela pour plusieurs raisons. D'abord, là, les phénomènes de synthèse et de construction sont réduits au minimum et sont parfois négligeables, non pas au point de vue théorique, mais au point de vue pondéral. Presque tous les produits de la fermentation sont des produits de destruction et, par con- séquent, ont un poids moléculaire plus simple que la sub- stance dont ils proviennent. Etant plus simples, ils sont nécessairement moins nom- breux. Le nombre des groupements qu'on peut théorique- ment et pratiquement réaliser^ en partant d'un certain nom- bre de molécules de carbone, n'est pas proportionnel au nombre de ces molécules, mais va en augmentant beaucoup plus rapidement que lui. C'est ainsi que, pour prendre l'exemple le plus simple, il y a seulement deux sucres con- tenant 3 atomes de carbone, tandis qu'il y en a quatre à 4 atomes, seize à 6 atomes, et 1.024 à 12 atomes de car- bone. Si on connaissait ces 1.024 sucres, et si on pouvait les faire fermenter sous Finfluence de 1.024 ferments diffé- rents, si faible que soit la dislocation, elle aboutirait sûre- ment à des groupements qui se retrouveraient les mêmes pour tous les sucres. Il en est de môme dans tous les cas, et l'expérience est d'accord avec la théorie pour montrer que le nombre des produits de dislocation des substances les plus variées est très restreint. Ce sont d'abord, ainsi qu'on pouvait s'y attendre, l'eau, l'acide carbonique, l'ammo- niaque ou l'azote, parmi les plus simples ; puis, en remon- tant l'échelle organique, les premiers termes dans la série 4 CUAPITUK ]>11KMIK11 des aldéliydcs, des alcools, des acides gras, Tiirée ou quel- ques acides amidés très simples. Ces produits presque univoques de fermentations très variées doivent évidemment cette ubiquité à ce qu'ils sont très stables dans les conditions où ils se forment. Ce sont des édifices moléculaires, préformés ou non dans la molé- cule initiale, et qui restent ou deviennent stables pendant sa dislocation. Celte stabilité a rendu leur étude facile, et a attiré Tattention sur eux. Peut-être en est-il résulté une insouciance fàcbeuse au sujet des autres produits, moins stables, qui par là sont entraînés plus facilement dans le mouvement vital. Mais cette stabilité des produits ultimes a^ d'un autre côté, l'avantage de rendre facile leur dosage, et de permettre d'établir des équations de fermentation qui précisent les phénomènes. Enfin, l'établissement de ces équations est encore facilité, dans le cas des fermentations anaérobies, en ce que l'oxy- gène extérieur n'y prend aucune part. Dans son vase clos, et à l'abri de l'air, la substance qui fermente subit une dislocation intérieure^ et les nouveaux groupements qu'elle fournit sont tous formés de ses propres éléments, avec adjonc- tion, dans quelques cas, des éléments de l'eau. Il y a bien une petite perte, provenant des éléments de la matière fermen- tescible qui sont immobilisés pour former la matière et le corps des microbes ; mais comme ceux-ci se multiplient peu, la perte est faible, et d'ordinaire négligeal)le. Si on en fait abstraction, on se trouve donc en présence d'un phénomène chimique pur, dont on peut écrire l'équation avec rigueur, à la condition de connaître bien exactement la quantité et la composition de la substance qui fermente, la quantité et la composition des produits de fermentation. 3. Diastases de la fermentation. — Il y a plus. On est autorisé, a priori^ dans ces cas, à envisager le phéno- mène comme analogue à celui que nous savons se pro- duire dans la fermentation alcoolique. La levure, dans son GENKRALITKS 5 procès de vie anaérobie, sécrète une diastase capable d'agir en dehors d'elle, et de scinder exactement une molécule de sucre en deux molécules d'alcool et deux d'acide car- bonique. De même nous pouvons admettre que dans les fermentations anaérobies que nous allons étudier, il y a deux choses : une cellule vivante, accomplissant comme elle l'entend son travail de nutrition, que nous laissons de côté parce qu'elle consomme très peu, et sécrétant pour- tant une diastase qui, à côté d'elle ou en elle, mais indé- pendamment d'elle, préside à un phénomène chimique qu'on peut théoriquement et quelquefois pratiquement distinguer et séparer du phénomène plus complexe de la vie cellu- laire, et étudier à part, comme un phénomène quelconque de la chimie des métaux. Le seul inconvénient de cette conception, inconvénient qui, du reste, est probablement temporaire, est de présup- poser l'existence d'une diastase particulière pour chacun des produits d'une fermentation, de plusieurs diastases, par conséquent dans des fermentations qui aboutissent à la for- mation de plusieurs corps dilFérents. Il n'est pas douteux que cela ne soit vrai pour quelques-uns. Mais il n'est pas probable que cela soit vrai pour tous, et dans tous les cas. Nous accepterons pourtant cette hypothèse dans tout ce qui va suivre, et cela pour deux raisons. En premier lieu, tant que nous ne visons que la présence du produit de la fermentation, et non ses origines et son mode de formation, il est indifférent que nous le considérions ou non comme un produit diastasique. Les conditions chimiques et thermiques de sa production restent les mêmes. En second lieu, cette hypothèse est très avantageuse au point de vue pédagogique, et ceci demande quelques explications. On a cru pendant longtemps que toutes les fermenta- tions se résumaient en un dédoublement simple comme celui de la fermentation alcoolique. Plus on les étudie, plus on voit au contraire la complexité du mécanisme qui les produit. Plusieurs dislocations différentes s'y superpo- 6 CHAPITRE PREMIER sent à chaque instant en proportions variables, et si cha- cune d'elles reste simple, c'est le mélange qui est compli- qué. Il y a donc intérêt à les envisager à part, comme autant de fonctions chimiques qui s'exercent simultanément ; ainsi séparées, elles prennent corps si on les envisage comme autant d'actions diastasiques en jeu permanent. Dans cette conception, l'alcool, l'acide acétique, Tacide butyrique^ etc., résultent chacun d'une action particulière, toujours la même pour chacun d'eux, qu'on peut distinguer et parfois isoler de celle du microbe, et qui a ses lois particulières. Lors donc que chez un autre microbe, nous verrons reparaître les mêmes corps, leurs lois d'action repa- raîtront avec eux. Comme ces produits de la fermentation sont, ainsi que nous l'avons vu, peu nombreux, nous voyons que, dans notre conception, les histoires physiolo- giques si variées des divers microbes se composent d'élé- ments fort simples, toujours les mêmes, mélangés en pro- portions variables, et il y a là une évidente simplification. L'étude de chacune de ces actions individuelles est main- tenant à faire. Nous en connaissons une assez bien, c'est celle qui nous donne l'alcool ordinaire. La levure de bière mérite la première place dans une étude sur la fermenta- tion, non seulement parce qu'elle est le microbe le plus important au point de vue industriel, mais parce que la dislocation à laquelle elle préside est la plus simple. Peut- être même que la levure doit son importance industrielle à ce qu'elle fournit une dislocation simple, franche, et tou- jours la même, sauf de très petites variations. En tout cas, au point de vue théorique^ elle nous a donné des notions précieuses au sujet de la transformation diastasique que nous caractérisons par l'équation chimique : C^ir-O" = 2C'H^0 + 2C0^ L'étude des autres microbes, que nous allons commencer, nous fera de même connaître quelques autres modes de dis- location. Mais il importe, d'abord, de bien les caractériser GENERALITES 7 au point de vue chimique. Nous allons retrouver ici quel- ques-unes des notions que j'ai effleurées dans le chapi- tre XIII du tome I*^'" de cet ouvrage. Je vais les dévelop- per davantage. 4. Formule ctiimique de la production de l'alcool ordi- naire. — Restons d'abord dans le domaine des fermenta- tions anaérobies, et prenons pour exemple l'équation que nous venons d'écrire, de l'action de la zymase alcoolique. Elle représente assez exactement^ comme nous l'avons vu, au point de vue pondéral, la dislocation d'une molécule de sucre. Mais est-elle la seule qui puisse représenter la pro- duction d'alcool aux dépens du sucre ? Dans ce milieu anaérobie où le sucre fermente, l'oxygène de l'air ne peut pas pénétrer. De plus nous savons que, en prenant des précautions au point de vue de la pureté de la semence ou en forçant la dose de levure, nous pou- vons faire fermenter du sucre pur. Tout le carbone des produits fournis vient donc du sucre. Mais il y a un élé- ment présent dans le flacon, qui peut intervenir à la rigueur, et dont nous ne tenons pas compte, c'est l'eau. N'y a-t-il pas une autre équation, dans laquelle on ferait intervenir l'eau, qui pourrait aussi représenter le dédoublement alcoo- lique du sucre. Pour le savoir, il s'agit de résoudre l'équation générale suivante : (1) ^rC^H^^O^ + yH-0 = aCm'O + />C0- ou il y a trois inconnues -, -, -, a savoir les nom- X X a; bres de molécules d'eau, d'alcool, d'acide carbonique cor- respondant à la dislocation d'une molécule de sucre. Il y a aussi trois équations de condition pour trouver ces incon- nues. Il faut en eflet que tout le carbone du premier membre se retrouve dans le second, ce qui donne : 6j; = 2« H- h 8 CHAPITRE PREMIER on n (1p mémo pour lliydrogène : 12.J- -f- 2// = 6a et pour l'oxygène : (].x -\- y r= a -\r 2/y Lorsqu'on résout ces équations, on trouve y r= o, ce qui démontre que l'eau n'a aucun rôle à jouer dans la réac- tion. Jille n'intervient pas pour s'allier au sucre et prendre part avec lui à un procès de dislocation. Elle n'intervient pas davantage comme produit de réaction, car si nous avions écrit l'équation de plus haut sous la forme qui con- vient à cette hypothèse, à savoir : (2) iC'WO' = aC'lVO + bCO' + ylVO nous aurions de même trouvé y = o, ainsi qu'il est facile de le voir en remarquant que l'équation (2) est la même que (1) dans laquelle on a fait passer y au second mem- bre en l'affectant du signe — , ce qui est indifférent, puis- que y =i dans cette première équation. Ainsi l'eau ne peut prendre part à une dislocation ne produisant que de l'alcool et de l'acide carbonique. De plus, si // = 0, on trouve a = b, ce qui nous ramène à l'équation connue où « = 2, et /> = 2. Mais on peut se demander s'il ne pourrait pas y avoir une équation de la fermentation alcoolique comportant un dégagement d'hydrogène. C'est le seul corps gazeux qui ait pu, à la rigueur, échapper à la recherche, parmi ceux qui peuvent se former aux dépens des éléments en pré- sence, et si on n'en a pas encore trouvé dans les produits de la fermentation alcoolique, cela peut tenir à ce qu'il est utilisé au fur et à mesure de sa production par la levure_, ou pour la formation d'un produit secondaire. Et puis, si la levure ne donne pas d'hydrogène, ce n'est pas une rai- son pour qu'il ne s'en forme pas avec d'autres microbes GENERALITES 9 conciuTemmeiit avec ralcool. Pour le savoir essayons de rcsoiulre l'équation : nous trouvons encore y ^=^ o. Ainsi il n'y a pns d'autre formule possible de dislocation alcoolique du sucre que la formule classique de la fermentation pnr la levure de bière : C^H'-0« = 2G^'H"0 + 2G0- et toutes les fois que nous trouverons, avec un microbe quelconque^ de l'alcool provenant d'un sucre Cir-i)", nous pourrons assurer que l'équation précédente est intervenue, et que l'eau n'a pris aucune part à la réaction. 5. Formules chimiques de la production des autres alcools. — A ce point de vue, l'alcool éthylique est pri- vilégié, car avec les autres alcools il peut y avoir doute, et leur production peut résulter, soit d'un procès dans lequel de Feau intervient, soit d'un procès dans lequel il se dégage de l'hydrogène. Au lieu d'établir des formules particulières pour chacun des alcools, prenons leur formule générale (]njj2u + 2Q^ et cherchons à résoudre Téquation, générale aussi, nous trouvons, en employant les mêmes méthodes que haut : X = n /Q> y = — C2n — 2) a = à h = 2/? ce qui nous conduit à la relation . On voit que, conformément à notre conclusion de tout à l'heure, le facteur de H-O disparait quand n = 2, c'est- iO CIIAPITRK PREMIER à-dire dans le cas de l'alcool ordinaire. Pour ?z =r 1, c'est- à-dire pour l'alcool méthyliquc, le facteur n — 2 est néga- tif, l'eau repasse au premier membre, c'est-à-dire qu'elle est un des facteurs du dédoublement et non un de ses produits : c^ir'O" + 2rpo = 4CIP0 + 2C0'' Pour les autres alcools supérieurs à l'alcool éthylique, l'eau est, au contraire, un produit de la dislocation du sucre. Mais il n'arrivera pas toujours que lorsque nous rencon- trerons un de ces alcools, il soit dû à la réaction écrite plus haut. Il y en a en effet une autre qui est possible, c'est celle qui correspond à un dégagement d'hydrogène, souvent observé avec les microbes ferments du sucre. C'est la suivante, qu'on trouve facilement en suivant la môme marche que ci-dessus : (2?i — IjG^'H'^^O'^ == 6G»I-P^+20 -f- 6(>/, — 1)C0' + 12(« — 2)H. Ici encore le facteur du terme hydrogène disparaît dans le cas de l'alcool éthylique^ passe au premier membre dans le cas de l'alcool méthylique, et reste au second pour tous les alcools à partir de l'alcool propylique. 11 en résulte que lorsque nous trouverons un alcool supé- rieur dans un liquide de fermentation, nous devrons hési- ter entre deux formules de réaction. Il est clair qu'elles peuvent se superposer toutes les deux dans une même réaction, mais qu'il n'y en a pas d'autre de possible avec les éléments sucre et eau enfermés dans le flacon de fer- mentation à l'abri de l'air. 6. Formules cMmiques de la production des acides gras. — Nous allons retrouver des faits analogues en étudiant les formules chimiques de production des acides gras. Ici, après ce que nous venons de voir tout à l'heure, nous pouvons généraliser de suite. Voici les deux formules pos- sibles de dislocation : GÉNÉRALITÉS 11 1" Avec absorption ou production d'eau : (Sn — 2)C"H*-0'"' = \20^W>Hy + On — 2jC0' + 6(n — 2)11^^0 On voit encore que cette formule générale se simplifie dans la série alcoolique^ où elle se réduit à la formule : CH^'O^ = 3C IPO- Pour l'acide formique, l'acide carbonique et l'eau inter- viennent comme facteurs de la réaction. Pour Tacide pro- pionique et ses supérieurs homologues, il se produit au contraire de l'eau et de l'acide carbonique ; 2° Avec absorption ou production d'hydrogène : {n — l)C*'H'-0'^ = 3C'^H2"0- + S(n — 2)G0= + 6{?i — 2)11 Ici encore les deux derniers termes disparaissent pour n = 2. Pour n = 1, le premier terme de l'équation dis- paraît, et on a : 3C0' + 611 = SCH'O' ce qui revient à dire qu'aucune formule ne peut faire déri- ver l'acide formique de la fermentation du sucre. Mais l'acide formique peut résulter de l'union d'une partie de l'acide carbonique et de l'hydrogène dégagés par ailleurs. Enfin ces deux gaz reparaissent comme produits de dis- location^ et restent au second membre de l'équation pré- cédente, à partir de n = 3, c'est-à-dire de l'acide propio- nique. On pourrait établir des formules générales analogues pour les autres séries homologues de la chimie, par exemple pour les acides bibasiques, fréquemment représentés dans les produits de fermentation des sucres. On pourrait aussi établir des formules générales pour d'autres corps fermen- tesciblcs que les sucres. Ce que nous avons dit jusqu'ici suffit pour que nous puissions tirer quelques conclusions générales. 12 CHAPITRK PREMIER •7. Choix à faire entre les formules possibles. — La production d'un alcool supérieur ou d'un acide gras aux dépens du sucre peut se faire au moins, comme nous venons de le voir, d'après deux formules différentes, entre lesquelles il s'agira de choisir. C'est évidemment l'expé- rience seule qui peut assurer ce choix. La question (jui se pose ici est de savoir jusqu'où il faudra pousser la vérification de la formule. Jusqu'ici, les savants se sont montrés assez indifférents sur ce point. On se contentait, en général, de constater la présence d'un seul corps, plus ou moins caractéristique, sans même le doser, et on en concluait au caractère de la fermentation. C'est ainsi, par exemple, que lorsqu'on cons- tatait, même simplement à l'odorat, la présence de l'acide hutyrique, on en concluait à une fermentation butyrique ordinaire, qu'instinctivement et parfois formellement on tra- duisait par la formule classique : (1) C'ir'O" = C'iVO' + 2C0^^ + 4H qu'on peut déduire naturellement, en faisant n = ^, des formules générales ci-dessus. Ces mêmes formules montrent qu'il y a une autre équa- tion possible, celle qui correspond à la formation d'eau et qui est : (2) 5C«H' G" = GC'IPO- 4- 6G0^^ + 6H'0 On n'a évidemment pas le droit de rejeter cette formule a priori. Nous voilà conduits à nous demander en quoi ces deux formules diffèrent. Cela est facile à voir. En multipliant tous les termes de la première par 6, et en retranchant l'une de l'autre, on a : OU : (3) C'ir'0« + 6H = 6C0^ H 24H GENÉIÎAIJTES 13 équation qui correspond à la décomposition de molécules d'eau, et qui montre que la première de ces équations correspond à une dislocation plus avancée que la seconde, car on peut dire que, dans la première, sur 6 molécules de sucre, il y en a 5 qui sont restées au stade voulu par la seconde, en fournissant l'eau nécessaire pour (pie la 6" molé- cule de sucre subisse la gazéification complète voulue par la dernière formule. La formule (1) correspond donc à une décomposition plus avancée que la formule (2), Il est important de faire remarquer ici que si le calcul que nous venons de faire est affirmatif au point de vue de la conclusion générale que nous en avons tirée, il ne saurait Fétre autant au sujet du corps auquel s'applique la gazéification totale que nous venons de voir dissimulée dans la formule n" 1. En conduisant autrement ce calcul, on peut, ainsi qu'il est facile de le comprendre, faire por- ter cette gazéification sur l'acide butyrique suivant la for- mule : Cqpo^ + GII'O = 4C0' -f- 2011 et alors ce serait une partie de l'acide butyrique qui se transformerait en ses éléments gazeux à l'aide de l'eau produite d'après l'équation (2). Le calcul, qui ne vise que le résultat, ne saurait évidemment nous renseigner sur la question de mécanisme. Mais dans Tune conmie dans l'au- tre interprétation, il y a, comme on voit, dislocation de molécules d'eau. En somme, les deux réactions sont tellement voisines qu'elles sont mêlées et aussi possibles l'une que l'autre. On peut même remarquer que celle où il ne se forme que de l'acide carbonique, et où il n'y a pas dislocation de molé- cules d'eau, dégage plus de chaleur que l'autre par molé- cule de sucre décomposé, de sorte que si la valeur ther- mo-chimique d'une réaction était un argument en faveur de sa facilité, la formule (2) serait plus souvent réalisée que la formule (1), qui est considérée comme la formule 14 CHAPITRE PREMIER classique. Sans entrer dans Texamcn de cette question, concluons que les deux formules sont réalisables toutes les deux, et môme pourront se mélanger en proportions (|uel- conques. 8 . Etude quantitative des produits de la réaction . — L'expérience peut toujours permettre de savoir ce qui se passe en réalité, à une condition qui, il est vrai, n'a pas souvent été réalisée jusqu'ici : c'est qu'on connaisse quan- titativement tous les produits de la réaction, et qu'on ne se contente pas de reconnaître ou de doser l'un d'eux, comme nous le disions tout à Iheure. Le dosage exact d'un seul des produits ne peut suffire que quand il y en a deux, parce que léquaiion de trans- formation donne l'autre. Ainsi, dans la dislocation théorique du sucre en alcool et en acide carbonique, quand on connaît la (puiutité de sucre disparu^ et la quantité d'alcool produit, on peut se dispenser de doser l'acide carbonique, parce qu'ici, il n'y a, comme nous l'avons vu plus haut, qu'une équation possible. Mais le dosage de l'acide butyrique ne serait pas suffisant dans l'étude d'une fermentation butyri- que, alors même qu'il n'y aurait qu'une seule formule de dislocation possible, par exemple la formule (1). Quand on en a distrait l'acide l)utyrique, il reste un résidu ayant pour formule brute CH"-0", et qui n'est pas nécessairement un mélange d'acide carbonique et d'hydrogène. Il faut doser au moins un de ces gaz, et voir si sa proportion est celle que commande la formule. S'il en est ainsi, il est évidemment inutile de pousser la vérification plus loin. Mais comme il y a une autre formule possible, oii il n'y a pas de dégagement d'hydrogène, il faut voir si elle n'est pas intervenue pour tout modifier, et, dès lors, le dosage de tous les corps dosables s'impose. Il n'y a heureusement qu'un seul des produits de l'ensemble des réactions qui soit impossible à doser, c'est l'eau. Mais on la dose par différence, comme tout à l'heure l'acide carbonique dans le cas de la fermentation alcoolique. GENERALITES 15 9. Synthèse de l'action totale. — En résumé, si com- plexe que soit l'action d'un microbe, c'est-à-dire si variés que soient les produits auxquels il donne naissance, on pourra toujours, en envisageant chacun de ces produits comme résultant d'une action spéciale, qu'on pourra con- sidérer comme diastasique pour donner de l'unité, écrire, en partant des équations générales fournies plus haut, l'équation particulière de formation de ce corps, et calcu- ler la quantité du corps fermentescible qui lui a donné naissance. L'équation générale de la fermentation s'obtien- dra donc en écrivant les unes au-dessous des autres c.es équations particulières, chacune dans la proportion dans laquelle elle entre dans le résultat total, et en faisaut la somme. Nous avons, dans le volume précédent, donné, à propos de la fermentation alcoolique 004) un exemple de cette reconstitution. Inversement, étant donnée une fermentation dont on con- naît qualitativement et quantitativement tous les produits, en même temps que la quantité totale de matière fermen- tescible disparue, on peut établir une équation empirique qui représentera la superposition des équations correspon- dantes à la formation de chacun des produits. Cette équa- tion, si elle est exacte, pourra dès lors être en quelque sorte démantelée, en en faisant sortir successivement les équations particulières dont elle se compose : de sorte que si, par exemple, nous avons trouvé dans le liquide m molé- cules d'alcool, 71 molécules d'acide acétique et p molécu- les d'acide butyrique, et si nous représentons abréviati- vement par a, S, y, les formules de la transformation du sucre en alcool, en acide acétique et en acide butyrique, la formule de l'action totale sera : ma + n'^ -\- py et on pourra hypothétiquement, il est vrai, mais avantageu- sement au point de vue de l'intelligence synthétique du phénomène, se représenter le microbe correspondant comme K) CllAPITllK PllEMII^R sécrétant trois diastases, alcoolique, acétique et butyrique, fonctionnant ensemble avec des activités proportionnelles à m, //, p. J'ai déjà donné, dans le tome I de cet ouvrage ("SSE), des exemples de cette décortication d'une formule com- plexe, et nous en trouverons d'autres dans le courant de notre exposé, qui s'en trouvera beaucoup simplifié et abrégé. Pour le simplifier et l'abréger encore, nous allons écrire ci-dessous, une fois pour toutes^ les réactions les plus sou- vent réalisées pour les sucres ou en général les hydrates de carbone qui ont été les plus étudiés. Ces réactions se rapportent à la série des alcools et des acides gras. Série des alcools 1" Formation d'hvdrogène : Alcool ordinaire, 3G'ir^X)« = 6C 'irM ) -- (îVjy » propylique, aC^ir^'O" = GCTri J ' 12C0=' -\~ \m » butylique, TCH' '()" = GCH'^O + ISCO'^ i- 24U » amylique, OC'H'^'O*' ^ QC'W'O + 24CO^' -r 3GH 2" Formation deau Alcool ordinaire, )) propylique, » butylique, » amylique, 2C/'ir^'0" = 4C'H'''0 + 4C0- aCH'^O" := 4G'H*0 - 6C0- i 2H-0 4C*'H'*0'' = 4G'ir«0 ~r 8G0' + 4H 5r/H'-0« = 4G"H' + lOGO' + 6li-0 Série des acides gras 1" Formation d'hydrogène : Acide acétique, CU'^'O^-^SG-irM^- « propiojiique, 2G«ir^'0'' = 3G'H"0^' -; 3G0^' -i- 611 » butyrique, SG"!!' 'C^^ = 3G^IP0' ^ 6G0^^ + 12H » valérianique, 4G"ir^^0" = 3G'H'"0^' — 9G0^^ -f 18II GENERALITES 47 2" Formation crcaii : Acide acétique, 4Ciri)« = 12C'11M >' propioiiique, 7C/H' '0' = 12041 0^' OCO ' + (illM > » butyrique, 10C/II'^O« = 12C*IPU^' -- 12C0^' + ISll^'O » valérianique, 13C«ir^'0^ = 12C/H'°0-^ - 18C0-' — ISH'O Nous nous sommes bornés aux corps qui se rencontrent le plus fréquemment dans les produits de fermeutation des sucres. Pour les autres, nous écrirons en leur temps leurs équations spéciales. Comme les corps compris dans les séries précédentes se rencontrent souvent, nous pouvons introduire dans notre exposé une simplification nouvelle en disant comment on peut les doser. Cela nous dispensera d'entrer, à propos de ' chacune des fermentations que nous rencontrerons, dans l'étude de l'examen des produits, à moins de raisons spéciales. Ce sera l'objet du prochain cha- pitre. CHAPITRE II MÉTHODES DE DOSAGE Comme ce livre n'est pas un traité de chimie analy- ticjne, nous n'avons à nous occuper que du dosage des matériaux que nous sommes exposés à rencontrer le plus fréquemment dans les fermentations des matières ternaires. Ces matériaux sont encore assez nombreux et assez com- plexes pour que nous soyons obligés de mettre de la mé- thode dans leur étude. Nous commencerons par les sucres divers auxquels peut donner naissance l'action des fer- ments, ou (le leurs diastases, sur les amidons ou les cellu- loses. Puis viendront les alcools divers formés dans les fermentations. Les procédés de dosage des divers acides gras ont été étudiés dans le volume consacré à la fer- mentation alcoolique. Il en est de même pour la glycé- rine et l'acide suecinique. iSous n'avons alors à nous préoc- cuper que des acides fixes^ comme l'acide citrique et d'autres acides plus rarement observés ■ dans les milieux où ont vécu les ferments. lO. Dosage des sucres. — Ce dosage est sujet à des incertitudes dont on comprendra l'origine lorsqu'on se sou- viendra qu'il repose presque uniquement sur des mesures de pouvoir rotatoire et de réduction par la liqueur de Fehling. Or, tous les savants ne sont pas d'accord sur la valeur du pouvoir rotatoire des divers sucres. Quant à ce que nous avons défini dans le tome II (270), sous le nom de pouvoir réducteur, il y a aussi de nombreuses incertitudes à ce sujet. Ainsi nous avons dit que le pou- voir réducteur du maltose était 62, c'est-à-dire qu'il fallait MÉTHODES DE DOSAGE 19 seulement 63 milligTammes de maltose pour réduire autant de liqueur de Fehling- que 100 milligTammes de dextrose. Mais pour d'autres savants qui n'acceptent pas sur ce point les conclusions de Brown et Héron, ce pouvoir réducteur R est de 66. Même incertitude pour le lactose. Si on ajoute à cela que le mode opératoire intervient lui-même, que la concentration du sucre joue aussi un rôle, on voit qu'il y aura un tlottement dans les nombres obtenus, et on s'explique que des cbimistes travaillant également bien, et opérant sur le môme mélange de sucres, aient pu lui assigner des compositions différentes. On a réussi, par une convention, à éviter les dissentiments qui provenaient des différences entre les pouvoirs rotatoires et les pouvoirs réducteurs adoptés par divers savants. On a aussi cherché à unifier les méthodes, et voici celles qui, en ce moment, ^semblent le plus généralement adoptées. 11. Fouvoirs rotatoires. — Les sucres qu'on rencontre dans les liqueurs fermentées ont besoin d'une défécation qui rende leur solution transparente. On les traite d'ordi- naire pour cela par le sous-acétate de plomlj qui a plu- sieurs inconvénients : il change le volume du liquide et oblige à une correction ; il est alcalin et la rotation de la liqueur qu'il a servi a déféquer n'est pas constante : le sucre semble en disparaître graduellement. Enfin, on en met d'ordinaire trop, et il reste en solution un peu d'acé- tate de plomb qui prend un peu de l'acide chlorhydrique qu'on ajoute ensuite pour l'interversion, et le remplace par l'acide acétique dont l'efifet sur le sucre n'est pas le même. Il vaut mieux, comme l'a montré M. Lindet, rem- placer le sous-acétate de plomb par du sulfate de bioxyde de mercure, qu'on ajoute en poudre, qui se dissocie en acide sulfurique et en sous-sulfate, lequel est le corps dé- féquant. Le pouvoir rotatoire et le pouvoir réducteur du liquide déféqué restent fixes. Malheureusement, il y a des 20 GIlAPITUli II liquides que le réactif ne réussit pas à décolorer et à rendre limpides. C'est sur le liquide déféqué qu'on fait la détermination du pouvoir rotatoire, ce qui fournit une première donnée sur la nature du sucre ou des sucres présents. Pour en avoir une seconde, on fait une interversion. Cette hydroly- sation se fait en général au moyen des acides, et les aci- des agissent inégalement, de même que les sucres se prê- tent inégalement bien à leur action. Suivant qu'on fait varier la température, la nature de l'acide, sa dose, le tem[)s de l'opération, on peut atteindre tous les sucres ou bien seulement quelques-uns d'entre eux. Il y a donc à tenir compte du procédé opératoire. Deux sont surtout en bonneur et peuvent être employés à des opérations de mesure, c'est l'inversion Clerget et l'inversion Lindet. L'inversion Clerget consiste à chauffer 40 ce. de liquide sucré, mélangé à 4 ce. d'acide chlorhydrique fumant, au bain-marie, dans une fiole jaugée, munie d'un thermomè- tre, en élevant peu à peu la température du bain de façon que le thermomètre de la fiole monte en 10 ou 12 mi- nutes de la température ambiante à celle de 67-68". On laisse refroidir la fiole jusqu'à 40" environ : on la refroi- dit ensuite artificiellement. On sature l'acide par la soude et on ramène au trait de jauge. Cette inversiou, ainsi pratiquée, ne touche ni au lactose, ni au maltose, ni à la dextrine Elle laisse intacts le dextrose, le lévulose, le galactose, elle transforme le saccharose en dextrose et lévulose, le raffinose en dextrose, lévulose et galactose, elle permet donc une inversion partielle dans les mélan- ges de saccharose et de dextrose, comme les laits con- centrés, ou dans les moûts de saccharification contenant dextrose, dextrine et maltose. L'inversion Lindet consiste à ajouter, à 40 ce. du liquide sucré, 3 ce. d'acide chlorhydrique et à chauffer le tout pendant 5 minutes au bain-marie bouillant. Elle hydro- lyse le maltose, qui est assez résistant. On peut, comme METHODES DE DOSAGE 21 l'a montré M. Grimbert, réduire le temps de l'ébullition en portant le matras à 120" au moyen d'un auto- clave. Le tableau suivant donne les pouvoirs rotatoires droits et gauches [d et g), des divers sucres avant et après inter- version, pour la raie D. Ce sont les chiffres convention- nels dont nous avons parlé plus haut. «I) avant après Saccharose 66, S d 21,0 ^ Raflinose 104,0 d S3,0 d Dextrose 52,5 d 52,5 d Lévulose 101,0 g 101,0 g Lactose 52,5 d 66 d Galactose 80,0 d 80 d Maltose 138,5 d 52,5 d Dextrine 193,0 d 52,5 d IS. Pouvoirs réducteurs. — La quantité de cuivre réduit dans une solution alcaline de cuivre n'est pas exac- tement proportionnelle à la quantité de sucre présent. Elle est d'autant plus faible que la même quantité de sucre agit en solution plus concentrée. En outre, elle dépend de la composition de la liqueur, de la forme et de la durée de l'opération. Tout dosage de sucre par une liqueur cuprique quelconque est donc empirique. Il faut toujours aboutir à une comparaison^ et la pratique la plus usuelle est la suivante. On titre une liqueur de Fehling avec une solution de saccharose à 1 0/0, intervertie à l'avance, en versant dans 10 ce. de la liqueur bouillante, goutte à goutte, la liqueur sucrée jusqu'à disparition de toute teinte bleue. Puis on opère dans les mêmes conditions avec la solution à étudier, en s'arrangeant pour que le volume à verser dans le second cas soit aussi voisin que possible du pre- mier. Un essai préliminaire indique de combien il faut concentrer ou étendre la liqueur pour obtenir ce résultat. 22 CHAPITRE II En d'autres termes, la méthode n'est sûre que lorsque la solution sucrée à étudier et la liqueur de titrage ont à peu près la même concentration. On ne demande alors à la liqueur de Fehling aucun titrage. On ne lui demande que de se comporter de la même façon dans deux expé- rienc3s consécutives, faites avec des solutions sucrées de même concentration ou à peu près ; ce qu'elle peut tou- jours faire. Le volume de la liqueur à étudier qui en a décoloré 10 ce. contient la même quantité de sucre que celle qui existe dans le volume versé de la liqueur d'épreuve faite avec le même sucre. Lorsque le sucre n'est pas le même, il faut faire inter- venir les pouvoirs réducteurs, dont voici les valeurs con- ventionnelles, avant et après interversion. Leur signification est nette. Par exemple pour le lactose, dont le pouvoir réducteur est 70, le poids du sucre contenu dans le volume lu sur la burette représente les 70/100 de la quantité du dextrose qui réduit la même quantité de liqueur de Fehling. Ces pouvoirs réducteurs sont les sui- vants avant et après inversion par les acides. POUVOIR REDUCTEUR avant inversion après inversion Saccharose. . . 96 Raffinose 96 Dextrose 100 100 Lévulose 92 92 Lactose 70 98 Galactose 96 96 Maltose 66 400 Dextrine 100 13. Calculs du dosage. — Lorsqu'il y a pas mélange de sucres, on découvre assez facilement qu'elle est la qualité et la quantité du sucre présent par une polarisation et par une réduction, dont les données doivent alors coïnci- der. La vérification se fait vite en évaluant le poids au moyen du pouvoir réducteur, et en cherchant si la rotation METHODES DE DOSAGE 23 calculée au moyen de ce poids coïncide bien avec l'expé- rience. Une seule opération suffirait si on avait à l'avance le poids du sucre dissous ou si on connaissait sa nature. Mais quand ces éléments manquent, il faut deux détermi- nations expérimentales pour qualifier un sucre et pour le peser. Quand il y a plusieurs sucres, le cas est plus embarrassant, et il faut un peu de dextérité ; générale- ment, on sait à l'avance quels sont quelques-uns au moins des sucres présents, et on peut, connaissant leurs pouvoirs rotatoires et réducteurs, faire la part des autres, et les isoler en quelque sorte par le calcul en leur attribuant les résidus laissés par la distraction des pouvoirs réducteurs et rotatoires des sucres sur lesquels on est renseigné. On peut faire en général deux mesures de rotation avant et après inversion, deux mesures de réduction avant et après inversion, et avoir ainsi quatre équations dont on peut tirer soit deux identifications et deux quantités, soit quatre quantités si les identifications sont faites d'avance. Quand il y a du maltose dans le mélange, on peut en superpo- sant une inversion Lindet à une inversion Clerget, obtenir une 5" équation. Mais il est clair que tout cela constitue un peu une pêche en eau trouble. Je me bornerai à don- ner comme exemple le cas où on a un mélange d'amidon non altéré, de dextrine et de maltose. On commence par déféquer la liqueur et la filtrer, ce qui retient l'amidon. Il ne passe qu'un mélange de dex- trine et de maltose qu'on peut doser par deux procédés : 1" Sur une portion de la liqueur on dose par réduc- tion le maltose existant. On chaufïe ensuite une autre por- tion à 120" pendant vingt minutes avec 2 0/0 d'acide sul- furique et on dose le glucose formé. Du poids total de glucose on retranche celui qui résulte de l'interversion du maltose, et qu'on obtient en multipliant le poids de mal- tose trouvé par le facteur l,0o26. Le glucose restant cor- respond à la dextrine saccharifiée. En le multipliant par 0.9, on a le poids de dextrine contenue dans la solution ; 24 CHAPITRE II 2" On prend la déviation de la liqueur en notant avec soin la température. On dose le maltose par réduction. On en conclut la déviation correspondant au maltose. On la retranche de la déviation totale, le reste est la rotation due à la dextrine, et il est facile d'en conclure le poids de cette substance. Revenant ensuite à la liqueur primitive, on en sacchariiie l'amidon. M. Grimbert s'est assuré qu'avec 2 0/0 d'acide sulfurique ou clilorhydrique, on peut saccharifier l'amidon en 20 minutes, en opérant dans l'autoclave à 120". On fait un nouvel essai saccharimétrique de la liqueur ainsi trai- tée. On retranche tout le sucre provenant du maltose et de la dextrine. Tout le reste du sucre, multiplié par le fac- teur 0.9 représente l'amidon de la liqueur. 14. Dosage des divers alcools de la série grasse. — J'ai dit, dans le tome I de cet ouvrage (p. 152), ce que c'est que la tension superficielle, comment on la mesure par le poids des gouttes formées à l'extrémité d'un tube de dimensions déterminées, ou par le nombre de gouttes fournies par un volume donné- de liquide. Dans le tome II (p. 6), j'ai décrit un compte-gouttes très simple et je l'ai fait servir au dosage de l'alcool ordinaire. C'est ce même compte-gouttes qu'on peut faire servir au dosage des autres alcools. Ces compte-gouttes existent dans le commerce ; mais l'ex- périence m'a appris que les constructeurs trouvent quelques difficultés à les fabriquer. C'est qu'ils ne se rendent pas compte du mécanisme de la formation des gouttes. En se renflant k l'extrémité inférieure de l'appareil, la goutte s'entoure, par le jeu des forces capillaires, d'une mem- brane élastique et résistante, à la façon d'une pellicule de caoutchouc qui se tend et se brise lorsque sa tension atteint un certain niveau, dépendant de la composition du liquide. Quand cette valeur est atteinte par suite de l'aug- mentation graduelle du poids de la goutte qui goiitle le sac METHODES DE DOSAGE 23 la paroi cède le long- du cercle de gorge de la goutte, cercle qui présente à très peu près le même diamètre que l'oritice au-dessous duquel la goutte se forme. Cette goutte tombe, et une autre se forme, grossit et tombe à son tour quand elle a le même poids et par conséquent la même grosseur que la première. Le poids des gouttes dé- pend donc uniquement du diamètre de la surface d'attache de la goutte à l'appareil, et ce diamètre à son tour est déterminé pratiquement par la condition que, lorsqu'on opère à 15°, avec l'eau distillée, chaque goutte pèse exac- tement 50 milligrammes, ce qui donne 100 gouttes pour les 5 ce. d'eau contenus dans la pipette. Le diamètre du cercle sur lequel se forment les gouttes est approximative- ment de 3"^ralo. Ces gouttes à leur tour ne doivent pas se suivre trop vite : il faut que le liquide qui les forme y arrive sans vitesse ; il convient de ne pas trop s'éloigner d'une seconde comme périodicité. Ceci dépend à son tour du diamètre et de la longueur du canal capillaire dont est percé l'orifice d'écoulement. C'est le frottement sur la paroi du canal qui sert de frein, et ce frottement est d'autant plus retarda- teur que le canal est plus long pour un même diamètre, ou plus étroit pour une même longueur. Il est facile de disposer de l'une ou de l'autre de ces dimensions pour obtenir le résultat voulu. Ce bec doit en outre être entretenu bien propre et n'être jamais touché avec les doigts. La plus petite trace de matière grasse à sa surface s'étend en voile invisible à la surface des gouttes d'eau qu'il porte, et en diminue la tension superficielle, de sorte que le poids de la goutte est réduit et le dosage faussé. Une fois la pipette remplie par aspiration, on amène l'affleurement au trait, et on nettoie le pourtour de l'orifice d'écoulement avec un fiagment de papier buvard. C'est précisément cette facilité de nettoyage de la surface sur laquelle se forment les gouttes qui m'a fait préférer la méthode du compte- gouttes, proposée par 26 CHAPITRE II MM. Le Bcrqiiier et Limousin, {i la méthode des tubes ca- pillaires, où c'est aussi la tension superficielle qui règle les hauteurs d'ascension des divers liquides, mais dont le nettoyage intérieur est aussi difficile que nécessaire. Pendant l'écoulement, on installe la pipette au moyen d'un bouchon sur un flacon à large g'oulot^ en la mettant bien verticale. Puis on compte. La numération n'est pas aussi ennuyeuse qu'on pourrait le croire : elle devient bientôt tout à fait instinctive, et n'en est que plus sûre. Voyons maintenant comment, du nombre de g-outtes fourni, on va tirer la nature et la quantité d'alcool dans les 5 ce. de liquide. 15. Principe de la métliode. — La méthode exige d'abord que la dissolution étudiée ne contienne que de l'alcool. C'est à quoi il est facile d'arriver par distillation dans un liquide neutre, ou même alcalin, de façon à retenir les aldéhydes qui se forment fréquemment dans les procès de fermentation, et dont la présence, comme nous le verrons plus bas, viendrait fausser le dosage. Nous supposerons donc que nous avons atfaire à une simple dissolution alcoolique. Nous supposerons en outre, pour commencer, qu'il n'y ait qu'un seul alcool présent. Il s'agit de savoir lequel. Les solutions de divers alcools se ressemblent beaucoup en ce qui concerne leurs qualités physiques. Elles ont à peu près même densité, même point d'ébullition, même indice de réfraction, etc., quand elles contiennent la même proportion de divers alcools. Elles ont au contraire des tensions superficielles fort inégales, et donnent des nombres de gouttes très différents, qu'il est facile de déterminer à l'avance, en s'adressant à des alcools bien déterminés et purs. Une fois ce travail fait, et les tables qu'on trouvera plus ]jas dressées, le problème devient facile : chacun de ces alcools est caractérisé par sa densité et son nombre de gouttes. Le nombre de gouttes correspondant h une MÉTHODES DE DOSAGE 27 certaine densité donne le iwm de Talcool ; la densité me- surée soit à l'alcoomètre, soit de préférence par la méthode du flacon, donne la proportion centésimale en volumes. De sorte qu'une solution alcoolique inconnue étant donnée, on la passe au compte-gouttes, on cherche dans les tables celle où le nombre de gouttes trouvé correspond à la densité, et cette table donne, par une seule lecture, le nom de l'alcool et sa proportion dans le mélange. 16. Tables. — Cela posé^ voici les tables correspondant aux divers alcools. Pour les premiers de la série, les plus solubles dans l'eau, je n'ai pas poussé plus haut que la proportion de 10 0/0 en volumes, parce que, au delà, le compte-gouttes perd de sa sensibilité, tandis qu'il est supé- rieur à toute autre méthode pour l'étude des solutions très étendues. On peut d'ailleurs ramener dans les limites des tables, par dilution, les liquides alcooliques plus con- centrés. Pour les alcools peu solubles dans l'eau, et qui, dans les distillations de liqueurs fermentées, viennent for- mer des gouttelettes ou des couches continues à la surface du liquide distillé, j'ai poussé jusqu'à la limite de satu- ration. Seulement, comme ils sont moins abondants que les autres, et qu'ils font varier beaucoup plus le nombre de gouttes, j'ai davantage détaillé la table pour eux, de façon à permettre un dosage au millième. Les densités marquées sur le tableau sont exprimées en millièmes. Dans ces limites, elles peuvent être considérées comme identiques pour les divers alcools ramenés au même titre. 28 CHAPITRE II ALCOOLS MlVniYLign:, ÉTHYLiy[K I:T I'ROI'YLIQUE Alc.iol 0/0 Don si tés NiiMliRE DE (IDUTÏES en vdhmu's Air. nirlliyl. Al( ■. élliyl. Alo. |Fi'0|iyl r 998 m 107 1T2 2 997 108 113 122 3 990 110 118 130 4 994 113 122.5 138.5 S 993 116 12G.5 146 6 992 118.5 130.5 152 7 990 120.3 134 158 8 989 123 137.5 163 9 988 125 140.5 167.5 10 987 127 144 172 ALCOOLS BUTYLIQUE ET AMYLIQUE Alcool 0/0 Densités l.ÔOO NOMIiRE DE r.OI'TTES en volumes 0^2 A. I)uty 107~ lique 5 A. aniylique 120.5 0.4 999 115. 5 137 0.6 999 123 * 150 0.8 999 129.5 161.5 1.0 998 135 171.5 1.2 998 140 181.0 1.4 998 145 189 1.6 998 148. 5 199 1.8 997 153 207.5 2.0 997 157 215.5 2.5 996 168 235 3.0 996 177 264 3.5 995 185 274 4.0 994 193 291 s.o 993 209 » 6.0 992 , 224 » 7.0 990 239 » 8.0 989 255 » 9.0 988 270 » 10.0 987 286 » La figure 1 rassemble, dans un tableau synopti(|ue, tous ces résultats, et donne en même temps un moyen, encore MKÏHODES DE DOSAGE -2'.» .3 4 J 6 7 « A IcogI p^ WO en volumes . to Fig. 1 30 CIIAPITUE II plus rapide que [remploi des labiés, pour trouver la nature et la proportion d'un alcool. Elle porte, en effet, à sa partie supérieure, une échelle des densités, mesurées par la méthode du flacon, à 15". Une fois connue celle du 0,1 0,2, 0,5 0,4- 0,5 0,6 0,7 0,6 0,9 1 1.1 1,2 1,3 l.^ (.f 1.6 1.7 1,8 4,9 S Alcool p.' lOÛ en volumes Fig. 2 liquide sur lequel on opère, et qu'on peut déterminer, si on veut, dans une première approximation, et si on a assez de liquide, par une pesée soigneuse à l'alcoomètre, on n'a qu'à chercher, dans la coloixne verticale marquée par la densité, quel est l'alcool qui fournit le même nombre de METHODES DE DOSAGE 31 gouttes, et le problème est résolu. Si par exemple un li- quide qui pèse 2° à l'alcoomètre, ou qui a une densité de 997, donne 157 gouttes à la pipette, il contient 2 0/0 d'al- cool butylique. Gomme Tindication de l'alcoomètre est tou- jours un peu difïérente, avec les alcools de degré supérieur, de la densité réelle, il faudra, si on veut de la précision^ corroborer cette première indication par une mesure exacte de la densité. Mais les différences de nombres de gouttes entre des alcools au même degré sont telles (jne cela est souvent inutile. (]omme, avec l'alcool butylique et amyliquc, le nombre des gouttes varie très rapidement avec la ricbesse alcoolique, on a consacré à ces 2 alcools, fréquemment présents dans les liquides de fermentation, une figure spéciale à plus grande échelle pour les solutions étendues, et qui s'explique d'elle-même. La ligne supérieure des densités s'y réduit à droite (Fig. 2). IT. Corrections de température. — Toutes les déter- minations qui précèdent sont censées faites à la température de lo". Mais on peut ne pas s'astreindre à cette obligation. Il est facile, en se servant de tables iiien connues, de passer de la densité déterminée à une température quel- concjue à ce que nous avons appelé la f/ensiir à 15", c'est- à-dire au rapport entre les poids de volumes égaux de liquide alcoolique et d'eau distillée à cette température. Pour le nombre de gouttes aussi, il existe une table de corrections que l'on peut simplifier de la manière sui- vante : ;{:> \ c:iiAPrniK ii .V 10" 15" 20° 98 99 100 101 108 109 110 1 1 1 . o 118 118.5 120 122 127.5 128 130 132 136 138 140 142.5 145 147.5 150 152.5 155 157.5 160 163 165 167.5 170 173.5 174 177 180 183.5 184 187 190 193.5 194 197 200 203.5 205 207.5 210 213.5 215 217.5 220 223 225 227.5 230 233 236 937.5 2'i0 243 246 2'i8 250 2.52.5 Lorsqu'un alcool donne à 15" le nombre de gouttes in- diqué dans la colonne correspondante du tableau, les nom- Jjres qu'il donne aux autres températures sont, pour des différences de 5", représentées appro.ximativement par les chiliVes ci-dessus. Les corrections qui sont très petites, à moins qu'on ne fasse l'expérience à une température très ditl'érente de 15", peuvent être faites de tète, de sorte qu'il n'y a, de ce fait, aucune difficulté. 18. Cas d'un mélange de deux alcools. — Jusqu'ici, nous avons supposé que nous n'avions affaire qu'à un seul alcool, de la série grasse. Lorsqu'il y en a deux ou plu- sieurs, le problème devient plus difficile à résoudre. Il faut pourtant distinguer tout de suite le cas où le second alcool n'intervient qu'à l'état d'inqjuretés, de celui où il est en proportions voisines de celles du premier. Dans le pre- mier cas, on est averti du mélange parce que le nombre de gouttes n'est d'accord avec la densité pour aucun des alcools, mais s'en rapproche beaucoup pour l'un deux, se tenant au-dessous si l'impureté est due à un alcool de degré inférieur, au-dessus si c'est un alcool de degré supé- rieur. I\Ih:TIlODES DE l)OSA(il-: 33 Quand les corps mélangés à l'alcool principal de la fer- mentation sont en proportion très faible, aucun dosage au compte-gouttes n'en peut indiquer la nature. Il faut alors avoir recours à leurs réactions qualitatives et renoncer, d'ordinaire, à tout dosage. Mais quand il n'y a que deux alcools mélangés, et que leurs proportions sont compara- bles, on peut trouver leurs poids respectifs avec une assez grande approximation, à l'aide du tour de main que voici : Amenons le mélange, par une distillation ou une affu- sion d'eau convenable, soit à marquer une certaine den- sité absolue, soit, ce qui est plus pratique, à marquer un même degré à l'alcoomètre. Il nV aura plus, il est vrai, correspondance exacte entre le degré alcoométrique et la densité, car l'alcoomètre n'est gradué que pour l'alcool éthy- lique, et, plongé dans un autre alcool dont la tension superficielle, pour une certaine densité, est plus faible que pour l'alcool ordinaire, il se relèvera davantage à cause de la diminution dans TefFet du ménisque autour de la tige; donc, pour lui faire marquer le même degré que dans l'alcool ordinaire, il faudra rendre le liquide moins dense, c'est-à-dire y ajouter plus d'alcool. Il n^y a par suite plus de correspondance entre les densités des mélanges et leur degré alcoométrique, mais cela nous importe peu, du moment que nous ne cherchons qu'un moyen empirique de dosage. Ces mélanges, amenés au même degré alcoométrique, et étudiés au compte-gouttes, donnent des nombres de gouttes variables avec leur composition, de sorte que si on dresse d'avance une table indiquant le nombre de gouttes de divers mélanges artificiels, amenés aussi à marquer le même titre alcoométrique, cette table donnera la composi- tion du mélange inconnu dont on connaîtra seulement le nombre de gouttes. Je n'ai pas cru devoir dresser d'avance toutes les tables dont on peut avoir besoin, d'abord parce que ces tables 34 CHAPITUK K peuvent varier suivant l'alcoomètre dont on se sert, la dimension de sa tige et la façon de relever le niveau d'affleurement. Elles sont tellement faciles à construire, que chacun peut se faire celles qui conviennent à son instru- ment et à son mode de lecture. Mais les variations pro- venant de ce fait ont peu d'importance, et on peut, si on veut, se contenter des deux tables suivantes, qui se rap- portent aux mélanges qu'on est exposé à rencontrer le plus souvent, ceux de l'alcool butylique et de l'alcool amy- lique avec l'alcool ordinaire. MÉLANGES d'aLCOOL BUTYLIQUE AVEC l'aLCOOL ÉTHYLIQUE AMENÉS A MARQUER 5° A l'aLCOOMÉTRE G.-L. Nombre de gouttes r/u mélange Alcool ord. 0/0 Alcool hutyl. 0/0 I2G.3 5 132 4.75 0.3 t39 4.5 0.6 151 4.0 1.3 162 3.5 1.9 174 3.0 2 6 184 2.5 3.2 193 2.0 3.9 202 1.5 4.5 212 1.0 5.2 222 0.5 5.8 232 6,5 La table est dressée pour la température de 15" ; elle a été faite avec de l'alcool butylique de fermentation. On voit que la dissolution de cet alcool qui marque 5° à l'alcoomètre contient en réalité 6,5 0/0 d'alcool. METHODES DE DOSAGE 3o MÉLANGES d'alcool AMYLIQUE AVEC l'aLCOOL ËTHYLIQUE AMENÉS A MARQUER 5° A l'aLCOOMÉTRE G.-L. Noml)re de gouttes du mélange Alcool ord. 0/0 Alcool amyl. 0/0 d29 5 0.0 137. o 5 0.13 145 5 0.25 153 4.9 0.38 159 4.9 0.51 173 4.9 0.76 18S 4.8 1.01 197 4.7 1.26 209 4.6 1.52 2iii 4.3 1.77 232 3.9 2.03 244 3.6 2.28 255 3.2 2.53 On voit que de très petites quantités d'alcool amylique mélangées à l'alcool ordinaire augmentent beaucoup le nombre de gouttes, sans rien changer non pas à la densité, mais à l'indication alcoométrique. Le dernier chiffre obtenu correspond à peu près au maximum de solubilité de l'al- cool amylique dans le mélange maintenu à 5° G. L. Reste à ne pas confondre l'alcool butylique et l'alcool amylique ; mais les différences d'odeur et de solubilité de ces deux alcools (surtout quand, après avoir soumis le mélange à la distillation, on étudie à ce point de vue les premières portions du liquide distillé), ces différen- ces sont telles qu'il n'y a jamais de doute à avoir, à moins que l'un des alcools supérieurs ne soit en pro- portions très faibles, auquel cas il faudrait recourir aux réactions chimiques qui permettent de le caractériser. En somme, nous avons donc le moyen de doser un mélange d'alcools, et avec une approximation assez grande. La méthode serait même parfaite, à cause de sa sensibilité, si elle n'avait le grave défaut de ne s'appliquer qu'à un 36 CIIAPITllR II mélange de deux alcools. Sitôt cju'il y en a trois, on ne peut plus compter sur rien. Heureusement ces mélanges de trois alcools sont rares. Ceux de deux alcools ne sont même pas communs, et généralement l'un des deux est en faible proportion. C'est pour cela que, dans les tableaux qui précèdent, j'ai donné plus d'importance aux faibles doses des alcools supérieurs. Pour des doses très faibles d'alcool ordinaire, inférieures à deux millièmes, le compte-gouttes n'est plus assez sensible. Il y a heureusement pour ces cas une méthode proposée en 1896 par M. Nicloux. 19. Méthode de M. Nicloux. — Cette méthode repose sur le fait suivant. Si dans une solution très diluée d'al- coo]_, et inférieure à 0,2 0/0, on verse une solution étendue de bichromate de potasse et d'acide sulfurique^ l'alcool est oxydé, et le bichromate devient du sulfate de scsquioxyde de chrome, qui est vert bleu. Aussitôt que l'alcool est oxydé, le bichromate reste en excès, et la teinte passe au vert jaune. On a donc un virage assez sensible, et dans ces limites, la quantité de bichromate oxydé est à très peu près proportionnelle à la quantité d'alcool pré- sente dans la liqueur. Voici alors le mode opératoire, perfectionné par MM. Bé- hal et François. On fait une solution de 19 gr. par litre de bichromate de potasse cristallisé, et on la verse au moyen d'une burette graduée dans 5 ce. du liquide alcoo- lique à étudier, contenu dans un tube à essai. On en ajoute 3 ou 4 gouttes^ et on verse 5 à 6 ce. d'acide sul- furique pur à 66" Baume. La liqueur s'échauffe, et le bichromate introduit se décolore. On en ajoute de nouveau en maintenant le tube à l'ébullition et en agitant un peu. On s'arrête au moment où la teinte passe du vert bleu au vert jaune. On note le volume de bichromate. S'il y a moins de 2 ce. versés, l'alcool est à moins de 2 p. 1000 dans la liqueur à essayer : sinon il faut recom- METHODES DE DOSAGE 37 mencer après avoir étendu d'eau cette liqueur, de façon à l'amener à la dilution voulue. Pour les solutions à moins de 0,1 0/0, il vaut mieux employer une solution de bichro- mate deux fois moins concentrée. On peut, pour plus de sûreté, faire une seconde expérience témoin dans laquelle on ajoutera d'un coup la dose de bichromate introduite dans la première, moins une ou deux gouttes. Dans celle- ci, ce liquide devra rester vert bleu. Comme il faut 2 ce. de la solution de bichromate à 19 gr. par litre pour oxy- der l'alcool de 5 ce, d'une solution à 2 p. 1000, le chif- fre lu sur la burette représente le nombre de millièmes d'alcool contenu dans la liqueur à doser. Comme l'erreur de lecture est au maximum de 0,1 ce, ou de 1/20 du volume total, on voit qu'on peut doser environ un dix-mil- lième d'alcool, et comme 5 ce. de liquide suffisent à la rigueur à l'expérience, la quantité d'alcool qu'on peut mesurer est de cinq dix-millièmes de centimètre cube. Aucune méthode n'arrive jusque-là. Malheureusement celle-ci a ses défauts. Rien ne dit que l'alcool soit le seul réducteur possible du bichromate dans les conditions étudiées. M. Nicloux s'est bien assuré que l'aldéhyde était sans action. Mais il n'a pas cherché si les autres alcools ne se comportaient pas comme l'alcool ordi- naire. La réaction est une oxydation qu'on peut écrire de la façon suivante : c^H^o + 0^ = c^H*o^ H- iro Mais cette formule n'est pas tout à fait conforme à la réalité, attendu qu'elle ne comporte aucun dégagement d'acide carbonique, tandis qu'il s'en fait en réalité^ comme le constate M. Nicloux, une quantité correspondant à 1 ou 2 0/0 du carbone total, et c'est là une cause d'erreur qui rend un peu vaine la précision du dosage. En second lieu, l'expérience montre que lorsque dans un membre d'une famille chimique, un groupement atomique est attaqué par un oxydant, le même groupement est attaqué de la JM^nî^;-->, 38 CHAPITRE II façon chez les autres membres. Il aurait donc fallu savoir si l'alcool propylique, amyliquc, ne donnent pas de l'acide propionique, de l'acide valérianique, exactement comme l'alcool ordinaire donne de l'acide acétique, sans dégage- ment d'acide carbonique. On sait que cela a lieu pour des solutions peu étendues ; on s'est môme servi de cette pro- priété pour substituer au dosage des divers alcools celui des acides gras qu'ils donnent par oxydation. Mais la for- mule de la transformation n'a jamais été établie avec pré- cision 2)our des solutions très diluées, et de ce côté il y a donc quelques incertitudes. La méthode de M. Nicloux n'en est pas moins très utile dans quelques cas où il n'y a pas de doute à avoir sur la nature de l'alcool dont on cherche les proportions, et c'est pour cela que nous lui avons fait une place ici. SO. Dosage des acides fixes. — Les acides fixes prove- nant de procès fermentatifs sont probablement bien plus nombreux que nous ne le croyons aujourd'hui, où on ne peut guère citer comme ayant cette origine que l'acide oxa- lique, l'acide succinique, l'acide lactique, l'acide citrique. Pour les trois premiers, les procédés de dosage sont connus. Nous avons développé dans notre tome III un procédé de dosage de l'acide succinique en présence des acides fixes du vin. On ne connaît malheureusement aucun moyen de faire la séparation exacte de l'acide lactique et de l'acide succinique, qui sont souvent mélangés. Le meilleur est celui qu'ont employé MM. Gayon et Laborde dans un travail que nous rencontrerons plus loin. Il s'applique à des mélanges d'acide lactique, d'acide succinique et d'aci- des volatils. Il est, dans une certaine mesure, à la fois qualitatif et quantitatif, et voici en quoi il consiste. 31. Dosage des acides fixes dans un mélange d'acide lactique et d'acide succinique. — On concentre au bain- marie 300 ce. de liquide fermenté ; les acides gras se vola- METHODES DE DOSAGE 29 tilisent. On ajoute ensuite du sable calciné au produit sirupeux ainsi obtenu et l'on traite successivement, à froid, ou à chaud dans un appareil à déplacement, par l'éther seul^ et par un mélange d'éther rectifié et d'alcool absolu à parties égales On" réunit les liqueurs et on évapore les dissolvants ; il reste un liquide sirupeux qu'on abandonne pendant quelques jours dans une atmosphère sèche, et qui ne tarde pas à se remplir de cristaux blancs, j)ailletés et légers. On lave ces cristaux avec une solution saturée et glacée d'acide succinique pur, qui enlève l'acide lactique et la glycérine s'il y en a ; comme ces cristaux sont légers et difficiles à mouiller, ils flottent en partie sur la solution succinique ; aussi pour les séparer ne peut-on pas se contenter de décanter celle-ci, comme on le fait pour le dosage de la crème de tartre par le pro- cédé Pasteur; il faut les recueillir sur un filtre. Après le lavage, le filtre est d'abord bien égoutté, puis séché dans le vide sulfurique ; les cristaux se détachent alors facilement et on peut les peser. Si l'on desséchait le filtre dans une étuve, on s'exposerait à voir les cris- taux disparaître par redissolution dans l'eau qui imprègne encore le papier du filtre. On sépare encore les cristaux avec facilité en jetant tout le magma sur une plaque poreuse ; quand toute la partie liquide a été absorbée, on lave avec une petite quantité de solution saturée froide d'acide succinique. SS. Reclierclie de l'acide citrique. — Pour l'acide citri- que, produit curieux de l'action de quelques ferments que nous rencontrons dans ce livre, il y a une réaction très sensible qui permet de la déceler. Elle a été récemment proposée par M. Denigès, et repose sur ce fait que les pro- duits d'oxydation de l'acide citrique par les oxydants man- ganiques, en milieu acide, donnent, en présence du sulfate mercurique, une combinaison mercurielle insoluble qui, dans certaines conditions, est spécifique de l'acide citrique. u) ciiAiMTni-: II Le procédé consiste à mélanger o ce. d'une solution con- tenant ([uelques milligrammes d'acide citrique et 1 ce. de sulfate mercurique, préparé de la façon suivante : Oxyde mercurique (jaune ou rouge)... 5 gr. Acide sulfurique concentré 20 ce. Eau distillée 100 ce. On porte, à Tébullition, et, retirant du feu, on ajoute 5 à 6 gouttes d'une solution à 2 0/0 d'hypermanganate de potassium. Le mélange se décolore et il se forme aussitôt après un trouble et un précipité blanc. Par exemple s'il s'agit de montrer la présence de l'acide citrique dans un lait, on met dans un tube 10 ce. de lait, 2 ce. d'une solution récente de métaphosphate de sodium à 5 0/0, récemment préparé, et 3 ce. de sulfate mercuri- que. On agite et on fdtre en rejetant les premières por- tions écoulées, souvent louches. On porte à l'ébullition 5 à 6 ce. On fdtre, on enlève du feu, et on ajoute goutte à goutte, en agitant chaque fois, du permanganate de potas- sium à 2 p. 100. Avec le lait de vache, on obtient, après addition de 4 à 5 gouttes de ce réactif, un trouble blanc très marqué, et à 8 ou 10 gouttes, il se fait un précipité blanc floconneux. Cette réaction ne réussit avec aucune des substances qui peuvent accompagner l'acide citrique, acides acétique, tar- trique, oxalique, succinique, lactique, la glycérine, les gom- mes, le glucose, fructose^ saccharose, lactose. Ceux de ces corps les plus facilement oxydables, notamment les acides malique, tartrique, lactique protègent seulement un peu l'acide citrique contre l'oxydation, et il faut, en leur pré- sence, forcer la dose d'hypermanganate versée à l'origine. Avec l'acide nitrique, il se forme non pas de l'acétone CIF.CO.CtP, comme on pourrait le croire, mais de l'acé- tone dicarbonique (pii donne facilement la combinaison mer- cui'ielie insoluble que nous venons d'utiliser. METHODES ])E DOSAGE 41 33. Rech.erch.e des acides lactique et glycolique. — M. Denigès a aussi donné une méthode permettant de caractériser les acides lactique ou glycolique, seuls ou mé- langés. En milieu acide ou même neutre, ces deux acides donnent une aldéhyde en présence du peroxyde de plomb suivant les équations suivantes : (:H\CH0II.C0^II 4- 20 = GH^COH + IPO + co^ acide hirtiquo ethaiial GIPOtl.CO'H + 20 = C.COH + HO -\- CO' acide 1,'lycolique niétliunul Les deux aldéhydes sont reconnaissables à leur action sur le nitrate d'argent ammoniacal à chaud. Elles se dis- tinguent l'une de l'autre en ce que la première donne et que l'autre ne donne pas la réaction de Légal, par le nitroprussiate de soude. Le méthanal ou formol réduit au contraire le sulfate mercuriquc à l'état de sulfate mercu- reux insohible. BIBLIOGRAPHIE DcjCLAux. Armales de l'Institut Pasteur, t. IX, p. 575, 1895. LiNDET. Revue générale de Chimie, t. IV, p. 300, 1901. NicLoux. Comptes-rendus de la Soc. de Biologie, t. III. 1896. Béhal et François. Journ. de Pharmacie et de Chimie, l" mai 1897. Gayon et Laborde. Ann. de l'Inst. Pasteur, juillet 1901. Denigès. Soc. des Se. phys. et nat, de Bordeaux. 1897 et, 1898. GHAPITUE III BACILLE .AMYLOZY^IE Les notions générales que nous avons rassemblées dans les deux chapitres qui précèdent nous permettent de pas- ser à l'étude des divers ferments. Nous commencerons par celui des bacilles anaérobies dont les fonctions sont les mieux connues, grâce au soin mis par le savant qui l'a étudié, M. Perdrix, à doser tous les corps liquides et gazeux produits par la fermentation. Nous avons déjà eu occasion de le prendre comme exemple, à ce point de vue, dans le tome I de cet ouvrage (p. 224). Nous devons en faire en ce moment l'histoire approfondie. 94. Origine et purification du bacille. — Ce bacille a été rencontré, avec un grand nombre d'autres, dans Teau de l'Avre et celle de la Seine. Gomme nous allons lui trouver des fonctions physiologiques assez variables, il importe d'être assuré qu'il constitue bien une espèce uni- que, et qu'on n'a pas confondu sous son nom des espèces diflerentes, ce qui expliquerait la variabilité des produits. D'un autre ccMé, comme il est tout à fait anaérobie, sa purification est difficile. Voici comment M. Perdrix y a procédé. Il commence par ensemencer une goutte d'eau de Seine daus des tubes contenant une macération stérilisée de frag- ments de pomme de terre. Le vide étant fait dans ces tubes, une fermentation avec dégagement gazeux s'y déclare. iVprès 8 à 10 jours, on aspire une goutte de cette culture dans un tube capillaire qu'on maintient pendant 10 minu- tes à 78-80°. Ce liquide chauffé est ensemencé à nouveau BACILLE AMYLOZYME 43 dans des tubes à pomme de terre : on élimine ainsi les micrococcus et une partie des bacilles de l'eau ; on ne laisse que ceux dont les spores résistent 10 minutes à la température de 80". On ensemence alors en strie, avec nn fil de platine, une goutte de cette seconde culture purifiée sur des frag- ments de pomme de terre contenus dans les tubes de Roux (t. I, p. 124), et après avoir fait le vide, on met à l'étuve. Au bout de quelques jours, si la quantité de semence n'a pas été trop considérable, on aperçoit sur les tranches de pommes de terre des taches séparées. Les colonies du bacille cherché sont d'abord un peu blanches ; elles s'élargissent en s'agrandissant circulairement, et for- ment de petits mamelons, autour desquels le substratum est un peu creusé. En môme temps, la pomme de terre parait partiellement liquéfiée, et le liquide qui s'en écoule se rassemble à la partie inférieure du tube. Quand on ouvre les tubes de culture, il y a explosion, et, par suite de la diminution de pression, toutes les colo- nies abandonnent le gaz qu'elles renferment : sur chacune d'elles, il se forme de petits cratères laissant échapper des bulles. Si l'on a le soin de choisir un tube contenant une ou deux colonies, et de prendre dans l'une d'elles une trace de semence, on est à peu près sûr d'obtenir une masse de microbes provenant originairement d'un bacille unique. La certitude n'est pas complète ; car il pourrait se faire que la colonie fût due à un paquet formé de plusieurs germes agglutinés. Pour être certain de la pureté, il est prudent de faire une séparation nouvelle sur gélatine, qui est moins favorable au bacille que la pomme de terre, et qui, en cas de mélange, laisserait d'autres espèces se développer plus facilement que lui. On dilue dans de l'eau une goutte de culture purifiée, et on porte une goutte de cette dilution dans un tube de gélatine liquéfiée par la chaleur. Dans ce tube on fait passer pendant 2 à 44 CTIAPITRK III 3 heures un courant d'hydrogène, de façon à enlever tout l'oxygène. On y prélève alors, sans interrompre le courant gazeux, à l'aide de pipettes à longue effilure, quelques gouttes de liquide. On ferme à la lampe les effilurcs, et au bout de o à 6 jours on voit apparaître dans la géla- tine de petites taches blanches, distinctes, donnant naissance ;\ un dégagement gazeux. On coupe le iube au niveau de l'une d'elles, et c'est avec cette semence qu'on peut com- mencer l'étude physiologique. S5. Caractères généraux. — Le bacille amylozyme, sur la pomme de terre et dans les milieux ordinaires de culture, est mobile, et a environ 2 à 3 ul de longueur et 0,5 [JL de largeur ; il est arrondi à ses extrémités. Il se réunit par couples ou par chaînes, dout les mouvements sont d'autant plus lents qu'elles sont plus longues. Cette mobilité est diminuée et même arrêtée complètement par la présence de l'oxygène de l'air. Il donne des spores, qui ont leurs caractères ordinaires, et finissent par se mettre en liberté, par résorption du fila- ment qui les contenait. Dans aucun milieu, même dans ceux qui lui conviennent le mieux, il ne peut pousser à l'air ; dans le vide, au contraire, il est facile d'obtenir un développement ; il en est de même dans l'hydrogène, l'azote ou l'acide carbo- nique. Bien qu'il soit anaérobie, il est possible de le faire pousser à l'air en ensemençant, dans la profondeur du liquide sur lequel on opère, une quantité notable de cul- ture fraîche. 36. Conditions de température. — La température la plus favorable pour obtenir une culture rapide est de 35" environ. De 20 à 25", l'amylozyme pousse encore très bien ; seu- lement, la fermentation ne débute pas aussi tôt, et elle est plus lente. BACILLE AMYLOZYME 4o Vers 16 ou 17", il n'y a aucun développement le deuxième jour ; le troisième, quelques bulles de gaz appa- raissent, et, le quatrième, la fermentation est manifeste ; elle s^arrête au bout d'une quinzaine de jours. La température ne doit pas non plus être trop élevée : des tubes placés à 50'\ 45", 44o n'ont pas poussé. A 42''-43", il y a toujours fermentation. Dans ces conditions limites, le bacille donne des spores comme à 35'' : il se trouve cependant dans de mauvaises conditions de vie ; car, si l'on ensemence quelques gouttes de cette première culture dans de nouveaux tubes à la même température, ceux-ci restent généralement stériles. Mais la spore n'est pas tuée, car des tubes restés sans culture pendant dix jours à 50", et remis ensuite à létuve à 35o^ ont poussé aussi rapidement que d'autres nouvelle- ment ensemencés. Les spores résistent dix minutes à 80». Elles sont aussi assez résistantes à l'action du temps : des germes conser- vés pendant cinq à six mois dans une culture sur pom- mes de terre peuvent se développer à nouveau, bien qu'avec un peu de retard. Il serait difficile de dépasser ce terme avec les cultures ordinaires, qui sont toujours légèrement acides. Dans un milieu neutre^ au contraire, la durée de con- servation est beaucoup plus considérable, et des germes peuvent donner naissance à de nouvelles cultures au bout de dix-huit mois. S"?. Milieux de culture. — Le bacille amylozyme se développe bien dans les liquides ordinairement employés en microbiologie, par exemple, dans le bouillon de veau acide ou neutralisé ; mais les cultures s'arrêtent assez rapidement : elles durent deux ou trois jours à 35". Il fait fermenter les sucres, agit énergiquement sur la matière amylacée, mais n'a pas d'action sur la cellulose et sur le lactate de chaux. 46 CHAPITRE 111 Ces propriétés le difFérencient de \ amylohacter de M. Van Tieghem et du vibrion Ijutyrique de M. Pasteur. Si Ton détermine la réaction des milieux variés dans lesquels il a poussé, on constate que dans tous la culture s'arrête toujours quand l'acidité du liquide atteint un taux déterminé, équivalent à 1 er. ou 1,2 gr. SO'H" par litre. Comme ce bacille transforme en acides lés sucres et l'amidon, on ne pourra donc avoir de fermentation com- plète qu'en arrêtant l'acidité avant cette limite. Il suf- fira pour cela d'ajouter du carbonate de chaux dans les vases, de façon à neutraliser à chaque instant les acides formés. L'acidité nécessaire pour empêcher le commencement du développement de l'amylozyme sur la pomme de terre est plus faible que celle dont le bacille s'accommode à la fin de la culture : elle n'est que de 0,55 gr. SO^H' par litre. Les milieux trop alcalins ne conviennent pas non plus à l'amylozyme : il ne se développe pas quand la dose initiale de potasse atteint 0,8 gr, par litre. Dans ces liqueurs alcalines, l'acide formé ne tarde pas à saturer la potasse ; la culture s'arrête encore quand l'aci- dité atteint la limite ci-dessus indiquée : 1,1 gr. par litre. 28. Dégagement de gaz. — D'une façon générale, la fermentation des sucres donne lieu à un dégagement con- sidérable d'un mélange gazeux formé d'acide carbonique et d'hydrogène. Mais si la nature des gaz dégagés reste constante, leur proportion varie avec les ditlerents sucres qui servent d'ali- ment au microbe, et, pour le même milieu, avec l'âge de la culture. En même temps, les sucres sont transformés en acides butyrique et acétique ; et ce mélange est variable égale- ment aux différents moments du développement du bacille. Pour étudier la relation entre la composition des gaz dégagés et celle des acides formés, il faut pouvoir faire BACILLE AMYLOZYME il des cultures en grand. On peut employer pour cela le dis- positif suivant : On prend un ballon à fond plat de 1 litre 1/2, fermé par un bouchon à deux trous. Le premier laisse passer un tube recourbé horizontalement et descendant jusqu'à la partie inférieure du vase ; il renferme un tampon de coton. L'autre contient un tube court, traversant simplement le bouchon, et contenant également un peu de coton. On introduit environ 3/4 de litre de bouillon sucré, avec un peu de carbonate de chaux pulvérulent ; on stérilise le tout à l'autoclave à 115° pendant 10 minutes et on laisse refroidir. On ensemence par le petit tube, sur lequel on adapte un tube à dégagement ordinaire et on fait ensuite passer par le tube recourbé un courant d'azote, pour enlever tout l'air du ballon et du liquide qu'il contient. Puis on met à l'étuve. Quand le dégagement gazeux se produit, on en profite pour faire sortir du ballon la quantité de liquide nécessaire pour l'étude. On peut donc suivre simultanément les changements de composition des produits liquides et gazeux de la fermentation. Nous avons dit qu'il se dégageait un mélange à propor- tions variables d'acide carbonique et d'hydrogène. De cet acide carbonique, une partie provient, non de la matière fermentescible, mais du carbonate de chaux décomposé par les acides produits. On peut évaluer assez exactement l'acide carbonique de cette dernière provenance en mesu- rant quelle est au même moment la quantité de chaux dis- soute dans le liquide à l'état de sel. La soustraction faite de cet acide carbonique de la craie, il reste celui dont le carbone provient de la matière organique. Pour ce dernier, il importe de remarquer que^ comme il est beaucoup plus soluble dans l'eau que l'hydrogène, les gaz qui se dégageront à l'origine n'auront pas la com- position du mélange produit par le microbe. L'hydrogène dominera dans le mélange qui sort du ballon, Facide car- 48 ClIAPITUK III boniquc clans le mélange (|ui y reste. La correction à faire pour conclure de la composition tlu mélange recueilli celle du mélange réel n'est pas facile à faire d'une façon pré- cise, et il y a toujours de ce côté quelque incertitude. En gros, on peut admettre que le liquide du ballon retient son volume d'acide carbonique et ne retient pas d'hydro- gène. Mais quand on veut opérer avec quelque précision, il faut faire une fermentation dans le vide. S9. £;tude d'une fermentation. — C'est ce qu'a fait M. Perdrix pour l'expérience que nous allons résumer. 50 ce. d'un liquide contenant 2 gr. 44 de sucre candi blanc, dissous dans du bouillon de veau neutralisé et ad- ditionné de carbonate de chaux, sont introduits dans des ballons clos qu'on met à l'étuve à 35°. Le lendemain, la fermentation commence : à divers intervalles, on prélève un des ballons, on en extrait les gaz au moyen de la pompe à mercure, et on fait l'analyse du liquide et des gaz dé- gagés. De l'acide carbonique obtenu, on défalque celui qui provient de la décomposition du carbonate de chaux, et on en conclut celui qui provient de la fermentation du sucre. Quant au liquide, on y trouve exclusivement de l'acide butyrique et de l'acide acétique. Voici, pour fixer les idées, les volumes V, évalués en centimètres cubes, des gaz dégagés à divers intervalles après l'ensemencement. Pour l'acide carbonique, on a fait la distraction de celui qui provenait du carbonate de chaux. La colonne R donne le rapport des volumes ; la colonne D les différences des chiffres de la colonne Y ; c'est-à-dire les quantités dégagées dans les intervalles de deux expériences consécutives : V r« I) Tcmiis Ilydrng. Ac. carli. 3 jours 175 85 4 jours 275 145 5 jours ooO îiO 11 jours (>70 450 Ilytlrog. Ac. larh. 2.0 175 85 1.9 100 60 l.G 75 75 1.5 120 130 BACIIJJ-: AMVLoZYME 4;> En consultant ce tableau, on voit qu'au début de la fermentation, il se dégage beaucoup plus d'hydrogène que d'acide carbonique, environ le double. On peut en con- clure, en partant de ce que nous avons vu au chapitre premier, que la fermentation butyrique ne se fait pas suivant la formule classique, dans laquelle les volumes d'hydrogène et d'acide carbonique dégagés sont égaux, mais suivant une formule pkte complexe^ qui exige la décomposition de l'eau. A mesure que la fermentation se poursuit, les volumes des deux gaz tendent à s'égaliser. Ils sont égaux dans le cas ci-dessus à partir du 4e jour, et le restent jusqu'à la fin, car, jusqu'à plus ample informé, on ne peut pas s'ar- rêter à la petite différence que présentent les deux der- niers chiffres de la colonne D. Donc, à la fin nous avons affaire à la fermentation butyrique classique. Le rapport de l'acide butyrique à l'acide acétique, trouvé dans l'analyse, faite à divers intervalles^ du liquide de fer- mentation, doit donc aller en croissant, l'acide acétique étant formé surtout au début, lorsque se fait simultané- ment cette décomposition de l'eau qui fournit l'excédant d'hydrogène. L'hydrogène se dégageant, l'oxygène de l'eau accomplit une véritable combustion intérieure dont l'acide carbonique et l'acide acétique sont les produits. Il est curieux de voir un microbe emprunter l'oxygène à l'eau pour produire des combustions nouvelles, et comme l'acide acétique, pris en bloc, est moins oxygéné que l'eau et plus complexe, il en résulte que si au regard du sucre, pris pour point de départ de son carbone, il représente un produit de dislocation, au regard de l'eau, pris pour point de départ de son oxygène, il constitue un produit de synthèse. Ici nous voyons l'utilité de cette analyse fine qui nous permet de mettre en lumière ces conclusions. Voyons maintenant si l'analyse du liquide les confirme. 30. Action au début. — • Lorsqu'on étudie la fer- 4 SO CHAPITRE Itî montation Agée de 5 jours qui a fourni les nombres de plus haut, on trouve qu'à ce moment, il a disparu 1,18 gr. de sucre sur 2,44 gr. introduits, et qu'il y a 0,526 gr. d'acide butyrique et 0,139 gr. d'acide acétique. Si, d'après ces chillres, et les poids des gaz dégagés, on établit la formule brute de la réaction, on trouve : agc'iP'O • + loH'O = 33G*h'o- + i3C"iro- -+- voco^ + 17211 équation dans laquelle, pour simplifier, nous avons supposé que le sucre candi s'était interverti et était devenu un sucre en C\ en s'agrégeant le nombre voulu de molécules d'eau. Cette équation brute et compliquée peut être simplifiée comme nous avons appris à le faire au chapitre premier. On peut remarquer que les 33 molécules d'acide butyrique peuvent être considérées comme provenant de la disloca- tion de 33 molécules de sucre suivant la formule clas- sique : 33C*ir=0" =: 33G*H«0- + 66CO' — 13211 en retranchant membre à membre les 2 équations qui précèdent, il reste : eC^H' 0-^ + lOII'O = 13eH*0^^ + lOCO' + 40H équation qui correspond, comme on voit, à la combustion incomplète de six molécules de sucre aux dépens des élé- ments de l'eau. Je fais remarquer ici, nne fois de plus, que la formule ne nous donne que le résultat brut, et ne nous indique pas le mécanisme ; c'est peut-être l'acide butyrique qui est brûlé par l'oxygène de l'eau, et non pas le sucre, attendu que l'équation se retrouve exacte si dans son premier membre on remplace les 6 molécules de sucre par 6 molécules d'acide butyric[ue, produit d'après la formule de plus haut : 6C*El*'O-'-i-12GO'H-24H-hl0H = 13C/H^0^^ -f lOCO' +40H BACILLE AMYLOZYME 51 ou eu simplifiant 6C*H«0- + 2C0' + lOIPO = \ 3C 'H^O^* + 16H Bref, le calcul ne nous dit pas, parce qu'il ne peut pas nous le dire, sur quel élément du liquide porte l'oxydation intérieure produite par l'oxygène de l'eau ; mais il nous dit qu'il y a de l'eau décomposée et nous en fixe le chiffre, ce qui revient à dire, remarquons-le, que dans les conditions de l'expérience, l'eau est une substance fermentescible, se dé- composant comme le .sucre en une substance plus oxygé- née, l'oxygène, une substance moins oxygénée, l'hydrogène, et cet oxygène brûle plus ou moins profondément une partie des matériaux présents dans le liquide. Appelons donc co cette fermentation schématique de l'eau. H^0 = 2II + U Nous voyons que le schéma de l'action exercée par le bacille amylozyme au bout de cinq jours peut être écrit sous la forme simple : 33[i + 10co, en appelant [i le schéma classique de la fermentation butyrique. La production d'acide butyrique domine, mais elle se mélange d'une production d'acide acétique. En d'autres termes, il y a combustion intérieure de la plus grande partie du sucre aux dépens de ses propres éléments, mais il y a aussi combustion intérieure aux dépens des élé- ments de l'eau, et a priori., nous pouvons comprendre que ces deux actions se superposent en proportions variables. 31. Action à la fin. — Voyons dans quelles proportions elles sont à la fin de la fermentation. Des calculs, con- duits exactement comme ceux qui précèdent, ont conduit M. Perdrix à la formule suivante : aoC'Il'^'O" + 2H"0 = 28G'IP0' 4- SC'II'O^ + 58CO '+ l'^OH 52 CHAPITRE III dont on voit tout de suite la décomposition en 28G"H'^'0'- = 28G4PO + 56GO' + 11211 et 2G'ir 0' + 2H'0 = 5G^ll*0 + 2G0^ -+- 811. La seconde de ces équations est encore celle dune coni- J)ustion interne par les éléments de l'eau, un peu moins avancée que celle que nous avons rencontrée plus haut, mais aboutissant aux mêmes termes. N'envisageons pour le moment que le nombre de molécules d'eau qu'elle inté- resse, nous voyons que le schéma de l'action terminée peut être représenté_, comme plus haut, par . 283 +2w. Le rapport de [i à (o, qui était primitivement 3,î^{, passe maintenant à 14. Il n'en faut pas plus pour conclure que du 4c jour au 11" jour, c'est-à-dire pendant la transforma- tion de la seconde moitié du sucre, la fermentation est surtout butyrique. Il arrive môme dans ce cas que les quantités d'acide acétique trouvées au 5" et au 11^ jour sont les mêmes : 0,139 gr. et 0,142 gr. La décomposition de l'eau a donc cessé dans cet intervalle, et nous avons atiaire seulement à une fermentation butyrique. Nous revenons ainsi, par une voie un peu dilïérentc, aux conclusions établies dans le lor volume de cet ouvraee. Nous aurions pu, ici encore, isoler la formation de l'acide acétique dans une équation spéciale, transformation qui n'exige pas l'intervention de l'eau, de sorte que l'excédant d'eau, fourni par les formules, aurait servi à une gazéification du sucre suivant la formule (;r.ni-"0« + 6irO = 6GO-+24II. Toutes ces interprétations diverses sont bonnes à envi- sager, mais aucune n"a le pas sur les autres, et c'est pour BACILLE AMYLOZYME 53 cela que je les adopte tour à tour. Au fond, ce qu'il y a d'essentiel, c'est qu'au début de l'action, l'eau prend part à la réaction en même temps que le sucre, tandis que le sucre seul y esl intéressé à la fin. Sur ce })oint l'analyse des gaz et celle du liquide sont d'accord. 33. Etude des causes du changement. — A quoi est dû ce changement physiologique opéré pendant la fermen- tation ? On ne peut guère l'attribuer à la présence de l'air, qui est exclu dès le début de l'expérience dans le vide que nous venons de décrire, et qui, dans les expériences où la vie anaérobie a été moins assurée à l'origine, est certainement absent au 3*^ ou au 4*^ jour de la fermenta- tion, lorsque la dislocation de l'eau dure encore. Il pourrait se faire que, dans le court passage au con- tact de l'air qui a lieu au moment de l'ensemencement, le bacille subit un changement protoplasmique qui lui don- nerait une faculté nouvelle, laquelle irait ensuite en s'effa- çant peu à peu. M. Perdrix a étudié ce point au moyen des tubes à 2 branches de Pasteur, qui permettent de faire deux cultures successives, sans rentrée d'air. Il introduit dans les deux branches un bouillon stérilisé contenant du glucose avec un peu de carbonate de chaux. L'une d'elles étant ensemencée^ il fait le vide et il ferme à la lampe. Dès le lendemain, à 33°, il se produit un dégagement de gaz. Il laisse l'appareil à l'étuve pendant quatre jours : à ce moment, ainsi qu'il résulte des expériences précé- dentes, il se forme uniquement de l'acide butyrique. Si la présence de petites quantités d'oxygène dans le protoplasma de la semence était la seule cause de la for- mation d'acide acétique, une goutte de la première bran- che, introduite à ce moment dans la seconde, devrait y provoquer une fermentation butyrique pure. Or, on trouve que, après 24 heures^ l'acide formé renferme 23 à 30 0/0 d'acide acétique. La proportion de ce corps, bien qu'elle 54 CHAPITRE III soit inférieure à celle que l'on trouve clans les cultures or- dinaires, n'est cependant pas négligeable. Or, pendant cette période, les spores, d'abord invisibles, apparaissent peu à peu ; et au moment oîi il se produit de racide butyrique seul, elles sont parfaitement formées. L'âge de la culture y est donc certainement pour quel- que chose, et comme le mot âge de la culture implique, sans les préciser, des changements dans le microbe et des changements dans le milieu, cherchons d'abord de ce der- nier cAté. Le lactose donne les mêmes résultats que le glucose et le sucre candi. La fermentation est seulement plus lente. Mais il y a des changements avec les substances amy- lacées. 33. Fermentation des substances amylacées. — Nous avons vu que le bacille amylozyme pousse très bien sur la pomme de terre stérilisée. Il pousse aussi sur tous les milieux renfermant de l'amidon cuit. Ces cultures s'arrê- tent encore quand l'acidité correspond à 1 gr. environ d'acide sulfurique par litre, et sont favorisées par la pré- sence du carbonate de chaux. La matière amylacée est transformée en un sucre qui se comporte comme nous l'avons vu plus haut. On peut retrouver ce sucre dans les fermentations en milieu acide, parce qu'il persiste lorsque la culture s'arrête. Dans les milieux neutres, il est complètement transformé. Le fait nouveau est qu'ici il se forme, en dehors des acides acétique et butyrique, une petite quantité d'alcools éthylique et amylique, que M. Perdrix a étudiés au compte- gouttes, par les procédés indiqués dans le chapitre précé- dent. Avec 100 parties de sucre, on obtient environ 2,5 ce. d'un mélange d'alcools, renfermant de 25 à 28 0/0 d'alcool amylique pour 72 à 75 0/0 d'alcool ordinaire. Ces chiffres sont un peu incertains, à cause de la volatilité des alcools entraînés par le courant gazeux, et qui ne sont pas entrai- BACILLE AMYLOZYMR 55 nés dans les mêmes proportions, l'alcool amylique étendu étant, à la température de l'étave, plus volatil que l'alcool ordinaire étendu au même degré. Nous ne pouvons pas tabler, dès lors, sur des chiffres de rendement. La seule chose à dire, c'est que voilà deux fonctions physiologiques nouvelles qui viennent s'ajouter à celles que nous connais- sons déjà. Appelons-les a et o. Le schéma de la fermeuta- tion des matières amylacées est donc : mfj + /uo -\- py. -\- q Faute de dosages précis, on ne peut mesurer les coeffi- cients m, n, p, q; voici les résultats d'une expérience qui donue une idée des chiffres trouvés. Dans une fermentation, faite dans le vide, de pommes de terre contenant 18 0/0 d'amidon, on a trouvé, après 6 jours, pour un poids d'environ 1,3 gr. de fécule disparue, les nombres suivants évalués en centièmes, Alcool éthylique 26 0/0 » amylique G » Acide acétique 6 » « buylrique.. , . , . 13 » On voit que les deux corps nouveaux qui s'introduisent dans cette réaction sont en proportions égales ou même supérieures à celles des produits de la fermentation des sucres. Etant donné qu'il se forme un sucre pendant la fer- mentation de l'amidon, et que ce sucre semble pourtant fermenter en donnant d'autres produits que les sucres des fermentations précédentes, il y a lieu de se demander si cela tient à la nature du sucre, où à d'autres conditions du milieu. Ce sucre est incristallisable, brunit à la chaleur en présence des alcalis, décompose seulement à l'ébullition la liqueur de Fehling, se rapproche par conséquent du glucose, tout en ayant un pouvoir rotatoire plus faible. Il 5() CilAPITIlK m donne avec la phénylhydrazine des réactions semblables à celles de la phénylglucosazone, mais fond à plus basse température : 19()-198" an lieu de 200-206". Une étude plus précise reste à faire sur ce point. Ce sucre est fermentescible par la levure de bière et ne donne, dans ces conditions, que de l'alcool ordinaire. Tout semble donc indiquer que ce n'est pas à la présence d'un sucre particulier qu'il faut attribuer la production d'alcool amylique dans la fermentation des matières fécu- lentes par le bacille amylozyme ; c'est aux autres condi- tions de milieu. 34. Influence des conditions de milieu. — Mais sur ce point, nous en sommes réduits à des hypothèses ; que sont ces conditions de milieu ? Faut-il attribuer un rôle à la présence de la dextrine, qui est certainement un terme intérimaire entre l'amidon et le sucre et qui, ayant une structure particulière, fermenterait directement suivant une formule spéciale? La proportion considérable d'alcool éthy- lique que nous avons constatée ne permet pas d'attribuer l'apparition des deux alcools à des substances non définies existant en ])etite quantité dans les matières féculisables et n'existant pas dans les sucres. C'est certainement l'ami- don ou un de ses dérivés qui intervient dans le phéno- mène. Avant d'aborder la recherche d'une réponse à cette question, il importe de remarquer qu'elle est peut-être vaine, comme ïidola theatri de Bacon. Notre esprit est encore dominé, à son insu, par les enseignements nés de l'étude de la levure de bière, dont les fonctions proto- plasmiques sont bien fixées et oscillent tout au plus entre des limites très étroites. Tout ce qui sort de ce cadre nous surprend et nous fait nous poser des problèmes nou- veaux. Peut-être n'y a-t-il que notre émoi de surprenant. Nous verrons, dans la suite de ces études, que c'est la variabilité de Taction protoplasmique qui est la règle, et BACILLK AMYLOZYME 57 sa constance relative qui est l'accident. Si Féducatioii de notre esprit s'était faite avec la physiologie du bacille aniylozyme, ou mieux encore avec celle du hnci/Ius or/ho- biitylicus que nous rencontrerons au chapitre prochaiu, nous nous demanderions pourquoi la levure est aussi constante, au lieu de nous demander pourquoi le bacille amylozyme est aussi variable. Au fond, ces deux questions inverses sont une même question, ce qui veut dire que ni l'une ni l'autre ne se pose. Notons seulement qu'ici, le chan- gement qui se manifeste dans les produits de la fermen- tation, lorsque la matière fermentescible change, coexiste chez le microbe avec un changement dans les produits d'une même matière fermentescible, à mesure que la fer- mentation s'avance. Notons aussi que ces changements, qui peuvent paraitj'e surprenants quand on les envisage comme survenant dans le mode de vie d'une cellule, à laquelle on attribue instinctivement une certaine unité fonctionnelle, le deviennent un peu moins quand on songe qu'ils peuvent résulter d'un changement dans une sécrétion de diastases. La même cellule peut sécréter des diastases variées suivant son mode d'alimentation, ou varier leurs proportions avec le même aliment, sans que cela atteigne l'idée que nous nous faisons de son unité. Restons pour le moment sous le bénéfice de ces observa- tions préliminaires pour aborder Tétude d'un second bacille, étudié d'après les mêmes méthodes clans mon laboratoire, mais mieux connu, le baciHu<> orthobiitylicus de M. Grim- bert. BIBLIOGRAPHIE L. Perdrix. Sur lo?; Icinicntations proiluiti's par un bacille aiiat'iobic de Teau. Aniiah's do l'inslitul P/is/ciu-, I. V. p. 287. 18'J1. GIIAPITUE IV BAGILLUS ORTHOBUTYLIOUS La varialjilité du bacille que nous allons étudier est encore plus grande que celle du bacille amylozyme, ou du moins l'étude en a été poussée plus loin par M. Grim- bert. On va voir qu'elle est incessante et continue, et que toute formule de transformation n'a qu'un caractère transitoire, est vraie pour le moment où on l'établit, mais ne l'était pas avant et ne l'est plus après. Malheureuse- ment, l'étude des gaz a été faite ici de moins près que daus le travail de M. Perdrix, de façon que le flottement dans 1^ formules est un peu plus grand. 35. Fropriétés générales. — ]je hacillus orthobuty liens a été rencontré fortuitement dans une fermentation de tartrate de chaux, où il intervenait sans doute pour trans- former les premiers produits formés par un autre microbe, attendu qu'il est sans action sur le tartrate de chaux lui- même. On l'en a isolé en chauffant d'abord à 100" pendant une minute, puis en ensemençant en stries sur des frag- ments de pomme de terre dans le vide. On obtint ainsi, à la fin de la traînée, une ou plusieurs colonies isolées qui, diluées dans l'eau^ furent réensemencées deux fois de suite de la même façon. Le bacille ainsi obtenu est un bâtonnet cylindrique à bouts arrondis, mesurant 3 à 6 jj,. de long sur 1.5 \x. de large. A l'état jeune, il est quelquefois renflé à une de ses extrémités en forme de battant de cloche. Au bout de huit jours environ cette forme a disparu, et les spores ont fait leur apparition (fig. 3). A ce moment, le microbe, BACILLUS ORTHOBUTYLICUS 59 très mobile jusque-là dans les milieux privés d'oxygène, a perdu tout mouvement. Les spores résistent à 80o pen- dant 10 minutes. Fig. 3. — Bacillus orthobutylicus Bacille jeune | Bacille vieux Ce bacille est anaérobie, et il faut Tensemencer avec les mêmes précautions que le bacille amylozyme, soit en fai- sant le vide après ensemencement, soit en mettant une grande quantité de semence en pleine activité. Il s'accom- mode de liquides nutritifs minéraux dans lesquels on dis- sout la matière fermentescible. M. (irimbert s'est servi du mélange suivant, qui diffère peu de celui qu'employait M. Pasteur, dans ses expériences sur la fermentation du tartrate de chaux : Phosphate d'ammoniaque 0,40 Sulfate de magnésie 0,40 Phos|)liate de pelasse 0,20 Sulfate d'ammoniaque 0,20 Nitrate de potasse 0,20 Peptone sèclio 2,50 Eau i litre 60 CHAPITRE IV C'est dans ce licjuide qu'il luisait dissoudre la substance fermentcsciblc dans les proportions de 3 à 5 0/0. Le bacille fait fermenter l'amidon, la dextrine, l'inuline, Tarabinosc, la mannile, le saccharose, le maltose, le glu- cose, le sucre interverti, le galactose, la glycérine. Il est sans action sur le tréhalose, l'érythrite, le glycol, les lac- tate et tartrate de chaux, la gomme arabique. Avec tous les corps qu'il attaque, il donne de l'acide carbonique et de l'hydrogène. Quant aux autres produits, ce sont : l'al- cool butylique normal avec un peu d'alcool isobutylique ; 2° l'acide butyrique normal ; 3° l'acide acétique ; 4° enfin des traces d'acide lactique ou d'acide formique suivant les cas. Il rend par conséquent acides les milieux dans lesquels il se multiplie, et il craint l'acidité. La dose d'acide qu'il peut supporter ne semble pas aussi constante que pour le bacille amylozyme. Elle dépend de la constitution du milieu. Elle peut varier de 1,4 gr. à 2,8 gr. d'acide butyrique par litre au moment où la fermentation s'arrête. Les quan- tités de sucre qui donnent une proportion d'acide butyri- que inférieure à ce chiCFre peuvent donc fermenter complè- tement dans un milieu acide. En général, elles ne doivent pas dépasser 1 0/0 pour que la transformation soit rapide. Quand la concentration est plus grande, il faut ajouter du carbonate de chaux pour maintenir la neutralité de la liqueur. Malgré cette addition, le liquide reste toujours un peu acide. Les propriétés que nous venons de décrire différencient déjà ce bacille d'autres espèces connues antérieurement. Il se distingue du ferment butyrique de Pasteur en ce qu'il ne fait pas fermenter le lactate de chaux, du B. Amylo- hactcr de Van ïieghem en ce qu'il n'attaque pas la cellu- lose, et ne bleuit par l'iode à aucun moment du déve- loppement ; du /). butylicus de Fitz en ce qu'il fait fermenter le lactose et l'amidon, et n'intervertit pas le saccharose ; du 1». amylozyme de Perdrix, en ce qu'il BACILLUS ORTIIUBUTYLIGUS 61 donne de l'alcool butylique. Mais c'est sa variabilité d'ac- tion qui est jusqu'ici son caractère le plus curieux. Voyons- le à l'œuvre dans la fermentation du glucose. 36. Fermentation du glucose. — Prenons pour cela une solution à 1 0/0 de glucose, pouvant fermenter com- plètement sans addition de craie, et étudions d'abord les gaz cjui se dégagent Dans une expérience portant sur 20 ce. d'une solution de glucose à 1,03 0/0, soit sur 0,205 gr. de glucose, sans addition de craie, dans le vide à 35", il s'est dégagé les volumes suivants de gaz, mesu- rés à 0" et à la pression de 7G0. La colonne R indicjue leurs rapports. Il no--! Raiii)ort Jusqu'au ie jour Du k" au i;»* jour Du 13" au 22' jour (fin). Total 24,80 49,66 0,50 On voit sur ce tableau que le volume de l'hydrogène, d'abord un peu supérieur au volume de l'acide carbonique, ce qui peut tenir à ce que l'acide carbonique est un peu plus soluble dans le liquide qui fermente, lui devient assez rapidement inférieur, et, dans l'ensemble, il s'est dégagé ici, la fermentation terminée, 1 d'hydrogène pour 2 d'acide carbonicjue. Nous ne sommes donc plus dans le même cas qu'avec le bacille précédent, où le volume total d'hydrogène dépassait celui de l'acide carbo- nique, et où, pour trouver l'origine de cet excédant, que n'expliquait pas la formule de la fermentation butyrique, nous avons dû recourir à la décomposition de l'eau. Ici, nous n'atteignons pas l'égalité des volumes gazeux voulue par l'équation : 11,66 10,00 1,16 11,24 32,76 0,34 1,90 6,90 0,28 r>2 CIIAPITP.K IV Il est vrai que comme il se l'orme de l'alcool butylique, s'il se fait d'après l'cquation : il se dégage de l'acide carbonique sans hydrogène, et que la superposition des deux équations : ^inVH)' = C'RHy + CWO + 4C0- + 4H + il-0 nous donnerait, pour le rapport entre les volumes d'hy- drogène et d'acide carbonique, la valeur 1 ; 2 que nous a fournie l'expérience de plus haut. Mais il n'y a à tirer aucune conclusion ni môme aucune induction de cette coïncidence, car nous savons que tant l'alcool butylique que l'acide butyrique peuvent provenir d'autres réactions que celles qui sont inscrites dans les formules ci-dessus, et où il n'y a pas les mêmes rapports entre les volumes de gaz dégagés. Malheureusement l'analyse du liquide qui a fourni les matériaux gazeux de cette expérience n'a pas été faite, et nous sommes obligés, pour étudier les produits de trans- formations du sucre, de recourir à des expériences dans lesquelles l'étude des gaz manque à son tour ; nous pou- vons pourtant considérer comme acquis ({ue le volume d'hydrogène est inférieur au volume d'acide carbonique dégagé, mais que le rapport de ces volumes n'est pas toujours 1 ; 2 ; il semble être variable. 3*7. Etude des produits de la fermentation. — Une solution de glucose sans craie, comme la précédente, a été analysée à divers intervalles, 2^ 4, et 20 jours après ses débuts. Au moment de cette dernière analyse, elle était arrêtée, mais non terminée : il n'y avait que 26 0/0 du sucre fermenté, soit 1,24 gr. Voici, d'après l'analyse, quelles ont été, en milligrammes, les quantités des divers produits fournis par 1 gr. de sucre disparu à diverses époques de la fermentation. 254 74 39 308 40 40 316 20 40 BACILLUS ORTHOBUïYLICUS 63 Alcool butyl. Acide butyr. Acide acét. Après 2 jours Après 4 jours Après 20 jours On voit que le rendement en alcool butyliqne augmente à mesure que la fei-mentation s'avance, tandis que le ren- dement en acide butyrique diminue. Eu d'autres termes la formation d'alcool butylique devient de plus en plus pré- dominante, tandis que celle de l'acide butyrique diminue d'importance. Ceci est assez d'accord avec ce que nous avons vu au sujet du dégagement gazeux. Quant à l'acide acétique, il reste à peu près stationnaire dans ce cas. Mais en voici un où il diminue. Ajoutons de la craie à une liqueur fermentescible pareille à celle dont nous venons de faire l'étude, et étudions sa composition aux mêmes intervalles que ci-dessus. Cette fois la fermen- tation marche plus vite, et il y a au bout de 20 jours 61 0/0 du sucre fermenté, soit 3 gr. Al< :ooI butyl. Acide bul [yr. Acide acét. Après 2 jours ... 148 331 91 Après 4 jours .... 135 345 78 Après 20 jours. . . 155 322 43 On voit ici que l'acide acétique diminue. Mais l'acide butyrique l'emporte sur l'alcool butylique, tandis que dans le cas précédent c'était l'inverse. Ce que ces deux cas ont de commun, et ce qni a un caractère général, c'est que le rendement en alcool buty- lique va en augmentant à mesure que la fermentation suit son cours, tandis que les rendements en acide acé- tique et acide butyrique vont en diminuant. Les deux ren- dements étant nécessairement de sens inverse, leur marche n'a pas lieu de beaucoup surprendre. Mais ce qui est plus curieux, c'est que le rendement total va d'ordinaire en diminuant, et tout se passe comme si quelques-uns de ces produits, surtout l'acide butyrique et l'acide acétique, ceux 64 CllAlMTUi: IV qui décroissent, élaient des produits intérimaires, formés pendant une première période et disparaissant ensuite. Nous avons donc, ici, quelque chose de plus que ce que nous avons constaté avec le bacille amylozyme, où il y avait seulement superposition, en proportions variables, de deux fermentations. Ici le produit de l'une au moins de ces fermentations ne semble pas stable. Mais avant d'ac- cepter cette dernière conclusion, nous devons la corroborer par un nouvel exemple. Corrélativement à la double expérience précédente, en a été faite une autre avec du sucre interverti sans craie et avec craie. Ici encore la fermentation avec craie a été plus rapide. Le tableau ci-dessous donne les rendements disposés comme dans les tableaux précédents : Al( :oul IniLyl. Aci lie liUlU'. Ac'iik' ;ic(JL Sans craie, après l jour . . . 93 245 251 » » 4 » ... 295 85 » )) IG » ... 329 94 Avec craie, après 1 jour... 15 464 313 » V 4 » ... 59 423 114 » » 16 )) ... G9 405 HO » » 8 mois . . 108 275 46 Nous retrouvons ici la même interversion entre l'alcool et les acides, suivant qu'il y a ou qu'il n'y a pas de carbonate de chaux. La croissance de l'alcool est évidente dans les deux expériences. Quant à la décroissance de l'acide acétique, elle est nette ; de plus, l'acide butyrique produit au commencement de l'expérience peut aller jus- qu'à disparaître à la fin. Enfin, le total des produits non gazeux subit, avec le sucre interverti, une diminu- tion encore plus forte qu'avec le g-lucose. Le poids total des produits fournis par 1 gv. de sucre était de 589 millig. au début dans la fermentation sans craie, et de 423 à la fin. Pour la fermentation avec craie, les chitfres correspondant sont 792 et 429. BACILLUS ORTIIOIJL'ÏVLIGUS G3 Pour interpréter exactement et avec sécurité ces phénomè- nes si compliqués, on devine combien eût été précieuse une analyse des gaz correspondant à chacun des stades de l'étude. Elle n'a pas été faite, et nous ne pouvons trouver des lumières sur ce point qu'en établissant les formules correspondant aux produits de ces réactions, autres que les produits g-azeux, et en essayant de les interpréter. 38. Formule de la réaction. — Voici par exemple la formule de fermentation d'une solution de 3 0/0 de glu- cose avec craie ; la transformation était complète après 20 jours, et avait donné : Trouvé Calculé Alcool butyliquc 20o 205 Acide butyrique 185 183 Acide acétique 8i 83 La formule représentative, vérifiée par la coïncidence des deux colonnes de chiffres, est la suivante : 8C6H»^0« = 4C'4-1'»0 + 3C4I802 + 2C^Mi'0' + IGCO^ + 20H + 21^0 qui correspond à un dégagement d'hydrogène. Si nous en retranchons d'abord, d'après les notions déve- loppées au chapitre P"", tout ce qui est relatif à la produc- tion d'alcool bntylique, il nous reste : 4C'=ir G" + 2H-0 = 3C*H"(3- + 2C-irO- + 8C0* + 20H Retranchons de même tout ce qui est relatif à la pro- duction d'acide butyrique avec dégagement d'hydrog-ène, il restera : (1) C'IV'O' -\- 2IP() r- 20=^11*0' + 2C0^' 1- 8H ce qui est encore une combustion intérieure du sucre. Le schéma complet de la réaction est donc, en appelant fi et [i' les schémas correspondant aux deux formules employées : 40 _i_ 38' I a> nr, CHAPITRE IV où 0} est le schéma général d'une combustion intérieure aux dépens des éléments de l'eau. Il est bien entendu, comme nous lavons dit, que la for- mule, si elle est exacte, ne met en évidence que le fait d'une combustion intérieure. Le jeu des formules nous a fait porter cette combustion sur le sucre, mais elle peut tout aussi bien porter sur une molécule d'acide butyrique formée aux dépens de cette molécule de sucre, car on peut entreposer, entre les deux membres de l'équation (1), la formule de la fermentation butyrique, et écrire : C«H'»0« + 2H20 = G4I«0« + 2C02 + 411 + 2H=0 = 20^1*0-' + 2C0î + 511 Notons en passant que cette combustion interne de l'acide butyrique en acide acétique augmente la proportion d'hy- drogène dans les gaz dégagés. Voici maintenant un autre cas, où l'interprétation, en apparence un peu moins simple, conduit au même résultat. 11 se rapporte à une autre fermentation de glucose à 2,4 0/0, additionnée de craie et terminée après 20 jours. L'analyse a donné, pour 100 de sucre : Trouvé (lalculé Alcool butylique HO 117 Acide butyrique 3.^1 349 Acide acétique 95 93 La formule véritiée de cette fermentation est : TC^Ht^O" = aC^H'ou -j- 5CH]80^ + "ICHl'O^- -j- lOGO^ + 4H + ÔH^O Retranchons-en, comme plus haut, la partie relative à la formation de l'alcool butylique, il reste : SCH^^'O" = 5C^IF0^ 4- 2C irO' + 6G0^* + 4H 4- 411 équation qui correspond à l'équation classique : 5C/H' 0« = 5C*trO^^ + 10CO= 4- 20H dans laquelle la dislocation serait moins complète, et où BACILLIÎS OUTIIOBUÏYLICUS 07 les éléments de 4C0^ et cle IGII seraient restés unis pour donner de l'acide acétique, suivant la formule : (2) 4C0^' + 16II = 20^110^ + 4H^0 Ici, au contraire de ce qui précède, la formation de l'acide acétique résulterait, non d'une combustion surérogatoire aux dépens de l'oxygène de l'eau, mais au contraire d'une éombustion intérieure incomplète, pouvant porter soit sur le sucre, soit sur l'acide butyrique, et diminuant, au lieu de raugnienter comme tout à l'heure, la proportion de l'hydrogène dans le mélange gazeux, car dans l'équation (2) le rapport des volumes de l'acide carbonique à l'hydrogène intéressés dans le 4^'" membre est de 1 à 2. Les deux actions semblent également possibles, d'après la concordance des nombres fournis par le calcul et l'obser- vation dans les deux cas cités, aussi bien que dans tous les autres qu'on trouve dans le travail de M. Grimbert. Au fond, du reste, ces deux actions ne sont séparées que pour les besoins de notre esprit, qui aime à établir des limites, surtout dans les phénomènes les plus continus, de même que l'œil a besoin, pour voir un ruban en mouve- ment, d'y tracer des lignes qui servent de point de repère. Mais il faut éviter de prendre au sérieux ces limites et ces lig-nes. Avec le microbe que nous étudions_, la combustion est toujours intérieure, puisque la vie est toujours anaéro- bie. Elle se fait parfois avec formation d'eau, comme dans le cas de notre dernière équation ; parfais avec décompo- sition d'eau, comme dans le cas de la première. Mais la nature ne distingue pas l'eau des autres matières en action. Pour elle le phénomène complexe dont nous tâchons de saisir l'essence est un phénomène simple^ et il ne faut pas s'étonner qu'elle ne tienne aucun compte de nos dis- tinctions. Il faudrait avoir des analyses de g-az nombreuses, pour pouvoir suivre de plus près les actions intérieures. On con- çoit qu'elles ne s'équivalent pas à ce point de vue, puis- 68 CHAPITRE IV que runc Icnd à augmenter la quantité d'hydrogène, l'au- tre à la diminuer. Mais ces analyses manquent. On ne peut pas admettre qu'elles se modèlent toutes d'après celle que nous avons détaillée au commencement de ce chapi- tre. Dans les nombreuses formules de réaction qu'on trouve dans le mémoire de M. (irimbert, il n'y en a quasi aucune où le volume d'hydrogène soit égal à la moitié du volume de l'acide carbonique. Il est de 1 ! o dans la seconde des formules que vous venons de discuter, et où cette discussion nous a amenés à conclure à une réaction diminuant la proportion d'hydrogène. Il est de 5 à 8 dans la première, où notre discussion a mis en évidence une réaction qui augmente le volume de ce gaz. P]n sui- vant de près, pendant toute la durée dune fermentation, la composition du mélange gazeux qui s'en échappe, on aurait sur le mécanisme de l'action des renseignements qui nous manquent. J'ai insisté longuement sur tous ces points, d'abord parce qu'ils ne sont pas explicitement signalés dans le mémoire de M. Grimbert, puis parce qu'il y a une conclusion à en tirer. C'est encore au début, comme dans le cas du bacille amylozyme, que l'hydrogène est en plus grande quantité, c'est-à-dire que c'est au commencement que se produisent de préférence les fermentations avec dislocation de molé- cules d'eau et d'oxydations. Il est bien entendu que nos formules ne peuvent pas nous dire si ces oxydations por- tent sur le sucre de la li(]ueur, ou sur les premières por- tions formées d'acide butyrique ou d'alcool butylique. Cependant quand on voit, comme nous l'avons fait plus haut, que partout l'alcool butylique va en augmentant, tandis que l'acide acétique et l'acide butyrique vont en diminuant, il est difficile de ne pas admettre que ces der- niers corps sont de préférence les produits intérimaires, dont la dislocation suit de près ou même accompagne la formation, de sorte que nous ne constatons que des diffé- rences. BACILLUS ORTIIoHrTYLICI^S 69 Ce ne sont du reste pas les seuls. Presque toujours on trouve, au commencement de la réaction, des traces plus ou moins sensibles dacide formique, qui disparait ensuite. Nous verrons bientôt apparaître, dans certains cas, l'acide lactique, qui se comporte de môme. Pour l'acide formique, il importe de se rappeler que, comme nous l'avons vu, aucune formule ne permet de le faire dériver du sucre par voie anaérobie, à moins de faire intervenir les éléments de l'eau et de l'acide carbonique : C«H'-0^ -^ 6C0- -;- 6H-0 = 12CIl-() et cette décomposition de l'acide carbonique et de l'eau rentre tout à fait dans le cadre des réactions que nous venons de voir se faire au début de la fermentation. 39. Sctiéina général des phénomènes. — Les actions exercées par le hacillus orthobutylicus sont si variées que leur exposé deviendrait confus si on ne leur donnait pas une forme schématique, pour laquelle nous pouvons nous inspi- rer des faits précédents. Dans la réaction, un certain nombre de molécules de sucre donnent un nombre égal de molécules d'alcool buty- lique qui reste, dans notre hypothèse, inaltéré jusqu'à la fin de la réaction. Un autre nombre de molécules de sucre donnent de l'acide butyrique;, transitoire, qui se disloque à son tour en donnant, par une combustion intérieure plus ou moins complète, de l'acide acétique, transitoire aussi. On peut résumer cette action complexe en séparant ce qui est relatif à la production d'alcool butylique de tout ce qui est relatif à la formation des autres acides. Cela est facile ; le nombre de molécules de sucre qui ont fourni l'alcool butylique étant égal au nombre de molécules pro- duites d'alcool butylique. Il suffira, pour caractériser cette partie du phénomène, de prendre, dans la formule brute de la réaction, le rapport du nombre de molécules d'al- cool butylique au nombre de molécules de sucre qui y 70 CHAPITRE IV figurent. Le complément à l'unité de ce rapport donnera la part du phénomène relative à la formation de l'acide buty- rique et de l'acide acétique. Dans cette seconde partie du phénomène, la part de la dégradation subie par l'acide butyrique sera suflisamment précisée par le rapport a \ h des nombres des molécules d'acide acétique et d'acide butyrique qui figurent dans la formule de la réaction totale. Pour prendre un exemple, le premier rapport, que nous appellerons R, est, dans la première des formules que nous avons discutées plus haut, donné par 4 ; 8 = 0,5, et dans la seconde de 2 : 7 = 0,3. Le rapport « : 6 est dans le premier cas 2:3 = 0,66, et dans le second 2:5 = 0,4. Nous pouvons, avec ces schémas récapitulatifs, entrer maintenant dans le détail des phénomènes. 40. Variations dans le cas de la fermentation du glu- cose. — Etudions d'abord les variations que subissent ces deux rapports avec une même matière fermentescible : le glucose. Nous avons vu qu'ils ne restent pas les mêmes dans le courant d'une môme fermentation, que le rapport R, qui est proportionnel au rendement en alcool butylique, augmente toujours, et que le rapport a \ h, qui mesure le degré de dégradation auquel est tombé le reste du sucre^ passe par des valeurs très différentes, tantôt plus petit que l'unité, tantôt infini, lorsque l'acide butyrique a disparu, plus ou moins complètement remplacé par l'acide acétique. Ce flottement pendant la marche du phénomène doit évidemment se retrouver, lorsqu'il est terminé, de sorte qu'on peut se demander si deux fermentations sont jamais pareilles, même lorsqu'elles sont faites au même moment, et en apparence dans les mêmes conditions. Nous allons en effet voir apparaître des influences très délicates, dont le bacille amylozyme ne nous avait pas donné l'exemple. 41. Influence de la réaction du milieu. — Nous con- BACILLUS ORTIIOBUTYLICUS 71 naissons l'influence de l'acidité ou do la neutralité du milieu. Dans un milieu acide, le bacille souflre, et arrête plus tôt son action que dans un milieu additionné de craie. C'est aussi en milieu acide qu'il se forme le plus d'acide formique. Le rapport entre les divers produits de la fer- mentation varie aussi avec la réaction du milieu. En géné- ral, on constate une augmentation d'alcool butylique quand le milieu s'acidifie, et une diminution de l'acide butyrique ; l'acide acétique varie à peine. Au contraire, quand le milieu est maintenu neutre par addition de carbonate de chaux, c'est l'acide butyrique qui remporte sur l'alcool, et la fermentation peut devenir complète. Ceci est vrai dans tous les milieux étudiés, sucres, glycérine, amidon, inu- line. 43. Influence de l'âge de la semence. — Voici une autre influence un peu plus imprévue. Nous venons de voir que l'action change dans le cours d'une même fermenta- tion. Qu'arriverait-il si on prélevait à divers intervalles, dans cette fermentation, de la semence pour la transporter de suite dans une série de flacons contenant tous un liquide identique à celui de la première fermentation? L'âge varia- ble de la semence, au moment de Tensemencement nou- veau, n'aurait aucune influence sensible avec la levure de bière ; il en a une très grande ici. Avec une solution de glucose à 2,54 0/0, on voit que le rapport R, c'est-à-dire l'activité au point de vue de la production de l'alcool buty- lique, est plus grande quand la semence est prélevée le 8e jour de la fermentation qu'elle ne l'est avant ou après. Il y a un maximum. La production d'acide butyrique suit exactement une marche inverse. Quant au rapport a ; Z>, il varie dans le même sens que le rapport R, mais beaucoup plus, car il passe de 0,4 à 1,5. On retrouve des variations analogues, meis pas de même sens, en opérant avec d'autres milieux. Cette variabilité de la semence est donc certaine. 43. Influence de l'éducation de la semence. — Ou l'i ciiAi'rriîK IV peut dès lors se (Icmaruler ce qui adviendrait, avec un bacille aussi sensible, si on le dépaysait, c'est-à-dire si on le faisait passer par des milieux très différents. Conser- verait-il une certaine stabilité, ou prendrait-il des pro- priétés nouvelles ? Nous verrons tout à l'heure que, avec l'inuline, ce bacille ne donne plus ou quasi plus d'alcool. Ou'arrive-t-il quand, après l'avoir habitué à ce milieu, on le rapporte dans une solution de glucose ? L'expérience a été faite avec un bacille qui avait passé par 6 cultures successives sur une solution d'inuline à 2 0/0, additionnée de carbonate de chaux, et avait été rapporté alors sur une solution de 3 0/0 de glucose, ad- ditionnée de craie. C'est à cette fermentation que se rap- porte un des exemples cités plus haut. i\.près 20 jours, la fermentation était complète, et on avait : R=-0,5 «/6 = 0,66 Il y a donc une notable exaltation dans la fonction productrice de l'alcool, car il est rare que la moitié des molécules de sucre donne de l'alcool butylique. Il est cu- rieux de voir que cette exaltation se produise chez une semence sortant d'un milieu où cet alcool n'apparaît que peu ou pas. Faisons repasser par une série de cultures sur glucose ce bacille fraîchement sorti de cultures sur inuline, il v reprend ses propriétés ordinaires dans ce liquide, mais il y acquiert une propriété qu'il n'avait pas, c'est cle donner des quantités d'alcool butylique relativement considérables quand on le rapporte sur inuline. Une culture ayant subi six passages sur inuline et six passages sur glucose, rap- portée sur glucose avec craie et inuline avec craie donne : Glucose ... 11 = 0,2 «/ô = 0,33 Inuline. . . . R = 0,43 alb = \ Ces phénomènes de variations introduites par la culture ne sont pas rares dans le monde des microbes. Nous en HACILLUS ORTHOBUTYLICUS 73 avons déjà constaté dans un de ceux qui semblent le plus fixés, la levure de bière. Mais ils semblent se faire ici avec une facilité et une rapidité plus grandes qu'ailleurs, 44. Fermentation des matières amylacées. — Le hacil- lus oj'thohutijlicus vit très bien, comme nous l'avons vu, sur des tranches de pomme de terre. Il se multiplie aussi dans l'empois d'amidon additionné du liquide nutritif mentionné au commencement de ce chapitre, ou dans de la bouillie de pomme de terre, qui suffit à lui donner tout ce qu'il lui faut. La liquéfaction de l'empois, sa dextrinisation et sa transformation en maltose semblent se faire sous l'action dune diastase analogue à l'amylase du malt. Comme c'est toujours au maltose qu'on aboutit, il semble que les diverses matières amylacées devraient fer- menter de la même façon. Les exemples ci-dessous mon- trent qu'il n'en est rien. Il est vrai que les liquides étu- diés Font été à divers moments de la fermentation, et que ceux qui étaient additionnés de craie étaient, au même âge, plus avancés que ceux qui n'en contenaient pas ; mais la variabilité que montre le tableau suivant reste encore très grande, alors même qu'on la réduit pour tenir compte de l'inégal avancement des fermentations soumises à l'étude. Voici les valeurs de R et de ajb : R alb Purée de pommes de terre, sans craie 0,7 t,33 » avec craie 0,1 0,t6 Empois d'amidon sans craie 0,66 0,33 » avec craie 0,io 0,2o Dextrine sans craie 0,45 0,25 » avec craie 0,5 0,4 Ces inégalités sont d'autant plus singulières que tous ces amidons passent par le même terme dextrine et aboutissent tous au maltose. L'inuline présente même des phénomènes plus curieux dont nous devons dire un mot. i4 4 CHAPITRE IV Elle est consommée par le Bacillus orthobiUylicus sans subir de transformation préalaljle, et on ne trouve jamais de sucre réducteur dans les liquides où elle fermente. Nous avons déjà vu qu'elle donnait peu d'alcool. Dans un cas où la semence était empruntée à une solution d'inuline, on a trouvé : Inuline sans craie. ï avec craie. R a/b 0,06 0.16 0,08 0.16 La semence qui a donné les chiffres précédents était empruntée à une fermentation d'inuline âgée de 24 heures. Avec une semence prise 20 jours après le début de la fer- mentation sur pomme de terre, et portée sur inuline, on n'a pu constater que des traces indosables d'alcool. 45. Fermentation des sucres en C'"3. — Ces sucres ne semblent pas être dédoublés par le bacille que nous étu- dions. Nous venons de voir que le maltose ne se transforme pas en glucose. 11 en est de même pour le lactose et aussi pour le saccharose. Une solution de sucre de cannes qui fermente ne donne aucune réduction sensible de la li- queur de Fehling, et une purée de bacilles, broyée au mortier, mise en macération pendant plusieurs jours dans de l'eau distillée additionnée d'essence de moutarde, n'a- bandonne à ce liquide aucune substance inversive. Gomme comparaison des résultats, voici les nombres fournis par deux fermentations avec 3,5 0/0 environ de saccharose et de lactose, avec craie. La première était vieille de 4 mois, et tout le sucre y avait disparu. La seconde était âgée de 3 mois, et il n'y avait que 57 0/0 de lactose consommé : R a/b Saccharose 0,66 0,5 Lactose 0,33 0,25 Les chiffres sont le double dans un cas de ce (ju'ils sont dans l'autre, BACILLUS ORTHOBUTYLICUS 75 46. Fermentation des sucres en C^. — Nous avons vu plus haut ce qui est relatif à la fermentation du glucose. Le lévulose fermente plus péniblement que le dextrose, et une solution de sucre interverti, examinée lorsqu'elle ne contenait plus qu'environ les 2/5 du sucre initial, ne con- tenait plus que du lévulose. Il y a donc sélection avec le B. orthobutylicKS. La fermentation du galactose ressemble à celle du glucose. 47. Fermentation des sucres en C^. — M. Grimbert a opéré sur une arabinose préparée par lui, et bien carac- térisée comme telle. Avec le Bacillus orthobutyhcus, elle ne donne que très peu d'alcool butylique et, en négligeant cette production d'alcool, la formule correspond à une dislo- cation du sucre en acide butyrique et acide acétique, de même forme que celle que nous avons étudiée plus haut. 6eH"'0^ + 4H = 4C IFO^ + C^tPO^' -^ 1 2C0= - 22H Quand on tient compte de la production d alcool butylique on a : R = 0,05 «//^=-0,2o 48. Fermentation des alcools polyatomiques. — La mannite fermente difficilement en donnant, à l'origine, en- viron 2 volumes d'hydrogène contre 1 d'acide carbonique. Plus tard le rapport H/CO^ diminue. Dans une fermentation de mannite avec craie, le rapport R était de 0,5 : le rap- port ajb de 0,5 aussi. x\vec la glycérine, on a la formule suivante, pour une fermentation en présence de la craie : 50C3HH)3 -f 39H20 = 5C/Hi"0 + ISC^H'O^ + âC^H^O^ + 7800'^ + .32-411, à laquelle on pourrait faire subir une décomposition ana- logue à celles que nous avons imposée aux équations de fermentation du sucre. Gela n'est pas nécessaire pour qu'on voie combien la dislocation est profonde, et la combustion T(; CHAPITRE IV intérieure puissante. Plus de la moitié du carbone passe à l'état d'acide carbonique. Il y a, en outre, formation d'un corps auquel on n'a pas fait place dans la formule, parce qu'il est en tro[) faible quantité, c'est de l'acide lactique gauche C'II'O'. Nous le rencontrerons fréquemment avec les microbes qui vont suivre. BIBLIOGRAPHIE L GniMBEiiT. Formontation anaorobie produito par lo Barillux or/hn/niti/li- cus. Ami. (h> r/nst. Pasleiir, 18'J3, p. 3:i3. CHAPITRE V AUTRES BACILLES ANAÉROBIES Les deux bacilles étudiés dans les chapitres précédents peuvent être considérés con)me les mieux connus, malgré les lacunes que nous avons fait remarquer dans leur his- toire physiologique, et nous n'avons plus maintenant devant nous qu'une série qui s'allonge tous les jours, d'êtres de moins en moins anaérobies^ et dont les derniers confinent aux aérobies. Pour des raisons qui tiennent en grande partie à ce que beaucoup de laboratoires ne sont pas outillés en vue des cultures anaérobies, les êtres qui vivent à l'abri de l'air sont en effet moins connus que les êtres aérobies, et il en est même qui le sont si superficielle- ment que nous ne pourrons leur donner place dans ce livre. Nous nous bornerons à ceux qui ont été suffisam- ment décrits pour être reconnaissables, et nous commence- rons naturellement par ceux qui remplissent le mieux cette condition. Il est naturel que ce soient ceux dont l'his- toire a été écrite au moment où la science avait les moyens d'assurer la pureté de la semence. C'est là en effet la condition primordiale d'une étude précise. En ac- ceptant cet ordre et cette condition, nous trouvons deux espèces dignes d'être mises à la suite des espèces précé- dentes, c'est le bacille décrit par Botkin sous le nom de BacUIus butyricKs et celui décrit par Klecki sous le nom de Bacillus saccharobutylicus. 49. Bacille de Botkin. — Le B . biiti/ricus de Botkin a été rencontré régulièrement dans le lait de Berlin et de Breslau. Botkin l'a obtenu en faisant bouillir ce lait une 78 . CliAPlTl'.R V demi-heure dans les flacons où il est contenu et portant ensuite à l'étuve à 38'\ Au bout de 18 heures, une fer- mentation commence, la caséine se coagule et fait gâteau à la surface. De ce lait, il a isolé son microbe par sa méthode de cultures sur plaques dans une cloche d'où on expulse l'air par un courant d'hydrogène. Ce bacille est un anaérobie absolu, ne croit qu'à 2 cent, au-dessous de la surface de la gélose sucrée, qu'il disloque par son dégagement gazeux. La fermentation du bouillon sucré est extrêmement rapide. Celle du lait un peu moins. Ce sont de petits bâtonnets de 1 à 3 ;ji. de longueur, de 0,5 [j. de largeur, devenant plus longs et plus grêles dans les milieux liquides, où ils n'ont que de faibles mouve- ments. Ils ne donnent pas de spores dans les milieux su- crés. Dans les milieux amylacés, au contraire, la sporulation est très rapide, et précédée de la formation, dans le pro- toplasma, de granulations qui se colorent en bleu par l'iode. Les spores ont 1 [ji de large, sont allongées et k extrémités arrondies. La meilleure température de développement est celle de 37-38". A 18°, la fermentation est plus lente^ et le déga- gement du gaz à peine apparent. Dans du lait additionné de carbonate de chaux, il se forme un peu d'alcool éthylique et beaucoup d'alcool buty- lique. Comme acides gras, on trouve de l'acide butyrique prédominant, et, en plus, des quantités assez faibles d'acides propionique, acétique et formique. Enfin, il se forme aussi de l'acide lactique inactif. Le bouillon, avec du sucre de lait, donne les mêmes produits. C'est donc le sucre de lait qui est atteint dans le lait. La caséine joue un rôle passif. Les gaz qui se dégagent sont un mélange en pro- portions variables, d'hydrogène qui diminue et d'acide car- bonique qui augmente k mesure que la fermentation s'avance^ comme c'est en général le cas. Un empois fait avec 3 0/0 d'amidon dans une solution saline nutritive avait complètement fermenté après 40 jours. AUTRES BACILLES ANAEROBIES "0 Il restait un sucre réducteur et de l'acide butyrique. Le lactate de chaux ni le lactate de soude ne sont pas détruits par le bacille. Le sucre de lait fermente donc directement, sans transformation préalable en acide lactique. 50. Bacille de Klecki. — Le Bacilhis sacchai^ohiifyricus^ de Klecki, a été rencontré dans un fromage ayant une odeur marquée d'acide butyrique, et isolé, par le même procédé que celui de Botkin, d'une fermentation mise en train avec un fraement de ce fromage. Il est aussi très anaérobie, ne pousse pas, même dans des milieux bien ap- propriés, quand ils sont exposés à l'air, et dans les plaques de' gélatine exposées en présence de l'hydrogène, dans la méthode d'isolement de Botkin, il cherche les parties les plus profondes, celles où il est le mieux protégé. C'est un bâtonnet de 7 à o a de long, de 0,7 ;jl de large, droit ou légèrement tlexueux, à extrémités arrondies. Il est d'ordinaire isolé, rarement par files, qui alors sont courtes. En milieux liquides, il peut s'allonger beaucoup, et atteindre parfois 20 [x. Ses mouvements sont lents. L'iode y colore en bleu quelques régions. Les spores se forment tantôt à lune, tantùt aux deux extrémités du bâ- tonnet. Elles sont ovales. Par piqûre sur de la gélatine au sucre de lait, la cul- ture ne commence que 1,5 cent, au dessous de la surface, et le long de la piqûre s'étagent des colonies rondes ou ovales. Le dégagement de gaz commence de bonne heure, et disloque bientôt toute la gélatine. Cultivé dans du lait, le microbe se développe bien à la condition qu'on l'ensemence à l'abri de l'air. La fermenta- tion devient rapidement tumultueuse. Une coagulation se fait, et quand tout est terminé, on trouve un liquide, jaune d'urine, surmontant un gâteau de caséine tout persillé de trous et de cavités. On trouve que le sucre de lait est attaqué, et fournit surtout de l'acide butyrique. Il y a en outre de l'acide 80 CllAlMTllK V formique, et peut-être im peu d'acide valérianique. S'il se forme de Talcool, c'est en quantités très minimes et non mesurables. Cependant, les premières parties du liquide distillé donnent la réaction de l'iodoforme. Par contre, Klecki a vainement cherché les produits ordinaires de la fermentation de la caséine. Il n'y a dans le produit de la distillation ni phénol, ni indol, ni scatol, ni ammonia- que. Le résidu ne contient ni combinaisons oxy-aromatiques, ni leucinC;, ni tyrosine. La proportion de caséine en solu- tion vraie n'y dépasse guère les proportions normales, et il demeure démontré que si ce bacille peut agir sur la ca- séine dans les conditions mises en œuvre, ce n'est que d'une façon très superficielle et très douteuse. La fermentation observée est donc bien due à la décom- position du lactose. Ce qui le démontre encore mieux, c'est que, tandis que des solutions de lactose dans du bouillon peptoné fermentent très rapidement, en donnant les mêmes produits que le lait, des liqueurs toutes pareil- les, où le lactate de chaux a remplacé le lactose, restent inertes, ou bien quand elles donnent une faible fermenta- tion, on voit qu'une liqueur toute pareille et sans lactate de chaux en donne une toute semblable. Il y a dans le bouillon, ou de préférence dans la peptone, des substances attaquables par ce bacille. Go qui nous intéresse, c'est que le lactate de chaux n'est pas attaqué, et que, par consé- quent, c'est, comme tout à l'heure et dans les cas précé- dents, le lactose qui fermente et qui subit une fermentation butyrique ordinaire. L'étude des gaz montre pourtant que le phénomène est un peu plus compliqué. Une fermentation butyrique ordi- naire ne doit et ne peut dégager que de l'acide carboni- que et de l'hydrogène. Or on trouve ici, surtout au com- mencement de la fermentation, du méthane qui peut atteindre 10 0/0 du gaz total. Ce gaz doit correspondre à une gazéification complète d'une partie du sucre, et comme en tirant du méthane du sucre, il ne peut rester AUTRES BACILLES ANAÉRoBlES 81 comme résidu que de l'acide carbonique, à cause de la formule QSJJUQG ^ 3QI14 _^ 3QQ.. il en résulte qu'à l'origine au moins, 20 0/0 du sucre prennent d'un seul coup la forme gazeuse. Le ferment pourrait donc passer pour un ferment méthanique, voisin du ferment découvert et étudié par Hoppe-Seyler, dont il sera question plus loin. En résumé, parmi ces divers ferments butyriques des substances hydrocarbonées, et surtout parmi les derniers étudiés, dont la pureté, comme espèce, est la moins dou- teuse, nous ne retrouvons pas le ferment butyrique du lactate de chaux découvert, sinon isolé par Pasteur. 51. Différences entre les ferments butyriques anaéro- bies les mieux connus. — Une dernière question se pré- sente ici. Les quatre microbes que nous avons décrits jusqu'ici sont-ils distincts, ou la variation de propriétés que nous avons constatée chez eux laisse -t-ellc place à l'hypo- thèse qu'ils seraient identiques ? Cette question a été agitée par celui qui a décrit le dernier, et voici comment il résume leurs différences : a2 GIIAPITtlE V • — es en G -o OtG £ o J S iX! fc- 1 —j ». 1 .*_» -_j c *» •-" C 1) r-r-1 es G ~ C -N >-< o' en c/3 -^ w -=: ~ « O C3 à L- rt c es a> O Gh en Sg SgÔ '£ ai .2" o o en ai ^cr^.È3 go" en -»- -^ <- 2 — rs S H-5 -5 ce "es S o S es G < G es G G CD tr ._ ^ (?i -^ S; en es C U g i2 ^ '^ es '-' £ o'o Ti* -j îiT"' a C/3 en O O Q £- en es r^ c O r~i ■^ g ? g u 9 es 3 £ K o Ph _j ^ _: -^ = ù- ^^^^" ^^^^ AUTRES BACILLES ANAÉROBIES 83 Avec les propriétés énoncées, ces bacilles semblent, en efïet, difTérents les uns des autres. Mais s'ils nous parais- sent appartenir à des types différents, c'est peut-être qu'ils sont peu nombreux et qu'on ne connaît pas de types in- termédiaires. Quand on en trouvera d'autres, ils se place- ront peut-être entre les précédents pour leur servir de trait d'union. Nous verrons au moins que tel a été le cas pour les êtres aérobies, ({ui sont mieux connus. Là, les types de transition abondent, si bien qu'on ne sait plus où sont les limites entre des espèces qui à l'origine semblaient absolument distinctes. A côté des bacilles purement anaérobies que nous venons d'étudier, viennent se placer d'autres êtres, étudiés de moins près parce qu'ils l'ont été à une époque où la science sur ce point commençait à peine. Ils devraient être aux premiers rangs dans une étude historique. Nous sommes obligés de les mettre aux derniers, pour pouvoir faire bénéficier leur physiologie des notions plus précises apportées par ceux qui sont mieux connus. 53. Ferment butyrique de Pasteur. — Ce ferment est le premier en date des bacilles anaérobies. Il date mal- heureusement d'une époque où aucune méthode précise ne permettait d'assurer la pureté des cultures. Pasteur n'avait pour cela que le critérium de l'inspection microscopique, que sa longue habitude avait rendu très fm et très sûr, mais qui restait un peu indécis lorsqu'il sagissait de dire si tous les bacilles -qu'on rencontrait dans une même goutte de culture appartenaient ou non à une même espèce. Il y en avait heureusement un autre, c'est que des réensemencements successifs dans le même milieu assuraient de plus en plus la pureté de l'espèce qui s'y développait le mieux. C'était la méthode que Pasteur avait employée pour la purification des levures par culture dans des milieux sucrés. C'est celle qu'il employa quand il commença l'étude des fermentations butyriques. Enfin pour 84 CHAPITRE V elles il avait un critérium de pureté de plus, c'est que leur caractère purement anaérobie permettait de les sépa- rer d'une foule d'espèces aérobies vivant dans les mômes milieux. Dans l'espèce, le ferment butyrique de Pasteur présente un double intérêt : 1" c'est lui qui a fourni les premières notions sur la vie anaérobie, et ces notions sont devenues si importantes qu'il y a intérêt à savoir comment elles ont pénétré dans la science ; 2" malgré la pauvreté des moyens de séparation, le ferment parait avoir été une espèce pure ; on a pu longtemps conserver légitimement, sur ce dernier point, des doutes dont l'histoire du Bacillus ortho- butylicus, que nous venons de faire, réduit de beaucoup l'importance. S3. Découverte du caractère anaérobie. — On con- fondait autrefois la fermentation lactique du sucre en pré- sence du carbonate de chaux et sa fermentation butyrique. Les deux fermentations s'accomplissaient quelquefois succes- sivement, quelquefois chevauchaient l'une sur l'autre. Pelouze et Fremy en avaient fait une théorie qui consi- dérait la seconde comme une conséquence pour ainsi dire régulière de la première. Elles avaient, au contraire, paru tout à fait distinctes et séparées à Pasteur dès qu'il avait commencé l'étude du ferment lactique, qui, dans un liquide sucré additionné de carbonate de chaux, n'allait pas au delà de la formation du lactate de chaux. Il fallait donc que le lactate de chaux, pour devenir du butyrate, subit l'action d'un autre ferment. C'est en cherchant ce ferment que Pasteur tomba sur son vibrion butyrique. Cet être était mobile, ce que Pasteur exprimait dans le langage du temps, en disant : « le ferment butyrique est un infusoire », et en soulignant ces mots. « J'étais bien éloigné de m'attendre à ce résultat, ajoute -t-il, à tel point que pendant longtemps j'ai cru devoir appliquer mes efforts à écarter l'apparition de ces AUTRES BACILLES ANAEROBIES 85 petits animaux^ par la crainte où j'étais qu'ils ne se nour- rissent du ferment végétal que je supposais être le ferment butyrique, et que je cherchais à découvrir dans les milieux liquides que j'employais. Mais, n'arrivant pas à sai- sir la cause de l'origine de l'acide butyrique, je finis par être frappé de la coïncidence que mes analyses me mon- traient inévitable entre cet acide et les infiisoires, et in- versement entre les infusoires et la production de cet acide. » Après avoir connu la levure de bière et le fer- ment lactique, êtres immobiles. Pasteur entrait dans le monde des bacilles mobiles, qui est si peuplé pour nous aujourd'hui. Dans cette même note, Pasteur décrit son ferment comme formé de petites baguettes cylindriques à bouts arrondis, isolées ou par chaînes, ayant une largeur de 2 [JL et une longueur variable. Ils sont mobiles, « s'avan- cent en glissant. Pendant ce mouvement leur corps reste rigide ou éprouve de légères ondulations. Ils pirouettent, se balancent ou font trembler vivement la partie anté- rieure et postérieure de leur corps. » Pasteur se trompe sans doute en disant qu'ils sont recourbés à une de leurs extrémités, parfois à toutes deux. Il attribuait à cette courbure ou à cette espèce de poche latérale et termi- nale, l'excès de réfringence observé à une extrémité du bacille et parfois aux deux, et qui était dû à la formation de la spore. Les microscopes qu'on avait alors permet- taient cette erreur. Enfin, dans cette note, Pasteur annonçait aussi que ces êtres vivaient sans oxygène libre, et même que l'air amené à leur contact les tuait. « Que l'on fasse passer dans la liqueur où ils se multiplient un courant d'acide carbonique pur pendant un temps quelconque, leur vie et leur reproduction n'en sont aucunement affectées. Si, au contraire, dans des conditions exactement pareilles, on substitue au courant d'acide carbonique un courant d'air atmosphérique, pendant une ou deux heures seulement, 86 CHAPITRE V tous périssent, et la fermentation butyrique liée à leur existence est aussitôt arrêtée ». Plus tard, Pasteur est revenu sur l'histoire physiologique de ce bacille, en insistant, plus qu'il ne l'avait fait dans cette note, sur les conditions de l'expérience à laquelle le développement de ses idées sur Fanaérobiose lui avait fait donner de plus en plus d'importance. 11 opérait dans un ballon à 2 cols (B. fig. 4), contenant, pour 8 à 10 litres d'eau pure, le mélange suivant : Lactate de chaux pur 223 Phosphate d'ammoniaque 0,75 — de potasse 0,4 Sulfate de magnésie 0,4 — d'ammoniaque 0,2 Le ballon plein, on en plongeait le col dans une capsule de porcelaine remplie du même liquide et on faisait bouillir c Fïs. 4. simultanément le liquide du ballon et celui de la capsule. Au bout d'une demi-heure d'ébullition, quand l'air du ballon est sûrement chassé, on laisse refroidir celui-ci, en maintenant le bec de gaz sous la capsule, de façon que le ballon ne se remplisse, par refroidissement, que de liquide privé d'air. Puis, quand le ballon est plein, on le transporte dans une étuve chaulTée de 25 à 30'', en pion- AUTRES BACILLES ANAEROBIES 87 géant dans un vase rempli de mercure l'extrémité de son tube abducteur. On réunit alors la tubulure droite de B avec la tubu- lure correspondante d'un autre ballon A, dans lequel on emprunte la semence. En soufflant par la tubulure recour- bée, on remplit du liquide de A le tube et le caoutchouc qu'on adapte alors sur la tubulure de B, au préalable rem- plit de liquide. On pousse alors en B un peu du liquide fermentant qui n'y apporte pas d'oxygène dissous, puisqu'il n'en renferme pas lui-môme. La fermentation commence au bout de quelques heures. Du gaz se dégage, formé d'hydrogène et d'acide carboni- que, et si, à un moment quelconque, on prend une goutte du liquide pour l'examiner au microscope, on retrouve les bâtonnets que nous avons décrits plus haut et on peut refaire l'observation caractéristique qui avait tant frappé Pasteur. Le mouvement des bacilles dans la goûte étalée sous le microscope commence à s'arrêter aux bords de la lamelle, là où l'air a le plus facile accès. C'est peu à peu, Fig. S. à mesure que l'oxygène pénètre vers le centre, que les mouvements s'y éteignent aussi. Il faut donc, pour voir ces mouvements dans toute leur vivacité, les examiner avec un 88 CHAPITRE V clisposiiir tel qu'en aucun moment de la manipulation, les bacilles n'aient le contact de l'oxygène. On y arrive faci- lement par le procédé suivant. Quand la fermentation butyrique est en pleine activité dans le ballon ensemencé, on relie l'extrémité de la tubu- lure, au moyen d'un tube de caoutchouc, avec la lentille creuse biconcave figurée en // (fig. 5), placée sur le porte- objet d'un microscope. Cette lentille figurée plus en grand, en plan et en coupe, dans la fig. 6, est faite en verre souffié très mince, et ses deux surfaces sont assez rappro- chées dans leur partie centrale pour que le liquide y soit dans les conditions ordinaires de l'observation micros- copique. Fis:. 6. Pour la remplir, on ferme sous le mercure, en ô, (fig. 5) la tubulure de dégagement des gaz ; une pression s'exerce bientôt à l'intérieur du ballon, de telle sorte que lorsqu'on ouvre le robinet r, le liquide est chassé dans la lentille // qui se remplit complètement, pendant que l'excédant se déverse dans le verre. On peut donc, par cet artifice, observer les vibrions sans qu'ils aient aucun contact avec l'air, et comme si l'objectif du microscope était plongé dans le liquide du ballon. C'est alors un spectacle des plus attachants que d'observer les mouvements et la mul- tiplication par scissiparité des vibrions, qui sont là comme dans le liquide de fermentation lui-môme, si l'on fait l'observation microscopique dans l'étuve où se trouve le ballon. Mais on peut aussi observer ailleurs. Un abaisse- ment de température assez considérable, même de 15'\ ne fait que ralentir les mouvements sans les supprimer. AUTRES BACILLES ANAEROBIES 89 Eu multipliant ces observations dans le courant d'une fermentation, on ne tarde pas à voir les mouvements devenir peu à peu moins vifs, et l'on peut assister au travail intérieur qui donne naissance à la formation de la spore. Frécpiemment alors, l'article primitivement cylindri- que s'effile aux deux extrémités et parait se renfler au centre, comme si son protoplasma intérieur se concentrait en un point, pendant que le reste de Tarticle se vide et se flétrit. D'autrefois la spore apparaît à Lune des extrémités. Tout signe de fermentation disparait alors. Enfin, la spore s'isole par résorption du tissu environnant, et tombe au fond du vase à l'état de précipité inerte. Ce précipité de fond, formé le plus ordinairement d'un mélange de spores et d'articles sans mouvements, peut- il servir à ensemencer, sans nouveau passage au contact de l'air, une fermentation nouvelle? Pasteur s'en était assuré par un procédé compliqué, auquel il a substitué plus tard avec avantage l'emploi du tube de culture à deux branches dont nous nous sommes servis plus haut. Sa conclusion avait été que ce bacille supporte la vie anaérobie aussi facilement que d'autres espèces la vie aérobie. Il avait rattaché en outre cette conclusion à sa conception sur le caractère ferment que nous avons déjà discutée dans le courant de cet ouvrage et sur laquelle nous ne reviendrons pas. Bornons-nous à résumer ce qu'il avait découvert au sujet des autres propriétés physiologi- ques de ce bacille. 54. Produits de la fermentation butyrique, — Le produit principal de l'action de ce bacille sur le lactate de chaux est le butyrate de chaux. Pasteur a constaté qu'il se formait aussi, mais pas toujours, de l'alcool buty- lique. Il a noté lui-même que la composition des gaz qui se dégagent n'est pas toujours d'accord avec la com- position des produits formés. Ainsi ce n'est pas toujours lorsqu'il y a le moins d'hydrogène qu'il y a le plus d'al- 00 CHAPITHE V cool l)utylique, ainsi qu'on pourrait s'y attendre d'après les formules de transformation que nous connaissons, et môme dans les rares fermentations où l'hydrogène a fait défaut, il n'y a pas eu formation d^alcool butylique. D'un autre côté la proportion de l'acide carbonique à l'hydro- gène semble sans cesse variable. Il est curieux qu'en présence de ces variations, si analogues à celles que nous venons de rencontrer, et qui contrastaient si fort avec ce que ses études lui avaient appris jusque-là, Pasteur soit allé d'instinct à leur véri- table origine, et les ait attribuées h un changement régu- lier des propriétés du vibrion, suivant son âge plus ou moins avancé et les conditions physiologiques et chimi- ques du milieu dans lequel il se développe. Il y avait une explication plus naturelle^ c'est que ce qu'il appe- lait le vibrion butyrique fut un mélange d'espèces, se développant inégalement suivant les circonstances. Il est difficile de dire aujourd'hui laquelle de ces deux inter- prétations était la vraie, l'espèce ayant été perdue. Mais l'histoire du Bacillua orthohutylicus nous montre qu'une môme espèce peut manifester toutes les variations rele- vées par Pasteur avec son ferment. Ce ferment n'est pas identique au Bacillm orthohutylicus^ puisque ce dernier ne fait pas fermenter le lactate de chaux. Mais il est sûrement de la môme famille et c'est pour cela que nous avons dû les rapprocher. 55. Fermentation du tartrate de chaux. — A la suite du ferment butyrique de Pasteur, nous placerons, à cause de son cai'actère purement anaérobie, un autre bacille, rencontré par Pasteur dans une fermentation spontanée de tartrate de chaux dans un milieu minéral, et qui, tant à raison de ses conditions de culture que des particularités de la physiologie, peut-être considéré comme une espèce pure. AUTRES BACILLES ANAEROBIES 91 Dans une fiole disposée comme celle dont nous nous sommes servis plus haut, nous mettons : gr- Tartrate neutre de chaux, cristallisé et pur 100 Phosphate d'ammoniaque 1 — de magnésie 1 — de potasse 0,5 Sulfate d'ammoniaque 0,5 et on remplit la fiole, dont la capacité est de 2 litr. 5 environ, d'eau distillée pure, qu'on fait bouillir de façon à chasser tout l'air en solution. Nous avons déjà fait cette opération à propos de la fermentation butyrique, et nous n'insistons pas. Quand la fiole est froide^ on y fait arriver quelques gouttes d'une fermentation de tartrate de chaux déjà en activité, puis on porte le tout à l'étuve. On voit^ les jours suivants, le liquide se troubler d'abord, puis redevenir et rester limpide, au point qu'on peut lire de l'écriture au travers de l'épaisseur de la fiole. En même temps com- mence, au voisinage du dépôt solide de tartrate de chaux, un travail particulier. Il se recouvre d'une couche d'un gris noirâtre, gonflée, d'aspect organique et gélatiniforme. En certains points se forment d'assez grosses bulles qui se dégagent si on agite un peu, en emportant quelques par- celles solides qui retombent vite sans troubler la limpidité du liquide. Dans les commencements, ce liquide redissout sur leur passage les bulles qui montent, parce qu'il n'est pas saturé, et ce n'est qu'au bout de quelques jours qu'il se forme, à l'extrémité de la courbure de la fiole, un dé- pôt permanent de gaz. Puis ce gaz s'accumule, se dégage^ et on reconnaît que c'est de l'acide carbonique pur^ fait que la dissolution complète qu'il éprouvait à l'origine pou- vait permettre de prévoir. Ce gaz carbonique est en très petite quantité avec les proportions de liquide et de tartrate que nous avons em- ployées. En augmentant le volume de la fiole ou en dimi- 92 CHAPITRE V nuant la quantité de tartrate, on pourrait supprimer tout dégagement, conserver tout le gaz en solution, sceller même la fiole et y voir s'accomplir silencieusement, à l'ahri de Fair, sans dégagement gazeux apparent, sans aucun trouble dans la limpidité du liquide, la multiplication indétinie d'un ferment et la destruction d'une quantité théoriquement quel- conque de tartrate de chaux. Si on va chercher en etTet, à un moment quelconque, une prise d'essai dans la couche organique grise dont nous parlions tout à l'heure, on la voit formée de longs fila- ments, très grêles, n'ayant guère environ que Iij. de diamètre, mais dont la longueur, variable, peut dépas- ser 20pt. Une foule de ces longs vibrions rampent lente- ment avec un mouvement flexueux, et en montrant jusqu'à trois, quatre et cinq flexions. Ceux-là se rencontrent de pré- férence au voisinage des portions de tartrate non encore dissoutes. Là où la couche de tartrate a disparu, on trouve de préférence, reposant directement sur le verre de la fiole, des filaments identiques aux précédents, mais immobiles et un peu ponctués, comme formés d'une série de granulations un peu confuses. Tous ces vibrions, mobiles et immobiles, jeunes et vieux, sont enchevêtrés en amas. Il y a aussi des vibrions de même diamètre, plus courts et plus agiles que ceux qui sont en amas, parce qu'ils sont moins longs et plus libres de leurs mouvements, mais on ne les ren- contre aussi qu'au voisinage immédiat de la couche de tartrate. La limpidité du liquide et les différents aspects des vi- brions que nous venons de signaler ont une même cause ; c'est au voisinage du dépôt que toute faction est concen- trée. Le tartrate de chaux, étant à peu près insoluble dans feau, fait absolument défaut à l'intérieur du liquide. Le filament doit donc vivre au contact de son aliment car- boné. La multiplication qu'il y subit produit ces enchevê- trements dont nous parlions tout à l'heure, qui gênent le mouvement des vibrions et les empêchent d'aller chercher AUTRES BACILLES ANAEROBIES 93 de la nourriture ailleurs, lorsqu'ils ont fait disparaître celle qui était à leur contact immédiat ; de là l'aspect granuleux et épuisé de ceux qu'on a recueillis sur le verre de la fiole elle-même. 56. Produits de la fermentation. — Quand tout déga- gement gazeux a cessé et quand le tartrate de chaux blanc a disparu, on trouve au fond du vase un dépôt de carbo- nate de chaux souvent cristallin, recouvert de la couche grise formée par les vibrions. L'odeur de ce dépôt est un peu putride. La réaction qui s'est produite est donc réduc- trice, et c'est sans doute à cela qu'est due la coloration grisâtre du dépôt. Les substances employées, si pures qu'elles soient, contiennent toujours des traces de fer qui se change en sulfure, et qui colore alors les matières minérales et organiques existant au fond du vase. Le carbonate de chaux déposé et celui qui reste en solu- tion dans le liquide chargé d'acide carbonique retiennent exactement la moitié de la chaux du tartrate employé. L'autre se trouve en dissolution dans le liquide, sous forme de sels organiques solubles, qui ont paru à M. Pasteur être un mélange d'un équivalent de propionate de chaux et de deux équivalents d'acétate. L'équation suivante rend compte de la réaction. 3C'll' 0^ = 2C^irO'- + C'I1«0'+ 'iCO^ + 2H0. Elle montre que dans la fermentation de 100 grammes de tartrate neutre de chaux, il doit se dégager 19 gr. 7 d'acide carbonique, c'est-à-dire exactement ce que M. Pasteur a trouvé par l'expérience. On peut donc l'accepter comme représentant le gros du phénomène. Nous retrouverons ce ferment, ou quelques uns de ses congénères lorsque nous étudierons les maladies des vins, où l'acide tartrique fermente quelquefois. Nous ne l'envi- sageons ici qu'au point de vue théorique. C'est le premier bacille que nous rencontrons donnant uniquement de l'acide carbonique. 91 CHAPITRE V 5*7. Fermentation butylique du sucre. — Dans CC groupe des ferments purement anaérol)ies nous plaçons encore, mais au dernier rang, un bacille à qui on pour- rait contester ce caractère : c'est celui que Fitz a décrit sous le nom de ferment butylique des sucres. Fitz n'a ja- mais pris pom' l'ensemencer de précautions particulières de vie anaérobie. 11 a môme constaté que son bacille pouvait se développer dans des solutions aérées de lactate, de tartrate, de malate, de citrate de chaux, de lactate et tar- trate d'ammoniaque, de glycérate de chaux, d'érythrite, sans les faire fermenter, tandis qu'il faisait fermenter dans les mêmes conditions les dissolutions de lactate de chaux, de glycérine et de mannite. Ceci n'a rien de surprenant. Beaucoup de bacilles se com- portent de même ; mais voici qui est plus curieux. La cha- leur fait perdre à ce bacille son pouvoir ferment sur la glycérine, qui disparait après 3 minutes d'ébuUition et per- siste après une minute. Le pouvoir ferment peut aussi être aboli lorsqu'on fait vivre le bacille en présence d'une quantité exagérée et suffisamment renouvelée d'oxygène. On arrive au même résultat en cultivant toute une série de générations du microbe au large contact de l'air, dans un liquide nutritif, mais non fermentescible, par exemple dans une dissolution d'extrait de viande, étalée en couche mince au fond d'un matras à fond plat. En ensemençant le premier de ces matras, puis, quatre jours après, le second avec le premier, et ainsi de suite jusqu'au qua- trième, rapportant ensuite de ce dernier la semence dans un liquide fermentescible, on a obtenu un développe- ment, mais pas de fermentation. La même expérience a été faite avec du lactate de chaux et a conduit au même résultat. Tous ces faits seraient certainement très curieux, car ils n'ont pas d'analogues, s'il était bien assuré que Fitz a eu affaire à des espèces pures. Mais comme son travail date d'une époque où cette purification était très difficile, AUTRES BACILLES ANAEROBIES 98 et comme il ne dit pas qu'il s'en soit préoccupé, il est plus naturel de penser qu'il avait dans ses cultures un mélange de deux espèces très voisines comme forme, l'une aérobie, un peu plus résistante à la chaleur, et persis- tant seule lorsqu'on cultivait longuement le mélange au contact de l'air ; l'autre anaérobie, prenant possession du liquide lorsque la première l'avait débarrassé d'oxygène et que l'air ne pouvait pas s'y renouveler. C'est l'interpréta- tion qui semble la plus naturelle et que nous accepterons. Nous ne prendrons donc dans le travail de Fitz que la partie relative aux fermentations avec dégagement gazeux. Ce que nous venons de dire indique qu'il y a quelque incertitude au sujet de l'espèce active. Mais les renseigne- ments relatifs à la forme ont relativement peu d'impor- tance ; ce qui est essentiel, c'est la fonction, et nous allons voir, que malgré tout, celle du hacillus biUylicus de Fitz est assez nettement précisée. 58. Ferment butylique de Fitz. — Ce ferment fig. 7, est un bacille assez large et assez trapu, ayant en moyenne 2;x de large et o à 6ij. de longueur. Mais ces dimensions @ sont variables avec l'âge du microbe et la composition du liquide. Le bâtonnet jeune est un peu plus mince que lorsqu'il est vieux. Il est aussi plus effilé et plus long dans les liquides albumineux. Il devient plus large dans les liqueurs riches en glycérine. Dans un liquide en fermentation ses mouve. ments sont vifs et paraissent s'accompagner d'une rotation % CllAl'lTllK V autour (le Taxe. On ne le trouve jamais en masses zoo- glœiques. Le contenu de la cellule est d'abord homogène et invi- sible, et reste longtemps tel dans les li([uides albumineux, ou dans ceux qui renferment de fortes proportions de gly- cérine, d'alcool éthylique ou d'alcool butylique ; mais d'or- dinaire, les spores a apparaissent au bout d'un temps très court, quelquefois après deux ou trois jours de végétation seulement. Le contenu de la cellule qui, dans l'état de jeunesse, se colore en jaune par l'iode, se colore en bleu ou même en noir (|uand la spore va se former. Quelque- fois la coloration a lieu dans toute la masse, quelquefois par bandes réparties au nombre de deux à six sur la lon- gueur de l'article, quelquefois sur un point seulement. Les spores a sont ovales, comme le représente la figure, et ont la largeur du bâtonnet lui-même. On leur trouve pourtant quelquefois des formes irrégulières, allongées ou recourbées. Quand on les ensemence dans du liquide neuf et qu'elles se développent, elles perdent leurs contours accusés, leur éclat, et deviennent triangulaires. Le mode d'apparition de l'être nouveau n'a pas été examiné de plus près. Nous savons que ce bacille peut faire fermenter le sucre, la mannite et la glycérine, comme le hacillu^ orthohnty- licus. de Grindjert, dont il diffère pourtant en ce qu'il ne s'attaque pas à l'amidon. Les meilleurs milieux sont des solutions à 3 p. 100 de sucre, de mannite ou de glycérine, additionnées de 1/1000 d'extrait de viande, et d'une quantité suffisante de carbo- nate de chaux destiné à maintenir la neutralité de la liqueur. Il est bon de ne pas opérer sur des liqueurs plus concentrées. Non pas que le bacille n'y puisse vivre — l'expérience a montré qu'il pouvait faire fermenter des dissolutions à 20 p. 100 de glycérine — mais si la fermen- tation y commence, elle ne s'y termine pas, à cause de Inaction nocive de ses produits sur l'être qui en est AUTRES BACILLES ANAKROBIES UT l'agent. Nous allons voir que ces produits sont de l'acide butyrique, de l'alcool Ijutylique, et un peu d'alcool ordi- naire. Or, l'expérience a montré que le bacille ne se développait pas dans des liquides renfermant au-dessus de 0,0o ou 1 p. 100 d'acide butyrique, de 0^9 à l,0o p. 100 d'alcool butylique, et de 2,7 à 3,3 p. 100 d'al- cool. 59. Conditions de température. — La température la plus favorable est voisine de 40". A 42^, la fermentation est encore rapide, mais son activité décroit à mesure que la température monte. Elle cesse de pouvoir se pro- duire entre 45 et 4o",5. Cette limite est d'ailleurs peut- être variable avec la nature du milieu et l'état de la semence. Le microbe adulte n'est pourlant pas tué à cette tem- pérature. Après trois semaines d'inertie à la température de 46°, un flacon s'est mis à fermenter quand on La ramené à 37°. La mort n'a lieu que quelques degrés plus haut. Quand on opère sur des spores, les limites s'élèvent beaucoup, et, comme nous avions le droit de nous y attendre, M. Fitz les a trouvées variables avec Tàge et la qualité des spores, ainsi qu'avec la nature du milieu. Par exemple, avec des dissolutions de glycérine et d'ex- trait de viande, on a trouvé, pour les durées d'ébullition entraînant la mort des spores, les chiffres suivants dans trois séries d'expériences : pour la première : entre trois et cinq minutes; pour la seconde : entre six et dix mi- nutes ; pour la dernière : entre quinze et vingt minutes. Avec la mannite, les durées d'ébullition nécessaires pour stériliser la liqueur ont varié entre six et dix minutes ; avec le glucose, entre trois et six minutes dans un cas, entre dix et quinze minutes dans un autre. On n'a pas besoin de recourir à l'ébullition pour tuer les spores, une température inférieure suffit, à la condi- tion qu'on lui laisse le temps d'agir. Ainsi il faut entre 98 CHAPITRE V deux cl six heures pour amenei* la mort à Go", outre six et onze heures à 90% entre sept et onze heures à 80" ; à 70*^, douze heures ne suffisent pas à stérihscr la li- queur. Tous ces nombres se rapportent à des liquides renfer- mant de la 2'lvcérine et de l'extrait de viande. La résis- tance est un peu moindre dans des solutions de sucre de raisin. Il ne faut que deux heures à 95'*, ou six heures à 90", pour tuer les spores. La résistance est aussi plus faible dans des dissolutions de glycérine additionnées de sel ammoniac comme ali- ment azoté, que dans celles où on a mis de l'extrait de viande. La mort survient, dans les premières liqueurs, entre deux heures et demie et trois heures à 90", au lieu de six heures au minimum qu'exigent les autres. 60. Produits de la fermentation. — Sucre. — Le li- quide de fermentation est un peu acide. Il contient un peu d'alcool butylique normal, de l'acide butyrique normal, mélangé d'une trace d'un acide gras supérieur, sans doute d'acide caproïque, et comme acide fixe, une petite quantité d'acide lactique. Mannite. — Le liquide de fermentation est aussi un peu acide. On y trouve de l'alcool butylique normal avec une trace d'alcool éthylique, et de Facide butyrique pur, sans mélange d'autre acide. Dans le résidu, on trouve un peu d'acide lactique et d'acide succinique. Glycérine. — Les produits de la première distillation sont de l'alcool butylique mélangé d'une quantité minime d'alcool ordinaire. Les acides volatils sont formés dune pe- tite quantité d'acides acétique et caproïque, avec un grand excès d'acide butyrique. Dans le résidu fixe, on trouve de Tacide lactique. Quand on l'en a séparé par l'action de l'éther, on sature de nouveau par la soude, on concentre, on dessèche au bain-marie, et on reprend par l'alcool ab- solu. Celui-ci sépare un liquide sirupeux, bouillant entre AUTRES BACILLES ANAÉROBIES 99 :213 et 217", et sans doute identique au trimétiiylénalcool ou glycol propylénique normal GIÏ"OH.Cir'.CIl"OH de Freund. On voit que les produits de la fermentation sont com- plexes et varial)les d'une substance à l'autre. Quant à leurs proportions, elles sont variables aussi, comme le montre le tableau suivant, qui en donne les chiÛ'res approximatifs rappor- portés à 100 grammes des corps fermentescibles ; . ( 100 gr. lUO gr. 100 gr. Uii ohiient avec | svicre interverti mannite glycérine Alcool bulylique 0,5 40,2 8,1 .Acide butyrique 42, S 3o,4 17,4 Acide lactique 0,3 0,4 4,7 Acide succinique traces 0,01 » Triméthylenalcool » » 3,4 43,3 46,0 30,6 On voit qu'avec le sucre, l'alcool butylique manque presque totalement, qu'il forme à peu près le tiers du poids des acides volatils avec la mannite, et la moitié avec la glycérine. Si les produits de l'action d'un même microbe sur diverses substances conservent un air de famille, on voit au moins qu'ils sont en proportions très diverses. Cette variabilité dans les proportions pouvait paraître sur- prenante à l'époque où Fitz a publié son travail, et où on croyait à une sorte de fixité de l'action fernientative. Après les résultats que nous avons mentionnés au sujet des bacilles de Perdrix et de Grimbert, on n'a plus le droit de penser qu'elle est due à un mélange d'espèces anaéro- bies dans les cultures de Fitz. Il se peut que les espèces aérobies dont nous avons parlé plus haut soient pour quel- que chose dans le résultat. Mais il est probable qu'elles y sont pour peu de chose, et que l'espèce anaérobie étudiée par Fitz doit être placée à côté de celles que nous avons étudiées dans les chapitres précédents. On voit tout ce qui manque à ce travail, en se rappor- tant à ce que nous disions dans le premier chapitre. Il 100 CHAPITRE V n'y a été fait aucune analyse de gaz ; Fitz s'est contenté d'analyser les produits, sans se demander s'il les connais- sait tous, et s'il pouvait établir une équation de fermenta- tion entre le sucre ou l'alcool disparus et les produits trouvés. C'est avec ces documents imparfaits qu'il faut faire une classification. On devine que cette classification est provisoire, et que ce livre ne peut avoir pour objet que de rassembler et d'unifier dans la mesure du possible les élé- ments épars de la science future, en essayant de les com- menter et de les éclairer les unes par les autres. BIBLIOGRAPHIE BoTKix. Archiv f. Hygiène, t. XI, p. 421. 1892. Val. V. Klecki. Centrnlbl. f. Bakt., IV Abth, t. II, p. IG'J, 1806. Pelouze et GÉLis. Ann. dec/t. et de phys., 3" s., t. X. p. 434. BouTRON et Fremy. Recherches sur la fermentation lactique, Ann. de ch. et de phi/s., 3e s., t. II. Pasteur. Animalcules infusoires vivant sans gaz oxygène libre et déterminant des fermentations, Comptes fendus, t. LU, 1861, p. 861. — Etudes sur la bière, Paris, Gauthier-Yillars, 1876, p. 282. Fitz. Ueber SpaUpitzgiehrungcn, Berichte, t. IX, p. 1348 : X. \). 176 : XI, pp. 42 et 1890 ; XIII, p. 1309 ; XV, p. 867. -^^CAi CHAPITRE VI BACILLES FACULTATIVE^EENT AÉROBIES. BACILLUS ETHACETICUS Avec le hacillus ethaceticus^ nous commençons l'étude des êtres qui peuvent se développer dans des liquides aérés dans lesquels ils déterminent ensuite des fermentations, et qui par conséquent, ne sont plus exclusivement anaéro- bies, comme les mieux: connus de ceux qui précédent. Ce n'est pas que les espèces que nous avons décrites soient les seules connues comme anaérobies. On pourrait en allon- ger beaucoup la liste en puisant dans la bibliographie des milliers de travaux déjà publiés en bactériologie. Mais cet ouvrage ne vise pas à être un dictionnaire. Il vise au con- traire à tirer des faits particuliers un certain nombre de notions générales, et il est obligé de négliger pour cela tout ce qui serait redite, répétition, exemple nouveau de faits déjà connus. Dans cette recherche des idées générales, ce sont évi- demment les microbes les mieux étudiés qu'il faut mettre au premier rang : encore avons-nous remarqué que pour aucun de ces microbes, sauf sur certains points pour celui de Perdrix, l'étude n'a été poussée aussi loin qu'elle aurait pu et dû l'être. De là des flottements dans les conclu- sions, flottements que nous avons essayé de réduire par des rapprochements, des comparaisons, mais qui sont pres- que impossibles à faire disparaître. C'est la même méthode que nous allons être obligés d'employer en étudiant les bacilles facultativement anaérobies, dont le mieux connu est le bacillus ethacelicus étudié par M. P. Frankland et ses collaborateurs. 102 CHAPITRE VI 61. Propriétés générales. — Le Bacillus ethaccticus a été rencontré dans du fumier de mouton, et isolé par une série d'ensemencements successifs dans une solution de 3 0/0 de glucose dans un liquide purement minéral, addi- tionné de peptone. Dans chacun des tubes ainsi ensemen- cés se produisait une fermentation active. Avec l'un d'eux, on a fait une culture sur gélatine-peptone sucrée, et avec les colonies obtenues, on a fait une nouvelle série de fer- mentations avec du glucose,, de la mannite et de la gly- cérine. On a recommencé encore une fois l'ensemencement en surface, et une série de fermentations. L'espèce ainsi séparée a été considérée comme pure. C'est un bacille c^ extrémités arrondies, se présentant surtout par paires, et mesurant de 1,5 à 5 ;jl de longueur sur 0,8 à 1 (JL de largeur lorsqu'il est cultivé sur gélatine ou en milieux solides, mais pouvant former de longs fils dans les liquides en fermentation, où il se montre en outre très mobile. Cultivé en profondeur dans un tube de gélatine, il se développe en grains de chapelet le long du trajet de l'ai- guille, pendant qu'à la surface la gélatine se liquéfie plus ou moins rapidement, suivant que la semence était moins ou plus vieille. Sur gélose, rien de caractéristique. Sur pomme de terre, culture blanc sale, s'étendant sur toute la surface. Sur gélatine en surface, la colonie a des contours bien limités et un contenu finement granuleux à l'origine. Plus tard, la liquéfaction de la gélatine commence et le contour prend l'aspect d'un chevelu délicat. Le microbe est donc à la fois aérobie et anaérobie. On n'y a pas trouvé de spores. Il fait fermenter un assez grand nombre de substances : très vigoureusement le glucose, plus lentement le saccha- rose, le maltose, la mannite, la glycérine, le glycérate de chaux. Il est sans action sur la dulcite, l'érythrite, le gly- col éthylénique, les lactate, citrate, tartrate et gjycolate de chaux. Les produits principaux de ces diverses fermenta- BACILLES FACULTATIVEMENT AEROBIES 403 lions sont l'alcool éthylique et l'acide acétique. De là le nom du bacille : mais ce sont les variations de ces pro- duits qui sont intéressantes à étudier. 62. Fermentation de la glycérine. — Examinons pour cela ce qui se passe avec la plus simple des substances fermentescibles par ce bacille, la glycérine. C'est un alcool triatomique, c'est-à-dire un sucre avec deux atomes dhy- drogène en plus. La production d'alcool et d'acide acé- tique aux dépens de la glycérine ne peut donc se faire que suivant les deux formules très simples. Production d'alcool : C-^H«0' = CWO + GO^ + H ' (a) Production d'acide acétique : 2eirO^ = 3C H*0' -j- 2ir (/>) Remarquons que, dans la première de ces équations, l'acide carbonique et l'hydrogène sont formés dans les mêmes proportions que celles qui constituent l'acide for- mique CO'II-. Il est bien entendu que si nous trouvons cet acide formique parmi les produits du bacille, cela ne prouvera pas qu'il résulte de la combinaison, de la syn- thèse entre les gaz dégagés. Une portion de la molécule de la glycérine peut, en effet, au lieu de prendre l'état de gaz, rester à l'état d'acide formique. En d'autres termes, la formule (a) peut aussi s'écrire : qui correspond à un dédoublement de la glycérine en al- cool et en acide formique, et les deux formules sont aussi possibles l'une que l'autre, bien que la seconde corresponde à un dégagement de chaleur légèrement supérieur à celui de la première, qui est faible ou nul. Voyons maintenant ce que donne l'expérience. On mé- lange dans un flacon 00 gr. de glycérine pure, 2 gr. de 10'. CIlAl'ITrJ'. VJ peptone sèche, 30 gr. de carbonate de chaux précipité, et 200 ce. de hi solution minérale suivante : Pliosphate de potassium 1 p. 1000 Sulfate de maguésiuin crist 0,2 » Chlorure de calcium fondu 0,1 » Le mélange est amené à 2 litres avec de l'eau distillée, ensemencé avec une culture pure du bacille, et porté à l'étiive à 38"-40°. La fermentation est assez longue, et sem- ble sujette à des variations sur lesquelles MM. Frankland et Fox n'ont pas insisté. Ils n'ont pas davantage mesuré la nature et le volume des gaz dégagés. Dans un cas dont ils donnent l'analyse, il s'était formé un peu moins de trois molécules d'alcool pour une d'acide acétique. On peut ad- mettre qu'une partie de l'alcool avait été emportée par le dégagement gazeux pendant trois mois d'étuve, d'autant mieux qu'on ne voit pas, dans le mémoire, si le flacon était bouché avec un tube abducteur ou simplement fermé par un tampon de coton. En admettant trois molécules d'alcool pour une d'acide acétique, on a l'équation de la fermenta- tion en faisant la somme Sa -\- 1/3 b, ou 9a + h, ce qui donne : IIG^HH)^ = 9G'H«0 4-3G^'H^0^ -h 9C0H- IHP- Mais cette équation, si complexe qu'elle soit, ne repré- sente pas encore le total du phénomène. L'alcool, au com- mencement de la distillation du produit de la fermentation, passe trouble tout d'abord et ne s'éclaireit qu'ensuite. Ceci montre qu'il s'est formé un alcool supérieur, l'alcool buty- lique peut-être, ou l'alcool amylique : on ne s'est pas préoccupé de savoir lequel. Mais ce n'est certainement pas de l'alcool propylique, qui ne donne jamais ce phénomène. C'est donc un alcool contenant au moins quatre atomes de carbone dans sa molécule, c'est-à-dire plus que l'alcool générateur. De plus, dans le résidu de la distillation, on trouve, BACILLES FACULTATIVEMENT AEROBIES 105 outre l'acide acétique, un peu d'acide formique, en propor- tions variables, qui peuvent être très faibles ou dépasser 1/10 de l'acide acétique. On y trouve aussi, ce qui est plus important, de l'acide succinique, en proportions qui ne sont pas négligeables. Dans un cas, 100 p. de glycérine fermentée en présence du carbonate de cbaux avaient donné, en gros : Alcool 24 p. Acide acétique Il p. Acide succinique 0,17 p. Acide formique traces. Or, l'acide succinique C^H^O* a quatre atomes de car- bone. Comme l'alcool supérieur que nous avons signalé plus haut, il ne peut provenir que d'une action de synthèse. Si nous songeons que l'action vitale augmente constamment le degré de complication des groupements sur lesquels elle agit, nous sommes évidemment ici à la limite, que nous signalions dans le premier chapitre, entre les phénomènes de destruction et de construction de la cellule vivante, et tant l'alcool supérieur que l'acide succinique sont une des premières manifestations de l'acte qui, dans la cellule du h. ethaceticus, produit le tissu vivant aux dépens de la glycérine et des matériaux salins de la liqueur. Comme pour les phénomènes de décomposition, il doit y avoir, pour cette reconstruction, une ou plusieurs formules. En cherchant par les méthodes indiquées au chapitre pre- mier, on en trouve deux, qui sont les suivantes : C'H^O' + GO- = G'H«0* -h H^O ou encore : iC'WW = 3C*trO* H- IW. Une analyse plus précise des gaz dégagés aurait permis peut-être de choisir entre ces deux équations, ou de con- clure que ni l'une ni l'autre n'était exacte, et qu'il fallait chercher ailleurs. Mais, bien que le détail du mécanisme 106 CHAPITRE VI nous échappe, nous en savons assez pour conclure qu'il n'y a aucune séparation nette entre les corps que la cellule construit et ceux qu'elle détruit, puisque nous en trouvons un dont nous ne pouvons dire s'il est d'un côté ou de l'autre. Nous sommes arrivés à une conclusion analogue k propos du bacillus orfhohutyliciis. 63. Fermentation de la mannite. — La mannite fer- mente lentement avec un dégagement gazeux qui a été étudié, et qui est formé d'acide carbonique et d'hydrogène. Ici encore, si on en juge par l'unique exemple donné par MM. Frankland et Lumsden, le volume d'acide carbonique augmente à mesure que la fermentation se poursuit, pen- dant que l'hydrogène diminue. Dans l'ensemble, si on fait abstraction de l'acide carbonique chassé du carbonate de chaux par les acides formés, le vokime de l'acide carboni- c[ue est légèrement supérieur à celui de l'hydrogène. On retrouve encore, parmi les produits de la fermentation^ l'alcool, l'acide acétique, accompagné cette fois d'un peu plus d'acide formique. La formule que TVIM. P. Frankland et Lumsden donnent comme représentant approximativement les phénomènes, dans le cas qu'ils ont étudié, est la sui- vante : où on peut être surpris de ne pas trouver trace du dé- gagement d'hydrogène démontré par l'observation. C'est que ces savants supposent que l'hydrogène et l'acide carbonique dans les proportions voulues par l'équation : CO^-,-IP = CFPO^ c'est-à-dire à volumes égaux, proviennent de la destruction d'une certaine quantité d'acide formique temporairement formé, et dont l'excès seul reste dans la liqueur. Ils re- constituent donc à l'état d'acide formique tout l'hydrogène trouvé, avec la quantité correspondante d'acide carbonique, BACILLES FACULTATIVEMENT AEROBIES 107 et c'est cet acide foniiique total qui est représenté dans la formule ci-dessus. II est clair que rien n'autorise à faire cette hypothèse. Il faut représenter dans le second memhre de l'équation tous les corps trouvés, et autant que possihle, dans les proportions que l'expérience a fournies. En acceptant la formule ci- dessus, et en y faisant le départ approximatif de l'acide formique réel, on trouve : qui se prête facilement h. la dislocation indiquée dans le chapitre premier, tandis que l'équation de MM. P. Fran- kland et Lumsden s'y refuse. Les formules directrices de la fermentation de la man- nite, en ce qui concerne la foruiation de l'alcool et de l'acide acétique, sont en eifet, en se rappelant que la mannite est un sucre, plus deux atomes d'hydrogène : Alcool : [a) C'WO' = 2C^'H*'0 + 2C0' + IV Acide acétique : Or, quand on retranche de l'équation (1) tout ce qui est relatif à la formation de la quantité d'alcool indiquée 5 au second membre, c'est-à-dire - «, et qu'on retranche en- suite du résidu tout ce qui est relatif à la formation d'une molécL résidu molécule d'acide acétique, c'est-à-dire - b, on trouve comme - CnV'O' -h HO = CII 0- -+-- H' 6 6 ou : G«H' 0" H- 6IP0 = 6CIP0^^ + 7IP' qui est l'équation directrice de la formation d'acide formi- que aux dépens de la mannite, et aussi celle de la com- 108 CHAPITRE VI buslion complète aux dépens de l'oxygène de l'eau, car elle peut être aussi écrite : C'tV'O' + OtPO = 6C0- +- \3W- Cctte formule est calquée sur celle que nous avons trouvée plus haut à propos du sucre. Nous retrouvons donc ici^ à l'état plus ou moins achevé, cette combustion intérieure aux dépens des éléments de l'eau que nous avons relevée déjà à plusieurs reprises dans les fermentations anaérobies. Je ne veux pas insister davantage, car la formule de MM. P. Frankland et Lumsden n'est pas assez bien assise pour qu'où puisse tabler absolument sur elle. Il n'y a pas eu de dosage de mannite ; on s'est contenté de recueillir les produits et d'en évaluer le poids. Ces poids sont eux- mêmes approximatifs pour l'acide acétique et l'acide formi- que, car ils ont été obtenus en dosant le résidu de sulfate de baryte obtenu par la décomposition d'un mélange de formiate et d'acétate, et en calculant la proportion des deux acides d'après le chiffre trouvé. C'est un procédé qui n'est acceptable que lorsqu'on est sûr qu'il n'y a pas plus de deux acides présents. Pour peu qu'il y en ait un troi- sième, les résultats sont faussés. Mais nous n'insistons pas sur ce point. Il nous suffit d'avoir montré que nous retrou- vons ici les faits généraux des fermentations anaérobies, y compris la formation d'acide formique. Cet acide était assez abondant dans le cas étudié. Il semble diminuer lorsque la fermentation, au lieu de s'ac- complir comme les précédentes, en vases clos, se fait dans un ballon bouché au coton. Il semble aussi que dans ce ballon la proportion de l'alcool à l'acide acétique diminue, mais comme les ballons dont l'étude a conduit MM. P. Frankland et Fox étaient restés trois mois à l'étuve à 40'', des pertes d'alcool sont très probables. 64. Fermentation du dextrose, — Le dextrose fermente plus facilement que la mannite. Il se forme encore de BACILLES FACULTATIVEMENT AEROBIES 109 l'acide carbonique, dont la proportion diminue dans le cou- rant de la fermentation, et de l'hydrogène dont la propor- tion augmente. Dans l'ensemble, la proportion d'acide car- bonique dépasse un peu plus celle de l'hydrogène qu'avec la mannite. Quant aux produits liquides, quand on a sépare l'alcool éthylique et les acides volatils par distillation, il reste un acide fixe contenant des traces d'acide succinique, solubles dans l'étlier. Cet acide fixe est lui-même insoluble dans ce liquide, et l'étude n'en a pas été poussée plus loin. Ceci empêche de donner une formule quelconque re- présentant le phénomène total. 65. Fermentation de l'arabinose. — MM. P. Frankland et Mac Gregor ont cherché comment fermentait, sous l'ac- tion du Bacillus ethaceticus, un sucre en C% l'arabinose. Ce sucre fermente assez facilement, même à l'abri du contact de l'air, en flacons clos, en donnant encore de l'acide carbonique et de l'hydrogène en proportions variables, et les produits que nous connaissons, alcool, acide acétique, acide formique, des traces d'acide succinique et un acide inconnu. Ici encore il v a beaucoup moins d'acide formi- que lorsque la fermentation se fait en ballons fermés au coton, à cause de l'intervention de la vie aérobie dans ces conditions. La proportion des produits formés est variable d'un cas à l'autre^ et de tout ceci il n'y a qu'à tirer une conséquence générale, c'est que les produits restent à peu près les mêmes lorsque la constitution du corps qui fer- mente change beaucoup. 66. Fermentation du glycérate de criaux. — ?Sous allons retrouver la même conclusion à propos de la fer- mentation du glycérate de chaux. L'acide glycérique C^IFO* est en effet un corps en (?, comme la glycérine de plus haut. Combiné à la chaux, il fermente dans les mêmes conditions que les substances (jue nous venons d'étudier, c'est-à-dire dans un liquide minéral peptonisé. La fermenta- no CHAPITRE VI tion est pourtant plus difficile, et il arrive fréquemment que la semence refuse de se développer. Il faut qu'elle soit em- pruntée à une fermentation vigoureuse de mamiite ou de elucose. MM. Frankland et Frew ne décrivent que des fermenta- tions en ballons fermés avec du coton, et l'étude du gaz n'a pas été faite. Comme produits, on retrouve Falcool et lacide acétique, et Téquation suivante donne assez exacte- ment l'idée de la réaction en ce qui concerne les rapports de l'acide acétique et de l'alcool produits à l'acide g'iycé- rique disparu. (1 ) 5G^I-P0* = C^'fPO -f- 4C^rrO^' + H^O + 5C0-+ 3H=^ Il existe pour la décomposition de l'acide glycérique en alcool et en acide acétique, deux groupes de formules pos- sibles, l'un avec dégagement d'hydrogène : (a) 3C^H«0 =2CH«0 + 5GO- + 3H^' (6) c-iro^=-c^'H^o-^ + co'^ + ir l'autre avec formation d eau : (c) eC'IFO'^ = 5C-IP0 4- 8C0- + 3IP0 (d) 4C^ff 0^ = SC^'IPO^' + 2C0^' -i- 2IP0 Il est clair qu'on peut choisir entre ces groupes la combi- naison aboutissant à l'équation (1). C'est la combinaison Ad + a qui s'en rapproche le plus. Mais l'incertitude qui existe sur l'équation (1) ne permet pas de pousser plus loin l'étude. Il y a en outre formation d'une proportion faible et va- riable d'acide formique avec une trace d'acide succinique, qui ici encore, comme plus haut, est un résultat de syn- thèse. Une particularité de cette fermentation nous intéresse davantage. Lorsqu'on a extrait les corps que nous venons de signaler, il reste un acide fixe, insoluble dans l'éther et BACILLES FACULTATIVEMENT AEROBIES Hl l'alcool, ressemblant beaucoup à l'acide glycérique, sauf qu'il est plus soluble dans l'eau, et dont la quantité est très approximativement égale à la moitié de l'acide glycérique introduit. Il s'est produit un dédoublement analogue à celui que Pasteur avait observé dans la fermentation du racé- mate de chaux. L'acide glycérique résultant de l'oxydation de la glycérine inactive est un corps inactif, mais inactif par compensation. Soumis à l'action du B. cthaceticus, il se dédouble en deux acides, dont l'un, l'acide lévoglycérique, est décomposé par ce bacille, et l'autre reste intact. Le schéma suivant donne la clef du phénomène. On a marqué en traits plus gros l'atome de carbone asymétrique, qu'on a marqué dans un cas du signe + et dans l'autre du signe — pour indiquer la compensation. Acide glycérique inaetif CIPOH ^ CH 011 ^ I I + CHOH — CHOH COOH COOH acide droit non acide gauche détruit attaqué par le bacille L'acide qui reste après que la fermentation est terminée est en effet un acide actif, tournant le plan de polarisa- tion à droite, et donnant des sels gauches de soude et de chaux. Le pouvoir rotatoire spécifique du sel de chaux (C^LPO*)-Ca + 2IP'0 est a,, = 12,09. Ce sel, longuement chauffé au bain-marie, dépose une quantité considérable d'une substance blanche insoluble ou peu soluble, tandis que la solution devient plus lévorotatoire. Cette substance est probablement un anhydride. Nous retrouverons des phéno- mènes analogues à propos de l'acide lactique et d'un autre bacille qui se rapproche du Bacillus ethaceticus, et dont nous allons commencer l'étude, 6*7. Bacillus ethacetosuccinicus. — Ce bacille a été découvert dans une solution de citrate de fer et d'ammo- 112 CIIAPITUK VI Iliaque tliiii lal^oratoirc de photographie. On Ta isolé eu renseniciu-ant dans des solutions de glucose et de citrate de chaux, et, dans le cours de l'étude, on s'est aperçu qu'il faisait fermenter vigoureusement les solutions de dul- cite, au contraire du bacille précédent qui ne fait pas fer- menter ce corps, tandis qu'il fait fermenter facilement son isomère la mannite. On Ta purifié par des cultures sur gélatine. Il faut avoir seulement la précaution, quand on transporte sur de la dulcite la semence provenant d'une des colonies, d'ajouter un peu plus de peptone à cette solution de dulcite pour la rendre plus nutritive. Madame Gr. Frankland a étudié de très près la morpho- logie de ce bacille. Ses dimensions sont assez variables comme longueur et comme largeur. Il a en moyenne de 1,7 à 2,5 ijL de long^ et de 0,5 à 1 a de large. Il se présente généralement en paires, et parfois en fils plus longs, dont les divisions sont peu nettes. Ces fds sont rares, et les formes sont plus homogènes dans un liquide en fermentation. Ces êtres sont immobiles, et on ne leur connaît pas de spores. Ils se multiplient rapidement dans le bouillon, qu'ils troublent ; après quelques semaines, il se forme un dépôt de fond, et une membrane mince apparaît à la surface du liquide. Sur pomme de terre, la croissance est rapide : il se forme un enduit qu'on ne distingue à l'origine que par ses contours épais et irréguliers, mais qui finit par deve- nir brun foncé. En gélatine peptone, couche irisée, à bords irréguliers, s'étendant d'autant plus rapidement à la surface que la gélatine est plus humide. En profondeur, la trace de l'ai- guille est en grains de chapelet. Les colonies superficielles sur gélatine sont d'aspect assez variable : tantôt nettement contourées, comme une. goutte de lait reposant sur la surface, tantôt entourées d'expan- sions irrégulières. Ces deux formes peuvent appartenir au BACILLES FACULTATIVEMKM AÉROBIES H3 même être, qui les reproduit tout'es deux, suivant les con- ditions de la culture. Les colonies développées dans la profondeur sont plus régulières et d'aspect jaunâtre. 68. Fermentation de la dulcite et de la mannite. — Ici encore je parlerai surtout des fermentations anaérobies faites en vases clos, et dont on a étudié les gaz. Quatre fermentations ont été installées côte à cote, deux avec de la dulcite, deux avec de la mannite. Ces dernières vont un peu plus vite que les autres. Finalement, deux fermenta- tions avec dulcite et une avec mannite se sont montrées très pareilles, en ce qui concerne la nature et la quantité des gaz dégagés, et qui étaient de l'acide carbonique plus abondant au début, de l'hydrogène plus abondant à la fin. En moyenne, et distraction faite de l'acide carbonique provenant du carbonate de chaux introduit dans la liqueur, ces deux gaz sont à volumes égaux. Quant aux autres produits, ce sont de l'acide acétique, de l'acide formique et de l'alcool ; comme avec le BaciUus efhaceticus, l'acide formique devient rare ou absent quand la fermentation a lieu en ballons fermés avec un tampon de coton. 11 se forme aussi toujours de l'acide succinique. Les proportions de ces divers corps sont variables. Dans les deux fermentations de mannite, il y a eu environ une molécule d'acide acétique formée pour 4 d'alcool. Dans les deux fermentations de dulcite, dont l'une a été plus com- plète que l'autre, il y a eu environ deux molécules d'acide acétique pour 9 molécules d'alcooL Quant aux proportions de l'acide succinique par rapport aux autres produits, elles sont variables. En moyenne, il y a une molécule d'acide succinique pour 2 molécules d'acide acétique. Au lieu de chercher la formule représentative de lune quelconque de ces expériences, il vaut mieux considérer l'action comme une superposition d'actions aboutissant indi- viduellement à l'acide acétique, à l'alcool et à l'acide suc- cinique. Nous connaissons les deux premières. Celle qui est 8 iU CHAPITRE Vi relative à la formation d'acide succinique est la suivante : Elle a ceci de particulier qu'elle ne dégage pas du tout d'acide carbonique. La transformation de la maunitc en alcool correspond au contraire à 2 d'acide carbonique pour 1 d'hydrogène. Celle de la mannite en acide acétique, comme la précédente, ne dégage pas de CO". Une analyse précise des gaz dégagés est donc nécessaire pour une com- paraison plus précise. Quant à l'acide formique, MM. Frankland et Frew per- sistent à représenter sous cette forme une partie de l'acide carbonique et de l'hydrogène dégagés pendant la fermen- tation. Cela donne, dans l'équation, à l'acide formique, une importance qu'il n'a pas dans la réalité. L'acide formique réellement trouvé varie entre 1 et 2 dixièmes du poids calculé en traduisant en acide formique le poids de l'acide carbonique et de l'hydrogène trouvés. Les fermentations ainsi accomplies à l'abri de l'air ne sont quasi jamais complétées. En cherchant si le résidu de mannite ou de dulcite était ou non identique à la sub- stance mise en œuvre, MM. P. Frankland et Frew n'ont trouvé aucune différence. Il n'y a pas de dédoublement optique comme nous en avons constaté un tout a l'heure pour le glycérate de chaux. BIBLIOGRAPHIE BACILLUS ETHACETICUS P. Frankland nt Fox. Proceodiiujs of Roy. Soc, t. XLVI, p. 345. 1889. P. Frankland et Lumsden. Journal of Chem. Soc. 1892, jj. 432. P. Frankland et Mac Gregor. Id.. 1892, p. 737. P. Frankland et Frew. Id., 1891. p, 81 el p. 96. BACILLUS ETHACETOSUCCIMCUS P. Frankland et Frlw. Journal of Cliem. Society. 1892, p. 254. CHAPITRE VII FERMENT MANNITIQUE A côté du hacillus cthaceticus vient se placer un autre bacille étudié récemment par MM. Gayon et Duboure-, le ferment mannitique, aérobie et anaérobie, polyphage, mais avec d'autres caractères que celui qui précède^ et dans lequel nous allons voir apparaître la particularité que nous avons signalée dans le chapitre P"" ; à savoir qu'il peut donner naissance, dans son action sur le sucre, à des molécules plus simples résultant de procès de dislocation, l'acide acétique, l'acide lactique, et qu'il peut créer aussi des molécules plus compliquées, la mannite par exemple, qui est un sucre auquel sont venus s'ajouter deux atomes d'hydrog-ène. Le bacille précédent la détruit, le bacille mannitique la produit : c'est l'opération inverse, faite aussi dans un procès de fermentation. 69. Ferment mannitique. — Ce ferment a été retiré d'un vin d'Algérie dans lequel l'analyse avait relevé la for- mation de mannite^ et qu'on avait accusé d^être falsifié. En prenant un peu du dépôt de ce vin, et en ensemen- çant dans des solutions de sucre de canne, dans des con- ditions que nous allons apprendre à connaître, Gayon a vu qu'il se produisait une fermentation mannitique sous l'in- fluence du ferment dessiné (fig. 10). Ce ferment se pré- sente sous la forme de bacilles très courts, immobiles, qui au lieu de rester disséminés dans le liquide, ont tendance à se grouper sous forme d'amas ou de zooglées, au milieu desquelles il est difficile de les démêler. On n'y arrive guère que par l'emploi des matières colorantes. 116 CHAPITRE VII Ce microbe se développe bien dans du moût de raisin; mais il préfère les solutions plus neutres de sucre interverti additionné de 20 à 30 g-r. environ d'extrait Liebig par litre. Dans tous les cas, le li({uide reste limpide. 11 ne se dégage aucune trace apparente de gaz si la solution sucrée n'est pas très concentrée. Le ferment tombe au fond des vases où il forme une couche légère continue, d'un aspect blanchâtre. Il faut, pour suivre la transformation qui s'accomplit, faire de temps en temps l'analyse du liquide. Fig. 8 L'expérience montre que le sucre en disparait peu à peu, et que la mannite y augmente. Pour la doser, tant dans les liquides artificiels que dans les vins, on concentre au bain- marie 50 ce. de liquide jusqu'à consistance fluide. On laisse cristalliser l'extrait pendant 2 ou 3 jours dans un endroit frais. Puis on mélange le résidu avec 2 grammes de sable fin calciné. On broie ensuite la masse avec un pilon d'agate, en délayant peu à peu avec 100 ce. d'alcool à 85% saturé de mannite à la même température ; on filtre et on laisse égoutter au moins deux heures. On introduit le filtre et tout son contenu dans un ap- pareil à digestion chaude, et l'on traite par 100 ce. d'al- cool à 85" pendant une heure. Après refroidissement, on distille les 4/5 de l'alcool, on ajoute un peu de noir au liquide restant et on filtre ; on lave le noir deux fois FERMENT MANNITIQUE 117 avec oO ce. environ d'alcool à 80° bouillant, et on éva- pore à 60°. Le résidu est de la mannite pure. Il se forme également des acides lactique, acétique, suc- cinique et de la glycérine qu'on sépare et qu'on dose par les procédés que nous avons indiqués dans cet ouvrage. Mais la mannite est le produit principal quand on opère sur du moût de raisin ou une solution de sucre interverti. De là, le nom de ferment mannitique. Ce bacille peut se développer dans des solutions expo- sées à l'air, et aussi vivre dans le vide. Il est donc à la fois aérobie et anaérobie. Dans le vide, il dégage de l'acide carbonique, mais peu, ce qui nous explique qu'il n'en donne pas d'une façon apparente dans les liquides peu sucrés exposés à l'air, comme nous le disions tout à rheure. La diffusion enlève tout celui qui se forme. Il n'y a jamais d'hydrogène. 70. Action de la chaleur. — La température optima est voisine de 35° : à ce degré, la levure commence à souffrir. On s'explique donc la substitution facile de la fer- mentation mannitique à la fermentation normale dans une cuve où la vendange est trop chaude. Après un séjour de 2 minutes, dans des tubes fins, plongés dans des bains d'eau chauffés à 5'5, 56 et 57 de- grés, le bacille n'a été, ni tué ni paralysé. Entre 58 et 60", il subit une série d'affaiblissements progressifs qui se terminent par sa mort en deux minutes à 60°. •71. Influence de l'acidité. — La quantité de mannite formée dans un milieu donné, additionné de doses pro- gressives d'acide, diminue presque en raison inverse des quantités d'acide présentes à l'origine, et toute fermenta- tion s'arrête dans un milieu qui contient une dose d'acide tartrique équivalente à 7 gr. d'acide sulfurique par litre. Les moûts peu acides sont donc les plus exposés à se manniter. De là la pratique, préconisée par M. Caries, 118 CHAPITRE VII de l'addition d'acide tartrique à ces moûts pour assurer la régularité de leur fermentation. Tous les acides ne se comportent pas de la môme façon, et il faut, par exem- ple, 14 gT. d'acide acétique ou d'acide lactique pour produire le même effet que 7 gr. d'acide sulfurique ou 2,5 gr. d'acide chlorhydrique. L'acide lactique et l'acide acétique formés par le microbe sont donc pour lui des antiseptiques. •72. Action des antiseptiques. — MM. Gayon et Du- bourg- ont essayé divers antiseptiques aux doses de 1 gr., 0,2 gr., et 0,1 gr. par litre. Yoici ceux qui se sont montrés actifs à ces doses, c'est-à-dire qui ont arrêté toute fermentation. A la dose de gr. 1 : acide arsénieux. sublimé cor- rosif, sous-nitrate de bismuth, carbonate de bismuth, acide salicylique. A la dose de 0,2 gr. : sulfate de zinc, fluorure d'am- monium. A la dose de 1 gr. : fluorure de potassium et de so- dium, salicylate de soude, thymol, naphtol. L'acide borique, le phénol, le salol, le tannin se sont montrés inactifs à cette même dose de 1 gr. par litre. Ce classement est relatif à un bouillon Liebig sucré, et quelques variations s'y introduisent quand on passe au vin. Il est remarquable que le sous-nitrate de bismuth, déjà signalé à ce point de vue par MM. Gayon et Du- petit, y tienne un rang si distingué, alors qu'il n'est pas toxique pour les cellules épithéliales de l'intestin, où on l'introduit parfois d'une façon si libérale. En revanche il doit agir sur les microbes, s'il a sur un certain nombre d'entre eux l'action toxique que nous venons de lui dé- couvrir, et c'est peut-être là le secret de son action. •73. Action des divers sucres. — Nous entrons ici dans l'examen de la nutrition du microbe, et nous de- FERMENT MANNITIQUE 419 vons insister, car elle est des plus curieuses. Elle nous présente, en effet, un exemple que nous n'avons pas en- core rencontré, celui d'une espèce microbienne qui perd entièrement son attribut principal, celui de former de la mannite, dès que nous changeons son sucre nutritif, et qui traduit un chang-ement stéréométrique dans la structure de ce sucre, c'est-à-dire un nouvel arrangement survenu dans ses molécules, sans changement de leur nature et de leur nombre, par une transformation quasi radicale de propriétés. Le ferment mannitique peut faire fermenter des sucres très variés. Voici, d'après MM. Gayon et Dubourg, la liste des substances auxquelles il s'attaque et celle des corps qu'il respecte : Substances qui fermentent Substances qui no fermentent pas Lévulose Mannite Amygdaline Sorbose Dulcite Arbutine Glucose Sorbite Coniférine Sucre interverti Tréhalose Esculine Sucre neutre Fécule Populine Galactose hiuline Tannin Mannose Glycogène Acide lactique Saccharose Gommes » succinique Mallose Dextrines » malique Lactose Arabinose » tartrique Raffinose Ervthrite » citrique Xvlose V Glycérine Glycol Alcool Tous les sucres fermentescibles par ce microbe ont donc une formule chimique bien définie, et c'est ce qui donne de l'intérêt à leur étude. Commençons par le lévulose. •74. Action du lévulose. — Ce sucre est l'aliment de choix : il fermente toujours avec une admirable faci- lité et donne toujours : mannite, glycérine, acide lactique, acide acétique et acide carbonique. 1-20 CHAPITRE Vfl La proportion de mannite oljtenue peut varier de 58 à 72 0/0 du lévulose fermenté. Elle dépend, dans une assez large mesure, de la nature du liquide nutritif dans lequel on a dissous le sucre, des conditions initiales d'aé- ration ou de vide, de la concentration de la liqueur, de son acidité ou de sa neutralité initiales. L'acide acétique, le produit le plus important après la mannite, est formé en proportions variables, de 13 à 16 0/0 du lévulose disparu, lorsqu'on opère sur des li- quides contenant environ 15 0/0 de lévulose : mais la pro- portion augmente quand la solution sucrée est plus éten- due, et peut arriver à 34 0/0 du sucre disparu, quand la quantité de lévulose est seulement de 1 gr. par litre. Dans ce cas, la proportion de mannite diminue beaucoup. De plus, la proportion d'acide acétique ne reste pas con- stante pendant la durée d'une même fermentation, et di- minue lentement quand on laisse vieillir la liqueur. En d'autres termes l'acide acétique semble être ici ce qu'il est souvent, un produit transitoire, mais difficilement atta- quable par l'être qui l'a produit. L'acide lactique est quelquefois mélangé d'une petite quantité d'acide succinique. Sa proportion varie de 10 à 15 0/0 du lévulose consommé. Elle augmente à mesure que diminue la concentration de la liqueur. Elle peut monter à 28 0/0 avec des liquides ne contenant que 2 gr. de lévulose par litre. C'est de l'acide lactique inac- tif, mélangé parfois d'une petite quantité d'acide lactique gauche. Enfin l'acide carbonique, mesuré dans des fermentations dans le vide, varie de G à 12 0/0 suivant les conditions de la culture. 75. Equations du pliènomène. — Ces variations font qu'on ne peut songer à écrire l'équation de la fermen- tation. Il y en a plusieurs, et probablement chaque fer- menlation a la siouiie. FERMENT MANNITIQl E 124 Pour sortir de cette difficulté, faisons comme nous l'avons déjà fait en pareil cas : étudions une fermenta- tion de façon à connaître les poids du sucre fermenté et de tous les corps produits. Etal)lissons l'équation de cette fermentation, et disloquons-la en ses éléments consti- tuants. Voici quatre analyses de fermentations mannitiques, bor- nées à leurs éléments principaux, mannite et acides lac- tique, acétique et carbonique : I II III IV Mannile 71^8 62^9 60^0 ■ 6o,l Acide acétique i'-^A 14,9 14,6 13,0 Acide lacli(iiie 9,9 11,5 13,9 lo,0 Acide carboni(iue 6,7 10,3 1 1,3 7^ Total 101,8 99,6 99,8 100.4 Le total des produits obtenus aux dépens de 100 p. de lévulose atteint presque ou dépasse ce chiffre, bien que nous n'ayons tenu compte, ni de l'acide succinique, ni de la glycérine, ni du poids des microbes qui ont constitué leurs tissus. 11 est vrai que le lévulose n'était pas dissous dans de l'eau pure, mais dans un liquide or- ganique qui a bien pu fournir un peu de sa matière ; ces chiffres n'en laissent pas moins l'impression qu'il y a eu, pendant la fermentation, adjonction au lévulose d'un élément non pesé, et qui dans l'espèce ne peut être que l'eau. On pourrait le voir en établissant les équations particu- lières de ces quatre fermentations. Mais on peut y arriver par une autre voie. La formation de l'acide lactique et de l'acide acétique aux dépens du sucre ne comporte aucune adjonction d'eau ni aucun dégagement d'acide carbonique. L'équation de la transformation anaérobie du sucre en ces deux acides ne peut en effet être que : Pour l'acide lactique . . . C^H'^'O^ = 2C'H«0' Pour l'acide acétique . . . C^IP^O^' = 3C/H*0^' i22 CHAPITRE VII L'acide carbonique dont nous observons la production ne peut donc être rattaché qu'à la formation de la mannite. Voyons si celle-ci en a besoin. L'équation de la transformation anaérobie du lévulose en mannite est : iSG^H'^'O" + 6H-0 =r 12G*'ir*0« + 6C0= où on voit que sur 13 molécules de sucre, 12 deviennent de la mannite en prenant 24 atomes d'hydrogène, dont 12 proviennent de la 13* molécule de sucre, 12 de l'eau dé- composée, pendant que le carbone de cette 13* molécule devient de l'acide carbonique avec l'oxygène provenant pour moitié du sucre et pour moitié de l'eau. Plus brièvement, l'équation peut être décomposée de la façon suivante : Q6JJ12Q6 _^ Q^,Q ^ QQQ2 _^ JgH^ 12C«H*=0^ + 12H^ = 12C«H'♦0^ Il y a donc décomposition de l'eau dont les éléments, non pesés au départ, se trouvent pesés parmi les produits de la réaction. De là l'augmentation que nous avons soup- çonnée ou découverte. Cette augmentation est de 4,6 0/0. Le poids de la mannite dépasse de 1,1 0/0 le poids du lévulose. Dans 1 litre de liquide contenant 6 0/0 de lévulose il ne se dégage, d'après l'équation précédente, que trois litres environ d'acide carbonique, dont plus de la moitié peut rester en solution et le reste se dégager lentement par voie de diffusion. On comprend bien que les fermentations au contact de l'air ne s'accompagnent, comme nous l'avons dit, d'aucun dégagement apparent de gaz. Enfin la proportion de la mannite à l'acide carbonique, d'après l'équation précédente, doit être de deux molécules de mannite pour une d'acide carbonique, c'est-à-dire de 8,2 environ. Les rapports relevés dans les fermentations étu- diées ci-dessus sont successivement 10,6, 6,0, 5,3, 8,9. L'accord n'est pas parfait, mais il peut être troublé de FERMENT MANNITIQUE 123 deux côtés : 1° Le bacille, en se développant, donne sûre- ment de l'acide carljoniqiie respiratoire, qui se confond, dans la mesure, avec celui de la dislocation chimique ; 2° il est possible qu'une partie de cet acide carbonique intervienne dans la production de ce que nous pouvons appeler les sous-produits de la fermentation du lévulose, la glycérine et l'acide succinique. •76. Glycérine et acide succinic|.ue. — Les quantités de ces deux corps sont très faibles. Pour Tacide succinique, elles se rapprochent de celles qui sont habituelles à la fermentation alcoolique : 0,6 du sucre disparu. Pour la glycérine elles varient. Dans une expérience, on a trouvé, pour 100 p. de lévulose consommé, 1,50 gr. de glycérine dans un liquide maintenu neutre par la craie, et 0,93 pour le même liquide sans craie. Comme nous l'avons vu dans le tome III, la meilleure manière de comprendre la for- mation de la glycérine et de l'acide succinique est de considérer ces corps comme formés indépendamment l'un de l'autre par les réactions ; 7C*'H»^'0'^ + 6H^'0 = 12C' tPO' + 6C0- pour la glycérine, et : 7C^H' 0« ^ 6C0^ = 12Cli«0^ -\- 6H^0 pour Facide succinique. Pour la première équation, on peut remarquer qu'elle rappelle beaucoup la formation de la mannite. La gly- cérine est l'alcool d'un sucre, comme la mannite est l'alcool d'un autre sucre. Elle est plus hydrogénée que le sucre qui le fournit, et c'est encore une décomposition de l'eau qui fournit l'hydrogène nécessaire. On peut, en efïet, écrire l'équation correspondante sous la forme suivante : QC'IVW -i- 1 2H^' = 12G^H«0=' et on retrouve alors que la première équation est la même dans les deux fermentations. IM CHAPITRE VII Pour la seconde (H|nation, le passage du sucre à l'acide succinique exige riiitervenlioii de l'acide carbonique, qui peut être emprunté à celui qui est fourni par la forma- lion de la glycérine, ou celle de la mannite dans les cas où il se forme de la mannite. Eu résumé^ nous avons là un exemple de superposition ou môme d'enchevêtrement d'actions très différentes les unes des autres, et dont chacune peut être envisagée sépa- rément et être considérée comme provenant de l'action d'une diastase. Celle qui entre en action dans la formation de la mannite et de la glycérine, et qui provoque la décompo- sition de l'eau serait une diastase hydrogénante, comme le philo thion. 77. Action du dextrose. — Le lévulose ou f/-fruc- tose, dont nous venons d'étudier les transformations est un sucre cétonique dont la formule de constitution est : H II OH CIPOH — C_C_C — CO — CIPOII i 1 I OH OH H Le dextrose, ou rZ-glucose, contient les mêmes éléments autrement groupés ; c'est un sucre aldéhydique de formule : II H OH H CH 'OH _ C _ C — C — G — COH I I I I OH OH H OH et nous allons voir que le ferment mannitique que nous étudions le traite autrement que le premier. Le lévulose n'a besoin que de rassembler deux molécules d'hydrogène autour de son groupement cétonique pour devenir de la mannite (^/-mannite). H H OH OH CH'OH — C — G _ cl — C — GII OH I I I I OH OH H H FEIUIEXT MANNIÏIQUE 125 Cette maniiite disparait absolument des produits avec le dextrose, qui se trouve en échange subir une fermenta- tion alcoolique véritable, avec production d'alcool, d'acide carbonique dans des proportions voisines de celles que donne l'action de la levure. L'acide succinique et la glycérine se retrouvent avec le glucose, le premier dans des proportions voisines aussi de celles que réalise la fermentation alcoolique. Enfm l'acide acétique et Tacide lactique persistent. En d'autres termes, tout se passe comme si le microbe, conservant ses diastases acétique, tartrique, glycérinique et succinique, perdait sa diastase mannitique, et l'échangeait contre de la zymase de Buchner pour donner de Talcool à la façon de la levure. Le fait est assez important pour mériter quelques dé- tails. Dans l'ensemble le glucose est moins facilement fer- mentescible que le lévulose. Il lui faut des miheux très riches en aliments carbonés et azotés. Il lui faut des eaux de levure très concentrées, faites par exemple avec 20 0/0 de levure, ou des bouillons à 3 0/0 d'extrait de Liebig, sans quoi la fermentation devient lente et s'arrête avant d'être terminée. Ceci est curieux. C'est comme si le mi- crobe empruntait sa matière alimentaire au liquide non sucré, et se contentait de disloquer le sucre par une sorte d'action latérale. La quantité de glucose fermenté est plus grande si le milieu est oris"inairement neutre, ou s'il est maintenu neutre par une addition de carbonate de chaux. Elle dépend aussi de l'aération. Bref, elle semble un peu capricieuse comme toutes les actions microbiennes qui ne marchent pas toutes seules, en vertu d'une adaptation par- faite entre le microbe et l'aliment. 78. Variations des produits. — La proportion des produits n'est pas moins variable. Le rendement en alcool varie de 20 0/0 à 30 0/0, c'est-à-dire correspond à des proportions de dextrose de 40 à 60 0/0. L'acide lactique est plus abondant qu'avec le lévulose : c'est toujours de 126 CHAPITRE VÎI l'acide lactique inactif avec une très petite quantité d'acide gauciie, mais sa proportion est variable, de 25 à 45 0/0, suivant les conditions de culture. L'acide acétique, qui est toujours débarrassé d'homologues supérieurs^ est moins abon- dant qu'vec le lévulose, mais sa proportion est toujours variable suivant le milieu, de 6 à 12 0/0 du glucose dis- paru. Dans une même culture, étudiée à diverses époques, on constate que le rendement en acide acétique du sucre qui a disparu depuis l'essai précédent va en augmentant, pendant que le rendement en acide lactique diminue, ce qui conduit à penser que l'acide lactique est peut-être dédoublé ou oxydé de façon à donner de l'acide acétique. C'est un fait que nous rencontrerons à propos d'autres mi- crobes et que nous étudierons alors de plus près. Quant à l'acide carbonique, son volume et son poids correspondent toujours assez exactement avec ce qu'exige l'équation de la fermentation alcoolique appliquée à la quantité d'alcool fournie. Voici, comme exemple, les nombres fournis par l'analyse d'une fermentation complète de 100 gr. de glucose : Alcool 22,72 Acide lactique 31,36 Acide acélique .... 8,56 Acide succinique . . 0.66 Glycérine 9,68 Acide carbonique.. 21,00 Poids du ferment. 2,32 96,80 L'écart à 100 est plus grand que dans les autres exem- ples donnés plus haut, bien que nous ayons compté ici le poids du ferment qui a pris naissance. Peut-être les pertes inévitables d'alcool y sont elles pour quelque chose. Mais il faut remarquer ici que nous n'avons qu'une réaction exi- geant la décomposition de l'eau, et fournissant, au compte pondéral des produits obtenus, de l'hydrogène et de l'oxy- gène que nous n'avions pas pesés au départ. C'est celle que Ferment mannitique 12? nous avons acceptée (TG) pour la formation de la glycé- rine ; comme il y a moins de 10 0/0 de glycérine pro- duite, l'augmentation de ce fait ne peut être bien sensi- ble. L'augmentation de l'acide carbonique provenant de cette dernière réaction est aussi inappréciable. Le rapport de l'alcool à l'acide carbonique dans les résultats ci-dessus est de 1,08, celui qui correspond à l'équation de la fer- mentation alcoolique étant 1,04. 79. Action du sucre inteiverti. — Les différences que nous venons de relever entre le dextrose et le lévu- lose donnent de l'intérêt à ce qui se passe quand on offre au microbe du sucre interverti, qui contient ces deux hexoses séparés et en proportions égales, ou encore du moût de raisin. L'expérience apprend que le lévulose est atteint le pre- mier. Le ferment mannitique a donc un pouvoir électif, comme la levure de bière, mais plus prononcé. De plus, les deux sucres paraissent se comporter chacun à sa façon. Le lévulose donne de la mannite, le glucose donne de l'alcool. L'acide acétique est toujours de l'acide acétique pur, l'acide lactique conserve ses caractères. Bref, les deux sucres se comportent comme s'ils étaient seuls. Cela ne laisse pas que d'être curieux. Il faut bien, en effet, se garder de dire qu'on aurait pu prévoir ce fait. Qu'un même mi- crobe, lorsqu'on lui fournit deux aliments différents, ne se comporte pas de même, alors même que les différences entre les deux aliments nutritifs sont de l'ordre stéréo- chimique, c'est ce qu'on peut comprendre facilement : en somme, ce sont deux fermentations, peuplées d'individus de la même espèce, mais nourris différemment, et donnant naturellement dès lors des produits différents. Mais dans l'expérience du ferment mannitique avec le sucre interverti, ce n'est pas seulement l'espèce qui est la même, ce sont les individus qui sont les mêmes aussi. Il est difficile d'ad- mettre qu'ils se partagent la besogne, la moitié ne s'occu- 1^8 CIlAriTPvK VU paiit que du lévulose, Tautre uioilié du glucose. L'alimen- tation de chacun des bacilles esl évidenimeut mixte, et c'est dans le même être que le lévulose et le dextrose suivent chacun leur loi, sans répercussion d'un mode de nutrition sur l'autre. Cette idée apparaît plus simple lors- qu'on fait intervenir les diastases : il semble naturel que chaque diastase, une fois produite, accomplisse sa mission. Mais ce qui reste surprenant dans cette hypothèse, c'est que chacun de ces deux aliments, chez le même individu, produise librement la diastase qu'il produit lorsqu'il est seul. 80. Action du sucre neutre. — On désigne sous ce nom un sucre formé par un mélange de glucose et de lévulose dont les pouvoirs rotatoires, égaux et de sens in- verse, s'annulent exactement. On ne sait pas bien ce que sont ces sucres. Dans tous les cas, dans l'expérience avec le ferment mannitique, l'élément lévogyre est attaqué plus facilement que l'élément dextrogyre et fournit aussi de la mannite. 81. Action du galactose. — Le ^/-galactose employé a pour formule stéréochimique H OH OH H aPOH - G — C — C — C — COH I I 1 I OH H H OH et ne ditïère du (^/-glucosc que par le retournement d'un de ses chainons. Il se comporte comme lui. Voici les résultats de l'analyse d'un liquide de fermentation de 100 gr. de galactose : Alcool 2o,ri8 Acide tarlrique 3'(,80 Acide acétique 8,70 Acide succinique 1 00 Glycérine 9 00 Acide carbonique 21,77 100,83 il ne se forme pas de mannite. FERMENT MANNIÏIQUE 120 82. Action du mannose. — La formule stércochimi- que de ce Cette comparaison de propriétés semble dissocier com- plètement les deux espèces. Mais juste à ce même moment, ou à peu -près, avec des cultures comparatives sur les mêmes milieux faites avec un coli bacille et un bacille typhique, tous deux cultivés à Gand depuis longtemps. MM. Van Ermengem et Van Laèr trouvèrent des résultats un peu différents : avec du saccharose, leur coli-bacille donnait de l'acide lactique inactif et avec la glycérine de l'acide lactique gauche ; avec le glycose le coli-bacille et le bacille typhique donnaient tous deux de l'acide lactique gauche. Nous allons retrouver tout à l'heure le chapitre des contradictions, mais on devine combien elles étaient troublantes à l'époque où elles se sont produites. 105. Action sur les substances albuminoïdes. — Nous devons auparavant dire un mot d'une autre catégorie, non encore visée, de réactions distinctives. Nous avons vu (]ue le bacille de Friedlaender est un ferment des matières azotées aussi bien que des matières hydrocar- bonées, ce qui veut dire qu'il se multi])lie aussi facile- ment dans des milieux ne contenant que de la matière albuminoïde que dans ceux qui ne contiennent que des sucres additionnés de sels minéraux et d'un composé ammoniacal. Le bacilhis coli et le bacille typhique sont dans le même cas, et dès lors une nouvelle voie, un peu difficile il est vrai, s'ouvre à la recherche. On peut, en effet, mettre ces bacilles en demeure de choi- sir, en leur offrant à la fois du bouillon et du sucre. Si c'est aux matières azotées du bouillon qu'ils s'attaquent surtout, on en sera averti parce que le liquide deviendra alcalin. L'ammoniaque est en elfet le terme déhnitif de la destruction de la matière albuminoïde. Si au contraire, c'est le sucre qui est attaqué, il y aura de l'acide pro- duit. Si sucre et bouillon sont utilisés à la fois, la réac- tion dépendra de celui des deux qui subira l'attaque la plus profonde. i(i() ciiAPiTRr: IX Do ce côté, les conditions de coniparabilité de l'expé- rience deviennent étroites quand on veut comparer deux bacilles voisins, et on s'cxplicjuc h l'avance toutes les con- tradictions. C'est ainsi que pour Brieger le bacille typliique alcalinise, tandis qu'il acidifie, pour M. Pétruschky, ses bouillons de culture, ('/est ainsi encore que pour Kle- nienscievicz, il acidifie le bouillon, comme le bacille du côlon, mais avec une énergie moindre. Kitasato avait indiqué une réaction qu'il croyait parti- culière au b. co/i. En ajoutant une trace d'acide nitreux ou de nitrite de potasse et d'acide sulfurique h une cul- ture de ce bacille, on obtient une teinte rouge que Salkowski a caractérisé comme étant celle de l'indol. Le bacille typhique ne donne pas cette réaction. Mais Chan- temesse l'a retrouvée avec de vieilles cultures de ce bacille, et Baginski ne la pas obtenue, même pour le bacille du côlon, dans un milieu qui contenait à la fois de la peptone et du sucre de lait. Comment explitjuer ces contradictions, tant colles qui sont relatives à la fermentation des matières liydrocarbo- nées que celles qui ont rapport à l'action sur les matiè- res azotées ? La première question à nous poser est évi- demment de savoir si ces difterences sont foncières et irréductibles, ou bien si elles sont contingentes et passa- gères. Leur signification sera évidemment très dilférente dans les doux cas. 106. Action sur les substances hydrocarbonées . — Examinons d'abord pour cela les actions du />. co/i et du bacille typliique sur les substances ternaires. En envisa- geant en gros les résultats, on trouve ceci. Le h. coli attaque très facilement le glucose en solution additionnée de carbonate de cbaux, plus difticilement le lactose, plus difiicilement encore le saccbarose. 11 se forme de l'alcool, de l'acide acétique en quantité d'autant plus grande que la vie est plus anaérobio. Il y a alors pou d'acide lac- BACILLES DU COLON ET BACILLES TYPIIIQUES 107 tique, tandis qu'il y en a beaucoup plus quand l'accès de l'ail' est facile. Le saccharose semble se transformer sans s'intervertir, car le liquide ne réduit à aucun moment la liqueur de Fehling. Le bacille d'Eberth fait fermenter assez facilement le glucose, le lévulose, le galactose, l'arabinose, il n'atta- que pas le lactose et le saccharose en solution neu- tre ou alcaline, ce qui veut dire qu'il ne les dédouble pas. Mais si le saccharose est en solution acide, par exemple en solution dans du bouillon, il y a attaque, soit que Tacidité du liquide suffise à intervertir le saccha- rose, soit qu'elle permette la sécrétion de sucrase. On peut donc avoir, dans des conditions en apparence les mômes, des résultats différents, qui pourtant, étudiés de près, ne sont pas contradictoires. Quoi qu'il en soit, la fermenta- tion du saccharose est toujours très lente, celle du lactose l'est encore plus. Entrons maintenant dans le détail, et étudions la nature de l'acide lactique formé. On sait qu'il y a dans l'acide lactique CH'.CHOILCO-lrl un atome central de carbone dissymétrique, qui permet de concevoir théoriquement l'exis- tence de 3 acides de cettte formule, les acides droit et gauche et le racémique correspondant. Le schéma suivant construit sur les mômes données que celui de l'acide glycérique (66J, donne une image nette du groupement moléculaire. Acido lacH(iuo inactif - CHOH CHOH COOH i]OOH Acide droit Acide gauche L'acide lactique inactif par compensation est celui qui est d'ordinaire fourni par les fermentations lactiques. L'acide gauche est celui que nous avons fréquemment 168 CIIAPITRK IX rencontré clans les fermentations avec le bacille de Fried- laender ; l'acide droit est l'acide du suc musculaire ou acide sarcolactique. En dehors de ces trois acides, il en existe encore un quatrième de constitution un peu diffé- rente, l'acide étliylénolactique ou hydracrylique CHOH. CH-.CO"li qui ne possède plus d'atome de carbone dis- symétrique et qui est inactif. La formation d'un de ces acides, à l'exclusion des au- tres, serait un acte de vie protoplasmique à la fois très délicat et très important, si elle restait constante. Elle en- trerait comme élément de premier ordi'e dans la caracté- ristique de chaque microbe. Examinons, avec M. Péré, si cette constance se réalise. lO*?. Expériences de M. Féré. — M. Péré a exa- miné comparativement à ce point de vue : 1" Un bacille typhique T retiré d'une rate typhoïdique ; 2" deux bacilles du colon C et G' retirés, l'un des selles de l'homme, l'autre des excréments de cheval ou de lapin ; 3" un microbe lactique F retiré d'un fromage de Brie. Tous ces microbes, en outre de leurs propriétés particu- lières, qui leur assurent leurs places dans trois groupes diflerents, ont, comme propriétés communes, d'attaquer le glucose en donnant de l'acide lactique gauche, et nous avons à nous demander si cette fonction est constante chez eux. Changeons pour cela l'aliment azoté. Cet acide lactique gauche se forme, pour tous, quand le milieu sucré ne contient que des sels ammoniacaux comme source d'azote. Mais en sulîstituant de la peptone aux sels ammoniacaux, on trouve que T et C continuent à donner de l'acide gauche, tandis que C et F donnent de l'acide droit. Le groupe du b. coli se partage donc en deux. La différenciation qui apparaît entre les deux groupes reste la môme si on ajoute à la culture des sels de potasse, et même si l'on remplace par de la syntonine ou BACILLES DU COLON ET P.ACILT.ES TYPTTIOUES 109 du bouillon une certaine proportion de peptone. Chacun de ces groupes peut, à son tour, subir une dissociation nouvelle. Le bacille C donne d'autant moins d'acide lactique que Ton augmente davantage la proportion de peptone, et n'en donne plus quand on arrive au chiffre de 40 gr. par litre. De 25 0/0 environ, le rendement du sucre en acide lactique tombe à zéro. Au contraire, le bacille typhique F donne toujours de l'acide lactique, quelle que soit la richesse du milieu de culture en azote. Passons maintenant au second groupe. Avec 12 gr. de peptone par litre, le bacille C ne fournit pas de lacido droit pur, mais un mélange des deux isomères, où l'acide droit domine d'autant plus que les conditions de culture ont été plus favorables. Quand on force la proportion de peptone, on arrive, comme pour C, à n'avoir plus d'acide lactique ni de corps doué de pouvoir rotatoire. De plus, dans une môme fermentation, la constitution du mélange des deux isomères varie : pendant la première période,, qui est la plus active, c'est la proportion relative d'acide droit qui est la plus élevée ; à la fin de la fermentation, où la vie est plus pénible, c'est l'acide gauche. On s'ex- plique ainsi que cet acide se forme seul quand il n'y a pas d'autre source d'azote que les sels ammoniacaux. De son côté le microbe F fait de l'acide droit sensiblement pur, et reste indifférent aux variations sur- venant dans son liquide de culture. Il se distingue donc du précédent avec certains milieux, tandis qu'avec d'au- tres il lui ressemble. En résumé, l'action de ces quatre bacilles sur les solutions glucosées peut s'écrire de la façon suivante, en désignant par d et g les acides lacti- ques droit ou gauche formés Glucose avec sels amnion g g g § Glucose-f-'12gr. peptone p. litfc. g g tlg tl Glucoso -[- iO gr g d 170 CHAPITRE IX et ces quatre bacilles qui, à la lecture de la première ligne, semblent identiques, apparaissent, quand on est ar- rivé à la dernière, tous dill'érents. Voyons maintenant ce qu'ils donnent avec d'autres sucres que le glucose. Sur les quatre, trois, T, C et F se sont comportés avec tous les sucres comme avec le glucose, mais en conservant leur individualité. Ainsi T et C ont continué à donner de l'acide gauche, tant en présence de la peptone que des sels ammoniacaux. F a de même donné de l'acide droit en présence d'une quantité suffisante de peptone^ avec les akloses : dextrose, galactose, mannose. Il en donne aussi avec les cétoses, telles que le lévulose, qui est un corps gauche, de même que nous venons de voir le glucose droit donner un corps gauche. Il se comporte de la même façon avec Tarabinose. A aucun moment, la solution de saccharose ne réduit avec lui la liqueur de Fehling. En somme, avec ces trois microbes, la nature de lacide produit dépend en première ligne, non du sucre, mais de la quantité et de la nature de l'azote présent dans le milieu nutritif. Le coli-bacille G' se comporte autrement. Il fait fer- menter à peu près avec la même vitesse, lorsque les con- ditions de fermentation sont d'ailleurs identiques, les trois aldoses dextrogyres, le dextrose, le galactose d et le mannose d ; mais en donnant des acides lactiques diffé- rents, droits avec le dextrose, gauches avec les deux au- tres. Il y a donc en quelque sorte interversion de la fonction microbienne. La mannite s'est comportée comme le mannose ; Tarabi- nose a donné un mélange des deux isomères avec excès d'acide lévolactique. Les sucres en C' ont fermenté sans transformation ap- parente en glucoses : le sucre de lait a donné de l'acide lactique sensiblement inaclif, et le sucre de canne un léger excès d'acide dextrolactique. Chez ce coli-bacille, la fonction productrice des acides BACILLES DU COLON ET BACILLES ÏYPHIQUES 171 lactiques actifs ne semble donc pas sous la dépendance exclusive de la nature et de la quantité de l'azote nutri- tif ; elle est aussi, dans une certaine mesure, sous la dé- pendance du sucre mis en fermentation. Sans doute, ces don- nées sont trop incomplètes pour préciser les relations qui peuvent exister entre la structure stéréochimique des sucres générateurs et celle des acides lactiques formés ; mais une notion s'en dégage clairement : c'est que toutes les matiè- res sucrées, quels que soient leur poids moléculaire et leur pouvoir rotatoire, leur fonction chimique et leur structure, sont propres à engendrer des corps droits, gauches et inac- tifs par compensation, suivant la qualité du ferment et sui- vant la composition du liquide de culture. En résumé, l'étude de l'action sur les sucres ne nous a pas révélé de différences topiques entre le bacille du côlon et le bacille d'Eberth. A mesure que nous l'exami- nions de plus près, la barrière se déplaçait et devenait de plus en plus incertaine. Nous devons nous en tenir à cette notion générale que le bacille typhique est, dans l'ensemble, un ferment moins actif que le bacille du côlon. Le dernier fait fermenter activement les glucoses et les saccharoses en solution peptonée, tandis que l'autre, dans le même milieu, ne fait pas fermenter les saccha- roses. La meilleure manière de les distinguer est celle qu'ont proposée MM, Chantemesse, Perdrix et AVidal. C'est d'ensemencer dans une solution de lactose additionnée de peptone et de carbonate de chaux ; le premier seul s'y montrera actif. On peut remplacer le sucre de lait par le sucre de cannes. Mais cette différence, qui résulte de la sécrétion ou de la non sécrétion d'une diastase, n'est pas foncière, et ne peut servir de caractère spécifique. 108. Action sur le lactate de chaux. — Nous arri- verons à peu près à la même conclusion en étudiant l'action sur le lactate de chaux. Nous avons vu que divers membres du grou]ie du bacille de Friedlaender pouvaient 172 CHAPITRE IX fairc i'eiMncutcr le lactatc de chaux en donnant du carbo- nate de chaux dans une combustion intérieure. M. Péré a ensemencé com{)at'ativement, dans une ou deux des solu- tions suivantes, A Lactate (ou succinate) d'ammon 20 gr. p. litre. Phosphate de potassse 2,50 » Pliosphale de soude 2.50 » Sulfate de ma£fué.sie 1 ,23 » Chlorure de sodium t ,25 » B Lactate (ou succinate) de soude 20 gr. ]). litre. Phosphate double d'amm. et de soude. . 5 » Sulfate d'ammon 2 » Phosphate de polass? neutre 1 » Sulfate de magnésie 1 » Chlorure de sodium 4 » quatre bacilles du côlon authentiques et un bacille ty- phique provenant du laboratoire de Flnstitut Pasteur. No- tons que ce bacille typhique, qui donnait sur pomme de terre la culture typique, se cultivait l)ien dans le lait, qu'il ne coagulait pourtant pas, même après plusieurs semaines, et ne donnait pas dindol dans le liouillon peptonisé. Tous ces microbes rendent active la solution de lactate primitivement neutre, et attaquent de préférence la molécule droite. Nous retrouverons bientôt, à propos de l'acide lactique, l'étude plus serrée de cette question. Pour le moment on voit qu'on ne peut encore tirer aucun ca- ractère distinctif de l'action des deux bacilles sur lactate de chaux. Voyons si nous serons plus heureux en nous tour- nant du côté des aliments azotés. 109. Action sur les aliments azotés. — Nous sa- vons que les deux espèces peuvent se contenter de sels ammoniacaux comme source d'azote, lorsqu'elles ont à leur disposition un aliment hydrocarboné convenable ; elles BACILLES DU COLON ET BACILLES TYPIIIQUES 173 se comportent aussi de même vis-à-vis des aliments qua- ternaires auxquels elles peuvent emprunter tous leurs élé- ments. M. Péré les a ensemencées comparativement sur divers milieux, qu'il a variés de son mieux : albumine d'œuf naturelle, syntonines, peptones, etc. Les deux espè- ces se sont développées à peu près également bien par- tout, sauf dans l'albumine d'œuf diluée dans l'eau. De ce côté-là, par conséquent, les différences, si elles existent, sont très peu apparentes. Nous savons aussi que les deux êtres se développent dans le bouillon : mais ici commencent les divergences ou, pour mieux dire, les contradictions. Pour les uns le mi- crobe acidifie et pour les autres il alcalinise ce milieu de culture. Il se peut qu'il y ait là une influence du temps : on sait par MM. Roux et Yersin que le bacille diphtéri- que acidifie le bouillon dans les premiers jours de la cul- ture, et qu'il l'alcalinise à la fin à cause de la prédominance de l'ammoniaque. M. Péré a vu que le cas était le même pour le bacille du côlon et le bacille typhique. Ici en- core, l'acide du début et l'alcali de la fin ont des origi- nes différentes. L'acide provient des matériaux ternaires du jus de viande, parmi lesquels on trouve des sucres. L'alcali provient de la matière albuminoïde elle-même. Suivant que les éléments ternaires et cjuaternaires présents dans le bouillon sont plus ou moins assimilables ou plus ou moins abondants, on peut avoir au début une acidité plus ou moins persistante, aboutissant toujours à l'alcali- nité. Le temps n'est donc pas seul à jouer un rôle ; il y a une influence des matériaux présents dans le bouil- lon, qui dépendent, à leur tour, de la nature de la viande et de son degré de maturité au moment de la cuisson. IIO. Action sur les peptones. — Quand on intro- duit des peptones dans le bouilloU;, on augmente encore la complication du phénomène. On sait que, dans ces cou- 174 CIIAPITRI': IX ditions, il se l'orme de l'indol, dont on peut révéler la présence en traitant le li(juidc de culture par 20 i^outtes d'une solution d'azotite do potasse à 0,2 gr. par litre et par quelques gouttes d'acide sulfurique étendu. On observe une teinte rosée d'autant plus vive qu'il y a plus d'indol. Cet indol est un produit de dégradation de la matière alhuniinoïde, d'autant plus abondant que celle-ci est plus profondément attaquée. Comme la peptone est un aliment plus favorable à nos deux microbes que les syntonines, c'est avec la peptone que l'on trouve le plus d'indol. Mais il peut y en avoir avec des matières albuminoïdes plus facilement attaquables cjue l'albumine ordinaire, si le microbe a eu le temps d'agir. De ce côté-là encore, il n'y a rien d'absolu, et toutes les combinaisons sont pos- sibles. Sur pomme de terre nouvelle, le bacille du côlon ne fournira pas d'indol, par exemple, tandis qu'il en four- nira sur le tubercule vieux, parce que ces. deux tuber- cules, au regard du microbe, ne sont pas les mêmes, et ces différences sont corrélatives des différences que nous avons signalées dans l'aspect des cultures. On peut même prévoir une sorte d'antagonisme entre la production de l'indol et la présence des sucres, ou plutôt de certains sucres. Si on ensemence le bacille du côlon dans une solution contenant o 0/0 de lactose, 2 0/0 de peptone et la «juantité voulue de carbonate de chaux, on constate que la production de l'indol est lente, parce que le microbe ne commence à toucher à la matière albumi- noïde qu'après avoir d'abord attaqué le sucre. On constate la formation d'indol lorsque la liqueur de Fehling ne décèle plus de sucre. Ceci nous indique quel est le degré de confiance qu'on peut ajouter à l'épreuve diagnostique qui consiste, quand on veut savoir si on a affaire à un coli-bacille ou à un bacille typhique, à ensemencer dans une solution de pep- tone pancréatique, pure ou additionnée de phosphate de potasse. lîACILLES DU COLON ET BACILLKS TYPIIIQCES 175 Après nn ou deux jours do culture à 36", on ajoute pour 10 ce. de liquide 1 ce. de la solution d'azotite de potasse et 5 à 6 gouttes d'acide sulfurique pur. Les cul- tures du h. coJi cummunls prendront une belle teinte rouge, tandis que celles du bacille typhique ne montre- ront aucun chang-ement de couleur. 11 est clair que l'épreuve peut être intéressante à faire, mais qu'elle est im- puissante à fournir un caractère spécific^ue, et que la bar- rière entre les deux espèces est sur ce point aussi indé- cise que partout ailleurs. 111. Action des antiseptiques. — Cherchons enfin une dilierenciation des deux microbes au point de vue de leur résistance aux antiseptiques. En cherchant un milieu permettant de cultiver le bacille typhique et non pas le bacille du côlon, M. Chantemesse a montré que le pre- mier résistait mieux que le second à Faction de l'acide phénique et pouvait se développer seul sur un milieu gélatinisé auquel on avait mélangé une dose convenable de cet antiseptique. Cette méthode, modifiée successivement par Péré, Pouchet, Parietti, Frankland et Klein, peut don- ner de bons résultats et servir à séparer des germes de bacilles typhiques noyés au milieu d'une masse considéra- ble de coli-bacilles. Mais quand les germes de ces deux bacilles sont affaiblis, ils se comportent de même, et la valeur diagnostique du procédé disparait. Elsner a proposé en 1895 une gélatine au suc de pommes de terre, dans laquelle Lantiseplique était l'iodure de potassium, et qui est plus différentielle que la gélatine à l'acide phénique : elle a permis en effet de retrouver facilement du bacille typhique là où aucune des méthodes précédentes n'en gnalait. Mais cette méthode est peu sûre, d'abord à SI cause des changements de propriétés des bacilles typhiques, puis parce que la gélatine d'Elsner, faite au moyen d'une décoction de pommes de terre dont la composition n'est ITfi CIIAPITRK IX pas constante et dont racidité varie, a une composition variable suivant les lieux et suivant les saisons. 112. Gélatine de Qrimbert. — Grimbert, qui a fait en 1891) le procès de cette gélatine, a proposé une gé- latine chimique de composition constante. Dans un litre d'eau distillée, on dissout : Maltose 1 Amidon soluble 2 Asparaginc 2 Phosphate neutre de potassium. 2 Sulfate de potassium 2 Sulfate de mastnésium 2 Bimalate d'ammoniaque 2 Carbonate de maenésie 2 '&' et avec le liquide obtenu, on fabrique une gélatine telle que 10 ce. soient neutralisés avec 5 ce. d'eau de chauw La valeur nutritive de cette gélatine n'est peut-être pas assez grande pour revivifier des bacilles ty})hiques affai- blis, mais elle vaut mieux que les précédentes. Enfin tout récemment, M. Rémy a pi'oposé une gélatine qu'il jug'e encore supérieure et dont la formule est un peu dif- férente. 113. Gélatine de Rémy. — Dans un litre d'eau dis- tillée, on introduit : Asparagine 6,00 Acide oxalique 0,50 Acide lactique 0,15 Acide citrique 0,15 Phosphate bisodique .5,00 Sulfate de magnésium 2,50 Sulfate de potassium 1,25 Chlorure de sodium 2,00 Peptone de Witte ou de Grublcr. 30,00 Tous ces produits, sauf le sulfate de magnésium, sont dissous dans l'eau et cliautfés à 1 autoclave sous pression BACILLES DU COLON KT BACILLES TYPHIQUES 177 pendant un quart d'heure, puis le liquide est jeté bouil- lant dans un autre matras contenant de 120 à 150 gr. de gélatine; on agite pour dissoudre et on ajoute de la soude jusqu'à alcalinisation légère. On chauffe à l'autoclave à 110'^ pendant un quart d'heure, puis on acidifie avec une solution demi-normale d'acide sulfurique jusqu'à ce qu'il y ait environ 0,5 gr. de cet acide libre par litre. Après agitation on remet à 100° pendant 8 à 10 minutes^, puis on filtre ; on vérifie l'acidité ; quand on est arrivé au nombre voulu, on introduit le sulfate de magnésium, et on stérilise comme on le fait pour la gélatine ordinaire. Au moment de l'emploi, dans chaque tube, contenant 10 ce. de cette gélatine, on introduit 1 ce. de solution de lactose à 35 0/0 et 0,1 ce. d'une solution phéniquée à 2,5 0/0. Cette gélatine a servi à Remy à revivifier des bacilles typhiques affaiblis qui, par les autres moyens connus^ se- raient restés confondus avec des bacilles du côlon. Elle semble donc plus différentielle que les autres. Faut-il la considérer comme devant échapper au sort commun de toutes les gélatines précédentes. Sûrement non, car M. Re- my avoue lui-même que toutes les gélatines ne donnent pas les mêmes résultats. Ce qui veut dire au fond que la sensibilité des microbes au changement dans leur milieu de culture est supérieure à celle des chimistes. Arrivés à cette conclusion, il n'y a plus d'étude possible, car le repère extérieur manque, puisque c'est le bacille qui doit faire à la fois la demande et la réponse, 114. Action des sérums agglutinants. — On a natu- rellement essayé d'appliquer à la différenciation des deux bacilles du côlon et de la fièvre typhoïde les faits révélés au sujet de l'agglutination. On sait que lorsqu'on injecte d'une façon assez rég-ulière à un animal une culture d'un bacille pathogène, le sérum qu'on peut retirer, au bout d'un certain temps, du sang de l'animal inoculé, jouit de la 12 178 C11AIMTKK]_1X propi'iétc de pouvoir agglutiner les cellules de ce microbe. Mélangé en proportions très faibles, variables du reste, mais parfois infinitésimales, dans une culture où les ba- cilles sont régulièrement répartis dans la liqueur, il pro- voque la formation d'amas plus ou moins enchevêtrés, entre lesquels le liquide est privé de bacilles. Si un animal inoculé avec le bacille d'Ebertli donnait un sérum capable d'agglutiner seulement les cultures du bacille d'Eberth, et pas celles du bacille du côlon, et inversement, il est clair que l'on aurait un argument sérieux pour différencier les deux bacilles, et même pour les éloigner physiologiquement Tun de l'autre. Malheureu- sement il n'en est pas ainsi. Achard et Bensaude, les pre- miers, et, après eux, un grand nombre de savants, ont vu que divers échantillons de bacilles d'Eberth sont très inéga- lement agglutinables vis-à-vis d'un même sérum, qu'un même bacille peut, d'un autre côté, se comporter de façons différentes vis-à-vis de sérums en apparence tout pareils, et enfin qu'il y avait des agglutinations authentiques dans des affections non typhiques. On a vu aussi des cas de fièvre typhoïde authentique dans lesquelles la séroréaction faisait défaut, de sorte qu'il n'y a pas sur ce sujet de proposition qui ne se heurte à une proposition contradictoire* Enfin M. Remy, dans nne étude spéciale sur ce sujet, con- clut que l'absence de sensibilité d'un bacille vis-à-vis des agglutinines du sérum d'un typhique ne permet pas de rejeter ce bacille du groupe des typhiques, et d'un autre côté qu'il peut y avoir des bacilles typhiques authenti- ques qui ne sont pas agglutinés par du sérum typhique. De sorte que, en résumé, cette étude des antiseptiques et des sérums agglutinatifs aboutit à la même indécision que l'étude physiologique des fermentations. 115. Résumé. — En résumé, nous voyons qu'une étude attentive rapproche les uns des autres et fond même quelquefois ensemble des groupes qu'on a long- BACIT.LES DU COLON KT BACILLES TYPHIQUES 179 temps considérés comme séparés et distincts. Tels sont dans notre cas les bacilles capsulés du type Friedlaender, le hacillus lactis aerogenes de Escherich avec ses bacilles satellites, le hacillus coli communis d'Emmerich et d'Esche- rich, et même le bacille typhiqiie. Cette association avait été proposée en 1894 par M. Wilde, qui ne l'avait appuyée que de preuves tirées de l'aspect des cultures : on voit qu'elle a des racines physiologiques profondes. Cela ne veut pas dire que ces bacilles sont identiques, mais seulement que les propriétés par lesquelles on a cherché longtemps à les distinguer n'ont aucune valeur probante, parce qu'aucune d'elles n'est tranchée. L'éducation peut les faire varier chez les descendants authentiques d'une même celulle, lorsqu'on les soumet à des conditions diffé- rentes de culture, autant qu'elles varient entre les représen- tants de deux espèces considérées comme dilférentes. Nous allons voir bientôt que, à ce groupe déjà complexe, vient naturellement se joindre la tribu nombreuse des ferments lactiques. Mais nous avons daborcl a étudier les ferments butyliques de Duclaux et de Beyerinck. BIBLIOGRAPHIE Emmerick, Deutsche med. Woch, 1884, n" 50. Esc.heru:h, Die Darmbacterien des Sauglimjs, Stuttgard. 1886. 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Elsner, Centralbl. f- Bact- und Paras, 1893- Remy, Ann. de l'Institut Pasteur, 1900, n"» 8 cl 11, et 1901, u» 2- CHAPITRE X FERMENTS BUTYLIQUES Les divers chapitres de ce livre ont pour objet non pas tant de résumer les histoires particuUères des bacilles aux- quels ils se rapportent que de faire concourir toutes ces histoires à l'établissement d'une physiologie générale, impli- quant l'abaissement ou la disparition des barrières trop hâtivement placées, au début des études_, entre les diverses espèces. Le chapitre que nous consacrons aux ferments butyliques va nous montrer l'inanité physiologique de la distinction entre les aérobies et les anaérobies, si souvent employée comme moyen de classification. Nous allons, en outrCj voir réapparaître, dans Thistoire de ces êtres, des traits connus, sur lesquels nous passerons rapidement. 116. i^niylobacter butylicus. — J'ai appelé de ce nom un bacille rencontré dans une fermentation de fragments de pommes de terre, et qui présente les formes ordinaires. Cylindrique lorsqu'il est jeune, il se renfle plus ou moins lorsqu'il vieillit. Au voisinage du renflement apparaît une substance colorable en bleu par l'iode, et aux dépens de laquelle semble se former une spore. Ce fait est déjà connu chez de nombreux ferments, non seulement de l'amidon, mais des sucres et d'autres matériaux tertiaires et même albuminoïdes. Beyerink a proposé, dans un travail récent, d'appeler granulobactcrs toutes les bactéries jouissant de cette propriété. Il n'y a guère de raison de donner un nom commun à des bactéries douées des propriétés les plus diverses, à moins qu'on ne cherche un terme abré- FERMENTS BUTYLIQUES 181 4 viatif pour désigner une de leurs qualités communes ; mais alors il faudrait prendre un adjectif, et pas un nom. Ensemencé à l'abri de l'air, et même dans le vide absolu, dans une solution sucrée, additionnée de carbonate de chaux, ce bacille donne une fermentation active dans la- quelle l'hydrogène prédomine beaucoup au début sur l'acide carbonique, pour diminuer à mesure que la fermentation s'avance. C'est un fait que nous avons souvent observé. Le total de l'hydrogène quand la fermentation est achevée dépasse d'ordinaire le total de l'acide carbonique dont le carbone est emprunté à la matière fermentescible, et qu'on trouve en retranchant de l'acide carbonique total celui qui provient de la décomposition du carbonate de chaux ajouté par les acides produits pendant la réaction. Cet excédent d'hydrogène ne s'explique pas par les pro- duits de la réaction qui sont : 1° l'acide acétique, dont la production théorique aux dépens du sucre, ne s'accompa- gne de la formation d'aucun gaz ; 2" Talcool butylique dont la production n'amène qu'un dégagement d'acide car- bonique; 3" l'acide butyrique qui ne peut se former aux dé- pens du sucre qu'en dégageant des volumes égaux d'acide carbonique et d'hydrogène. Nous savons que l'excédent d'hydrogène ne peut provenir que d'une combustion inté- rieure produite aux dépens de l'oxygène de l'eau Ici, comme dans les autres cas où nous l'avons rencontrée, elle accompagne le début de la vie anaérobie, et on pour- rait croire que comme elle exige une décomposition parti- culièrement difficile, celle de l'eau, elle est le témoignage qu'au commencement de la culture anaérobie, la vitalité du bacille est plus grande qu'ensuite. L'expérience suivante mon- tre que ce mode de vitalité dépend non du commencement de la vie anaérobie, mais du commencement de la fermen- tation. Si on sème du bacille dans du bouillon sucré et additionné de carbonate de chaux, contenu dans les deux branches d'un tube Pasteur, vide d'air, on constate que, dans la première, l'hydrogène, plus abondant que l'acide carbo- 182 CHAPITRE X nique au début, tombe au-dessous après quelques jours. Si à ce moment on ensemence la seconde branche avec une goutte du liquide de la première, on voit que le dé- gagement d'hydrogène dépasse tout de suite celui de l'acide carbonique. C'est le changement de milieu qui a amené le changement de l'action, et non le changement de proprié- tés du microbe, qui est arrivé dans la seconde branche exactement dans l'état de vitalité qu'il avait dans la pre- mière. 1 1 •? . Cliangeinents dans la proportion des produits de la fermentation. — Nous avons à signaler aussi, à propos de cet amylobacter, quelques-unes des propriétés que nous avons déjà rencontrées chez d'autres espèces. Km?,i la présence du carbonate de chaux rend les fermentations plus rapides et plus complètes, à cause de la saturation de l'acide butyrique qui est en général hostile, comme nous le savons, aux actions des microbes^ même de ceux qui le produisent. Malheureusement, ce microbe se rend aussi la vie difficile on produisant de l'alcool butylique, corps très antiseptique, et dont rien ne peut masquer l'action. La fermentation s'arrête donc de bonne heure avec ce bacille, lorsqu'il n'y a pas de carbonate de chaux et que les solu- tions de sucre sont un peu concentrées. Il arrive pourtant que l'alcool butylique, plus volatil en solution étendue que l'alcool ordinaire, disparaît emporté par les gaz dégagés quand la fermentation a lieu en vases clos, ou par l'évapo- ration lorsqu'elle a lieu à l'air. La proportion de l'alcool butylique par rapport aux deux acides volatils et celle des deux acides volatils entre eux varie aussi dans le courant de la fermentation, qu'il y ait ou non du carbonate de chaux. Les chilfres suivants sont ceux qui ont été relevés dans deux fermentations parallèles, portant chacune sur 1200 ce. d'une solution contenant 1 0/0 de saccharose, du bouillon Liebig et du carbonate de chaux. Le lendemain la fermentation était FERMENTS BUTYLIOUES 183 déjà active, surtout dans le ballon avec craie. A divers intervalles, on a prélevé une portion du liquide pour en faire l'étude, en laissant le reste du liquide continuer sa transformation. Les nombres trouvés pour chaque dosage partiel ont été rapportés au volume total, de sorte que les chiffres ci-dessous sont ceux qu'auraient fournis les 12 grammes de sucre mis en fermentation,, en supposant que cette fermentation ait été en totalité ce qu'elle a été suc- cessivement pendant chacun des intervalles. La marche de la fermentation est donc écrite sur le tableau. Le rapport R est le rapport moléculaire de l'acide butyrique à l'acide acétique. FERMENTATION SANS CARBONATE DE CHAUX Alcool butylique Acide acétique Acide bytyrique Rapport R, Après 4 jours. — 18 — . — 20 — . en ce. 0,22 4,10 3,86 en gr. 0,27 0,39 0,33 en gr. 0,97 0,81 0,77 2,5 1,4 1,S FERMENTATION AVEC CARBONATE DE CHAUX Après 5 jours.. . . 0,40 0,84 • 2,48 2,0 - 13 — .... 1,09 0,81 5,94 5,0 — 25 - .... 1,14 0,74 4,38 4,0 Etudions d'abord la fermentation sans craie. Nous voyons que pendant les quatre premiers jours, c'est sur- tout de l'acide butyrique qui prend naissance. Puis, du le au 13" jour, c'est presque exclusivement une fermen- tation butylique. A partir de ce moment, l'action se continue par une combustion partielle des acides volatils formés, l'acide butyrique étant brûlé un peu plus active- ment que l'acide acétique, ainsi qu'en témoigne dans l'ensemble la diminution du rapport R du 4*^ au 20" 184 CHAPITRE X jour. Quant à l'alcool, la perte constatée peut être attri- buée à l'évaporation. les deux ballons étant fermés par un tampon cl'ouate. Dans la fermentation en présence du carbonate de chaux, les phénomènes sont tout diiférents. La fermenta- tion est surtout butyrique. La proportion d'alcool reste faible. Puis, du IS*" au 25*" jour, nous voyons encore les deux acides se brûler, et, cette fois encore, l'acide butyrique plus vite que l'autre, ainsi qu'en témoigne la diminution de R du 13» au 25c jour. Cette combustion produite par le microbe se manifeste par l'apparition h la surface du liquide d'une couohe cra- quelée, irrégulière, mince, mais assez résistante, et tom- bant par grandes plaques quand on agite ; c'est du car- bonate de chaux. Voici donc un bacille qui est pour V^- ainsi dire à volonté, avec les sucres, ferment butylique ou ferment butyrique, suivant que le liquide est acide ou neutre ; qui est à la fois anaérobie absolu, puisqu'il peut se développer dans le vide, et aérobie absolu, puisqu'il peut devenir un agent de combustion, et même, comme le mycoderme du vinaigre, brûler les acides qu'il a fournis. 118. Vie anaérobie et aérobie de l'amylobacter butyri- cus. — Cette coexistence, dans un même bacille, de la vie anaérobie la plus absolue et de l'aérobiose la plus par- faite est tellement curieuse au regard des idées que nous avons maintenant, que nous devons insister sur ce double caractère, et voir si les choses marchent toujours de même. Cette fois je me suis servi de cristaux de sucre de pre- mier jet, encore colorés, que j'ai fait simplement dissoudre dans l'eau, en proportion de 1,4 0/0, avec addition de carbonate de chaux. L'expérience est résumée dans le ta- bleau suivant, construit comme le précédent. FERMEA^TS BUTYLIQUES 185 FERMENTATION A.VEC CARBONATE DE CHAUX Alcool butylique Acide acétique Acide butyrique R;i]pport R. en c. c. en gr. en gr. )rès 15 jours... traces 0,29 3,36 10 - 35 — .... 2,7 2,03 4;55 3 - 70 - .... 1,8 0,15 4,90 20 — 100 — . . . . i,s 0,0 3,40 00 Ici la fermentation du début, jusqu'au 15" jour, a été presque exclusivement butyrique, et jusqu'à ce moment, le ferment pourrait être identifié avec le fermeut butyrique de Pasteur ou les autres ferments butyriques décrits depuis. Il est vrai qu'il y a un peu d'acide acétique produit, en dehors de l'acide butyrique ; mais j'ai démon- tré que tel était le cas avec les ferments butyriques les plus usuels. Dans la seconde quinzaine de la fermentation, c'est au contraire la fermentation butylique qni a prédominé, accompagnant une production plus abondante d'acide acé- tique. Quant à l'acide butyrique, il a peu varié, et le rapport R a, par suite, beaucoup diininué. Vers le 40® jour, il ne restait plus que des traces de sucre, et, à partir de ce moment, l'action du bacille s'est surtout portée sur les produits formés pendant la première pé- riode. L'acide acétique a été brûlé peu à peu, et si com- plètement, qu'il n'en reste plus trace au 100'^ jo^^i'- L'a- cide butyrique, qui, cette fois, a été brûlé moins vite que son congénère, reste tout à fait pur, si bien qu'on pourrait croire, en étudiant la fermentation à ce moment, qu'elle a été exclusivement butyrique. On voit pourtant par quelles transitions elle a passé. Les variations dans la proportion des produits, et la superposition variable de la vie aérobie et de la vie anaérobie avec Ykge de la culture, empochent d'écrire^ une équation ayant une valeur quelconque. Force nous 186 CHAPITRE X est de nous en tenir aux équations générales de fermen- tation détaillées au chapitre IT, auxquelles il faudrait mélanger des écjuations de combustion faciles à écrire. Quant au détail, il nous échappe, tant il est compliqué. Il faut remarquer, en effet, que ce que nous en avons dit plus haut eu est seulement une forme simplifiée. Il pourrait se faire que l'acide butyrique soit brûlé comme l'acide acétique, en donnant à sou tour de l'acide acéti- que, de sorte que celui-ci pourrait augmenter pendant la vie aérobie sans provenir du sucre encore pressent, et comme produit d'une combustion ménagée de l'acide butyrique déjà formé. Nous trouvons ici le premier exemple net des difficultés d'interprétation que nous ren- contrerons plus tard, quand nous nous préoccuperons des espèces aérobies. 119. Action sur les divers sucres ou les divers amidons. — Ce que nous venons de dire jette quelcjue défaveur sur les résultats de la comparaison des pro- duits fournis par des sucres divers. Faite dans des conditions en apparence identiques, cette comparaison peut n'être pas tout à fait valable, car la fermentation_, par sa marche elle-même, amène des conditions nouvel- les qui ne sont pas nécessairement identiques et peu- vent influencer le résultat. On trouve, en effet, c[ue deux expériences simultanées, faites dans des conditions aussi comparables que possible, sur le même sucre, ne sont jamais identiques. Mais les variations ne sont jamais aussi grandes que lorsqu'on met en comparaison deux sucres divers. Les expériences suivantes ont été faites avec des solutions contenant environ 6 0/0 de sucre et en présence de craie. Elles ont été arrêtées aussitôt que le liquide s'est éclairci. Il y restait dans toutes un peu de sucre qu'on a dosé^ et on a rapporté les résul- tats à 100 gr. de sucre disparu. Les acides volatils sont évalués en acide acétique. FERMENTS BUTYLIQUES 187 Alcool liiityl. Acide volatil Rapport H. en cc_ en grammes Saccharose. Maltose Lactose. . . . 28 10 0,8 40,5 7,2 0,9 15 21 4.2 Le saccharose fermente sans subir, au préalable, Finter- version. C'est une ressemblance de plus avec le bacille de Grimbert. Quant aux amidons, ils présentent entre eux des variations de même ordre que les sucres. Voir, pour le montrer, les chitTres fournis par l'étude de six fer- mentations faites avec de l'amidon de riz, du tapioca et de la semoule, avec et sans carbonate de chaux. La disposition du tableau est la même que pour le précé- dent. On y a, en outre, signalé la présence ou l'absence d'acide lactique. Riz Tapioca Semoule avec craie., sans craie., avec craie, sans craie. . avec craie. . sans craie.. On voit apparaît Alcool en Acide volatil. Rapport R. Acido lactique 13 S 12 n traces en gr. 9,3 2,0 pas 5,3 1,8 un peu S,6 4,0 pas 2,3 5,0 un peu 10,0 1,0 pas 1,4 10,0 pas re ici un produit que nous n'avions pas encore signalé avec cet amylohacter ^ l'acide lactique ; mais sa présence n'a plus le droit de nous surprendre. Faisons aussi remarquer que le rendement en acide est toujours plus grand en présence de la craie qu'en son absence. C'est un fait que nous avons déjà souvent ob- servé, en particulier avec le bacille de Grimbert. Enfin, il faut dire aussi que ces fermentations de l'amidon sont toujours plus lentes et plus incomplètes qu'avec les sucres. 130. Action sur les celluloses. — Les fermentations mises en train avec des fragments de pomme de terre 188 CHAPITRK X et de la craie sont, au contraire, d'ordinaire, très acti- ves et très rapides. Elles ont, en outre, un caractère particulier. Les fragments de pomme de terre conservent leurs formes^ et s'ils étaient coupés au couteau, leurs ang-les s'émoussent à peine, le tissu cellulaire se con- serve en apparence intact, pendant que les cellules se vident de leur amidon au point de ne plus donner au- cune coloration bleue par l'iode. Si on soumet à une fermentation nouvelle ces frag-ments, on obtient une fer- mentation nouvelle, due, sans doute, aux petites quantités de dextrine que le lavage n'a pas enlevées, parce qu'el- les étaient incluses dans des cellules closes. Mais cette fermentation est pénible et courte, et aboutit encore à un résidu inattaquable. Il y a donc dans la paroi cellulaire une partie ^ que le microbe ne réussit pas à liquéfier et par suite à attaquer : c'est une cellulose. D'autres celluloses, très tendres, résistent aussi à l'ac- tion de ce bacille : telles sont celles de l'endive, du navet, du radis, de la jeune tige de chou. Il en est de même de la gomme arabique et de la gomme de cerisier. C'est la pomme de terre qui est le meilleur aliment : avec elle, et en présence du carbonate de chaux, la quantité d'alcool butylique peut atteindre 25 à 30 0/0 du poids de l'amidon disparu. C'est un rendement indus- triel, et le bacille pourrait devenir un producteur d'alcool butylique^ si cet alcool avait un emploi. ISl. Fermentation de la mannite, de la glycérine, du lactate de chaux. — L'amidon et les sucres ne sont pas les seules substances que noire bacille puisse transformer. Il est remarquablement éclectique au point de vue de sa nutrition. La mannite fermente avec un dégag'ement gazeux abon- dant, où l'hydrogène dépasse l'acide carbonique au début et diminue à la fin, comme cela se passe avec les sucres. Les produits de fermentation sont les mêmes qu'avec les FEHiMENTS BUTYLIQUES 189 sucres, et m'ont paru tout aussi variables avec les condi- tions de la fermentation, La glycérine est attaquée sans dégagement gazeux bien apparent, lorsque l'attaque a lieu dans un ballon rempli à moitié et fermé par un tampon de coton. A la surface du carbonate de chaux du fond du vase, on trouve une couche grisâtre formée de bacilles courts, un peu tordus. La fermentation terminée, on trouve, pour 10 grammes de glycérine disparue, environ 2 grammes d'acide butyri- que et 2 c. c. d'alcool butylique. Peut-être s'est-il formé temporairement de l'acide acétique qui a été ensuite brûlé, comme dans l'expérience citée p. 185. En tout cas, on voit que notre bacille est ici un ferment butyrique pur au regard de l'acide, de même qu'un ferment butylique pur au regard de l'alcool. Le lactate de chaux fermente avec dégagement gazeux, mais sans donner du tout d'alcool butylique. Il n'y a que des acides volatils que j'ai trouvés, dans une expérience, formés d'acide butyrique mélangé de 1/12 seulement d'acide acétique, c'est-à-dire presque pur. 133. Fermentation des matières albuminoïdes. — Les diverses espèces microbiennes que nous avons étudiées jusqu'ici sont de préférence soit des ferments des substances ternaires, soit des ferments des matières albuminoïdes. Cette distinction n'est évidemment pas foncière. La levure, par exemple, le type des ferments des sucres, peut, comme nous l'avons vu dans le tome III, se développer aux dé- pens de l'albumine, et la dégrader jusqu'à en tirer des sels ammoniacaux. Mais la levure n'en reste pas moins un fer- ment des sucres, de même que le lyrothrix tenuls de mes Etudes sur If lait reste un ferment de la caséine, tout en restant capable d'emprunter son carbone à des substances ternaires. Uamijlobacter hutylicus parait ne manifester aucune prédilection, -et prospère aussi bien dans des bouillons con- tenant de l'albumine ou même de la fibrine en fragments 190 GIIAPITHK X que dans les bouillons sucrés. Le dégagement gazeux est moins abondant qu'avec les sucres, ou même est nul, en apparence. Cela permet au bacille de mener davantage la vie aérobie. Il forme à la surface une pellicule superficielle faite de bacilles entrelacés. Le liquide devient fortement alca- lin, et cela arrête l'action. Avec 10 gr. d'albumine sèche du commerce, dissoute dans 600 ce. d'eau de touraillons, qui est destinée à fournir des sels et un peu de substance hydro- carbonée, j'ai trouvé, au bout de 40 jours d'étuve, environ 1 gramme d'ammoniaque, 0,38 gr. d'acide butyrique ; 0,12 gr. d'acide acétique et un peu d'accide succinique. Il restait encore un peu de matière albuminoïdc non décom- posée, mais elle n'était pas à l'état d'albumine, car le liquide neutralisé ne précipitait plus à l'ébuUition. Avec la fd3rine les résultats sont du même ordre, mais je n'ai pas trouvé d'acide succinique. Dans aucun de ces deux cas je n'ai trouvé d'alcool. Ainsi, des trois actions physiologiques qui semblaient caractéristiques de notre bacille, il y en a une qui s'efiace_, au moins avec les deux matières albuminoïdes que nous avons étudiées, et deux qui persistent. Tel avait déjà été le cas avec le lactate de chaux. Mais on peut aussi, comme nous l'avons vu, n'en voir persister qu'une, si on change la matière nutritive ou les conditions de fermenta- tion, et comme l'acide butyrique peut à son tour être brùlé^ notre microbe, anaérobie et ferment, capable de se développer dans le vide, nous apparaîtrait alors comme un aérobie pur, exerçant des combustions aussi puissantes que les mucédinées. La vie aérobie et la vie anaérobie se superposent en proportions variables dans les fermentations mises en train à la façon ordinaire, c'est-à-dire en introduisant la semence dans un liquide contenu dans un matras bouché avec un tampon de coton. La semence se multiplie dans un milieu aéré, le desaère en y amenant un dégagement gazeux d'hydrogène et d'acide carbonique. Puis, à mesure que ce FERMENTS BUTYLIQUES 191 dégagement cesse, la vie aérobie et comburante recom- mence. C'est là ce qui fait que le rendement est varia- ble comme qualité et comme quantité. Mais on peut faire varier à son gré cette qualité et celte quantité en changeant les conditions d'expérience. Si on veut avoir surtout de l'alcool butylique, on fera fer- menter de la pomme de terre en fragments. Nous avons vu qu'alors on obtient des rendements de 25 à 30 0/0. Si on veut de l'acide butyrique, on prendra des fermenta- tions de sucre avec carbonate de chaux. Si on veut que les pertes soient réduites, on ensemencera et on maintien- dra la fermentation à l'abri de l'air. Si on veut une combustion plus profonde, on fera une culture plus en surface. 1S3. A-utres ferments Ibntyliques. — l^'amylobacter hutijlicus peut, ainsi que nous venons de le voir, être considéré soit comme un ferment butylique, soit comme un ferment butyrique. Dans ce chapitre nous n'avons qu'à l'envisager sous le premier point de vue. Comme ferment butylique, nous connaissons déjà le bacille amylozyme de Perdrix, et le bacillus orthohutylicus de Grimbert. Tous deux produisent aussi de l'acide acéti- que et de l'acide butyrique. Ils se ressemblent aussi beau- coup par leurs formes. Nous avons vu* que malgré cette ressemblance de forme et de propriétés, ils étaient très sûrement différents. YiCiinylobacter diffère aussi de chacun d'eux ; de celui de Grimbert en ce qu'il fait fermenter le lactate de chaux, de celui de Perdrix en ce qu'il est aérobie. Au point où nous en sommes, les cloisons que nous établissons ainsi ne peuvent plus être considérées comme étanches. Mais elles existent encore au moment ou j'écris ces lignes et il faut en tenir compte. Concluons donc que voilà trois bacilles ayant même forme, donnant les mêmes produits avec les mêmes corps, et qui pourtant nous apparaissent distincts. 192 CHAPITRE X Notre conclusion va ôti'e du même ordre, bien qu'un peu moins précise, si nous la comparons avec des fer- ments butyliques étudiés par M. Beyerincli, en 1893. Ces ferments ont été rencontrés dans des fermentations de farines, et Beyerinck les a considérés comme formant un même groupe, caractérisé par les propriétés suivantes : bactéries obligatoirement ou temporairement anaérobies, qui, dans l'anaérobiose complète, prennent des formes ren- flées {clostridiwn) et deviennent colorables par l'iode. En présence de traces d'oxygène, les formes sont des bâton- nets très mobiles que l'iode colore en jaune. Les spores supportent pendant quelques minutes un chauffage à 95-100". Parmi les gaz produits, il y a toujours de l'acide carbonique, le plus souvent de Thydrogène, jamais de méthane. Ce groupe auquel Beyerinck donne le nom de granulo- baclers, est, comme nous l'avons fait remarquer, assez hétérogène, puisqu'il peut comprendre des ferments des matières ternaires et des ferments des matières albumi- noïdes. 11 comprend pourtant les trois bacilles que nous venons de différencier. La question est de savoir .si les autres bacilles que Beyerinck y rattache sont aussi bien caractérisés que ceux qui précèdent. 124. Bacilles de Beyerinck. — Beyerinck décrit qua- tre formes qu'il caractérise de la façon suivante. 1° Granulobacter butylicum (peut être analogue à Vamylo- bacter I de Griiber). — C'est le ferment butylique de beaucoup de farines. Il donne avec le maltose de l'alcool butylique normal, de l'acide carbonique, de l'hydrogène, pas d'acide butyrique. C'est un pur anaérobie. Il donne plusieurs diastases, mais pas de glucase. Les spores sont grosses; les renflements épais et courts. Les colonies sur de la gélatine au moût de malt sont blanc de lait, muqueuses, et ne liquéfient pas la gélatine. 2" Granulobacter saccharobutylicum. — C'est le vrai fer- FERMENTS BUTYLIQUES 103 meut butyi'ic|iie du sucre. Il douue avec le glucose, et plus péniblemeut avec le maltosc, de l'acide butyrique de fermentation, de l'alcool butylique en proportions variables, outre l'acide carbonique et l'hydrogène. Il donne de Tamylase. Il est difficile à distinguer morphologiquement du précédent. Les fuseaux sont plus effilés, les spores et les dépôts de granulose colorable par l'iode sont plus petits. Les colonies sur gélatine au malt sont plus petites et moins visqueuses, elles ne liquéfient pas le substra- tum. 3° Granidobacter laclobutyricuni. — Il présente des for- mes renflées transformant, en vie anaérobie, le lactate de chaux en butyrate de chaux, en donnant de l'hydrogène, de l'acide carbonique, d'autres produits inconnus, mais pas de méthane. 11 perd très facilement sa puissance comme ferment, et devient alors un petit bâtonnet analogue au bacillus subtilis, conservant la propriété de décomposer le lactate de chaux et de le transformer en carbonate de chaux sans production d'acide butyrique. La forme aérobie liquéfie faiblement la gélatine, ne se transforme pas dans les espèces précédentes, ne croît pas dans les mêmes milieux qu'elles. Les formes en fuseau sont d'ordinaire courtes et épaisses, pas très mobiles, leurs spores sont petites et rondes. La coloration formée par l'iode n'est pas bleu pur, mais bleu violet. Après quelques ensemence- ments successifs, il n'y a plus de culture au contact de l'air. 4" Granulobactcr polymyxa. — C'est un anaérobie tem- poraire. Il pousse très bien au contact de l'air, mais ne donne de fermentation que lorsqu'on lui ménage l'arri- vée de l'oxygène. La forme aérobie est en bâtonnets ; la forme anaérobie en fuseaux avec peu de granulose et des spores. La culture forme un mucus assez épais. Avec le moût de bière, il y a formation dalcool butylique et d'acide carbonique ; il n'y a ni hydrogène ni acide butyrique. Le 13 19-i CHAPITRE X microbe liquéfie lentement la gélatine et secrète un peu d'amylase. Ces quatre groupes de granulobactcrs sont, comme on le voit, insuffisamment caractérisés. La preuve, c'est que rnniy- lobactcr ùiitylicus, que nous venons de décrire, pourrait appartenir à tous. Il est probable que Beyerinck a ren- contré^ dans ses expériences, cet amylobacter ou des espèces voisines, et que, ne tenant pas compte des changements physiologiques de propriétés qui pouvaient se manifester dans l'espèce rencontrée, il l'a scindée en un certain nombre d'espèces différentes, mais voisines les unes des autres. En tout cas, en ce moment^ rien n'au- torise à admettre que l'une des espèces décrites par M. Beyerinck soit distincte de l'une des espèces que nous avons successivement étudiées dans ce livre. 125. Bacillus butylicus de Fitz. — Nous avons déjà parlé de ce bacille (5*?). Si j'y reviens en ce moment, c'est pour signaler une particularité inexpliquée jusqu'ici, et que l'histoire de Vaniylobacter butylicus permet de com- prendre. Fitz avait montré que son bacillus butylicus pouvait, dans certaines circonstances, perdre son pouvoir ferment sans cesser de pouvoir se développer, et nous avons vu Beyerinck, de son côté, signaler, chez son granulobacter lactobutyricwn, un fait analogue. La chaleur, d'après Fitz, était une de ces influences qui font perdre le pouvoir ferment, corrélatif de la vie anaérobie. Des spores de bacillus butylicus^ ensemencées dans une solution de gly- cérine et d'extrait de viande, ont été chauffées à l'ébulli- tion pendant 1, 3, 6, 10, lo et 20 minutes. Les deux premiers flacons ont seuls donné un développement, et il n'y a eu fermentation que dans celui qui a été bouilli une minute. Dans une autre série d'expériences identiques, faites avec du sucre de raisin et de l'extrait de viande, il y a FERMENTS BUTYLIQUES 195 eu développement dans les quatre premiers flacons. Il n'y a eu fermentation que dans ceux qui avaient été chauffés une et trois minutes, il n'y a eu que développement du bacillus, sans fermentation, dans ceux qui avaient été bouillis six et dix minutes. Il n'est môme pas nécessaire, comme nous allons le voir, de chauffer à l'ébullition pour détruire le caractère ferment. Deux ferments, ensemencés de spores, et conte- nant une solution de glycérine avec de l'extrait de viande, ont été laissés deux et six heures dans une étuve à 9o'\ Dans le premier, il y a eu développement du microbe, mais pas de fermentation. Dans le second, les spores étaient mortes. D'autres flacons identiques aux précédents ont été lais- sés dans une étuve à 90" pendant les nombres d'heures que voici : 2, 2 1/2, 3, 3 1/2, 4, 4 1/2, o, 5 1/2, 6 et 11 heures. Le dernier seul n'a pas donné le développe- ment. Dans les trois premiers, il y a eu fermentation, avec une activité régulièrement décroissante. Dans les autres, il y a eu développement du bacillus sans fermen- tation. A 80", il y a encore développement des spores après sept heures de chauffe, mais pas de fermentation. A 70^^, le pouvoir ferment n'est pas supprimé après douze heures de chauffe. Tous ces faits si singuliers peuvent s'expliquer, comme nous l'avons vu, par un mélange d'espèces de résistance différente. Mais ils s'expliquent aussi si on admet que Fitz était tombé aussi sur une espèce aérobie et anaérobie comme Vamylobacter butijlkus, capable de vivre aux dépens des matières albuminoïdes et du sucre. Le chauf- fage graduel auquel on soumet les semences a pour effet de les tuer graduellement, comme nous l'avons vu dans le tome P'" de cet ouvrage. Lorsqu'il n'en reste que très peu dans réchantillon chauffé, elles ne prennent pas assez vite possession du liquide pour y amener les conditions de 196 CHAPITRE X vie anaéroJjie. Elles se développent alors comme aérobies et ne donnent pas de fermentation. Au contraire, quand il y en a beaucoup, c'est une fermentation qui se déclare. La chaleur n'agirait pas alors pour disloquer deux fonctions, mais pour diminuer la quantité de semences ou en affaiblir la qualité. Ce sont des actions dont on la sait capable et qui ne présentent rien de nouveau. Ce point là écarté, l'histoire du bacilliis butylicus de Fitz ne permet pas d'affirmer qu'il constitue une espèce distincte de celles que nous connaissons. 126. Résumé. — En résumé, et en nous bornant à l'étude des ferments butyliques, nous revenons à une con- clusion que nous avons rencontrée plus haut. Nous trou- vons des propriétés dissemblables chez le même être, et nous trouvons aussi des propriétés semblables chez des êtres sûrement différents. Notre conclusion sera la même : où chercher désormais la caractéristique de l'espèce? Les difficultés augmentent encore quand on songe aux v^aria- tions qui peuvent résulter de l'éducation de la semence, et de ses antécédents plus ou moins héréditaires. On est tenté de croire et de dire qu'il n'y a plus désormais aucune sécurité à diiïérencier ou à confondre deux êtres de même forme extérieure, et que tous les travaux accumulés dans cette voie ont abouti à l'indécision et à l'obscu- rité. Cette conclusion serait à son tour inexacte. Bien qu'ils soient très voisins, nous savons pourtant différencier les bacilles connus comme producteurs d'alcool butylique, d'acide acétique et d'acide butyrique. Admettons que quelques-uns des caractères différentiels sur lesquels nous tablons en ce moment deviennent caducs, on confondra ces espèces si l'étude plus approfondie qu'on en aura faite ne relève pas de différences nouvelles, et si on les sépare encore à ce moment, ce sera à l'aide d'un carac- tère différentiel encore plus délicat et plus profond, que FERMENTS BUTYLIQUES 197 l'expérience aura découvert. Dans tous les caS;, on aura avancé davantage dans l'étude des propriétés du proto- plasma ou de la vie cellulaire. Quant à savoir combien nous trouverons d'espèces, et si même nous trouverons des espèces au bout de cette étude, c'est chose très inditïérente. Quand nous serons conduits à supprimer la notion d'espèces, c'est que nous aurons appris les lois de leur transition, et il y aura bénéfice pour tout le monde à leur disparition. En attendant, le nom spéci- fique a juste la valeur d'une étiquette sur un colis : il faut toujours se préparer à la changer ou à la faire disparaître. L'étude de \ aimjloh acier ethylicus va confirmer ces con- clusions et nous en fournir d'autres. Si nous la plaçons ici, bien que ce bacille ne donne pas d'alcool buty- lique, c'est qu'il accompagne constamment Xamijlohacter buttjlic}(s que nous venons de décrire, et qu'il lui ressem- ble aussi étroitement que peuvent se ressembler des ba- cilles qui donnent des produits différents. IST. A-mylobacter ethylicus. — Je serai très bref dans l'étude de ce bacille, car elle peut être presque entièrement calquée sur celle qui précède. J'ai longtemps cultivé ensemble ces deux bacilles sans arriver à les distinguer. Même forme, mêmes dimensions, ou à peu près, pour le bacille adulte et pour la spore. Les difteren- ces qui peuvent exister dans l'aspect des colonies sur divers milieux sont saisissables quand on a les pièces sous les yeux, mais exigeraient pour leur description un long morceau de littérature inutile. Les vraies différences résultent de Tétude des fonctions physiologiques, mais elles n'apparaissent pas tout d'abord, car les deux bacilles semblent se comporter de môme dans les divers milieux. 1S8. Pomme de terre, — Dans une macération stéri- 198 CHAPITRE X Usée de fragments de pomme de terre, par exemple, les phénomènes sont les mômes. Gomme son congénère, Y Amylohacter efhijlicus vide les cellules de leur amidon sans toucher à la paroi. Il se fait de la dextrine et un sucre qui fermente avec un dégagement gazeux abondant, formé d'hydrogène et d'acide carbonique, où la proportion du premier gaz va en décroissant du commencement à la fin. Ce gaz est pourtant moins abondant qu'avec Yamylo- bacter hiilylictis. Dans une fermentation de 20 grammes de pomme de terre en présence du carbonate de chaux, j'ai trouvé en tout environ 160 ce. d'hydrogène et 400 ce. d'acide carbonique, dont une très faible partie seulement provenait du carbonate de chaux. L'hydrogène fait donc moins du tiers du volume total. La présence de ce gaz semble au premier abord inex- plicable, car on ne trouve dans le liquide fermenté que de l'alcool ordinaire, de l'acide acétique et de l'acide lactique, tous corps dont la formation aux dépens du sucre ne comporte aucun dégagement d'hydrogène, si on se rap- porte aux formules adoptées. La difficulté cesse si on adopte l'interprétation que nous avons proposée au sujet de Vamylobacter butylicus, qui fait dériver cet hydrogène d'une combustion interne du sucre au moyen de l'oxygène de l'eau. Sauf cette différence dans les produits de la fermentation, les deux bacilles se comportent de même. Ils peuvent donner une fermentation en l'absence de carbonate de chaux, mais plus lente et plus incomplète, aboutissant tou- tefois aux mêmes produits. Ils préfèrent toujours les milieux maintenus neutres ou légèrement acides par la craie. 139. Pommes de terre et légumes crus. — J'ai eu occasion de faire avec 1'^. ethyUciis une expérience que je n'ai pas faite avec l'autre, celle de l'ensemencement sur des fragments de pommes de terre^ de navets, de FERMENTS BUTYLIQUES 199 carottes et de betteraves, fragments prélevés parement à l'état cru sur les racines, et introduits dans un bouillon nutritif. Là où il y avait du sucre, ce sucre, diffusible, a fermenté a la façon ordinaire. Mais la paroi des cellules n'a pas été attaquée. Le seul effet visible a été celui d'une désintégration plus ou moins prononcée des cellules, comme si elles étaient maintenues adhérentes par une substance agglutinante qui se serait dissoute. C'est ce que nous apprendrons à connaître sous le nom de lamelle intermédiaire qui a disparu au moindre efïort : les cel- lules dissociées se répandaient dans le liquide, chacune avec son contenu. Celles de la pomme de terre,, par exem- ple, contenaient, au bout de quelques jours, leur ami- don inaltéré, fortement colorable en bleu par l'iode. De plus, on voyait facilement, en mettant successivement au foyer les divers plans de l'épaisseur d'une cellule, que les bacilles de l'extérieur n'avaient pas pénétré dans l'in- térieur de ce sac clos, qui était intact. Avec le temps, la gélification et la dissolution de la paroi cellulaire a fait des progrès; des grains d'amidon^ de plus en plus nombreux, sont devenus libres dans le liquide et ont présenté à leur tour un commencement de corrosion. Cette corrosion a été très irrégulière, donnant au globule d'amidon, primitivement rond ou ovale, des formes de navet, de gourde à deux renflements, de vir- gule, etc. ; la corrosion irrégulière du pourtour répondait évidemment à l'inégalité de résistance des couches, et l'ensemble du phénomène était plus d'accord avec la théorie qui voit dans le grain d'amidon le résultat de la superposition ou de la juxtaposition de couches successives, qu'avec celle de Nœgeli qui y voit une série de sacs emboîtés. Il semble que dans cette dernière conception, le granule devrait être corrodé régulièrement sur tous les points de sa surface. J30. Sucres. — Comme r,4. bulijlicus^ VA. clhylicus 200 CHAPITRE X ninfcrvertit pas le sucre de canne avant de le faire fer- nioutor. 11 s'arrête aussi assez vite dans son action quand ou n'ajoute pas de carbonate de chaux. En présence de la craie, la fermentation est rapide, régulière; le liquide devient très visqueux, coule parfois comme ime glaire ou une solution concentrée d'albumine. Il se fait des quanti- tés assez considérables d'alcool ordinaire qui peuvent dépasser le quart du poids du sucre disparu. Cet alcool est toujours accompagné d'un peu d'aldéhyde. L'acide acé- tique est ensuite le plus abondant, puis vient l'acide lac- tique, qui, avec le glucose, est l'acide sarcolactique. Je ne donne pas de chiffres plus précis, parce que les proportions des trois corps sont très variables, les acides [)roduits au début de la fermentation étant détruits vers la fin, comme avec VA. butylicus, et cela qu'ils soient libres ou en combinaison avec la chaux. C'est que ce bacille, que nous venons de voir capable de se dévelop- per dans le vide, est aussi un aérobie et peut agir comme comburant, si bien qu'après un long" temps, une culture de ce bacille dans du sucre ou de l'amidon peut n'être presque plus acide. L'acide lactique persiste plus longtemps et est plus abondant avec Y A. cthi/licus qu'avec l'autre. Peut-être faut-il mettre ce fait en relation avec cet autre que, con- trairement à son congénère, 1'^. ethylicus ne fait pas fer- menter le lactate de chaux. Nous sommes en effet con- duits à regarder les produits d'une fermentation comme des substances inattaquables ou lentement attaquables par l'être qui les produit. Elles apparaissent alors soit comme produits définitifs, soit comme produits intérimaires, et il est naturel qu'il y ait davantage d'acide lactique produit avec celui de nos deux bacilles qui ne l'attaque pas, ou du moins qui l'attaque moins facilement que l'autre. Cette propriété de ne pas faire fermenter le lactate de chaux, sépare r.4. ciJiylicus du BacUbis ethaceticus de P. Frankland, qui fournit aussi, aux dépens des sucres et FERMENTS BUTYLIQUES 201 de diverses substances liydrocarbonées, de l'alcool et de l'acide acétique. Une nouvelle différenciation résulte de ce que VA. cthylicus donne des spores, et qu'il ne fait pas fermenter la mannite. Il se distingue d'autre part, par sa forme, de Vactino- baoter polymorphus, décrit plus haut, et qui, aux dépens des sucres, donne de l'alcool et de l'acide acétique. 11 se différencie de même du pneumo-bacille étudié par Frank- land, et de celui de AI. Grimbert. Et ici se présente un point sur lequel je voudrais attirer l'attention -en termi- nant. 131. Conclusions. — Voici an moins deux bacilles, dif- ficiles à distinguer l'un de l'autre, ayant la même forme, les mômes dimensions, sécrétant les mêmes diastases, capa- bles de vivre dans les mêmes milieux d'une façon anaéro- bie absolue et d'une façon aérobie, donnant des dégage- ments gazeux d'hydrogène et d'acide carbonique. Partout où l'un d'eux donne de l'alcool ordinaire et de l'acide acétique, l'autre donne de l'alcool butylique et de l'acide butyrique. Au point de vue de ses propriétés générales, ce der- nier a pu être rapproché d'autres bacilles qui lui ressem- blent tellement, qu'il faut chercher profondément pour les distinguer. A son tour, l'.l. ethylicus peut être placé à côté de divers autres bacilles très voisins de lui, et comme lui, producteurs d'alcool et d'acide acétique. On pourrait sûrement trouver dans la bibliographie d'autres bacilles voisins du premier, et d'autres bacilles analogues au second. On en trouvera plus sûrement encore si on cherche dans le laboratoire. Cette coïncidence qui fait apparaître l'acide acétique là où il y a de l'alcool ordinaire, de l'acide butyrique là où il y a de l'alcool butylique, n'est évidemment pas fortuite, et tient certaine- ment à une propriété profonde du protoplasma, qui, dans la dislocation de l'aliment complexe qu'on lui donne, s'ar- 202 CHAPITRE X rôte plus volontiers à des chaînes à deux atomes de car- bone pour VA. ethylicus, à 4 atomes pour VA. buty- liciis. Il est en effet impossible d'expliquer par im phénomène d'oxydation la formation de l'acide au moyen de Talcool correspondant_, car cette production concomitante d'alcool et d'acide se fait en fermentation en présence du vide. Gomme l'alcool, l'acide provient de la dislocation de la molécule initiale. Encore ce mot de dislocation est-il incorrect. On peut à la rigueur admettre que la chaîne d'atomes contenue dans une molécule d'acide butyrique était contenue, au moins en puissance, dans la chaine plus longue de la molécule de sucre. Mais comment se donner la même illusion avec l'acide butyrique, chaîne à 4 atomes, prove- nant de la glycérine qui n'en a que trois. Il faut alors faire intervenir des soudures, c'est-à-dire des synthèses. Nous revenons donc par cette voie différente à une con- clusion que nous connaissons déjà, c'est que notre distinc- tion entre les produits d'analyse et les produits de syn- thèse dans la vie microbienne est, elle aussi, un peu caduque, de sorte que l'enseignement total qui résulte de l'étude des deux amylobacters de ce chapitre semble ne rien laisser debout des conceptions sur lesquelles la science a si longtemps tablé. Il faut se rappeler ici qu'il en a toujours été de même, et que le progrès ne va jamais sans s'accompag-ner de la destruction de vieilles for- mules et des vieux dogmes, qu'on remplace par des dog'- mes tout aussi caducs que ceux qui les ont précédés. Mais les faits restent, et leur intelligence s'améliore. C'est l'essentiel. BIBLIOGRAPHIE DccLAux. Sur la nuliition intracellulaire. Ann. de l'Instihit Pasteur, t. IX. 1895. p. 811. FERMENTS BUTYLIOUES 203 DucLAux, Ann. de Ch. et de Phys., t. YIII. 6" éd. Beyerinck. Ueber die Butylalkoholgahrung und das Butjiformcnt. Ver/ian- delinyen d. K. Akad van Wetenach. le Amsterdam, 2= .«ectic, dool I, 1893. Fiïz. Ueber Spaltpilzgahrungen. Berichte, t. IX, p. Ii38; I. X. p. 176; t. XI, pp. 42 et 1890: t. XIH, p. 1309; t. XV, p. 807. CITA PITRE XI MYCODERMA ACETI ET MYCODERMA VIN'I DE PASTEUR Des êti-es tout à fait aiiaérobies^ obligatoirement aiiaé- robies, comme on dit en Allemagne, nons passons peu à peu, et par tles transitions qui se produisent parfois chez le même être, comme nous venons de le voir, aux espè- ces microscopiques qui mènent exclusivement une vie aérobie, c'est-à-dire qui sont plus ou moins des agents de combustion par Toxygène de lair. Pour quelques-unes d'entre elles, la combustion est si régulière,, si complète, et le rendement est si voisin du rendement théorique qu'elles semblent n'avoir aucune place dans le phénomène dont elles sont pourtant l'agent essentiel. En interprétant les faits avec les idées que nous a données M. G. Ber- trand, on pourrait dire que ces espèces aérobies sécrètent une oxydase particulière à la substance sur laquelle elles vivent. Elles n'empruntent à cette substance alimentaire qu'une part très faible de ses éléments pour former leurs tissus, et c'est l'oxydase qu'elles- sécrètent qui détruit ou oxyde tout le reste. Mais cette int(!rprétation, possible et même probable, est restée jusqu'ici purement théorit[ue, et nous ne pourrons lui faire encore aucune place dans no- tre exposé. 13S. Conditions de létude. — Tout ce que nous voyons, c'est que l'oxygène est pris à l'air et porté sur une substance oxydable qui est transformée en un pro- duit nouveau. Nous sommes là aux antipodes de la vie anaérobie, mais les phénomènes redeviennent aussi faci- les à étudier que lorsqu'il s'agissait du bacille amylozyme MYGODERMA AGETI ET MYCODERMA VINI 205 ou du bacillus orlhobulfjlicus. Là nous n'avions qu'à comparer ce qu'on mettait de matière fermentescible dans un vase clos, et ce qui sortait de ce vase sous forme de produits gazeux, plus ce qu'on y retrouvait de produits liquides ou solides de la fermentation. L'oxygène de lair n'intervenait pas. Quand il intervient, comme avec les mi- crobes moitié aérobies et moitié anaérobies, les produits d'oxydation se mélangent aux produits de fermentation, et l'étude se complique. Elle redevient simple avec les mi- crobes purement aérobies, avec lesquels il n'y a plus ou quasi plus de fermentation. Il faut seulement surveiller et mesurer l'apport d'oxygène provenant de l'air. Nous trouvons un.lîon exemple de cette étude dans l'admirable mémoire sur la fermentation acétique, dans lequel Pasteur a ouvert ce monde des êtres aérobies. Ce mémoire mériterait donc historiquement une place à part, alors même qu'il ne contiendrait pas un enseignement de méthode. Pour cette double raison^, nous le détachons dans ce chapitre de tout ce qui l'a suivi. Les êtres décrits par Pasteur sous le nom de mycodenna aceti et de mycodenna vini sont peut-être moins bien définis que les êtres de même ordre qui ont été découverts et étu- diés depuis^ mais ils ont servi à créer un type^ et, à ce titre-lè, ils mériteront toujours une place à part dans la science. 133. Fermentation acétique. — On sait depuis bien longtemps que les liquides alcooliques exposés à l'air deviennent du vinaigre, et cette substance, à raison de la facilité avec laquelle elle se produit, doit avoir été con- nue aussi anciennement que le vin, et avoir entravé, comme elle le fait encore aujourd'hui, les opérations et les calculs des vignerons de l'antiquité. Elle a été en outre de tout temps un assaisonnement recherché, et sa fabrication a été se perfectionnant lentement à travers les âges, pour aboutir à deux procédés principaux. L'un 206 CHAPITRE XI d'eux est surtout usité en France, et voici, d'après une description de Chaptal, comment on l'appliquait au com- mencement du siècle à Orléans, ville qui a toujours eu une réputation méritée pour ses vinaigres : « On emploie des tonneaux qui contiennent à peu près 400 litres. On préfère ceux qui ont déjà servi, et on les appelle inl'rc^ de l'innigre. Ces tonneaux sont placés sur trois l'augs, les uns sur les autres ; ils sont percés à leur partie supérieure, sur la paroi verticale du fond qui est en avant, d'une ouverture de 55 millimètres en diamè- tre, laquelle reste toujours ouverte. « D'un autre côté, le vinaigrier tient le vin qu'il destine à l'acétification dans des tonneaux dans lesquels il a mis une couche de copeaux de hêtre, sur lesquels la lie fine se dépose et res+e adhérente. C'est de ces tonneaux qu'il soutire le vin très clarifié pour le mettre en vinaigre. « On commence à verser dans chaque mère 100 litres de bon vinaigre bouillant^ et on l'y laisse séjourner pen- dant huit jours. On mêle ensuite dix litres de vin dans chaque mère, et on continue à en ajouter tous les jours une égale quantité, jusqu'à ce que les vaisseaux soient pleins. On laisse alors séjourner le vinaigre pen- dant quinze jours. On ne vide jamais les mères qu'à moi- tié, et on les remplit successivement, ainsi que nous avons déjà dit, pour convertir du nouveau vin en vinaigre. « Pour juger si la mère travaille^ les vinaigriers sont dans l'usage de plonger une douve dans le vinaigre et de la retirer aussitôt. Ils voient que la fermentation marche et est en grande activité quand le sommet mouillé de la douve présente de l'écume ou fleur de vinaigre, et ils ajoutent plus ou moins de vin nouveau et à des inter- valles plus ou moins rapprochés, selon que l'écume est plus ou moins considérable. » Aujourd'hui la pratique est à peu près la même, comme nous le verrons quand nous étudierons industriellement Topération ; seulement, au lieu de vinaigre bouillant, on se MYCODERMA ACETI ET MYCODERMA VINI 207 sert de vinaigre ordinaire, mais avec la précaution de le prendre le plus fort et le plus limpide possible. De plus, l'expérience a montré qu'il est difficile d'acotifler, par ce procédé d'Orléans, de l'alcool ou des flegmes étendus d'eau. 11 faut alors leur ajouter de la matière organique azotée soluble, de façon à les rapprocher des vins. Même avec du vin, la conduite des opérations est toujours déli- cate. La mise en train d'une mère nouvelle était d'ailleurs, il n'y a pas encore bien longtemps, la difficulté princi- pale de la fabrication, et les fabricants évitaient de leur mieux cette éventualité. Ce procédé, qui fournit d'excellents produits, a l'incon- vénient d'être long, et de ne bien s'appliquer qu'à cer- tains liquides. En Allemagne, on suit, depuis Schutzen_ bach, une méthode plus expéditive. Dans une pile de tonneaux qu'on a défoncés, et à laquelle on donne 3 à 4 mètres de hauteur, on dispose des copeaux de hêtre, et on fait écouler lentement à la partie supérieure de la colonne des liquides alcooliques. On prend de pré- férence ceux qui sont pauvres en matières albuminoï- des, et on les additionne de quelques millièmes d'a- cide acétique. Un courant d'air, arrivant par des couronnes d'ouvertures que portent ces tonneaux à leur partie inférieure, parcourt en sens inverse la colonne de co- peaux, et le liquide, largement exposé à son influence, s'acétifie peu à peu. Une portion de l'alcool et de l'acide acétique est bien perdue par suite de l'éléva- tion de température à l'intérieur des tonneaux, et du courant d'air qui y circule, mais en revanche l'opération est rapide, et, après deux ou trois passages sur les copeaux, le vinaigre est fait. Ces deux pratiques, si différentes lune de l'autre, avaient autrefois une explication commune, qu'il avait fallu rendre un peu vague pour l'appliquer aux deux cas. Edmond Davy avait découvert en 1821 que le pla- tine très pulvérulent^ le noir de platine, présentait la sin- 208 - CHAPITRE XI gulière propriété de devenir incandescent lorsqu'on Tliu- mectait avec de l'esprit de vin, et de continuer à rougir tant qu'il restait de l'alcool. Pendant cette combustion, Talcool se transformait en acide acétique. En voyant nn corps poreux produire cette transformation, on avait natu- rellement conclu que, dans la fabrication du vinaigre, l'acétification était due aussi à des corps poreux, aux co- peaux de hêtre dans le procédé allemand, aux écumes ou fleurs de vinaigre mentionnées par Chaptal dans le procédé français. L'existence de ces fleurs avait dû faire naître, et a fait naître en eti'et, après la publication du mémoire où Cagniard-Latour avait vu, dans la fermentation produite par la levure de bière, l'action d'un être vivant, la pensée que l'acétification n'était aussi qu'un eflfet dû aux végéta- tions superficielles. Cette assertion ancienne, déjà com- battue par Berzélius, fut en effet renouvelée par Turpin et Kutzing, mais sans aucune preuve à l'appui, et l'oppo- sition puissante de Liebig la fit bientôt abandonner. Toutes les discussions se concentrèrent sur le rôle comparatif des copeaux de hêtre, envisagés uniquement comme corps poreux, et celui des matières organiques qu'il fallait ajou- ter à l'alcool pour obtenir du vinaigre dans le procédé d'Orléans. Quant à la mère du vinaigre, nom dont on dési- gnait à peu près indifféremment le tonneau d'acétification ou les matières muqueuses qu'on y trouvait au fond ou à la surface du liquide, son rôle était aussi confus que l'objet auquel elle s'appliquait. Comment des substances aussi dissemblables qu'un co- peau de hêtre, les masses blanches gélatineuses qu'on rencontrait dans le vinaigre, ou les sucs végétaux qu'on mêlait au vin, pouvaient-elles avoir la même action ? L'exposé des doctrines émises sur ce sujet a perdu de son intérêt depuis que M. Pasteur a montré qu'elles étaient toutes inexactes. MYCODERMA ACETI ET MYCoDERMA VINl 209 134. Mycoderma aceti. — 11 a fait voir en effet que toutes les fois qu'un liquide s'acétifîait, il y avait à sa surface un petit végétal, un être organisé en voie de dé- veloppement ; que, le végétal absent, toute acétification était impossible ; que, le végétal mort, toute acétification s'arrê- tait. C'était le même ordre de faits et de conséquences que pour la levure de bière. Nous ne nous y arrêterons pas. Ce qui nous intéresse surtout, c'est la description de ce microbe et l'étude de ses propriétés. M. Pasteur décrit celui qu'il a observé sous la forme de chapelets d'articles en général étranglés vers leur milieu, dont le diamètre, un peu variable suivant les conditions dans lesquelles la plante s'est formée, est moyennement de 1;jl.5. La longueur de l'article est un peu plus du double, et comme il est un peu étranglé en son milieu, on dirait quelquefois une réunion de deux petits globules, surtout quand l'étrangle- ment est court ; quand le microbe est en couche un peu serrée, cet aspect apparent de globules isolés se prononce davantage, et il est très accusé sur les préparations un peu vieilles. Mais, à l'origine, on trouve dans toute leur netteté les formes que présente la fig. 11. Fig. 11. La multiplication a lieu par allongement de chacune des moitiés de l'article et segmentation transversale. C'est de là que viennent les chapelets. Pour les voir dans toute 14 210 CHAPITRE XI leur beauté, avec la régularité de structure et les formes onduleuses et élégantes qu'ils affectent, il faut les faire développer sur quelques centimètres cubes de liquide, placés dans une cuve dont le fond est fait d'une lamelle de verre extrêmement mince. Quand la plante est en voie de multiplication, on enlève avec une pipette la presque totalité du liquide. Le voile descend peu à peu sans se disloquer, et quand il est assez près du fond du vase, on l'examine par-dessous, à Taide d'un microscope à réflexion. On voit alors des amas d'articles d'où partent dans toutes les directions de charmants chapelets (fig. 12). Fig. 12. Tous ces chapelets finissent par se rejoindre, et forment bientôt à la surface un voile uniforme, d'aspect doux et velouté. Le développement se fait tellement vite, lorsque les conditions de température et de milieu sont convena- bles, qu'on peut, en déposant une quantité imperceptible de semence sur un liquide contenu dans une cuve de 1 mètre carré de surface, voir, en vingt-quatre heures, toute la surface couverte. En supposant qu'il n'y ait qu'une couche de cellules, cela donne pour la cuve 300 mil- liards d'articles produits dans ce court intervalle de temps. Ce voile, à l'origine, est plus ou moins uni ; il est très facile à briser, mais ses fragments se laissent difficilement mouiller par le liquide ; une baguette de verre le troue, et en emporte, en se retirant, une partie qui la quitte facilement pour s'étaler à la surface d'un nouveau liquide où on la plonge. C'est même ainsi que les ensemence- MYCODERMA ACÉTÎ ET MYCODERMA VINI 211 meiits se font le mieux. Quand le voile vieillit, il s'épais- sit de plus en plus, après s'être ridé et comme veiné de traînées plus blanches, sur les points où il est vu en épaisseur. Il devient plus difficile à briser. Une baguette de verre le retire par fragments, sous forme de membra- nes grasses au toucher, glissantes, et toujours assez diffi- ciles à mouiller. A ce moment les articles du mycoderme sont des points, rapetisses, quasi ratatinés comme le montre la fig. 13, dessinée à la même échelle que la fig. 12. Ces k .;*■■ Fig. 13 propriétés sont typiques pour le microbe que M. Pasteur a toujours rencontré dans ses expériences, et qu'il a appelé mycoderma aceti. 135. Culture du mycoderma aceti — Le meilleur moyen pour se procurer de la semence de ce myco- derme est d'abandonner au contact de l'air un liquide à la fois alcoolique et acide, comme par exemple un mé- lange d'un volume de vin rouge ou blanc ordinaire avec deux volumes d'eau et un volume de vinaigre, ou bien encore un volume de bière, un volume d'eau et un volume de vinaigre. Les proportions de ces mélanges peu- vent du reste être variées sans grand inconvénient ; l'im- portant est qu'ils contiennent environ 1 1/2 à 2 p. 100 d'acide acétique et à peu près autant d'alcool, dans un liquide relativement pauvre en matières organiques. L'ensemencement de ces mélanges se fait quelquefois par une voie singulière. Il est à peu près impossible d'expo- ser au contact de l'air, dans une étuve chauffée, un liquide à odeur acétique sans y voir apparaître, au bout 212 CHAPITRE XI d'un tcnn)S d'ordinaire très court, la mouche du vinaigre (Musca cellaris L.J, qui vit sur les liquides vinaigrés et en porte partout les germes au moyen de ses pattes. Beaucoup d'ensemencements spontan/'s ne réussissent cjue par elle, et elle joue certainement un grand rôle dans la diffusion du ferment acétique. D'autres fois, le germe qu'on cherche se trouve, soit dans les poussières que l'air charrie ou a déposées sur les vases dont on se sert, soit dans le vinaigre employé. Dans ce vinaigre, les germes sont souvent répandus dans toute la masse du liquide, et il en résulte alors un mode de développement particulier dans le liquide d'ensemencement. Au lieu de former à sa surface une pellicule mince et grasse, le mycoderme, qui n'est peut-être pas le même que celui de tout à l'heure, se présente sous la forme d'une masse mucilagineuse, immergée, mais placée pour ainsi dire à fleur du liquide, et grandissant peu à peu de façon à atteindre la surface, où elle pousse comme des nodosités visqueuses, qui se relient peu à peu les unes aux autres et finissent par constituer une peau humide, gonflée, gélatineuse et glissante. Quand elle est devenue trop lourde, cette peau tomhe, elle est remplacée par une nouvelle et ainsi de suite, jusqu'à ce que le liquide soit complètement épuisé de ses éléments assimilahles. Ce mode de développement est fréquent dans les flacons des pharmaciens, fréquent aussi dans les vinaigreries mal conduites. Quand il intervient dans une opération indus- trielle, l'acétitication marche mal, les mères du procédé d'Orléans se remplissent de masses gélatineuses, les co- peaux du procédé allemand s'engluent et ne fonctionnent plus. C'est précisément pour éviter sa formation que l'on emploie pour nourrir les mères, soit du vinaigre houillant comme le voulait Chaptal, soit du vinaigre filtré sur des copeaux de hêtre et parfaitement limpide, comme on le fait encore aujourd'hui. Les articles de ce mycoderme sont peut-être un peu MYCODERMA ACETI ET MYGODERMA VINI 213 moins étranglés, sensiblement de même dimension que les autres, mais ils sont reliés par un mucus translucide qui, en vieillissant prend l'aspect d'une membrane homogène, et qui, desséché, donne une pellicule très résistante. Nous en retrouverons l'étude dans le chapitre suivant. Quand on n'obtient que ce mycoderme gélatineux sur les liquides d'ensemencement spontané, ce qu'il y a de mieux à faire est de les remplacer par un autre liquide bouilli. Mais il est généralement possible de trouver en un point de la surface, une portion, d'ordinaire plus opaque que le reste, où le mycoderuie est surtout superficiel. On prend dans cette portion, ne Fût-ce qu'avec la pointe d'une épingle, un peu de semence, qu'on porte sur un liquide nouveau. On réussit ainsi assez rapidement à isoler le voile doux, uni ou ridé, du mycoderme superficiel que nous avons décrit en premier lieu. Quand on l'a obtenu, on peut l'ensemencer, le voir se développer et faire du vinaigre sur un liquide ne renfermant que de l'alcool et de l'acide acétique cristallisable, comme éléments hydro- carbonés, et des phosphates d'ammoniaque, de magnésie, de potasse et de chaux comme éléments minéraux, ce qui supprime toute contestation à propos du rôle des matières organiques sur lesquelles on le fait vivre d'ordinaire. Mais sur ces liquides purement minéraux, la plante n'a pas la même vigueur que quand elle a à sa disposition des ma- tières albuminoïdes. Le voile est moins ferme, plus déli- cat, plus cassant. Il vaut donc mieux, pour étudier les propriétés de ce mycoderme, l'ensemencer sur un liquide organique. Celui qui, d'après M. Pasteur, se prête le mieux aux opérations au laboratoire est le suivant : Eau de levure de bière à 2-5 millièmes de matière dissoute 100 parties Acide acétique cristallisable Ià2 — Alcool ordinaire 3 à 4 — Quelques taches de mycoderma aceti semées sur le liquide^ à une température de 20" environ, en recouvrent 'EU CHAPITRE XI toute la surface, quelle que soit son étendue, dès le len- demain ou le surlendemain, sous la forme d'un voile uni dont nous allons étudier les propriétés. 136. Propriétés du rriycoderraa aceti. — Comme c'est ici le premier exemple que nous rencontrons d'un être purement aérobie, nous insisterons un peu sur les moyens d'en faire l'étude. Dans une fiole à fond plat, de 3 litres environ, comme d'un celle de la fig. 14^ introduisons environ 100 ce. Fig. 14. liquide ayant la composition de celui qui a été indiqué plus haut, et ensemençons à la surface une quantité inap- préciable de semence de mycoderme jeune, sous forme de voile, puis fermons la fiole au moyen de la garniture métallique qu'elle porte et qui la met à Torigine en com- munication avec le manomètre E, Nous verrons, dès le lendemain, s'étendre sur toute la surface un voile très mince et uni. Dès que le voile se montre, on constate sur le manomètre une absorption gazeuse qui, faible à l'origine, va en augmentant avec les progrès du voile, et MYCODERMA AGETI ET MYCODERMA VINI 215 arrive bientôt à un maximum auquel elle reste station- naire. Dans une expérience de M. Pasteur, l'absorption était déjà considérable dix-huit heures après l'ensemence- ment, et entièrement achevée après trente-six heures. Les indications du manomètre sont complétées par l'ana- lyse du gaz de la fiole, qu'on peut faire sans disloquer le voile, ni changer la fiole de place, en adaptant à la tubulure métallique, au moyen d'un collier à gorge F^ le tube GH, qui n'est autre que le laboratoire de Teudiomètre Regnault. Ce tube est à Torigine rempli de mercure. En ouvrant le robinet R', puis le robinet R, ce mercure s'é- coule et aspire un peu d'air de la fiole ; on ferme les robinets quand on juge la prise de gaz suffisante. Le tube GH est alors séparé de la fiole et adapté à l'eu- diomètre pour l'analyse du gaz. Dans l'expérience que je cite, ce gaz avait la composition suivante : Acide carbonique 1 ,1'7 Oxygène 0,00 Azote par différence 98,83 Tout l'oxygène avait donc disparu^ et il n'y avait qu'une très faible quantité d'acide carbonique, provenant sans doute plutôt de la vie de la plante que d'une combustion directe par l'oxygène des matériaux carbonés de la liqueur. La plante est donc un agent de transport de l'oxygène. Elle le porte sur l'alcool pour en faire de l'acide acéti- que^ car on a trouvé dans l'expérience que le titre acide de la liqueur avait passé de 1,1 à 2,2 p. 100. La quan- tité totale d'acide acétique formée réellement est inférieure à celle qu'aurait dû produire l'oxygène absorbé dans la fiole : elle n'a pris que 5o0 mgr. environ d'oxygène. L'a- cide carbonique n'en a consommé qu'environ 75 mgr.^ cela fait en tout 625 msv. Or, il en a été absorbé 825 ; restent donc 200 mgi*. dont on ne retrouve pas l'emploi. C'est qu'une partie de l'oxygène est employée à faire d'autres produits que l'acide acétique, des corps neutres, 2lfi CHAPITRE XI do laldéhycle, etc., mais l'acide acétique est le produit dominant. On trouve encore un peu d'acide succinique qu'on isole par les mêmes moyens que pour la fermenta- tion alcoolique. Une dernière particularité doit nous frapper dans l'ex- périence de plus haut. Le poids du voile, à l'état sec, est toujours très faible. Je me suis assuré qu'il pouvait ne pas atteindre gr. 5 pour 1 mètre carré de surface, tout en étant parfaitement continu et régulier. En suppo- sant qu'il ait été tel dans l'expérience de M. Pasteur, on voit qu'il ne devait pas peser plus de o milligrammes ; or, il y a eu ooO ce. d'oxyg-ène consommés, pesant 825 milligrammes. La plante sert donc d'agent de transport, en trente-six heures, à 165 fois son poids d'oxygène, et ce chiffre est encore trop faible, puisque nous ne faisons entrer en ligne de compte que le poids définitif. C'est un chiffre très notablement supérieur à celui de la levure aérobie, qui lui-même était déjà si élevé. En prenant le tiers de ce poids comme poids moyen, ainsi qu'on en a le droit avec la levure (v. t. I, p. 210) c'est 500 fois son poids d'oxygène que la plante fixe sur l'alcool en 36 heures, et comme elle ne contient g-uère que le cinquième de son poids d'oxygène, elle fixe 2.500 fois ce qu'elle contient de ce corps. Il est donc difficile d'admettre que cet oxygène soit devenu dans l'intervalle de l'oxygène protoplasmique, et l'existence d'une oxydase rend mieux compte de cette puissance d'oxydation que toute autre explication. IST. Etude du procédé par les copeaux de hêtre. — Nous allons tout de suite tirer de cette notion l'explica- tion de quelques faits restés longtemps embarrassants. Nous avons vu que le procédé allemand d'acétification consistait à faire écouler lentement, dans des tonneaux remplis de copeaux de hêtre, rassemblés sans ordre ou disposés par assises après avoir été roulés comme des MYCODERMA ACKTI ET MYCODERMA VINI 217 ressorts de montre, de l'alcool, étendu d'eau de manière à ne plus marquer que 8 à 12" à l'alcoomètre, et addi- tionné de quelques millièmes d'acide acétique. Comment agissent ces copeaux ? Ils ne cèdent évidemment rien de leur matière, car il y en a qui acétifient d'une façon presque indéfinie. D'un autre coté, lorsqu'on les retire d'une cuve fonctionnant bien, ils montrent une surface tellement nette que dans un mémoire destiné à combattre les opinions de M. Pasteur sur ce sujets Liebig- avait pu citer l'exemple de copeaux, en fonction depuis vingt-cinq ans, et jugés, par le fabricant et par lui-môme, exempts, même au microscope, de toute coucbe mycodermique. Beaucoup de ces copeaux sont en etfet tels qu'on dirait qu'ils viennent d'être lavés avec soin. Il suffit pourtant d'ordinaire de les racler légèrement avec une lame de couteau, et d'examiner la raclure au microscope, pour reconnaître qu'un bon nombre portent à leur surface, au moins par places, une couche de 7nyco- derma aceti. C'est ce qu'ont parfaitement montré, après M. Pasteur, les travaux de Mayer et de Knierym en Allemagne. Ils sont donc, non pas le ferment, mais le support du ferment. Ils multiplient les surfaces, et ren- dent plus facile l'oxydation ; mais, dans ce rôle, ils pour- raient jusqu'à un certain point être remplacés par du verre ou de la porcelaine. Il est facile de prouver en effet que, réduit à lui- même, le copeau n'a aucune action oxydante. Si, après en avoir disposé une pile dans le tube cylindrique de la fig. 15, on fait couler lentement, au sommet de la colonne, et à l'aide dune pipette à obturateur, un liquide alcoolique comme celui des vinaigreries alleman- des, on trouve que le titre acétique ne varie pas, malgré le passage en grande surface au contact de l'air ; cet air peut pourtant se renouveler constamment en passant par le tube inférieur d'écoulement, qu'on fait très large et taillé en biseau et par le tube latéral supérieur. On peut rcni - 218 CHAPITRR XI placer sans plus de succès la pile de copeaux par une corde ou mieux par un large ruban tendu ; mais fait-on couler une seule fois, dans ces tubes, un liquide déjà en voie d'acétification et chargé de germes, ceux-ci s'arrê- tent et se développent dans les rug-osités des copeaux, la colonne devient acétilianle, et cette propriété, une fois acquise, y persiste indéfiniment. A une condition pourtant, sur laquelle nous devons insister, c'est que l'on ne fera jamais passer sur la colonne que des liquides très faiblement chargés de matières MYCODERMA AGETI ET MYCODERMA VINI 219 organiques. Tels sont les flegmes, étendus d'eau et d'une très petite quantité de bière, du procédé allemand. Si l'on se sert de moût de bière, de vin, de jus d'orge, ou d'autres liquides organiques fermentes, le mycoderme prend un développement trop abondant, couvre les co- peaux d'une couche gélatineuse dont le pouvoir acétifîant devient, comme nous l'avons vu, très faible ou même nul. Toutes ces notions, devenues scientifiques depuis le travail de M. Pasteur, résultent aussi de la pratique de la grande industrie. On comprend même qu'elles aient longtemps aveuglé les fabricants sur le véritable rôle du mycoderme, puisqu'on observait une acétification énergi- que là où les copeaux étaient intacts, et une marche très mauvaise dans les tonneaux où apparaissent les masses gélatineuses. Cette contradiction apparente a disparu au- jourd'hui, et le fabricant peut voir qu'il doit se tenir entre deux extrêmes. Il ne doit pas employer de liquides orga- niques trop chargés ; il doit d'un autre côté fournir à la plante un peu de matière albuminoïde, ou au moins un sel d'ammoniaque ou des phosphates alcalins et terreux. Un mycoderme alimenté avec une solution d'alcool pur finirait par périr par épuisement, au bout d'un temps plus ou moins long, comme un animal qu'on ne nourrirait que d'une seule espèce d'aliments. 138. Etude du procédé français. — Les liquides qui ne peuvent pas se laisser acétifîer par le procédé alle- mand conviennent au contraire parfaitement au procédé français. A la condition de ne jamais disloquer le voile quelquefois imperceptible formé à la surface des tonneaux, et de n'introduire jamais de germes dans toute la masse du liquide^ le fabricant d'Orléans peut obtenir une fabri- cation régulière dont la marche dépendra, il est vrai, de la température extérieure, mais suivant une loi dont la moindre expérience lui apprendra bientôt à tenir compte. Les écueils qu'il aura à éviter tiennent à un ordre de 220 CHAPITRE XI faits diltcrents de ceux (]U(^ nous nvons détaillés jusqu'ici^ et sur lesquels nous devons donner quelques détails, à cause de Icui' importance à la fois tliéorique et pratique. Le mijcoderma ace/i n'est pas seulement un agent d'oxy- dation de l'alcool. Il peut se développer, plus pénible- ment il est vrai, sur du vinaigre entièrement privé d'al- cool, et il en brûle alors l'acide acétique, qu'il transforme en eau et en acide carbonique ; c'est ce dont il est facile de s'assurer au moyen dune expérience dans une fiole à fond plat, comme celle de la p. 214^ dans laquelle on fait vivre le microbe sur un mélange d'acide acétique étendu et d'eau de levure. On trouve que l'air de la fiole perd son oxygène, qui est remplacé par un volume égal d'acide carbonique, et que la diminution de l'acide dans la liqueur est en rapport avec l'oxygène absorbé et l'acide carbonique produit ; on a sous les yeux les éléments de la vérification complète de l'équation C'H 0' + 40 = 2C0^' -r 2IP0 On a dès lors le droit de se demander si cette com- bustion d'acide acétique n'a pas lieu en même temps que celle de l'alcool. L'expérience que nous avons citée plus haut montre que cela n'a pas lieu, au moins dans les premiers moments, puisque nous n'avons pas trouvé d'a- cide carbonique en quantités sensibles dans le gaz du ballon. Ce n'est que lorsque l'alcool est rare ou absent que la combustion de l'acide acétique commence. Si au moment où celle-ci est en train, on rajoute un peu d'al- cool, on voit que l'acide est respecté et l'alcool brûlé. L'emploi de la fiole de plus haut permet d'étudier facile- ment ce phénomène : on le comprendra sans peine, si l'on songe aux deux cas extrêmes qu'elle nous a permis d'étu- dier, et l'on trouve avec elle que la transition dans le choix de la substance combustible se fait avec une sou- daineté remarquable. Au point de vue pratique, ces faits se résument en MYCODERMA ACETl ET MYCODERMA VLM 221 ceci, c'est que le fabricant de vinaigre ne doit jamais laisser s'épuiser d'alcool le liquide de ses cuves. Il trouve à cela l'avantage d'éviter les pertes, et un autre avantage que nous apprécierons plus tard quand nous nous occu- perons de l'application industrielle de ces notions scienti- fiques. Au point de vue théorique, nous retrouvons là, sous une autre forme, les phénomènes d'action élective des microbes sur les substances qu'on présente à leur action. Mais ici cette action élective s'exerce dans des conditions plus précises que dans tout ce que nous avons encore vu. Tant qu'il y a de l'alcool, l'acide acétique reste intact. Dès qu'il n'y a plus d'alcool, l'acide est brûlé. Remettons de l'alcool dans le liquide, le phénomène change encore une fois : l'acide est respecté et l'alcool se transforme à nouveau en acide acétique. « Ces faits, dit M. Pasteur, méritent au plus haut degré d'attirer l'attention. Ils nous offrent le curieux spectacle de petits organismes qui fixent l'oxygène de l'air, tantôt sur un principe, l'alcool, tantôt sur un autre, l'acide acé- tique : exclusivement sur le second, si le premier est ab- sent, exclusivement sur le premier malgré la présence du second, tant que le premier ne fait pas défaut. « Pourrait-on rencontrer un exemple de combustion plus voisin de la combustion respiratoire, qui s'effectue, elle aussi, par de petits organismes, les globules du sang. Nous voyons également dans ce dernier phénomène tel principe brûlé complètement et ramené à l'état d'eau et d'acide carbonique, tel autre s'arrêter à un degré de com- bustion intermédiaire, comme il arrive pour l'urée et l'acide urique. « Mais la comparaison peut aller plus loin, et, de môme que, dans certaines circonstances, les globules du sang deviennent malades et que les matériaux de l'organisme ne sont plus comburés de la même façon, d'où résultent des produits d'excrétion divers, et par suite, des désordres 22^ CHAPITRE Xî pins ou moins graves, de môme nous allons voii* nos petits organismes mycodermiques s'altérer dans certains cas si profondément qu'ils ne pourront plus porter la com- bustion jusqu'au terme acide acétique. Quelles importantes et trop souvent dangereuses modifications ne doit pas ame- ner dans l'économie un changement de cet ordre s'appli- quant aux gloJndes du sang. Dans bien des maladies, c'est d'eux que doit procéder le mal » 139. Altérations dans la structure et les fonctions du mycoderma aceti. — Il arrive en elTet quelquefois que l'action du mycoderma aceti dévie complètement. A la suite de l'addition au liquide d'un alcool trop con- centré, qui, à raison de sa faible densité, s'étale à la surface du liquide et ne se mélange pas rapidement à la masse, quelquefois à la suite de l'addition d'une subs- tance dont le mycoderma aceti ne s'accommode pas, comme l'esprit de bois ou l'alcool amylique, on voit se former, au lieu d'acide acétique, des produits à odeur suffocante, parmi lesquels domine l'aldéhyde, et qui, chose assurément bien curieuse, sont identiques aux produits que fournit la combustion incomplète de l'alcool ou de Féther par le noir de platine. Le voile, dans ces conditions, semble subir une altération profonde. Il est moins consistant et semble se délayer dans le liquide. Au lieu de conserver son aspect ordinaire, qui a quelque chose d'un peu trans- lucide, il devient opaque, blafard, toujours prêt à se dé- tacher des bords du vase et à tomber dans le liquide par lambeaux Au microscope, les articles paraissent alté- rés, crispés, fanés, avec çà et là comme des globules graisseux qu'on prendrait pour des produits d'exsuda- tion. Il y a toujours un peu de ces produits dans les fabri- cations qui marchent le mieux. En entrant dans une étuve où se fabrique du vinaigre, on sent autre chose que l'o- deur franche de l'acide acétique, qui agit sur le nez et MYCODERMA ACETI ET MYCODERMA VINl 223 non pas sur les yeii\; au contraire, les produits du voile altéré excitent le larmoiement au plus haut degré. Là par conséquent est encore un éciieil de fabrication, que l'on évitera en faisant avec précaution les additions nouvelles d'alcool dans le liquide en voie d'acétification. Un certain nombre de praticpies industrielles sont évidem- ment inspirées par une connaissance confuse des faits que nous venons d'exposer, et nous pourrions déjà, à l'aide de ce que nous savons, étudier au point de vue technique et à celui du rendement les procédés de fabrication du vinaigre. Mais nous avons d'abord a connaître ce que Pasteur nous a appris au sujet d'une bactérie oxydante plus active que le mycoderma aceti^ le mycoderma vini. 140. Mycoderma vini. — Il y a, dans l'industrie vinaigrière, une pratique que nous avons indiquée, qui est trop répandue pour être indifférente^ et sur les raisons profondes de laquelle nous n'avons encore rien appris : c'est celle qui consiste à aciduler le liquide qu'on veut soumet- tre à Tacétification. Pourquoi faire ainsi rentrer dans la fabrication du vinaigre déjà fait? Il y a là en apparence une perte de temps et une immobilisation de capital qu'on devrait éviter. L'expérience montre à ce sujet que lorsqu'on ensemence du mycoderma aceti sur un liquide alcoolique non acide, surtout si ce liquide est, comme le vin ou la bière, riche en matières organiques dissoutes, la semence ne se déve- loppe que très difficilement, et est bientôt écrasée par une espèce non ensemencée, le mycoderma vint, dont les ger- mes sont universellement répandus, peut-être plus encore que ceux du pénicillium glaucum. C'est elle qui forme à la surface des vins restés en vidange dans des bouteilles ou des tonneaux, ces pellicules blanches, qui, d'abord presque invisibles, s'épaississent peu à peu et se rident de la manière la plus prononcée, au fur et à mesure que la place leur manque pour s'étendre horizon- 224 CHAPITRE XI lalcmoiil, un gi'é de la puissance extraordinaire de repro- duction des articles qui les composent. L'aspect que présentent au microscope ces fleurs du vin est tout à fiiit diilerent de celui du mycoderme du vinai- gre. Ce sont^ quand on s'adresse à une pellicule jeune, des globules ovales et turgescents, portant en général dans leur intérieur des granulations nombreuses et une ou deux vacuoles à contours assez nets, réunis à l'origine en chapelets bourgeonnants comme de la levure haute, disjoints ensuite et isolés. C'est ce que montre la fîg. 16, dessinée à la même échelle que la fîg. 11 du mvcoderme du vinaigre de Pasteur, pour donner une idée de la différence des dimensions. Lorsque le mycoderme Fi;. \(i. vieillit, SCS formes deviennent plus irrégulières : quelques cellules s'allongent en devenant quelquefois anguleuses et bizarres. Ces changements de forme peuvent se produire même dans les cultures jeunes, comme l'a montré Winogradsky, lorsqu'on change la composition du milieu nutritif. Ce savant a fait varier la composition de la matière organi- que pour un même milieu minéral, et inversement : il a vu se produire des changements dans l'aspect microscopi- que des cellules. C'est dans ce mycoderme, ou peut-être dans une espèce de ce groupe, que de Seynes a découvert, en 1868, le mode MYCODERMA ACETI ET MYCODERMA VINI 22;- de reproduction par spores que nous avons signalé à propos de la levure de bière. Cette découverte a été contestée depuis, et on a dit que de Seynes avait peut-être pris pour des spores les vacuoles ou les globules de ma- tière grasse qui se forment dans les cellules de myco- derme quand elles vieillissent. Mais les spores ont été revues par Engel_, Reess, Cienkowski, et leur existence ne semble pas douteuse. Il se peut d'ailleurs qu'elles no se forment pas toujours, et même que certaines espèces per- dent temporairement ou définitivement la puissance d'en fournir, comme il arrive pour les bacilles. 141. Diverses espèces. — On a vu en effet, depuis Pasteur, qu'il existe diverses espèces de mycodermes du vin. Hansen a le premier trouvé, dans les brasse- ries de Copenhague, un autre mycoderme dont les cel- lules très variables de forme sont, en général, moins rondes et moins réfringentes que les mycodermes ordi- naires ; elles contiennent d'ordinaire deux ou plusieurs granulations réfringentes, elles forment des pellicules superficielles, n'intervertissent pas le saccharose et ne donnent pas d'alcool. Cette espèce est extrêmement répandue à Copenhague sur toutes les bières, mais ne semble leur communiquer aucun goût fâcheux ni aucun défaut. Bélohoubek a ren- contré le premier un mycoderme qui donne des dé- fauts à la bière, Kukla, des mycodermes qui la trou- blent, et Lasché a décrit tout récemment quatre de ces derniers, qui diffèrent de celui de Hansen en ce qu'ils donnent de l'alcool aux dépens du moût de bière. L'un d'eux peut en donner 0,26 0/0 ; deux autres jusqu'à 0,79 0/0, et le dernier jusqu'à 2,51 0/0. Ce dernier peut passer pour une levure, et les autres constituent ime transition avec les mycodermes proprement dits. Au reste, ces différences ont perdu de leur importance depuis qu'on sait que l'al- cool est le résultat de l'action d'une zymase, et que la â26 CHAPITRE Xï différence entre les mycodermes et les levures, au point de vue de la production de l'alcool, tient à des différen- ces dans la sécrétion d'une diastase. Contentons-nous de conclure qu'il y a sans doute beaucoup de mycodermes du vin comme il y a beaucoup de levures, et revenons au mémoire de Pasteur pour y trouver les faits physio- logiques généraux de l'histoire de ces êtres. 142. Action physiologique. — La fonction du myco- derme étudié par Pasteur est encore de porter l'oxygène de l'air sur les substances dissoutes dans le liquide sur lequel il se développe. D'après M. Mayer et M. Pasteur, il peut aussi brûler des matières hydrocarbonées diverses, des acides organiques. Mais il nous intéresse ici par l'action qu'il peut exercer sur l'alcool ou l'acide acétique. Avec l'alcool, il exerce une combustion complète, sans s'arrêter comme le mycoderma acetl au terme intermédiaire acide acétique. Il le transforme en une seule fois en acide carbonique et en eau. Aussi les vins où il se déve- loppe deviennent peu à peu plais. M. Mayer a observé pourtant, passagèrement, la formation d'un peu d'aldéhyde, reconnaissable à son odeur ; mais cette action est faible, et nous avons le droit de la négliger pour n'envisager que le phénomène de combustion complète. L'absorption de l'oxygène nécessaire à l'activité de la nutrition du my- coderme, le dégagement d'acide carbonique qui en est la conséquence, et le développement de chaleur sont quel- quefois considérables. Si la culture a lieu sur une cuvette plate recouverte dune lame de verre, on voit celle-ci se recouvrir en quelques instants d'une buée qui se résout bientôt en grosses gouttes d'eau. La quantité d'oxygène utilisée est si grande qu'on ne voit jamais apparaître à la surface de ce voile aucune moisissure, bien que l'air y apporte à chaque instant des germes vivants. Le terrain est si favorable que, comme dans les cultures à'aspergillus sur du liquide Raulin, la plante étouffe toutes ses congé- MYCODEmiA ACETI ET MYCODERMA VINI 227 nères, et ne les laisse s'implanter que lorsqu'elle devient elle-même languissante. Avec l'acide acétique, les phénomènes sont les mômes ; il y a aussi combustion complète, mais un milieu un peu acide est évidemment moins favorable à la plante, et les phénomènes se produisent avec bien moins d'intensité. 14:3. Autonomie du mycoderma vini. — La ressem- blance extérieure du mijcadcrma vint avec la levure, et son apparition presque fatale sur tous les liquides fermen- tes, devaient faire naître et ont fait naître en efïet l'idée que le mycoderme était une forme aérobie des levures ordinaires. Des expériences superficielles avaient confirmé cette manière de voir, en montrant qu'un liquide sucré où Ton introduisait de ces fleurs du vin se mettait à fermen- ter, et, inversement, qu'un liquide alcoolique ne renfer- mait en apparence que de la levure se couvrait de fleurs. Ce que nous avons dit plus haut enlève un peu de son intérêt à cette question, qui a pendant quelque temps été considérée comme importante. Nous savons aujourd'hui qu'il y a des levures authentiques qui donnent des voiles. Nous avons vu tout à l'heure qu'il y a des mycodermes authentiques qui sont des levures faibles : celui de Hansen ne donne pas d'alcool. Ainsi la transition est continue. Quand Pasteur a rencontré devant lui cette question de l'autonomie du mycoderma vi?ii, elle était tout autre. Il s'agissait de savoir si le mycoderma vini était une forme de développement de la levure, c'est-à-dire si une levure quelconque - pouvait donner, en se développant en voile, non pas un mycoderma vim., mais le 'mycoderma vini de Pasteur, qu'on croyait être unique. Les expériences superficielles dont nous avons parlé tout à l'heure conduisaient à cette conclusion. Mais Pasteur ne pouvait s'en contenter : pour avoir toute certitude, il fal- lait opérer sur des cultures pures. Il est très facile de 228 GHAPlTUK XI cultiver le tm/codcnna vint très pur sur du nioùt de vin ou de ])ière, contenu dans les ballons à deux cols que nous connaissons. Quand il est bien développé, on limmerge à l'aide d'une agitation violente, car ces pelli- cules iirasses se laissent difticilement mouiller t5 on constate qu'il n'y a jamais alors apparition d'une fer- mentation régulière et, par suite, que le mycoderme du vin ne subit aucune transformation en ferment alcoo- lique. Fig. 17. — MiieodcviiKi vint. Moitié gauciie, cellules \ivant en surface. Moitié droite, cellules submergées dans un liquide sucré. Cependant, si Ton observe avec soin le liquide dans les premiers jours après l'immersion des cellules du mycoderme, on y voit s'élever d'une façon lente, mais continue, de petites bulles d'acide carbonique, et on MYCODERMA AGETI ET MYCODERMA VINI 229 peut y retrouver, au bout de quelque temps, des traces faibles d'alcool. Si, d'un autre coté, on étudie au mi- croscope le mycoderme au moment de cette fermenta- tion lente, on y constate des chang-ements faibles, mais sensibles, dans Taspect des cellules (jui ont grossi, et dont quelques-unes donnent même de petits bour- geons. La fig'. 17, dont la moitié gaucbe représente les cel- lules de la vie en surface, et la moitié droite les cel- lules immergées dans un liquide sucré, donne une idée assez exacte du gonflement qu'ont subi quelques-unes de ces cellules, et de l'aspect vacuolaire qu'a pris leur proto- plasme. Toutefois, il est visible que les actes de nutrition inté- rieure et les mutations qui en résultent dans les tissus se font d'une façon pénible cbez le mycoderme immergé ; les bourgeons, quand il s'en forme, avortent promptement, et il n'y a pas génération de nouvelles cellules, ni formation de cbapelets. Il parait évident que nous avons encore là un de ces phénomènes de vie continuée dans des con- ditions nouvelles, que nous avons déjà souvent rencon- trés, et qui se manifestent ici, comme avec une foule d'autres cellules, par une production d'alcool et d'acide carbonique, par l'apparition du caractère ferment à son aurore. Mais il n'y a jamais dans ce cas apparition des fer- mentations rapides et promptes qu'on obtient si facilement, quand on ne prend pas de précautions contre l'introduc- tion des germes de levure. De même, il n'y a jamais apparition de mycoderma vini sur un liquide qu'on a ensemencé avec de la levure pure. Concluons donc que le mijcoderina vini de Pasteur n est pas une forme de levure. Mais il ne résulte pas de ce que nous venons de voir qu'aucun mycoderme ne sera capable de produire une fermentation alcoolique. 230 CHAPITRE XI 144. Substitutions réciproques du mycoderma aceti et du mycoderma vini. — Nous venons de voir que ces deux mycodermes ne recherchent pas les mômes condi- tions de miheu. Le vin ordinaire, surtout le vin rouge et particulièrement le vin rouge nouveau, ne donne que rarement le mycoderma aceti spontané, et très facilement au contraire le mycoderma vini. Le vin additionné de vi- naigre, et de préférence les vins peu chargés de matière colorante, donnent de préférence le mycoderma aceii. La bière étendue de son volume d'eau donne d'ordinaire un mélange des deux mycodermes ; sans addition d'eau, le mycoderma vini est plus abondant. i^vec un même liquide, la facilité de développement des deux mycodermes dépend, dans une mesure très étroite, de la proportion d'acide. D'après M. Wurm, avec des mé- langes de vinaigre, d'eau et d'alcool, avec 0,5, 1, et 1,2 p. 100 d'acide acétique, on obtient exclusivement du mycoderma vini ; avec 1,0 p. 100 d'acide, il y a prédo- minance du mycoderma aceti^ et avec 2 p. 100 d'acide, ce dernier se développe seul. C'est précisément pour cela que le fabricant de vinaigre est obligé d'aciduler très forte- ment les liquides qu'il veut acétifier. Ces phénomènes de remplacement mutuel des deux my- codermes ont non seulement une importance industrielle considérable, ils sont aussi d'un intérêt théorique excep- tionnel. Lorsqu'on a ensemencé un vin avec du myco- derme du vinaigre, et qu'il y a pris un commencement de développement, il est curieux de voir la place dont ce premier être n'a pas pris assez rapidement possession être envahie par l'autre mycoderme, qui refoule le myco- derma aceii et finit par le couler au fond du liquide. Mais on peut donner une forme plus frappante à ces phé- nomènes, en forçant un de ces mycodermes à devenir un aliment pour l'autre. Faisons développer pour cela le mycoderma vini sur du vin ou de la bière : puis, quand il est en pleine MYCODERMA AGETI ET MYCODERMA VINI 231 activité, siphonnons le liquide pour le remplacer par de l'eau additionnée de quelques centièmes d'alcool pur. Nous verrons aussitôt se manifester une acétifîcation qui ira en augmentant avec le temps. Pourquoi la couche mycodermiqae qui brûlait l'alcool sur le vin le transforme-t-elle en acide acétique sur ce liquide nouveau, privée de matière organique et d'éléments minéraux. L'absence de nourriture aurait-elle pour effet de changer quelque chose aux fonctions vitales du myco- derme du vin et d'atténuer ses facultés oxvdantes. Cela est possible et mériterait d'être suivi. On s'explique assez bien dans cette hypothèse l'acétification qui se produit à l'origine. Mais l'activité que prend l'oxydation avec le temps résulte d'un tout autre mécanisme, de la substi- tution au mycoderma vini du mycoderma aceti^ dont les germes écrasés, et invisibles dans le premier liquide, prennent leur revanche dans le second. On ne les voit pas au microscope le premier jour ; le lendemain on en rencontre partout (fîg. 19). Les jours sui- Fig. 18. vants, rien qu'à la vue simple, on peut constater la dispa- rition graduelle du voile primitivement épais et ridé du mycoderma vini, faisant place peu à peu au voile mince, uni et de poids total beaucoup moindre, de imjcoderma aceti, p^irce qu'il y a simultanément combustion de divers principes du premier. C'est une véritable résorption, accom- pagnée de la formation de substances plus lentes à subir la combustion, et qu'on retrouvera à l'état libre dans la liqueur. Telle est, par exemple, une matière qui réduit 2:^2 CIIAPITRK XI •ivec facilité, môme à la température ordinaire, la liqueur de Feliling, et qui est peut-être l'aldéhyde glycérique ou la dioxyacétone que nous retrouverons bientôt. Nous aurons à utiliser, quand nous étudierons de plus près le mécanisme de la disparition des matières organi- ques mortes, ces notions, que nous venons d'établir, de parasitisme de ferments les uns sur les autres, et de rem- placement d'une génération de microbes par une autre d'un poids moindre. Nous avons pour le moment à développer ce que la science a ajouté depuis Pasteur au mémoire initiateur que nous venons de résumer. BIBLIOGRAPHIE Chaptal. Chiinie appliquée aux arts, t. Ill, 1807. E. Davv. Journal de Schwe/gger, t. 1, d821. DoBEREiNER. Joumal de Schireigr/er, t. VIII, 1823. Berzélius. Traité de chimie, t. VI, 1829 k 1833. Tltrpin. Mémoire sur la cause et les effets de la fermentation alcoolique et acéteuse. Mém. de VAcad. des se, t. XVII. KuTziNG. 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Variété des espèces. — Dans le travail que nous venons de résumer, Pasteur ne s'était placé qu'au point de vue physiologique : il ne s'était pas préoccupé de la question d'espèce. C'est depuis seulement qu'on a vu que les espèces acétifiantes sont nombreuses, différentes exte'- rieurement les unes des autres par l'aspect et les carac- tères du voile, par leur puissance d'acétification, le rende- ment qu'elles fournissent, etc., diiï'érentes aussi en ce qu'elles n'ont pas la même forme. J'ai signalé on 1877 l'existence d'un mycoderme, acétifiant comme celui de Pasteur, mais formant un voile plus sec, plus mince, se colorant même quelquefois des couleurs des lames minces. Ce voile ne se plisse pas, mais se recouvre d'uu lacis de crêtes à arêtes vives, rappelant un peu la surface d'un rayon de miel : semé sur divers liquides, il s'est reproduit avec les mômes caractères ; il était très actif et c'est à lui qu'était due cette acétification rapide dont j'ai parlé, t. I, p. 96, à propos de la puissance dactiop des ferments. Comme contraste, j'ai aussi signalé un autre mycoderme donnant des voiles très développés, ressemblant beaucoup à ceux du mycoderme de Pasteur, mais d'un pouvoir acé- tifiant presque nul. Mayer a décrit une forme qui donne des peaux gélatineuses épaisses, analogues à celles que Pasteur avait décrites, mais qui en ditïcraient en ce qu'elles acétifiaient très rapidement l'alcool. Il a considéré cette espèce comme distincte, tandis que Pasteur en avait fait en quelque sorte une forme maladive du mycoderma en voile mince. 234 CHAPITRE XII Wurm a observé de son côté d'autres formes diflerentes en apparence de celles qui précèdent. L'une, formant nne pellicule épaisse, visqueuse et grasse, était faite de globules isolés et poussant en chaines quand ils étaient jeunes, gélatineux en vieillissant : c'était une confirmation des idées de Pasteur. Un autre mycoderme, étudié par Wurm, était un bacille,, ce qui montrait que les coccus n'étaient pas seuls à posséder le pouvoir acétifiant. 146. Bactéries de Hansen. — En 1880, M. Boutroux découvrit une bactérie acétifiante et capable en outre d'oxyder diverses substances. Nous la retrouverons dans le chapitre prochain. Pour rester dans le domaine de l'a- cétification, nous devons signaler un travail de Hansen, datant de 1879, et qui, appliquant pour la première fois à l'étude de cette question la méthode des cultures pures, cherchait à établir l'existence de deux espèces nouvelles, tellement semblables de formes qu'elles avaient dû être souvent confondues jusque-là, et qui se différenciaient en ce que l'une était colorée en bleu par l'iode, tandis que Vautre l'était en jaune. Ce caractère, caduc et passager chez un certain nombre de bactéries, où il témoigne de la formation temporaire d'une substance voisine de l'amidon, pouvait avoir plus d'importance pour les ferments acétiques, s'il en colorait l'enveloppe extérieure. C'était une méthode de coloration ayant la valeur diagnostique de toutes les autres. Ce qui semblait indiquer qu'elle avait bien ce caractère, c'est que le mycoderma pasteiiriamim^ qui se colore en bleu, et le mycoderma accti qui ne se colore qu'en jaune, con- servent leurs caractères au travers d'une série de cultures dans des milieux fort divers, parmi lesquels dominaient pourtant des bières de diverses origines. Les formes qu'assigne Hansen à ses deux espèces et les aspects qu'il décrit pour leurs voiles me semblent les dif- férencier de l'espèce qui formait les voiles doux et vclou- BACTERIES ACETIFIANTES ' 23o tés que j'ai vus chez M. Pasteur, au moment de son tra- vail sur la fermentation acétique. Mais nous ne sommes pas prêts à étudier cette question d'espèce. Nous allons la retrouver tout à l'heure. l-iT. Bactéries acétiflantes de A..-J. Brown. — En 1886, Brown a signalé de son côté un B. accii, rencontré sur de la bière, et qui semble difTérent des précédents : en outre il a étudié cette mère de vinaigre que Pasteur con- sidérait comme une forme maladive de son mycoderma aceti et Mayer comme une espèce distincte. Yoici le ré- sumé de ce qu'il nous a appris sur ce point. Le microbe de sa mère de vinaigre, purifié autant que possible par la méthode de fractionnement de Klebs et la méthode de dilution de Lister, se développe à la sur- face de la bière ou des liquides favorables sous forme d'une gelée transparente qui finit par former une mem- brane gélatineuse, pouvant atteindre, lorsque les circons- tances sont favorables, une épaisseur de 25 à 30 milli- mètres. Elle est très résistante à la traction, et se laisse difficilement briser. Elle est au contraire très facile à cli- ver dans le sens de son épaisseur, et il est évident qu'elle résulte de la superposition de plusieurs couches successives. C'est ce que savaient depuis longtemps les vinaigriers et les pharmaciens, ces derniers surtout, qui voient souvent leurs préparations envahies par des productions gélatineuses. Au voisinage du goulot, se fait un bouchon microbien qui tombe à la moindre agitation, ou môme en vertu de son propre poids. A la place il s'en forme un autre, qui tombe à son tour, et tout le flacon peut ainsi se remplir, avec le temps, de disques gélatineux dont le poids total représente évidemment une fraction notable du poids total de matière soluble qui leur a fourni leurs matériaux. Si le liquide de culture n'est pas favorable, Brown a vu que la culture commencé par le fond, et remonte peu à peu à la surface sous forme d'une gelée flottante très 230 • CHAPITRE XII diUïisc. Ces formes cliUéventes de développement sont dues à ce qu'il faut partout de l'oxygène. Lorsque le liquide est favorable, la culture se fait rapidcaient à la surface, et l'oxygène est empêché de pénétrer dans l'intérieur. La culture est donc superficielle. Avec les liquides défavoraljles, la culture superficielle est plus lente, l'oxygène pénètre plus facilement et la culture peut se faire partout. Sauf ces différences, ce bacille se montre toujours sem- blable à lui-même sur les divers milieux. L'intérêt de son étude est dans la structure de sa membrane, qui, sous l'action de l'acide sulfurique et de l'iode, se colore en bleu intense et se comporte ainsi, en gros, comme une cellulose. En l'examinant au microscope, on y voit des bactéries rangées en files plus ou moins linéaires, noyées dans une masse amorphe. Ces bactéries ont une longueur moyenne de 2 a. Elles sont parfois isolées, parfois en chaînes dont les divisions deviennent visibles lorsqu'on fait une préparation sèche, qu'on teint avec le violet d'aniline. Les bacilles se colorent, tandis que leur membrane enveloppante reste incolore, ce qui témoigne d'une différence de cons- titution. Dans les milieux médiocres, les fils sont plus longs, et peuvent ressembler à des leptothrix. Jamais Brown n'y a vu les formes renflées sur lesquelles nous allons revenir tout à l'heure. 1-48. Nature de l'enveloppe gélatineuse. — Quant à la membrane gélatineuse^, pour l'étudier, lîrown l'a lavée à l'eau chaude et l'a faite bouillir ensuite 20 minutes dans une solution à 10 0/0 de potasse caustique, ce qui a disloqué les corps des bactéries sans toucher d'une façon apparente à la membrane elle-même, qui a conservé sa forme et son toucher gélatineux. Elle se dissolvait dans la solution ammonio-cuprique, et l'acide chlorhydrique l'en précipitait sous la forme que prend le coton traité de la même façon. L'acide sulfurique concentré la dissolvait sans BACTERIES ACETIFIANTES 237 noircissement, et en diluant et en faisant bouillir, on oJitenait un sucre. L'analyse a montré que c'était une cellulose distincte de la cellulose des champignons et de celle qui forme l'enveloppe de la levure. Elle est aussi distincte de la dextrane du Leuconostoc mesenterioïdes^ que les alcalis solubilisent. L'emploi de la méthode de MuUer a montré que cette cellulose se composait de 3o à 62 0/0 du poids total de la membrane séchée à 100'^, et ce chiffre est probablement inférieur à la réalité, car la méthode de Muller, comme les autres méthodes de dosage de la cellulose, dissout les portions les plus gélatineuses de la substance qu'elle laisse comme résidu. Elle tient compte en elfct non seulement de la nature chimique, mais de l'état d'aggrégation de la substance à laquelle elle s'attaque. 149. Origine de la cellulose de la mère de vinai- gre. — La question qui se pose maintenant pour nous est la suivante : cette cellulose est-elle une production nécessaire et par là caractéristique de la plante^ ou bien est-ce une production intérimaire et conditionnelle ? Nous avons vu chez les pneumocoques des productions toutes pareilles ; nous savons qu'un grand nombre de microbes peuvent, dans certaines circonstances, s'envelopper de cou- vertures gélatineuses et cellulosiques, qui ne jouent aucun rôle dans leur diagnose. Mais nous ne pouvons conclure d'un microbe à l'autre : il faut voir ce qui se passe pour le microbe de Brown. Or ce savant a très nettement observé qu'il n'y a pro- duction de cellulose en quantité sensible que lorsqu'il y a, en même temps que l'alcool, un sucre ou une matière hydrocarbonée convenable présente dans la liqueur. L'eau de levure, à cause des hydrates de carbone qu'elle contient, donne un peu de cette cellulose, l'amidon et le saccharose en donnent un peu plus ; le lévulose est le sucre qui en fournit le plus. A son niveau se tient la mannite. Mais 2118 CHAPITRE XII comme celle-ci se convertit en lévulose pendant l'action, cela n'a rien qui puisse surprendre. En revanche, en pré- sence de l'alcool seul, il ne se forme pas de cellulose. Nous reviendrons sur les rendements en cellulose fournis par les divers sucres. Mais nous en savons assez pour con- clure que du moment que la formation de la cellulose est fonction de la nature de l'aliment, cette formation n'est pas caractéristique de l'espèce. En d'autres termes si nous avons, dans une certaine mesure, le droit de distinguer Tune de l'autre les bactéries acétifiantes qui, dans le même milieu, donnent ou ne donnent pas des sécrétions cellu- losiques, nous n'avons pas le droit de dire que toutes ces bactéries à cellulose sont certainement distinctes du mijco- (Irnna aceti de Pasteur, qui n'en donnait pas. Il faut remarquer que Pasteur se servait, comme liquides d'acé- tification, de vin ou de liquides très pauvres. Au contraire, depuis lui, on s'est surtout servi de bière, où il y a beaucoup d'hydrates de carbone, qui poussent à la produc- tion de cellulose. 150. Classification. — Nous sommes donc obligés, par suite, de faire de nombreuses réserves sur les classifi- cations déjà faites, et les espèces décrites. Il est probable qu'il existe un très grand nombre de bactéries acétifiantes, comme il existe un très grand nombre de levures. Mais il est probable aussi que la diagnose de celles dont nous avons constitué des espèces est à refaire. Ce jugement serait encore plus rigoureux si nous allions jusqu'où n'ont pas craint d'aller quelques-uns des savants qui se sont occupés de cette question. Il en est qui ont placé dans le cadre des bactéries acétifiantes toutes celles qui produisent de l'acide acétique. C'est le moyen de mettre le désordre. Il n'est en effet presque pas de bacté- ries qui ne donnent de l'acide acétique. La levure et beau- coup de mucédinées sont dans le môme cas. Le cadre BACTERIES ACETIFIAXTES 2:UI des JDactéries acétifiantes comprendrait donc la iDactériolo- gie toute entière. Nous avons suivi une toute autre méthode. Nous avons soigneusement distingué, en principe au moins quand nous n'avons pu le faire par Texpérience, l'acide acétique prove- nant de la dislocation d'une matière organique complexe, pouvant quelquefois sortir d'une vie anaérobie, de l'acide acétique, produit d'oxydation d'une vie aérobie, et dont l'origine est particulièrement nette quand il provient de l'oxydation de l'alcool. Seules les bactéries qui donnent de l'acide acétique de cette origine seront pour nous des bacté- ries acétifiantes. Nous verrons dans le chapitre suivant qu'elles sont capables de beaucoup d'autres choses. Mais ce sera là la rubrique sous laquelle nous les étudierons. Elles se distingueront en gros des autres bactéries pro- ductrices d'acide acétique par deux caractères : 1° elles seront des agents d'oxydation aux dépens de l'oxygène de l'air ; 2" le rendement en acide acétique de la substance brûlée sera, en général, supérieur, avec elles, à ce qu'il est avec les anaérobies. Ces deux notions sont reliées ensemble, si on accepte l'hypothèse d'une oxydase pro- duite par le microbe, et produisant l'oxydation en quel- que sorte indépendamment de lui, une fois qu'elle est formée. La substance sur laquelle elle agit n'est pas alors impliquée dans un procès de nutrition, et le rendement peut atteindre le maximum. Tel est le cas pour l'alcool provenant du sucre sous l'action de la zymase, quand la levure mène une vie anaérobie. L'oxydase serait une sorte de zymase de la vie aérobie pour un grand nombre de cellules, dont les plus actives seraient précisément des bactéries acétifiantes, quand leur oxydase est celle de l'alcool ordinaire. Il faut pourtant remarquer que ce rendement peut être diminué après avoir atteint son maximum, ou môme en cours de route, par les bactéries qui consomment, en l'oxy- dant, l'acide acétique qu'elles ont formé. Mais l'absorp- 240 CllAriTIlK XII tion d'oxygène persiste pendant cette période du phéno- mène, et empêche de se méprendre sur son compte. C'est sous le bénéfice de ces observations préliminaires que nous plaçons la liste suivante des bactéries acéti- fiantcs les mieux caractérisées, avec la diagnose provisoire de chacune d'elles, empruntée au savant qui l'a décrite. ISl. Bacterium aceti (Hansen). — Donne sur la bière double (bière riche en extrait, de fermentation haute, avec environ 4 0/0 d'alcool), à 34", en 24 heures, une couche brillante et muqueuse, qui ne se colore pas par l'iode. Les cellules sont des bâtonnets en forme de sablier, rangés en files. Exceptionnellement, on trouve des fds allongés, avec ou sans renflements. A 40-42°, on obtient des lilaments minces et allongés. Sur gélatine au B. nceti. moût de bière, cette bactérie donne à 2oo des colonies régulières, rarement étoilées, grises à la lumière réflé- chie, Idcuàtres par transmission, faites de bâtonnets. Sur g-élatine au bouillon et à la peptone, les colonies sont entourées d'une zone laiteuse, séparée de la colonie par une bande transparente. Par ensemencement en gouttes sur la gélatine au moût de bière, il se forme, en 18 jours à 25'^, des colonies largement étalées^ à crénclures longues, ou en forme de rosettes. Sur la bière double, le maxi- mum de température de croissance est de 42" ; le mini- mum de 4 à o'\ Cette bactérie est restée vivante plus de 9 ans dans la bière basse de garde. La limite de sa BACTERIES ACET1FIANTB6 241 vitalité est d'environ 2 ans dans une solution de saccha- rose, et de 16 mois dans l'eau. 152. Bacterium Pasteurianum (Hansen). — Forme sur la bière double, à 34°, une couche sèche, qui devient rapidement ridée et plissée. Dans les pellicules prospères, à la surface de la bière ou du moût, chaque cellule s'en- toure d'une couche muqueuse que l'iode colore en bleu. Elles se forment en chames et sont en moyenne plus larges que celles de l'espèce précédente. Les filaments allongés qui se forment à ■iO'^-40,5 sont aussi un peu plus épais que chez le Bacterium aceti. Les colonies sur géla- Fig. 20. — B. Fasteurnanum. tine au moût à 25° ressemblent beaucoup à celles de l'espèce précédente^ mais sont pourtant un peu plus peti- tes. Elles sont surtout formées de chaînes d'articles. Sur gélatine au bouillon et à la peptone, mêmes caractères que pour le B. aceti. Les colonies produites par un ensemencement en gouttelettes sur la gélatine au moût de bière sont un peu troubles, elles sont arrondies ou faiblement crénelées. Le maximum de température dans la bière double est de 42" ; le minimum de 5 à 6°. La vie de ce bacterium dans la bière de garde a dépassé 10 ans : elle ne dépasse guère un an dans une solution de saccharose, et 6 à 12 mois dans l'eau. 153. Bacterium Kutzingianum (Hansen). — Forme sur la bière double à Sâ^" une couche sèche, s'élevant le lono- 16 â42 CIIAPITRR XII des parois, très haut au-dessus de la surface du liquide. Se colore en bleu par Tiode comme le précédent. Les cellu- les sont de petits bâtonnets isolés ou par paires, rare- ment en files. La forme filamenteuse, à 40-42", resseml>lc -!o » m Fig. 21. ~ B. Kutsingianum. à celle du B. Pasteurianiim. De même pour les formes des colonies sur gélatine au moût, où les bâtonnets sont presque toujours isolés. De même encore pour les colonies sur g-élatine à la peptone et au bouillon. L'ensemencement par gouttelettes sur gélatine au moût donne des colonies qui ne diffèrent de celles du précédent bacille qu'en ce qu'elles ont une surface plate, sans plis. Sur gélatine à la bière double, les colonies de cette espèce sont muqueuses, tandis qu'elles sont sèches avec les deux espèces précédentes. Le maximum de température sur bière double est de 42"; le minimum de 6 à 7°. La limite de vitalité a été de 7 ans dans la bière basse de garde, de un an dans une solution de saccharose, de 9 mois dans l'eau. 154. Bacterium xylinum (Brown). — C'est le bacille dont nous avons étudié plus haut la sécrétion cellulosique. Sa caractéristique dififérentielle des trois espèces précédentes est cette sécrétion, et nous avons vu qu'elle n'est pas constante. Sur gélatine solide au moût de bière, nous avons vu qu'il se forme d'abord à la surface, ou tout à son voisinage, des colonies sphériques qui étalent ensuite, à la surface, des membranes pareilles à celles qui se forment sur des liquides nutritifs. BACTKRIKS ACHTI FIANTES 243 155. Thermobacterium aceti (Zeidler). — C'est une forme mobile, rappelant le bacterium tcrmo de Colin. Les mouvements sont persistants dans les milieux où il n'y a pas production d'acide. Ils sont paresseux dans le vin. Ils cessent dans la bière, lorsque racidité augmente. Sur gélatine, colonies un peu grenues en leur milieu, d'abord rondes, puis irrégnlières^ ne liquéfiant pas la gélatine. Sur gélatine au moût ou gélatine au bouillon, mêmes aspects que les bactéries d'Hansen. Presque pas de culture sur pomme de terre. Pellicules peu développées sur bière ou moût de bière, très fines et légères sur le vin rouge, et formées alors de longs fils. La bactérie pousse mal sur eau de levure et eau de peptone : elle peut pousser sur le liquide minéral de Pasteur, où il n'y a d'autre source d'azote que les sels ammoniacaux. La température mortelle est de 40-45" dans le moût de bière, de 35 à 40" dans la bière. Le développement et l'acétitication sont rapides entre 10 et 20«. 156. Bacterium oxydans (Hennetoerg). — Henneberg a aussi trouvé dans de la bière de fermentation basse une bactérie mobile, formant sur gélatine des colonies d'abord rondes, puis irrégulièrement chevelues ou dendriti- ques. Sur la bière elle forme une pellicule très fine, com- posée d'ilôts reliés entre eux, et grimpant très haut sur les parois du vase. A l'état jeune, les articles sont isolés : plus tard, ils forment des chapelets A 36", sur la bière, on ne trouve que des fils longs et réguliers. Il se produit pourtant des formes renflées sur bière à 26". Les cellules ne sont pas colorées en bleu par l'iode. L'optimum de température est de 23 à 27". La température mortelle est de 55 à ôO*^ à la chaleur humide, de 97 à 100° à la cha- leur sèche. 15'7. Bacterium acetosum (Henneberg). — Les colonies du B. acetosum sur milieu solide ressemblent à celles du 244 CHAPITRK XII B. ojijdans. Mais tandis que ce dernier, sur de la bière, de l'eau de levure, donne des pellicules délicates, se com- portant à la surface des liquides comme celles du Z>. Kiilz'infjianum^ les pellicules du B. acelosuni sont sèches, épaisses, plus tenaceS;, et ressemblent à celles du B. Pasteuriammi. Elles laissent limpide le liquide de cul- ture, tandis que le B. oxf/dans le trouble. La j^ellicule est formée de fdaments formés de cellules cylindriques ayant, dans les cultures de 2 jours, 1 jj.. de longueur sur 0,4 à 0,8 [J.. de larg-e. 158. Bacterium acetigenum (Henneberg). — Ici, il n'y a pas de tilaments, et les cellules isolées sont à peine plus longues que larges. Les pellicules à la surface des liquides sont fermes, minces, résistantes, se disloquant par lambeaux, que remplace une pellicule nouvelle. Elles ressemblent à celles du B. xylinum^ chez lequel pourtant la pellicule est plus inégale d'épaisseur et plus gélatineuse. Aucune des trois espèces d'Ilenneberg ne se colore en bleu par l'iode. Cependant, avec l'acide sulfurique et l'iode, le B. acetigenum donne parfois les réactions de la cellulose. 159. JBacteriuni industrium (Henneberg). — Les colo- nies sur milieu solide sont humides et muqueuses. La pelli- cule sur milieu liquide est d'ordinaire muqueuse et se disloque facilement en flocons. Les éléments cellulaires ne forment pas de chames distinctes. Le liquide sous-jacent reste limpide. Aucune coloration bleue par l'iode. Les for- mes d'involution ou de souffrance sont rares, et sont faites, soit de filaments non cloisonnés, soit de cellules gonflées et rondes à la façon des levures. La température optima pour la multiplication est de 23°, le maximum est à SS** et le minimum à 8". Les températures optima, maxima et minima pour l'acétification sont de même : 21^', 28" et 18". C'est sur ce moût de bière et la gélatine au moût de bière que la bactérie se développe le mieux. On trou- bactp:ries agetifiantes 245 vcra plus loin la liste des corps qu'elle oxyde. C'est le sucre qui est son aliment favori. Dans une solution à 20 0/0 de dextrine, elle a donné au bout de 20 jours 16,6 0/0 d'acide giuconique. Elle acidifie aussi rapide- ment les solutions de maltose et le moût de bière. Elle rend filants et gélatineux les liquides dextrineux et souvent la bière, ce qui permet de la distinguer du B. oxijdans qui lui ressemble beaucoup. De plus elle n'oxyde pas l'acide acétique qu'elle a formé, ce en quoi elle diffère aussi du B. oxydans. Le vinaigre qu'elle produit est très aldéhydique. Il semble bien, d'après tous ces caractères que cette bactérie ne soit pas une bactérie acétifiante, au sens que nous avons donné plus haut à cette expression, mais une bactérie oxydante. 160. Bacterium ascendens (Henneberg). — Les colo- nies sur milieu solide sont blanches, sèches et entourées d'une auréole blanche. La pellicule à la surface des milieux liquides est très délicate et grimpe le long des parois du vase. En se disloquant, elle forme des flocons muqueux. Aucune coloration bleue par l'iode. Les éléments cellulai- res sont ordinairement par groupes de deux, rarement en chaînes. Il y a aussi, comme pour le B. industrium, des formes de souffrance filamenteuses ou gonflées, et pro- duites par les mêmes causes, excès de chaleur, trop forte concentration, vieillissement. Le B. ascendens se développe mieux sur le vin que le précédent. Pour sa multiplication, les températures optima, maxima et minima sont 31°, 44", 10» ; pour l'acétifîcation, ce sont 27», 42" et 10". Il n'oxyde que falcool éthylique, l'alcool propylique et le glycol. C'est le seul des ferments acétiques connus qui n'oxyde pas le dextrose. C'est aussi un des plus puissants. Il peut encore se développer sur des liquides contenant 12 0/0 d'alcool et monter jusqu'à 9 0/0 d'acide acétique. Il n'oxyde pas l'acide acétique qu'il a formé et le vinaigre produit est riche en éthers acétiques. 246 CIJAFITRE XII A cette liste^ nous poumons encore ajouter quelques espèces empruntées aux travaux de Peters, Linclner, La- far, etc. Mais nous ne ferions que tourner dans le môme cercle : il est déjà trop clair que les caractères distiuctifs visés dans les diagnoses ci-dessus sont ou trop voisins, ou trop incertains, ou trop difficiles à traduire par des mots pour qu'on puisse leur accorder une confiance abso- lue. Ils sont tous ou presque tou.s, des caractères morpho- logiques du microbe ou de la membrane, et les uns comme les autres sont variables, comme nous allons le voir. 161. Variations de forme cliez la même espèce . — Hansen a montré lui-même que les trois espèces qu'il a Fin- 23 décrites peuvent se présenter chacune sous trois formes : celle de chapelets d'articles courts ; celle de filaments BACTERIES ACETIFIANÏES Ml longs et réguliers ; celle de filaments irrégulièrement ren- flés. La première forme domine et même existe à peu près seule dans toutes les cultures sur bière haute, faites entre la température de 5" et celle de 34% qui est la plus favorable au développement. Quand on transporte sur de k bière à 40"-40°5 un peu de cette semence jeune, on voit en quelques heures se produire des fils qui peu- Fiff. 23. vent atteindre des longueurs de 500 u. et au-dessus, alors que l'article n'a que 2 à 3 [j. de long. Si on ramène à 34° cette culture de longs fils^ on y voit réapparaître la division en articles. Quand on la maintient à 40^ les fils s'épaississent, se renflent, et peuvent prendre les formes les plus variées. C'est ensuite seulement que les parties res- tées cylindriques se résolvent en articles ; tandis que les parties renflées persistent et se dissolvent peu à peu. Les us CIIAPITRK XII deux figures ci-jointes, reproduction de celles de Hansen, donnent une idée de ces variations de forme avec le Baclerium Pas/euriamimj dont la fig. 19 représente les formes normales. La fig. 22 montre les formes après 24 heures de cul- ture sur de la bière double à 4:0''-40°,o. Les articles courts ont disparu, et on ne voit que des fils allongés, dont quelques-uns commencent à se renfler, La fig-. 23 montre les transformations des formes fila- menteuses en formes renflées et en chaînes d'articles par culture sur la bière double à 34°. Ce sont là évidemment de beaux exemples de ce qu'on appelle involution, mais comme c'est la température qui les provoque, ils peuvent apparaître avec l'apparence de phé- nomènes normaux chez un microbe dont la fonction élève facilement la température, si bien que quelquefois la cou- che active est tuée par la chaleur dégagée par l'oxyda- tion qu'elle produit. 162. Variations dans l'aspect de la membrane chez la même espèce. — L'expérience apprend vite, quand on manie ces espèces acétifiantes, combien l'aspect de la mem- brane est variable suivant la nature du liquide^ la tempé- rature, suivant aussi que la semence était mouillée, ou s'étalait à la surface du liquide sous forme de pellicule presque insubmersible. M. Wermischeff a essayé de séparer les espèces d'un voile obtenu en abandonnant ù un ense- mencement spontané, dans une étuve à 20-22°^ un mélange de vin rouge, d'eau et de vinaigre, dans les proportions indiquées par Pasteur. Après avoir isolé de son mieux les espèces par la méthode des dilutions, il a obtenu des colonies qu'il pouvait considérer comme provenant chacune d'un seul germe, mais qui présentaient des aspects assez variés qu'on a pu ranger sous six types, au moins aussi distincts que ceux des diagnoses écrites ci-dessus. Or, sur ces six types, il y en avait 5 qui passaient facilement BACTERIES ACKTIFIANTES 249 de l'un à l'autre, suivant le mode et les conditions de l'ensemencement, et qui, par conséquent, peuvent être confondus. Ceci nous enseigne à nous défier des diag-noses portant sur l'aspect des colonies. Un seul type se repro- duisait toujours semblable à lui-même, c'est celui qui correspondait à la formation des peaux glaireuses, ou mè- res du vinaigre. Nous retombons donc avec lui sur la plus claire des distinctions qui sont ressorties de nos études de plus haut, celle qui existe entre les bactéries acétifîan- tes productrices de cellulose et les autres. Or cette dis- tinction, nous savons qu'elle est caduque. Raison de plus de se méfier des autres. 163. Variations dans l'action de l'iode sur la mem- brane. — Nous retrouvons des variations de même ordre dans la coloration bleue que l'iode donne quelquefois à la membrane. Déjà Hansen avait vu que cette coloration ne persistait pas dans des cultures successives. Beyerinck a trouvé, pour l'une des bactéries qu'il a étudiées, que cer- taines cellules d'une culture conservaient la faculté de bleuir par l'iode, d'autres la perdaient ; Iloyer a fait la même observation. En étudiant ces phénomènes de plus près sur deux de ses bactéries, le Bacteriwn Pasteiiriamim et le B. Kutzingianmn., Hansen a observé qu'avec la pre- mière le pouvoir de produire une substance colorable par l'iode était assez persistant par cultures sur gélatine-gélose au moût de bière, à 32-33", sauf dans de rares cellules qui le perdaient temporairement, mais le retrouvaient tout de suite quand on les rapportait sur de la bière dou- ble. Avec le Bacterium Kutzingianum., toutes les cellules perdent ce pouvoir : mais il y en a qui le retrouvent par changement du milieu de culture ; d'autres au contraire le perdent définitivement. Nous allons voir tout à fheure qu'une simple addition de carbonate de chaux peut le faire paraître ou disparaître avec ces deux espèces. On ne sau- rait donc accorder aucun caractère spécifique à une pro- 250 CHAPITRE XII priété aussi ilottante. On peut riutroduire dans une dia- gnose comme élément à consulter avec prudence. Mais on ne saurait en faire un élément de classification. Nous retrouvons ici une conclusion que nous connais- sons : avec des êtres aussi simples, on ne peut établir aucune classification sur des distinctions» de forme. Il faut aller plus loin, et étudier la physiologie de la cellule. Sur ce point, nous avons une série de monographies et des expériences de comparaison que nous devons passer successivement en revue. Commençons par étudier l'action de quelqties bactéries sur l'alcool ordinaire. 164. Action sur l'alcool ordinaire. — Sur ce point, les recherches de Brown avec une espèce qu'il assimile au B. acf'ti de Ilansen, celles de Lafar avec d'autres espè- ces, ont confirmé les résultats de Pasteur. L'alcool est d'abord transformé en acide acétique, en donnant un ren- dement voisin du rendement théorique, toujours inférieur pourtant, et qui ne dépasse pas 100 p. 100, Or, d'après la formule chimique de la transformation, G-'H'^O + 20 =^ C H*0^ + H'O 100 d'alcool pur devraient donner 130 d'acide acétique. C'est qu'il faut faire la part de l'évaporation de l'alcool dans un liquide chautfé et étalé eu large surface. Peut- être aussi y a-t-il un peu d'alcool brûlé directement, sans transformation préalable en acide acétique. Nous n'avons pas trouvé de traces bien sensibles de ce phénomène dans l'expérience de mesure de Pasteur, puisqu'il n'y avait que 1 p. 100 d'acide carbonique dans l'air de la fiole. Mais cette expérience, faite en présence d'un excès d'alcool et d'un volume d'air limité, n'est peut-être pas applicable aux résultats de la vie physiologique de la bactérie. Il est possible, il est même probable, d'après ce qu'on sait des autres bactéries, que le phénomène de combustion de l'acide acétique, signalé par Pasteur, ne commence pas BACTERIES ACETIFIANTES 251 aussitôt que l'alcool a disparu, qu'il commence avant ce moment pour persister seul ensuite. La sélection entre deux aliments dépend, en efTet, non seulement de la nature des aliments, mais aussi de leur quantité, et quelques résul- tats de Lafar montrent que certaines bactéries acétifiantes, au moins, touchent à l'acide acétique lorsqu'il y a encore un peu d'alcool. Mais l'ensemble du phénomène reste ce que Pasteur avait annoncé. L'oxydation de l'alcool ordinaire est si facile qu'on s'est demandé de suite comment se comportaient les autres alcools. Il est certain, et Pasteur l'avait remarqué lui- môme, que le mycoderme du vinaigre peut brûler d'autres substances que ces aliments ordinaires. Lorsque son action est interrompue à point, le vinaigre qu'il fournit est encore très faiblement alcoolique et il peut être très parfumé. S'il provient, par exemple d'une bonne vinaigrerie d'Or- léans, au bouquet plus ou moins prononcé, en général assez faible, des vins blancs mis en œuvre, il joint celui des divers éthers formés par les alcools et les acides volatils de la liqueur. Ce bouquet est brûlé ensuite, et le vinaigre redevient plat, si on laisse l'action aller plus loin. C'est que les éthers ou des substances sapides et odoran- tes sont brûlées par la pellicule. Mais peut-on offrir direc- tement comme aliments, à des bactéries acétifiantes, d'au- tres alcools que l'alcool ordinaire ? C'est ce que Brown a étudié pour le B. aceti^ et Seifert pour le B. Pasleurianum et le B. Kutzingianum. Henneberg a fait aussi quelques essais avec son B. oxydans. 165. Action sur l'alcool raétliy-lique. — Brown na pas réussi à oxyder cet alcool, même en le purifiant pour le débarrasser de toute trace de matière résineuse. Il y avait culture, mais pas d'acide formique produit en quan- tités sensibles. Brown opérait à 28". A 23°, Seifert n'a pas été plus heureux. Seul Henneberg annonce avoir obtenu une oxydation avec le B. oxijdam et le B. acetoswn. Ou 2o2 CHAPITRE XII sait que l'alcool méthylique est en général très rebelle aux transformations microbiennes, peut-être parce qu'un commencement d'oxydation le transforme en une aldéhyde très toxique. 166. Action sur 1 alcool propylique. — Brown a obtenu une pellicule de B. aceti sur de l'eau de levure additionnée de 3 0/0 d'alcool propylique normal, et après 14 jours ce liquide contenait 1.20 0/0 d'acide, cal- culé comme acide acétique, ce qui donne l.oO 0/0 envi- ron calculé comme acide propionique. Sur un milieu de môme composition, Seifert a vu que le B. Pasleurianum se développait très péniblement, et sans donner de pelli- cules. Les fdaments qu'on trouvait dans le liquide se coloraient en bleu intense par l'iode. Le liquide était acide par de l'acide propionique. Le B. Kutzingianum est encore plus sensible k cet alcool que l'autre. Il forme pourtant une membrane sur de l'eau de levure à 1 0/0 d'alcool propylique, et donne aussi de l'acide propionique. Il en est de même d'après Henneberg pour le B. Oxydans. Dans tous les cas la réaction est la même CIP. CH^ cil OH + 20 == CtP. CIP. COOH + IP'O. C'est l'hydrogène du groupement alcool qui est brûlé et remplacé par un atome d'oxygène. 16'7. Action sur l'alcool toutylique. — Brown n'a pas réussi à oxyder l'alcool butylique primaire normal. En opérant toujours sur de l'eau de levure additionnée de 0,5 0/0 d'alcool butylique normal. Seifert a vu que ces deux bactéries se développaient abondamment^ en donnant des peaux épaisses. Le B. Pastetiriamim ne se colorait pas par l'iode. Dans les deux cas, on a trouvé de l'acide butyrique normal. La réaction se fait sur le même grou- pement que tout à l'heure. C[p. cii\ cm CIP OU + 20 ^ cip. cip. cip. cooii + ho BACTERIES ACETIFIANTES 253 168. Action sur l'alcool isopropylique et l'alcool iso- butylique. — Cela a conduit Seifert à chercher raclion de ses deux bacilles sur les alcools isopropylique et iso- butylique. Sur le premier, il n'y a aucune action, même lorsqu'on remplace l'eau de levure par du moût de bière : la liqueur reste stérile quand elle contient 1 0,0 d'alcool. L'alcool isobutylique, à la dose de 1 0/0 dans le moût de bière, donne, avec les deux bactéries, après 8 jours, une membrane visible. L'oxydation est lente, péni- ble, mais elle se fait. Quant à l'acide formé, Seifert admet, sans bien le démontrer, que c'est de l'acide isobu- tyrique, et que la réaction est (CtP/. CH. CIPOII -h 20 = (CH^)-'. eu. COOH + H'O 169. Action sur l'alcool amylique. — Brown n'a pas réussi à oxyder cet alcool. Seifert a échoué de même pour le D. Pasteurianum ensemencé dans de l'eau de levure à 1 0/0 d'alcool. Dans le même milieu, le B. Kiit- zingianum a donné une mince pellicule, et oxydé lente- ment le liquide. Il y avait trop peu d'acide pour qu'on ait pu rechercher sa nature. 11 est probable pourtant que c'était l'acide valérianique. Ces premiers résultats ont en- couragé les deux savants à aller plus loin, et voici le résumé des tentatives faites avec ces bactéries acéti- fiantes. ITO. Action sur le glycol étliylénique. — Les deux bac- téries de Seifert se développent péniblement dans de l'eau de levure avec 0,5 0/0 de glycol étliylénique, plus vite quand on ajoute du carbonate de chaux. Après quelques semaines d'action, on peut retirer, du liquide évaporé, de fines aiguilles cristallines de glycolate de chaux C«(C^I:PO^)*. L'oxydation du glycol éthylénique se fait donc suivant la formule CIL oïL Cil on — 20 = cil on. coon + no 254 CHAPITRK XII 1*71. Action sur la glycérine. — Seifert a ensemence ses bactéries sur de l'eau de levure contenant environ 2 0/0 de glycérine pure et crislallisablc. Il se forme k la surface une pellicule fine. Au bout de 6 semaines, on constate que la glycérine a très peu diminué. En recom- mençant l'expérience après avoir ajouté du carbonate de chaux, le développement n'est pas beaucoup meilleur ni la consommation de la glycérine plus rapide. Brown était arrivé antérieurement à des résultats analogues, que llen- neberg retrouve avec le />'. oxi/dans. La glycérine est donc un aliment très réfractaire pour les bactéries acéti- fiantes soumises à l'étude. ITS. Action sur la mannite. — La mannite est 1 alcool dont le lévulose est l'aldéliyde. I>rown a vu que le ùac- lerium aceli se développait facilement dans une solution de mannite dans le liquide minéral de Pasteur, en don- nant une saveur sucrée. L'action est plus rajnde quand on remplace le liquide minéral par l'eau de levure. La mannite disparaît, et est remplacée par du lévulose. Outre ce lévulose, on trouve une autre substance réductrice non encore étudiée, mais le lévulose est le produit principal. Il n'y a pas formation d'acide par oxydation du lévulose. En acceptant pour ce dernier la formule de Kiliani, la réaction peut s'écrire CH on / CH OH CHOU i CHOH CHOH + = ] CHOH -r- H-O CH(JH \ CHOH CHOH / CO CH-OH y CH'OH Mannite Lévulose Seifert a vu que sur de l'eau de levure additionnée de 3 0/0 de mannite, ses deux bactéries se développaient très bien : le B. Pasteurianum ne se colore pas par l'iode. Avec lui, le liquide neutre reste neutre, tant au polari- BACTERIKS ACKTl FIANT ES :>oa mètre qu'au papier de tournesol. Il ne se forme pas de sucre réducteur. Avec le B. Kutzingiamim^ il se forme du lévulose, mais en faible quantité. Ces résultats sont très différents de ceux de Brown. Une expérience de contrôle avec le B. acet'i de Hansen et le B. Pasteio'ia- 7iu?n montra que le premier donnait du lévulose, pen- dant que le second restait sans action. Voilà donc un cas dans lequel on constate une ditierence très nette entre des espèces qui s'étaient comportées de même jusqu'ici. 173. Action sur la sorbite et la dulcite. — Il est donc intéressant d'étudier l'action sur les alcools stéréoiso- mères de la mannite^ la sorbite et la dulcite. Nous trou- verons bientôt, à propos de la première, les résultats de Bertrand, antérieurs aux observations de Seifert. Celui-ci a ensemencé purement, dans de l'eau de levure additionnée de 1 0/0 de sorbite, les trois bactéries de Hansen, et une espèce très voisine du B. xylinum de Brown. Il y a eu partout développement. Il s'est formé un sucre réducteur avec le B. xylinum et non avec les trois au- tres. Nulle part il n'y a eu d'acidification. Le sucre de la culture du B. xylinum était en trop petite quantité pour qu'on ait pu essayer de l'identifier avec du sorbose. Avec la dulcite_, aucune des bactéries n'a donné de sucre réducteur. 1*74. Action sur le glucose. — Nous arrivons main- tenant aux sucres. Boutroux, dans un travail que nous retrouverons tout à l'heure, avait déjà montré qu'une bac- térie acétifiante pouvait oxyder le g'iucose et le transformer en acide gluconique. Brown et Seifert ont repris le même sujet avec les bactéries acétifiantes dont ils faisaient l'étude physiologique. Le B. acefi de Brown pousse et forme une pellicule mince sur un liquide minéral additionné de 2 0/0 de dextrose et de carbonate de chaux. Il ne se forme ni 2o6 CHAPITRE XII alcool ni acides volatils. Des précipitations mnltiplcs avec Falcool permettent de séparer des concrétions cristallines rondes, formées de cristaux aciculaires de gluconate de chaux (C^lI"0^)'Ca. Ce sel ne réduit pas la liqueur de Fehling, et n'a pas d'action sur la lumière polarisée. Il réduit le nitrate d'argeut avec facilité, et empêche, comme les sucres, la précipitation de l'oxyde de fer par Tammo- niaque. L'acide est incristallisable^ presque incolore, a une saveur acide très prononcée, et, chaufié, noircit déjà au- dessous de lOOo par suite d'un commencement de décom- position. Seifert a opéré sur deux dissolutions à 3 0/0 de glucose dans l'eau de levure. Le B. Pasteuriamim et le B. Kut- zingianum y poussent bien. La culture du premier se colore par l'iode, et aussi un peu celle du second. La culture devient plus facile si on ajoute du carbonate de chaux. Mais alors c'est l'inverse. Le B. Pasteurianum donne des chaînes régulières, sans fils ni renflements se colorant partiellement par l'iode ; le B. Kutzingianum donne des bacilles isolés ou par paires, qui bleuissent fortement par l'iode. Nouvelle preuve de la fragilité de ce caractère distinctif. Dans les deux cas, on retrouve du gluconate de chaux. La formule commune de l'action est donc la sui- vante CIFOIl I CÏPOH CIIOH \CII011 CIIOH ^ = I CHOH CHOH ] CHOH CHOH \ CHOH GOH ( COOH dextrose acide gluconique Nous allons retrouver une action analogue avec le bacille de Boutroux. l'?5. Action sur le lévulose. — La production de ce sucre dans les expériences de combustion bactérienne de la niunnite, relatées plus haut, montre que le B. aceti BACTERIES ACETIFIANTES 257 de Bi'own n'oxyde pas le lévulose. Il en est de môme pour les deux bacilles acétifîants de Seifert ; cette difTé- rence profonde entre le glucose et le lévulose tient peut- être à ce que le dextrose est un sucre aldéhydique, tandis que le lévulose I CH 011 \ CHOH CO CHOH CHOH CH=OH lévulose est un sucre céto nique. Nous aurons à confirmer bientôt la justesse de ce point de vue. 176. A.ction sur le sacctiarose. — Brown a constaté que son B. aceti se développe bien à la surface de solu- tions à 4 0/0 de saccharose dans Teau de levure, mais sans toucher au sucre qui reste inaltéré. Il résulte de là que ce bacille ne sécrète pas de sucrase, et de plus qu'il est incapable de détruire, en l'attaquant par oxydation, la molécule du sucre de canne, bien que la théorie en fasse " un sucre aldéhydique „ ) C^ir (0H)\ COH ^ ) C'W (OH)*. COH. 177. — Action sur les acides gras. — Seifert a cons- taté que les deux bactéries acétifîantes se développent sur des solutions è 0,5 0/0 diacide acétique dans l'eau de levure, et brûlent l'acide présent. Il est bien entendu que si on augmente la dose d'acide, le développement devient plus pénible, et même que la présence d'une dose d'acide trop forte dans un liquide nutritif peut empê- cher la culture de la bactérie acétifiante, même lorsqu'il y a de l'alcool. La limite à atteindre pour cela est variable suivant la nature du liquide et la température. 17 258 CHAPITRE XIl Sur des solutions à 5 0/0 d'acide propionique, ni le B. Pasteuyiamnn ni le B. Kutzingianum ne se sont déve- loppés, dans les expériences de Seifert. Il en a été de môme avec l'acide butyrique. Ces acides sont décidément peu nutritifs, et dans la série des . acides, comme dans celle des alcools^ la (jualité alimentaire diminue avec le nombre de molécules de carbone. Il y a pourtant une exception à faire pour l'alcool méthylique, comme nous l'avons vu en commençant cette étude. ITS. Action sur les acides fixes. — Hoyer a constaté que le B. ranceiu, le B. Pasteuricuium et le B. aceti brûlent le lactate de chaux et plus difficilement l'acétate de chaux, avec formation de carbonate de chaux. Les deux premiers n'attaquent pas le propionate de chaux. Le />• aceti l'a oxydé péniblement après un mois et demi. l'79. Expériences de Henneberg. — Ilenneberg- a com- paré de son côté, dans leur action sur divers sucres et divers alcools, les trois l)acilles acétifiants qu'il avait décou- verts et un certain nombre d'autres bacilles trouvés avant lui. Il s'est mis pour cela dans d'autres conditions que ses prédécesseurs. Il les a cultivés dans un même milieu, purement minéral, où n'entraient, outre la substance hydro- carbonée alimentaire, que du phosphate monobasique de potassium, du sulfate de magnésium, et du sulfate d'ammonium, comme source unique d'azote. Il avait voulu s'afï'ranchir des substances azotées qui auraient pu deve- nir pour ses bacilles une source de carbone, et intro- duire par là une cause d'erreur dans ses études sur l'alimentation au moyen des matériaux offerts. La préoccupation est louable, mais l'a fait se lieurter à un autre inconvénient : c'est que ces milieux artifi- ciels sont très peu favorables à la culture, et qu'avec eux les bactéries respectent certains sucres ou certaines substances c]u'elles auraient consommées dans des milieux BACTÉRIES ACÉTIFIANTES 259 plus riches. Nous avons vu de fréquents exemples de ce fait dans le chapitre dernier. Le tableau comparatif dont les éléments sont fournis par les expériences de Henne- berg- peut donc rendre des services tant qu'il ne s'agit que d'une comparaison, mais doit être lu avec prudence. De plus l'auteur, au lieu d'étudier les transformations sur- venues dans les milieux de culture, et de se demander, par exemple, si les bacilles qui attaquent un môme sucre le détruisent de la même façon et en tirent les mêmes produits, ce qui aurait introduit des différenciations ou des ressemblances encore plus accusées, s'est contenté de rechercher si le milieu s'acidifiait ou non. Ce signe peut tromper, et ne permet pas, par exemple, de distinguer les bactéries acétifiantes du ferment gluconique de M. Bou- troux, ou môme du ferment mannitiquc qui donne de l'acide acétique sans être acétifiant, puisqu'il n'agit pas sur l'alcool. Malgré ces réserves nécessaires, le tableau d'Henneberg' est intéressant lorsqu'on y juxtapose les résultats de ces divers mémoires. C'est ce que nous avons fait ci-dessous. Le signe + signifie que le liquide de culture s'est acéti- fié, le signe — qu'il n'y a pas eu d'action appréciable, les guillemets, que le corps correspondant n'a pas été étudié. Toutes les solutions étaient à 1 0/0, sauf celles de dex- trose, d'alcool éthylique et d'alcool propylique qui étaient à 2 0/0. MO CHAPITRE XII C X o d + + + » r- rf. O "S ci + + + + + » » a ea + + » » 3 C 'Û: + + » » c .2 5 Cù 5 S fcp ?. ce + + » 5 C ea X c 5 o o » » » » » )> )■) + » » » » » + 5 kl + + )) )) » + )) » )) » 1 —^ O rf S r- » » + + )■) )) » + Arabinose + + + )) 1) )) Lévulose Dextrose Galactose Sorbose Saccharose » Maltose Lactose Dextrine Amidon Glycoe;ène Iiuiline Alcool méthylique . . . » éthylique )' propylique .... » iso propylique.. » amylique Glycérine )) ? + + -f » Ervthrite Mannile Dulcite Mélampyrile Ouercite Glvcol Tel qu'il est, ce tableau semble très net, lorsqu'on ne le lit pas avec prudence. Mais il ne faut pas oublier qu'il ne dit pas tout, et qu'on ne peut pas compter sur tout ce qu'il dit. C'est ainsi que, conformément à ce que nous avons fait remarquer plus haut, la glycérine semble être un mauvais aliment pour les bactéries acétifiantes : la seule qui l'attaque est précisément le B. industrium que nous avons rangé parmi les bactéries oxydantes, en la fai- sant sortir du cadre des bactéries purement acétifiantes. Nous allons voir tout à l'heure que la bactérie du sorbose de G. Bertrand, qui est aussi une bactérie oxydante, le détruit aussi, et même une autre bactérie voisine du B. xijliaum^ qui est porté sur le tableau comme ne l'attaquant BACTERIES ACETIEIAXTES 261 pas. Mais la seule chose que le tableau veuille dire au sujet de ce B. xylinum^ c'est qu'il n'attaque pas la gly- cérine dans les conditions de l'expérience, et même, quand il s'agit d'un résultat de Henneberg, qu'il l'attaque peut- être, mais sans donner de produits acides, et on rempla- cerait tous les signes — du tableau par des points d'in- terrogation que le tableau n'en vaudrait pas moins. Peut-être même vaudrait-il davantage. En second lieu, ce tableau ne dit pas tout, car aucune différence n'apparait par le procédé opératoire qu'il résume, entre quelques microbes que nous savons pourtant diffé- rents, par exemple les B. aceti, Kutzinglanum et Pasteuria- num. 180. Expériences de M. G. Bertrand. — Faut-il en conclure que l'étude physiologique est elle-même inutile. Non : mais seulement qu'aucune méthode ne peut révéler toutes les différences physiologiques, et qu'il faut toujours chercher plus loin. Nous avons vu tout à l'heure (l'^S) une différence très nette apparaître, par voie physiologique, entre le B. aceti et le B. Pasteurianiim de Hansen dans les expériences de Seifert. Nous en trouvons une autre dans un travail de M. G. Bertrand. Ce savant a découvert une bactérie que nous étudie- rons plus loin sous le nom de bactérie du sorbose et qui est aussi acétifîante, peut-être même identique au B. xijlinum du tableau ci-dessus. Cette bactérie agit sur la glycérine, et la transforme en dioxyacétone CIPOH. CO. CtPOH. M. Bertrand l'a comparée avec une bactérie acétitiante empruntée à des copeaux d'acétification, et très voisine, si elle ne lui est pas identique, de celle sur laquelle Pasteur a opéré. Or celle-ci agit bien sur la glycérine pour la brûler complètement, mais n'en fait pas un sucre réducteur. C'est une grosse différence, et il serait utile de savoir si on en peut trouver de pareilles entre divers bacilles. Ceci, bien entendu^ non pour perfec- 262 CHAPITRE XII tionner une classification, mais pour creuser de plus en plus la question des propriétés physiologiques des diverses espèces. 181. Résumé. — En résumé, non seulement nous ne sommes pas en mesure de faire une classification des espèces : il semble même impossible en ce moment de faire une distinction des genres. Après avoir cherché des distinctions spécifiques entre les microbes qu'il a étu- diés, et montré leur caducité, Beyerinck semble arriver seulement à séparer tout à fait l'espèce dénommée par Kutzing Bacterium aceti^ et caractérisée sous ce nom par Hansen, de tous les autres ferments acétifiants, en ce que cette espèce est la seule qui se développe sur un liquide purement minéral composé de la façon suivante : Eau des conduites de la ville. 100 Alcool 1 Phosphate d'ammoniaque ... 0,05 Chlorure de potassium . . . 0,01 Je laisse de côté la question de savoir si ce bacille est ou non celui qu'a étudié Pasteur. Toujours est-il qu'il prend un développement exubérant là où les bacilles retirés de la bière par Hansen et d'autres savants ne se développent pas. Beyerinck en conclut que ni Hansen ni les autres savants n'ont connu la bactérie étudiée par Pasteur, et là je suis de son avis ; mais il pense que cela établit un fossé entre ces bactéries acétifiantes, et il n'en a pas le droit tant qu'il n'a pas montré qu'il est impossible de produire cette adaptation. 18S. Classification générale. — Tout ce que nous venons de constater encourage peu à tenter en ce moment une classification de ces bacilles. H est clair que c'est à peine si nous avons les éléments nécessaires pour y fnire quelques grands groupes. C'est pourtant à quoi se sont BACTERIES AGETIFIANTES 263 essayés successivement Beyerinck, Rothenbach, Heniieberg-, et les discussions survenues entre eux à ce sujet montrent que la question n'est pas encore mûre. Si on essaie une classification fondée sur les propriétés physiologiques, il faut renoncer à ces questions de forme, du reste varia- bles et caduques, et alors s'adresser au détail des actions de combustion produites sur divers corps. Mais là aussi les difficultés apparaissent, car ces propriétés sont peu connues et beaucoup sont contingentes. Tout ce que nous voyons de plus clair sur ce point est qu'il y a des bactéries pour lesquelles l'alcool est une substance plus oxydable que les autres, et qui alors peuvent se dévelop- per sur des milieux nutritifs qui ne contiennent pas ou qui contiennent peu d'autres aliments hydrocarbonés. Ces bactéries particulières seront naturellement par excellence les ferments d'acétification des vins ou des alcools dilués. Ce sont celles qu'on rencontre de préférence dans la fabri- cation des vinaigres d'Orléans ou des vinaigres de co- peaux faits par le procédé allemand. D'autres bactéries oxydantes ou acétifiantes préfèrent ou exigent des sub- stances hydrocarbonées autres que l'alcool, et à celles-ci appartiennent surtout les espèces rencontrées par Hansen sur la bière, et qu'on n'a presque plus le droit d'appeler bactéries acétifiantes, car leur action sous ce point de vue est très faible. Ce sont des bactéries oxydantes, analogues à celles que nous étudierons dans le chapitre prochain, et comptant l'alcool parmi les substances qu'elles peuvent oxyder. 183. Classification de Beyerinck. — Mais cette idée générale ne peut pas à elle seule fournir les éléments d'une classification, ni même servir à des groupements bien déterminés. On en a la preuve dans les tentatives faites. La classification de Beyerinck distingue quatre genres, pourvus ou non de nombreuses variétés. 2{M CHAPITRE XII 1" Le Bacter'mm aceti Pasteur, auquel se rattachent tou- tes les bactéries à acétification active, celles qui tapissent la surface des copeaux dans le procédé allemand ; 2" Le Bncterium rancens, comprenant les bactéries acéti- fiant la bière, parmi lesquelles il y a de nombreuses varié- tés non acclimatées ; 3° Le Bacterium Pasteuriamim, comprenant les bactéries acétifiant la bière et qui bleuissent par l'iode ; 4° Le Bacterium xylinum de Brown, comprenant les bac- téries qui détruisent l'acide acétique dans les vinaigres, et qui forment des pellicules résistantes à la surface des liquides sucrés. Tels sont les quatre groupes de Beyerinck. Encore les réduirait-il volontiers à trois, en considérant le B. Pasteii- rianian comme une variété du B. rancens. 184. Classification de Rottienbacli. — Rothenbach n'est pas d'accord avec lui au sujet du premier groupe, dans lequel il introduit une considération industrielle. Il réserve le nom de bactéries à acétification rapide (Schnellessigbac- terien) à celles qui peuvent industriellement fournir du vinaigre de copeaux, c'est-à-dire qui acétifient vite les alcools dilués de ce mode de fabrication, et peuvent don- ner des vinaigres riches en acide acétique. Sa classifica- tion est donc la suivante : L Schnellessighacterien, bactéries à fermentation rapide du procédé de Schutzenbach, et incapables ou peu capa- bles de former des zooglées. IL Formes de transition entre les bactéries donnant des pellicules et les Schnellessujhacterien. Ce sont les formes habituées à des liquides faiblement alcooliques, et celles qui, en Tabsence de sucres et en présence de falcool^ peuvent emprunter leur azote à l'ammoniaque. III. Bactéries industrielles d'acétifîcation du vin, de la bière et du cidre, pouvant vivre à la surface de ces BACTÉRIES ACETIFIANTES 265 liquides, en général riches en alcool, et donner des vinai- gres forts. IV. Bactéries non industrielles de la bière ou des moûts fermentes de fruits. V. Bactéries non industrielles du moût de bière, capa- bles surtout d'oxyder les sucres. VI. Bactéries de maladies pouvant troubler le vinaigre, ou le recouvrir d'une couche résistante détruisant le vi- naigre formé. 185. Classification d'Henneberg et Rothenbacli. — Il est évident que cette classification est hybride comme tenant compte à la fois des caractères physiologiques et des caractères industriels. On retrouve le même caractère dans une classification d'Henneberg et Rothenbach, qui ont rangé de la façon suivante les bactéries dont ils ont fait l'objet de leurs études. I. Sc/ine/lessigbacterieîi, groupe défini comme plus haut, et dans lequel on ne peut encore ranger que le B. aceti- genum. II. Bactéries de la bière, groupe auquel appartiennent le B. aceti, le Thermohocterium aceti, isolés de bières bas- ses, et les B. Pasteunaniim, Kutzingianum et acetosiim, isolés de bières hautes. III. Bactéries du moût de bière : B. oxydans et B. i?i- dustriitm. IV. Bactéries du vin : B. xylinmn et B. ascendens. Cette dernière classification, plus simple et moins ambi- tieuse que les autres, qu'on pourrait même traiter de conventionnelle, tient compte de la distinction que nous avons établie plus haut entre les bactéries acétifiantes du vin, des alcools étendus ou de la bière, et celles qui sont des agents d'oxydation. Nous aurons l'occasion de la retrou- ver quand nous parlerons de l'industrie des vinaigres. Pour le moment, nous restons sur le terrain physiologique, et nous constatons qu'elle n'a pas de racines profondes 206 CHAPITRK XII dans les faits. Gomme nous l'avons souvent dit, une classi- fication sur de pareilles matières n'est possible que lorsque la science est faite, et alors elle devient une table des matières. BIBLIOGRAPHIE A. J. Brow.n. Juurn. of thc chem. Society, t. XLIX, p. 172 et 432, 188G. Hansen. Meddelelser, t. I, 4879 ; t. III, 1894 et t. V. 1900. Petehs. Botanische Zeiltung, p. 403, 1889. Zeidler. Wncli. /'. Brancrei, p. 213, 1890 et Centratbl. /". DakI , 2" p., t. III, p. 399, 1897. Wermischeff. Ann. de l'Inst. Pasteur, p. 213, 1893. Lafar. Centrabl. f. Bakt, t<^ p., t. II, p. 129, 1895. Seifert. Id., t. III, p. 337. 1897. Henxeberg, Id., t. III, p. 223, 1897, et t. IV, p. 14, 1898. Beijeri.n'ek, Id., t. IV, p. 209, 1898. Henneberc. Zeilschr. /'. d. Es.^i g industrie, n" 14 et n" 19. 1898. HoYER. Id., 1899. Rothenbacii. Woch. f. Brauerei, p. 443, 1898. CHAPITRE XIII BACTÉRIES OXYDANTES Nous avons vu, dans le chapitre précédent, que des bactéries acétifiantes authentiques peuvent, lorsqu'elles sont développées à la surface d'un liquide, porter leur action comburante sur des matériaux divers, probablement bien plus nombreux que ceux que nous avons énumérés. Toutes les expériences ci-dessus ont été faites, en effet, de la même façon. On a préparé des milieux variés, on y a ensemencé une bactérie acétifiante, et on a laissé de côté tous ceux où ne se produisait pas de culture ou de voile, c'est-à-dire tous ceux qui ne renfermaient pas une sub- stance qui fut à la fois aliment de construction et ali- ment d'entretien. Or nous savons que pour un microbe donné, quel qu'il soit, le nombre des aliments de construc- tion est toujours plus restreint que celui des aliments d'entretien. Nous avons vn que des mucédinées et des bactéries aérobies pouvaient brûler au contact de lair des substances sur lesquelles elles se refusent à pousser. On trouverait sûrement qu'il en est de même pour les bacté- ries acétifiantes. La gamme des matériaux qu'elles peuvent brûler est probablement très étendue. Nous avons maintenant à faire connaissance avec des bactéries qui ont été étudiées pour leurs propriétés com- burantes, et qui se sont révélées ensuite comme des bactéries acétifiantes, en ce sens qu'elles peuvent brûler l'alcool en donnant un rendement très élevé en acide acétique. L'étude de ces bactéries élargit donc le cercle des bactéries acétifiantes, et le rattache à un groupe plus 268 CHAPITRE XIII étendu. La première en date a été étudiée par M. Bou- troux. 186. Micrococcus oblongus. Etude morpliologique. — M. Boutroux en a découvert le germe dans une bière. Récemment ensemencé à la surface d'un liquide convena- ble, il s'y présente sous la forme de cellules ovales ou sphériques, souvent étranglées en leur milieu, très turges- centes, ayant à leur intérieur une sorte de condensation protoplasmique assez nette. Pour tout le reste, la ressem- blance est grande avec le mycoderme du vinaigre de Pasteur. Leurs dimensions sont variables. Le petit dia- mètre atteint 3iji chez les plus grosses. Elles sont ou iso- lées ou réunies en chapelets plus ou moins longs et sinueux, ou entassées en amas dans lesquels on retrouve comme une vague disposition géminée ou moniliforme. Aucune de ces cellules n'a de mouvements propres. Fig. 25. Quelques heures après l'ensemencement, on distingue à la surface du liquide un voile léger, qui devient blanc le lendemain, prend l'aspect velouté sur sa face inférieure et le surlendemain laisse pendre dans le liquide une mul- titude de petits filaments. Ce voile n'a aucune ténacité. La moindre agitation le disloque en lambeaux écailleux qui tombent au fond du vase. Lorsque le microbe vieillit, sa grosseur diminue, son BACTERIES OXYDANTES :>)iU petit diamètre tombe à lu., ses formes deviennent moins nettes, on n'y distinijue plus de tache centrale, la forme en chapelet devient plus rare, et les amas, le pointillé lin dont il tapisse le champ du microscope est de plus en plus confus. Lorsque le milieu d'ensemence- ment est médiocre, les grains disparaissent plus ou moins complètement, et l'on trouve à leur place des filaments grêles, courbes, de formes tout à fait irrégulières, et d'une longueur tout à fait indéterminée (fig. 2o). C'est le même aspect que pour les bacilles acétitiants du chapitre précédent, et en particulier du B. industrhim de Ilenneberg. Le tout est mélangé à des cristaux aciculaires dont nous allons bientôt indiquer la nature. La diîïérence d'aspect entre les grains et les filaments qui les remplacent est telle qu'on est toujours tenté de croire à deux espèces différentes, qui se seraient succédé dans le même liquide. Il n'en est rien. Si l'on ense- mence ces filaments dans de l'eau de levure, on les voit pour ainsi dire s'égrener en chapelets d'articles étranglés comme ceux du ferment jeune. Ils représentent la forme vieillie de ce ferment, et s'ils se produisent dans certai- nes liqueurs et pas dans d'autres, c'est que les premières par leur nature propre, et par suite de conditions que nous allons avoir à étudier, sont mieux appropriées à l'existence du microbe, et lui permettent de vivre plus longtemps. On peut dire que la forme filamenteuse caractérise les cellules vieillies ou ayant souffert, la forme en grains indistincts, les cellules mortes jeunes. On ne connaît pas les spores dans cette espèce, qui a été nom- mée par M. Boutroux, micrococcus oblongus. 187. Etude physiologique. — Oxygène. — Deman- dons-nous maintenant quels sont les besoins physiolo- giques de ce microbe, et tout d'abord, est-il aérobie ou anaérobie ? La forme de couche superficielle qu'il prend dans les 270 CIIAIMTRK XIII liquides d'ensemencement indique qu'il est aérobie. Il absoi'bc en effet l'oxyg'ène de l'air, et le remplace par un volume d'acide carbonique qui est un peu variable^ mais est toujours inférieur au tiers du volume d'oxygène ab- sorbé, et n'en dépasse pas d'ordinaire le 1/10. Nous le cultiverons donc en petit, dans des matras Pasteur, et en grand, dans des fioles à large fond, où le liquide sera en petite épaisseur. L'aspiration produite de l'exté- rieur à l'intérieur par suite de l'absorption d'oxygène suffît en général, aidée de la diffusion, pour assurer l'ali- mentation gazeuse du microbe. Quand le volume du liquide est trop grand, comparé à celui de l'air, on peut, avec un aspirateur, faire circuler très lentement dans le matras un courant dair qu'on fait d'abord barboter dans l'eau pour le rendre bumide, et qui se dépouille, par son passage au travers d'une bourre de coton, des éléments d'impureté qu'il pourrait apporter avec lui. Un court séjour dans l'acide carbonique ou dans l'air désoxygéné est d'ailleurs sans inconvénient pour ce myco- dcrme. Le développement s'arrête, pour reprendre lorsqu'il y a de nouveau de l'oxygène. 188. Aliments minéraux et azotés. — On n'a pas réussi à cultiver le microbe sur un milieu purement miné- ral. On ne sait donc pas quelles sont les substances sali- nes dont il a besoin. Pourtant il semble, d'après quel- ques expériences que nous rencontrerons tout à l'heure, que la chaux lui soit indispensable. Mais les expériences directes peuvent seules nous renseigner sur ce point. Quant aux aliments azotés, c'est l'eau de levure qui les présente sous la forme la plus favorable. On peut la rem- placer assez bien par de l'eau de malt, ou de l'eau de foin, ou des décoctions de carottes et de navets. Le petit lait et l'urine donnent de mauvais résultats. 189. Aliments hydrocarbonés. — Le micrococciis T3ACTRniES OXYDAXTKS 271 obloiujiis parait pouvoir vivre aux dépens de matériaux hydrocarbonés très divers. Nous n'envisagerons d'cil)ord que son action sur les sucres. Celui qui est le plus rapidement attaqué est le glucose, puis vient le sucre interverti, puis le sucre candi ; le sucre de lait reste inaltéré. Le milieu de culture le plus favorable est donc une dissolution de glucose dans l'eau de levure. Les propor- tions les meilleures sont de un quart d'eau de levure, faite avec 10 de levure et 100 d'eau, et de trois quarts de dissolution de glucose du con)merce à 22 p. 100, marquant environ 12° 1>. Le liquide doit être exposé à une température comprise entre 30 et 35". Le microbe peut, il est vrai, se développer même à 10", mais son action est alors très lente ; à 37", son développement est pénible, il devient impossible à 40". Une exposition de 5. jours à cette température suffit même pour tuer le mi- crobe ; à 53", il ne faut que dix minutes pour amener la mort du microbe vieux ; s'il est jeune, il faut dix minutes à 60°. Lorsque l'on rassemble pour une culture les conditions les plus favorables^ que nous venons d'indiquer, et qu'on sème le microbe, on voit l'action commencer de suite. Lé voile se développe^ et la réaction neutre du liquide est remplacée par une réaction acide qui augmente de plus en plus. Mais l'acidité ne dépasse jamais une cer- taine limite, variable avec la nature du liquide, et en général éloignée de celle qui correspondrait à la trans- formation complète du sucre employé. C'est que, comme le ferment lactique, le imcrococcus oblongus est gêné dans son développement par l'acidité qu'il crée autour de lui, et ici encore, on rendra l'action plus facile et plus com- plète en ajoutant au préalable, à la liqueur, un peu de craie destinée à la maintenir alcaline ou au moins faible- ment acide. On pourrait remplacer le carbonate de chaux par du carbonate de magnésie, de baryte, de strontiane, ou en- Tr2 CIIAPITIIK XIII core (le zinc, car il n'y a là en jeu qu'une question de saturation de l'acide. Cependant, en présence du carbo- nate de chaux, même lorsqu'on n'en met qu'une dose in- suffisante, le degré d'acidité auquel le microbe peut amener le liquide est plus grand que dans un liquide sans carbo- nate. Comme il n'est pas douteux que ce degré maximum ne dépende de l'état de santé du microbe^, on doit admet- tre, et c'est là l'expérience à laquelle nous faisions allu- sion plus haut, que les sels de chaux sont utiles au déve- loppement du 7nicrococct/s oblongus. 190. Processus de la fermentation. — Une fermenta- tion étant mise en train comme nous venons de le dire, on voit au bout de trois ou quatre jours quelques bulles gazeuses sous le voile de micrococcus, et en agitant la craie déposée au fond du vase (ce qui paraît n'avoir au- cun inconvénient pour la marche de la fermentation, bien qu'on disloque le voile), on en voit sortir des bulles d'a- cide carbonique. Ce gaz provient uniquement de l'attaque de la craie par l'acide produit. Il ne s'en dégage jamais quand il n'v a pas de carbonate de chaux. Malgré la craie, l'acidité du liquide est toujours notable, ce qui témoigne que l'acide est faible et n'attaque pas facilement le carbonate de chaux. Au bout de dix-huit à vingt jours environ, on n'observe plus de dégagement gazeux, même en agitant la craie. L'action n'est pourtant pas entièrement terminée. Vers le vingt-cinquième ou vingt-sixième jour, si le liquide a le degré de concentration que nous avons in- diqué, on voit se déposer des cristaux au-dessus de la craie. Ces cristaux sont aciculaires, en général très ténus, quelquefois en tablettes allongées terminées ou non par des pointements. A ce moment, on constate souvent un nou- veau dégagement de gaz pendant l'agitation. L'épaisseur de la couche de cristaux augmente de jour en jour. Au bout d'un mois environ, il n'y a plus de dégagement ga- zeux par l'agitation, et les cristaux sont tellement abon- BACTERIES OXYDANTES 273 dants qu'ils ne laissent au-dessus deux quune très petite épaisseur de liquide limpide. La fermentation est alors finie. Si Ton ouvre le vase, on sent une odeur particulière, assez faible, voisine de celle du lait. La saveur est fai- ble, éi^'alement un peu laiteuse, mais nullement sucrée. 191. Produits de la fermentation. — La fermentation ne donne ni alcools ni acides volatils. Le sel en aiguilles est du g-luconate de chaux. M. Boutroux a même étudié de très près la façon dont cet acide dérive du glucose. Il a fait pour cela une expérience analogue à celle qui a donné à Pasteur la démonstration nette de l'action du mijcoderma aceti. Il a fait une fermentation dans un vase clos, sans craie, en mesurant le poids de glucose disparu et d'acide gluconique formé. Puis, faisant l'analyse du gaz avant et après fermentation, il démontre que chaque mo- lécule de glucose absorbe un atome d'oxygène pour donner une molécule d'acide gluconique. En réalité l'oxy- gène absorbé est toujours un peu en excès, et il y a tou- jours formation d'un peu d'acide carbonique non prévu par l'équation d'oxydation. Mais il faut bien tenir compte de la respiration et des fonctions vitales du microbe pendant la durée du phénomène. Comme avec les bactéries acétifiantes, l'action de ce mi- crobe sur le glucose est par conséquent une simple oxyda- tion au moyen de l'oxygène de Tair. Quant à l'acide car- bonique dégagé, qui est d'ordinaire en petite quantité, on peut l'attribuer^ comme pour le mycoderma aceti, au travail respiratoire du microbe, qui vit et se développe aux dé- pens d'une partie des matériaux de la liqueur. Il ne peut le faire qu'en en transformant une partie en eau et en acide carbonique. 193. Micrococcus oblongus et mycoderma aceti. — Le microbe que nous étudions ressemble, comme on voit, au mycoderma aceti par sa forme, son mode de développe- d8 274 CHAPITRE XIII ment en voiles superficiels, ses propriétés oxydantes, et SCS allures. Ces ressemblances n'impliqueraient-elles point une parenté, ou même une identité absolue ? C'est une question que M. Houtroux a essayé de résoudre. Cherchons tout d'abord ce que devient le microcacciis oldongiis sur un liquide alcoolique. En l'ensemençant sur de Feau de levure additionnée de 2,5 p. 100 d'alcool en- 1 , viron, et acidifiée avec --— - d'acide tartrique, on le voit 1000 ^ se développer encore sous forme de voile, dont les arti- cles sont plus grêles^ moins gonflés, plus serrés les uns contre les autres que lorsqu'ils vivent sur le sucre, mais conservent leur forme de cellules ovales étranglées par le milieu. En môme temps l'alcool s'acétifie. Le titre acide parait même pouvoir s'élever, lorsqu'on opère avec du vin ou de la bière étendue d'eau, au niveau des vinaigres ordinaires. Ainsi le micrococcus ohlongus agit sur les liquides alcoo- liques comme le mijcoclenna aceti. Voyons maintenant comment se comporte le mycoderma aceti au contact du sucre. C'est ici que M. Boutroux a vu le premier que ce mycoderme était aussi un agent de combustion du sucre. Un mycoderme, trouvé sur du vin rouge, s'est développé sur de l'eau de levure sucrée en y prenant d'abord des formes irrégulières, qui ont disparu dans les générations ultérieures, et en y développant une acidité qui est restée faible. En faisant la culture en présence de la craie, on voyait ce liquide se remplir d'aiguilles cristallines et iden- tiques d'aspect à celles que donne le ferment gluconique. Le rapport de la chaux dissoute au glucose disparu, qui donne une mesure grossière de l'équivalent de l'acide formé, était le même que dans la vie du micrococcus au contact du sucre. Ainsi les deux êtres exercent des actions identiques, qui paraissent ne dépendre que de la nature du substratum, et BACTERIES OXYDANTES i75 qui passent de l'une à l'autre sans qu'il soit besoin d'une adaj)tation préalable, car après plusieurs générations sur de l'eau sucrée ou de l'alcool, les deux microbes se com- portent de la même façon quand on les sème sur de lal- cool ou de l'eau sucrée. La première culture du myco- denita accti sur un milieu sucré présentait les mêmes caractères chimiques que la treizième, et ces caractères étaient les mêmes que ceux du micrococcus, soit que ce dernier eût toujours vécu sur les milieux sucrés, soit qu'il eût été cultivé préalablement huit fois dans des mi- lieux alcooliques où il faisait fonction de ferment acétique. D'autres variétés de mycoderma aceti ont présenté les mômes ressemblances d'action physiologique avec le micro- coccus oblongus. Que faut-il en conclure? Uniquement ceci, que le micrococcus oblongus est une espèce acétifiante^ peut être ditférente des précédentes par la façon dont elle brûle le saccharose, mais qui s'en rapproche par toutes ses propriétés. 193. Autre microbe oxydant du sucre. — En outre du micrococcus oblongus, M. Boulroux en a découvert un autre, donnant une oxydation plus avancée. ]\Iorphologi- quement, il ressemble beaucoup au premier. Comme lui, il est, à l'état jeune, en petits grains, qui peuvent s'allon- ger en filaments contournés et irréguliers en vieillissant. Il est capable d'acétifier l'alcool, mais jjeaucoup plus len- tement que le M. oblongus. Semé sur une solution de glu- cose dans l'eau de levure, il donne aussi de l'acide glu- conique, et cette acidité produite met fin à la culture. Mais si à ce même liquide on ajoute du carbonate de chaux, tout change : le glucose est transformé en un sei insoluble et cristallin. Semé directement sur une solution de gluconate de chaux dans du bouillon de levure, on voit réapparaître les mêmes cristaux. M. Boutroux s'est assuré qu'il n'y avait pas là superposition d'action de deux microbes, dont l'un produirait l'acide gluco- 276 CHAPITRE XIII nique et l'autre rutiliserait ; c'est la môme espèce qui peut faire les deux choses, et qui, par cela, se distingue du M. oblongus qui n'en fait que la première. Le sel de chaux obtenu est transformé en sel de cad- mium, qui cristallise et duquel on retire l'acide par l'hy- drogène sulfuré. Cet acide est un corps gauche, soluble dans l'eau et l'alcool, pas dans l'éther, non cristallisable, très altérable, noircissant dès qu'on le chauffe, ou même simplement par une longue conservation à l'air en pré- sence de l'acide sulfurique. Le moindre excès de base le noircit aussi, et c'est peut-être un des éléments les plus importants du mélange connu sous le nom d'acide humi- que. Il est réducteur et aussi ses sels. Ses formules chimi- que et surtout stéréochimique ne sont pas encore connues. Cependant, on peut dire qu'il a la même formule chimique que l'acide glycuronique, découvert par MM. Schmiedeberg et Meyer comme produit de l'organisme des animaux aux- quels on a fait ingérer du camphre, du bornéol, divers phénols, du chloral. D'après M. Thierfelder, ce corps a pour formule brute CH'^O^, et la dérivation d'un corps de cette formule aux dépens de l'acide gluconique résul- terait de la formule Q6JJ12Q7 _^ Çy^Ç^^ fllo 0^ + HO Comme formule développée, Thierfelder donne à l'acide glycuronique la constitution suivante COH — (CHOH)* — CO^H qui explique son pouvoir réducteur. M. Boutroux montre pourtant que son acide n'est pas identique à l'acide gly- curonique de Thierfelder, qui est dextrogyre et insoluble dans l'alcool : ce sont probablement deux isomères. Quoiqu'il en soit, nous trouvons ici un microbe qui peut produire successivement deux termes de l'oxydation du glucose, en faire disparaître d'abord la fonction aldé- hydique par l'adjonction d'un atome d'oxygène, puis BACTERIES OXYDANTES 277 faire reparaître cette fonction aldéhydique en oxydant une des fonctions d'alcool de l'acide gluconique formé, à la condition qu'il y ait un sel de chaux présent dans la liqueur, tandis que si ce sel manque, tout s'arrête. Ceci donne une idée de la complication du phénomène de nutrition dans une cellule vivante. Nous allons en trouver un exemple encore plus curieux. 194. Bactérie du sorbose. — Il va nous être fourni par une bactérie étudiée en 1896 par G. Bertrand, et qui préside à la transformation de la sorbite C"tl**0" en sor- bose, G''IP-0^ La sorbite existe dans le jus de sorbes, et, d'après MM. Vincent et Delachanal, dans le suc d'autres fruits de la même famille. Quand on abandonne à lui- même du suc de sorbes, il ne tarde pas à subir une fermentation alcoolique qui en fait disparaître tous les sucres fermentescibles, mais y laisse la sorbite. Il n'y a pas encore de sorbose, qu'on pourrait y découvrir plus facilement que dans le suc avant fermentation, attendu que ce sorbose, non fermentescible par la levure, serait débarrassé des autres sucres. La fermentation alcoolique terminée, le mycoderma vini, ou fleur du vin, s'étale à la surface, sous forme d'une couche mince et fragile au début, plus épaisse et fortement plissée ensuite. Elle y brûle l'alcool et une partie des matériaux organiques du jus. Mais elle laisse encore la sorbite inaltérée. Cette sor- bite ne disparait, et il ne se forme du sorbose que lors- que la couche de mijcoderma viîii a fait place à une nouvelle couche plus mince, plus sèche, et formée d'élé- ments tout autres. Ce sont des bâtonnets immobiles, de 2 à 3 ix de lon- gueur sur 0,5 ij. environ d'épaisseur. En vieillissant ils se segmentent et prennent l'aspect de granulations sphériques ayant environ 0,o u. de diamètre, et qui sont peut-être des spores. En outre, les microbes s'entourent d'une gaine gélatineuse qui les soude les uns aux autres et forme une 278 CHAPITRE XIII meml)raiie résistante (|u'oii peut enlever d'une seule pièce. G. Bertrand croit que cette bactérie est voisine du fi. xijli- nmn de Brown, si elle ne lui est pas identique : ce serait donc une bactérie acétifiante. Elle existe en effet dans les vinaig-reries, et presque toujours le germe en est apporté, sur les sucs de sorbes qui donnent du sorbose, par la petite mouche du vinaigre dont nous avons déjà vu (l35j le rôle actif dans l'ensemencement, en apparence spontané, des mycodermes acétifiants. C'est l'ensemencement par cette mouche qui explique comment, dans les mêmes conditions apparentes, certains sucs de sorbes peuvent tantôt donner du sorbose, taniôt n'en pas donner. Le suc de sorbes^ abandonné à lui-même pendant plus d'un an, et dans lequel Pelouze avait découvert le sorbose, avait sans doute été visité par cette mouche. Quand on veut étudier les propriétés de cette bactérie, il faut la cultiver sur des liquides appropriés. On peut se servir pour cela de liquides artificiels contenant par litre : Phosphate monopotassique 0,1 gr. » de sodium crislaHisé . 0,1 Chlorure de calcium fondu 0,1 Sulfate de magnésie cristallisé.. 0,06 Peptone 10 Sorbite de 1 à 5 Quand on opère avec un jus de fruits contenant des sucres fermentescibles, on les en débarrasse en laissant fermenter, et en filtrant ensuite. Il faut prendre quelques précautions pour la stérilisation à la chaleur, qui rend la liqueur moins apte à nourrir la bactérie du sorbose. Il faut étendre le jus de son volume d'eau, et ne le faire bouillir que quelques minutes. On stérilise de préférence par la filtration au travers d'une bougie poreuse. Dans tous les cas, le liquide stérilisé est étalé en cou- ches minces de quelques centimètres d'épaisseur et ense- mencé, puis maintenu à 25". On surveille l'action en étu- BACTERIES OXYDANTES 279 diant de temps en temps son pouvoir réducteur sur la liqueur de Fehling-. Dès que ce pouvoir cesse d'augmenter, on arrête et on fait un traitement au sous-acétate de plomb, comme à l'ordinaire. Le liquide filtré, débarrassé de plomb et évaporé, donne, après évaporation, quand on est parti d^une culture en milieu artificiel, un sirop qui se prend en masse cristalline. Quand on a opéré sur un suc de fruits, ce sirop ne cristallise pas. Il faut le repren- dre par l'alcool. On ajoute au mélange ce qu'il faut d'acide sulfurique pour précipiter les substances qui gêne- raient la cristallisation du sorbose. Puis, après repos suffi- sant, on chasse l'alcool par évaporation dans le vide et on laisse cristalliser. L'équation brute de transformation de la sorbitc en sorliose ne peut être que la suivante : 195. Action sur la glycérine. — Comme les autres bactéries acétifiantes, la bactérie du sorbose peut porter son action oxydante sur beaucoup d'autres corps. L'un des mieux étudiés à ce point de vue est la glycérine. En l'en- semençant sur une décoction de levure renfermant environ 5 gT. d'extrait par litre, et additionnée de 4 à 5 0/0 de glycérine, on voit qu'elle se développe et fournit au bout de 4 ou o jours une pellicule bactérienne blanche, cou- vrant toute la surface du liquide. Une substance douée du pouvoir réducteur apparaît dans le liquide. On met fin à la culture dès que le pouvoir réducteur cesse d'augmenter. Il faut de 10 à 15 jours pour arriver à ce résultat, quand on opère en matras à large col, bouchés au coton, et placés à l'étuve à 2oo ou 30", contenant environ 1/10 de leur volume d'une solution de glycérine. Toute la glycé- rine a alors disparu. On sépare les membranes gélatineuses bactériennes ; on les comprime lentement, et le liquide qui en sort, réuni à la masse principale du bouillon de culture, est concen- 280 CIIAPITIiK XIII iré par distillation dans le vide, à la plus hasse tempé- l'atiii'c possible. L'eau du Ijain-marie ne doit pas dépasser 00". 11 reste un sirop épais qu'on additionne peu k peu de 5 à G fois son poids d'alcool absolu. On complète la précipitation en ajoutant 2 à 3 volumes d'éther. Puis on laisse reposer. On décante après quelques heures le liquide alcoolique étbéré très limpide, qui surnage un précipité visqueux et adhérent aux parois du vase. Quand, au-dessus de ce pré- cipité, il se forme une couche sirupeuse^ il faut recom- mencer sur elle le traitement à l'alcool et à l'éther. Les solutions éthéro-alcooliques sont évaporées par dis- tillation dans le vide, en chautTant le moins possible. Le résidu qu'elles laissent, versé dans une capsule, ne tarde pas à cristalliser quand l'opération a été bien réussie. On broie la masse formée, on l'essore à la trompe, et on lave à fond avec l'alcool absolu. Il reste une poudre blan- che, cristallisée en petites lamelles à contour hexagonal, sucrée, réduisant rapidement à froid la liqueur de Feh- ling, et ne fermentant pas sous l'action de la levure. Elle est optiquement neutre. Son analyse montre qu'elle a la formule C/H'^0\ Elle dérive donc de la glycérine par un procès d'oxydation C'IVO' — = CIV'O' -h ILO tout à fait identique à celui qui nous a donné le sorbose aux dépens de la sorbite. Mais ce qui est intéressant c'est de savoir à quel corps correspond cette formule C'H®0^ Dans l'oxydation de la glycérine : CIPOIl i CHOU I CH^OH l'oxygène peut se porter soit sur l'un des groupements alcooliques extrêmes, soit sur le groupement intermédiaire. BACTERIES OXYDANTES 28t donnant naissance à deux corps différents. Dans le pre- mier cas il y a formation d'aldéhyde glycérique. CfPOH \ CH OH CHOU ^ H- = CHOH ( + HO CH'OH / COH Dans le second, on a de la dioxyacétone : GH^OH N CH'OH \ CHOH + = CO > 4- H^O I > CH OH ,) CH'OH 1 En transformant ce corps en oxime au moyen de l'hydro- xylamine, par la méthode de Piloty, on obtient un corps tout à fait identique par ses propriétés avec le corps obtenu de la même façon par Piloty avec de la dioxyacétone de synthèse. C'est donc la seconde équation qui est vraie, et c'est l'hydrogène du groupement alcool secondaire qui est le premier oxydé, en donnant un corps cétonique. Ce corps cétonique jouit pourtant d'une propriété com- mune aux aldéhydes, celle de se combiner avec le bisul- fite de sodium de façon à donner une combinaison cristal- lisée. C'est le premier sucre connu jouissant de cette propriété, et nous aurons à utiliser cette notion tout à l'heure. 196. Action sur d'autres alcools polyatomiques. — Après que G. Bertrand eut signalé l'action de la bactérie sur la sorbite, Vincent et Delachanal montrèrent qu'elle agissait de la même façon sur la mannite, qu'elle transforme en lévulose. Cette action est de tous points comparable à la première, et correspond encore à la formation d'une cétose par oxydation d'un groupement alcoolique secondaire du corps primitif. La même formule les représente toutes les deux, et la sorbite est au sorbose ce que la man- nite est au lévulose. 282 GUAIMTRE XIII Ces corps de môme formule et de même constitution difFèrenI par leur structure stéréochimique, et cette remarque engagea M. Gab. Bertrand à faire réagir la bactérie du sorbose sur d'autres alcools plurivalents, ])our voir si chacun d'eux ne donnerait pas, sous son action, un sucre à fonction cétonique. Dans cette étude il a trouvé trois alcools absolument impropres au développe- ment de la bactérie du sorbose,. et résistant à son action oxydante quand on les met au contact d'une culture en pleine activité. Ce sont le glycol, la xylite et la dulcite. Parmi ceux qui, au contraire, s'oxydent à son contact, nous avons d'abord cité la glycérine, la sorbite et la mannite mentionnées tout à l'heure, l'érythrite, l'arabite, la volé- mite et la perséite. En écrivant la formule de ces corps sous la forme stéréochimique qu'on a été conduit à lui attribuer dans la chimie générale, on arrive à la curieuse remarque sui- vante : c'est que seuls sont attaqués par la bactérie les corps qui, dans leur formule développée, contiennent un chaînon CH-OH dont Toxyliydrile attaquable ne soit pas voisin, d'un même côté de la chaîne, d'un atome d'hydro- gène. C'est ce qu'on voit nettement sur le tableau ci-dessous, dans lequel les chaulons oxydables ont été indi- qués en caractères gras. Pour la perséite, il y a un chai- non dont on ne connaît pas encore bien la forme, et dont pour cette raison, nous n'avons pas indiqué l'arrangement stéréochimique. PREJUER GROUPE DES ALCOOLS INON OXYDABLES CIPOll-CH^OH Glycol. H OH H Cil OII-C— C-C-CII"01I /-Xylite. OH H OH H OH OH H CH'OH-C-C— C— C CH^OH ^/-Dulcite. OH H H OH BACTERIES OXYDANTES 283 DEUXIEME GROUPE DES ALCOOLS OXYDABLES II en Or]-€-CHX)lI Glycérine. OU 11 H ce OII-«î— C CHMJII /-ErytliiitG. OH 011 OH OH II CIPOIl-€-C— C-CllOfl /-Aiabitc. II II OII 11 H OU II CirOII-C— C-C-C-CII^OH ^/-Soibitc. OH OH H OH H H OH OH CrPOII-€-C— G— C-CIinjH r/-Maniiitc. OH OH H H H H OH OH GHOH-C-G-G— G-CHOH-CH^OH Pciséitc. OH OH H H Hcplite de structure inconnue Yolémite. Chacun do ces alcools donne un sucre à fonction céto- nique, de même formule stéréochimique : la glycérine donne la dioxyacétone privée de pouvoir rotatoire, parce que sa formule stéréochimique possède un plan de sy- métrie, et l'érythrite deux érythuloses optiquement inverses. L'étude de tous ces sucres n'est pas encore faite, mais on en sait assez sur eux pour pouvoir tabler sur l'exac- titude de la loi que nous avons énoncée. Nous retrouvons donc à propos des fonctions d'oxydation^ des influences stéréoclîimiques analogues à celles que nous avons con- statées avec les ferments anaérobies, et de plus nous voyons combien certains microbes, qui ont une gamme alimentaire très étendue, peuvent avoir de sensibilité et manifester d'intransigeance au sujet de la structure de ces 284 CHAPITRE XIII aliments. La bactérie du sorbose est nettement plus indif- férente à la nature de son aliment qu'à la façon dont y sont arrangés les chaînons stéréochimiques. 19*7. Action sur les sucres. — L'apparition d'un sucre cétonique dans cette oxydation biologicjue d'un alcool plu- rivalent montre que ce sucre est inattaquable ou difficile- ment attaquable par la bactérie qui Fa produit. M. G. Bertrand s'est demandé ce que donnerait la même bacté- rie ensemencée dans un milieu contenant un sucre aldéhy- dique, et il a commencé par le xylose. Sur des liquides nutritifs à base de xylose, il y a développement moins facile que sur les bouillons à la sorbite ou à la glycérine, et la membrane qui apparaît n'est plus aussi continue, aussi homogène comme aspect et résistance. Elle n"a ces caractères que par places, qui sont comme autant de taches correspondant chacune à l'une des colonies ensemencées. Le xylose disparait avec lenteur, et à sa place apparaît un acide qui est au xylose ce que l'acide gluconique de Bou- troux est au glucose : cest l'acide xylonique. M. G. Ber- trand l'a isolé sous la forme très caractéristique qu'il avait signalée dans un travail antérieur, celle de xylonobromure de cadmium. Pour l'obtenir sous cette forme, on commence par saturer par la potasse le liquide de culture. Cette sa- turation présente une particularité utile à observer. Quand on a atteint la neutralité, si on attend, on voit l'acidité repara