Part 10

Il étoit important d'après cela que je m'attachasse à bien connoître les principes constituans du corps fermentescible. On conçoit que pour y parvenir je n'ai pas été chercher les sucs de fruits très-composés, & dont une analyse rigoureuse seroit peut-être impossible. J'ai choisi de tous les corps susceptibles de fermenter le plus simple; le sucre dont l'analyse est facile, & dont j'ai déjà précédemment fait connoître la nature. On se rappelle que cette substance est un véritable oxide végétal, un oxide à deux bases; qu'il est composé d'hydrogène & de carbone porté à l'état d'oxide par une certaine proportion d'oxygène, & que ces trois principes sont dans un état d'équilibre qu'une force très-légère suffit pour rompre: une longue suite d'expériences faites par différentes voies & que j'ai répétées bien des fois, m'a appris que les proportions des principes qui entrent dans la composition du sucre sont à-peu-près les suivantes.

Hydrogène, 8 parties. Oxygène, 64 Carbone, 28 --- Total, 100 ---

Pour faire fermenter le sucre il faut d'abord l'étendre d'environ quatre parties d'eau. Mais de l'eau & du sucre mêlés ensemble, dans quelque proportion que ce soit, ne fermenteroient jamais seuls, & l'équilibre subsisteroit toujours entre les principes de cette combinaison, si on ne le rompoit par un moyen quelconque. Un peu de levure de bierre suffit pour produire cet effet & pour donner le premier mouvement à la fermentation: elle se continue ensuite d'elle-même jusqu'à la fin. Je rendrai compte ailleurs des effets de la levure & de ceux des fermens en général. J'ai communément employé dix livres de levure en pâte pour un quintal de sucre, & une quantité d'eau égale à quatre fois le poids du sucre: ainsi la liqueur fermentescible se trouvoit composée ainsi qu'il suit: je donne ici les résultats de mes expériences tels que je les ai obtenus, & en conservant même jusqu'aux fractions que m'a données le calcul de réduction.

_Matériaux de la fermentation pour un quintal de sucre._

liv. onc. gr. gr. Eau 400 » » » Sucre 100 » » » Levure de biere en pâte,} Eau 7 3 6 44 composée de } Levure seche 2 12 1 28 --------------------------- TOTAL 510 » » » ---------------------------

_Détail des principes constituans des matériaux de la fermentation._

liv. onc. gr. grains.

407 livres 3 onces 6 gros {Hydrogène 61 1 2 71,40 44 grains d'eau composées de {Oxygène 346 2 3 44,60

100 livres de sucre {Hydrogène 8 » » » composées de {Oxygène 64 » » » {Carbone 28 » » »

2 livres 12 onces 1 gros {Carbone » 12 4 59,00 28 grains de levure {Azote » » 5 2,94 seche composées de {Hydrogène » 4 5 9,30 {Oxygène 1 10 2 28,76 ------------------------ TOTAL 510 » » » ------------------------

_Récapitulation des principes constituans des matériaux de la fermentation._

liv. on. gr. grains. liv. onc. gr. gr.

Oxygène {de l'eau 340 » » » } 411 12 6 1,36 { } {de l'eau de la 6 2 3 44,60 } {levure } { } {du sucre 64 » » » } { } {de la levure 1 10 2 28,76 }

Hydrogène {de l'eau 60 » » » } 69 6 » 8,70 { } {de l'eau de la 1 1 2 71,40 } {levure } { } {du sucre 8 » » » } { } {de la levure » 4 5 9,30 }

Carbone {du sucre 28 » » » } 28 12 4 59,00 { } {de la levure » 12 4 59,00 }

Azote de la levure » » 5 2,94 -------------------- TOTAL 510 » » » --------------------

Après avoir bien déterminé quelle est la nature & la quantité des principes qui constituent les matériaux de la fermentation, il reste à examiner quels en sont les produits. Pour parvenir à les connoître, j'ai commencé par renfermer les 510 livres de liqueur ci-dessus dans un appareil, par le moyen duquel je pouvois, non-seulement déterminer la qualité & la quantité des gaz à mesure qu'ils se dégageoient, mais encore peser chacun des produits séparément, à telle époque de la fermentation que je le jugeois à propos. Il seroit trop long de décrire ici cet appareil, qui se trouve au surplus décrit dans la troisième partie de cet Ouvrage. Je me bornerai donc à rendre compte des effets.

Une heure ou deux après que le mêlange est fait, sur-tout si la température dans laquelle on opère est de 15 à 18 degrés, on commence à appercevoir les premiers indices de la fermentation: la liqueur se trouble & devient écumeuse; il s'en dégage des bulles qui viennent crêver à la surface: bientôt la quantité de ces bulles augmente, & il se fait un dégagement abondant & rapide de gaz acide carbonique très-pur accompagné d'écume qui n'est autre chose que de la levure qui se sépare. Au bout de quelques jours, suivant le degré de chaleur, le mouvement & le dégagement de gaz diminue, mais il ne cesse pas entièrement; & ce n'est qu'après un intervalle de tems assez long que la fermentation est achevée.

Le poids de l'acide carbonique sec qui se dégage dans cette opération est de 35 livres 5 onces 4 gros 19 grains.

Ce gaz entraîne en outre avec lui une portion assez considérable d'eau qu'il tient en dissolution, & qui est environ de 13 livres 14 onces 5 gros.

Il reste dans le vase dans lequel on opère une liqueur vineuse légèrement acide, d'abord trouble, qui s'éclaircit ensuite d'elle-même, & qui laisse déposer une portion de levure. Cette liqueur pèse en totalité 460 livres 11 onces 6 gros 53 grains.

Enfin en analysant séparément toutes ces substances, & en les résolvant dans leurs parties constituantes, on trouve après un travail très-pénible les résultats qui suivent, qui seront détaillés dans les mémoires de l'Académie.

_TABLEAU des résultats obtenus par la fermentation._

liv. on. gr. gr.

35 livres 5 onces 4 gros {d'oxygène 25 7 1 34 19 grains d'acide { carbonique composées {de carbone 9 14 2 57

408 livres 15 onces 5 gros {d'oxygène 347 10 » 59 14 grains d'eau composées { {d'hydrogène 61 5 4 27

57 livres 11 onces 1 gros {d'oxygène combiné 31 6 1 64 58 grains d'alkool {avec l'hydrogène sec, composées { {d'hydrogène combiné 5 8 5 3 {avec l'oxygène { {d'hydrogène combiné 4 » 5 » {avec le carbone. { {de carbone 16 11 5 63

2 livres 8 onces d'acide {d'hydrogène 2 4 » acéteux sec composées { {d'oxygène 1 11 4 » { {de carbone 10 » » { 4 livres 1 once 4 gros {d'hydrogène 5 1 67 3 grains de résidu { sucré composées {d'oxygène 2 9 7 27 { {de carbone 1 2 2 53

1 livre 6 onces {d'hydrogène 2 2 41 50 grains de levure { seche composées {d'oxygène 13 1 14 { {de carbone 6 2 30 { {d'azote 2 37 ----------------------- ------------------ 510 livres 510 » » » ----------------------- ------------------

_RÉCAPITULATION des résultats obtenus par la fermentation._

liv. on. gr. gr.

409 livres 10 onces {de l'eau 347 10 » 59 54 grains d'oxygène { {de l'acide carbonique 25 7 1 34 { {de l'alkool 31 6 1 64 { {de l'acide acéteux 1 11 4 » { {du résidu sucré 2 9 7 27 { {de la levure 13 1 14

28 livres 12 onces {de l'acide carbonique 9 14 2 57 5 gros 59 grains de { carbone {de l'alkool 16 11 5 63 { {de l'acide acéteux 10 » » { {du résidu sucré 1 2 2 53 { {de la levure 6 2 30

71 livres 8 onces {de l'eau 61 5 4 27 6 gros 66 grains { d'hydrogène {de l'eau de l'alkool 5 8 5 3 { {combiné avec le carbone 4 » 5 » {dans l'alkool { {de l'acide acéteux 2 4 » { {du résidu sucré 5 1 67 { {de la levure 2 2 41

2 gros 37 grains d'azote 2 37 ----------------------- ------------------ 510 livres 510 » » » ----------------------- ------------------

Quoique dans ces résultats j'aye porté jusqu'aux grains la précision du calcul, il s'en faut bien que ce genre d'expériences puisse comporter encore une aussi grande exactitude; mais comme je n'ai opéré que sur quelques livres de sucre, & que pour établir des comparaisons j'ai été obligé de les réduire au quintal, j'ai cru devoir laisser subsister les fractions telles que le calcul me les a données.

En réfléchissant sur les résultats que présentent les tableaux ci-dessus, il est aisé de voir clairement ce qui se passe dans la fermentation vineuse. On remarque d'abord que sur les cent livres de sucre qu'on a employées, il y en a eu 4 livres 1 once 4 gros 3 grains qui sont restées dans l'état de sucre non-décomposé, en sorte qu'on n'a réellement opéré que sur 95 livres 14 onces 5 gros 69 grains de sucre; c'est-à-dire, sur 61 livres 6 onces 45 grains d'oxygène, sur 7 livres 10 onces 6 gros 6 grains d'hydrogène, & sur 26 livres 13 onces 5 gros 19 grains de carbone. Or en comparant ces quantités on verra qu'elles sont suffisantes pour former tout l'esprit de vin ou alkool, tout l'acide carbonique & tout l'acide acéteux qui a été produit par l'effet de la fermentation. Il n'est donc point nécessaire de supposer que l'eau se décompose dans cette opération: à moins qu'on ne prétende que l'oxygène & l'hydrogène sont dans l'état d'eau dans le sucre; ce que je ne crois pas, puisque j'ai établi au contraire qu'en général les trois principes constitutifs des végétaux, l'hydrogène, l'oxygène & le carbone étoient entr'eux dans un état d'équilibre; que cet état d'équilibre subsistoit tant qu'il n'étoit point troublé, soit par un changement de température, soit par une double affinité, & que ce n'étoit qu'alors que les principes se combinant deux à deux formoient de l'eau & de l'acide carbonique.

Les effets de la fermentation vineuse se réduisent donc à séparer en deux portions le sucre qui est un oxide; à oxygéner l'une aux dépens de l'autre pour en former de l'acide carbonique; à désoxygéner l'autre en faveur de la première pour en former une substance combustible qui est l'alkool: en sorte que s'il étoit possible de recombiner ces deux substances, l'alkool & l'acide carbonique, on reformeroit du sucre. Il est à remarquer au surplus que l'hydrogène & le carbone ne sont pas dans l'état d'huile dans l'alkool; ils sont combinés avec une portion d'oxygène qui les rend miscibles à l'eau: les trois principes, l'oxygène, l'hydrogène & le carbone, sont donc encore ici dans une espèce d'état d'équilibre; & en effet, en les faisant passer à travers un tube de verre ou de porcelaine rougi au feu, on les recombine deux à deux, & on retrouve de l'eau, de l'hydrogène, de l'acide carbonique & du carbone.

J'avois avancé d'une manière formelle dans mes premiers Mémoires sur la formation de l'eau, que cette substance regardée comme un élément, se décomposoit dans un grand nombre d'opérations chimiques, notamment dans la fermentation vineuse: je supposois alors qu'il existoit de l'eau toute formée dans le sucre, tandis que je suis persuadé aujourd'hui qu'il contient seulement les matériaux propres à la former. On conçoit qu'il a dû m'en coûter pour abandonner mes premières idées; aussi n'est-ce qu'après plusieurs années de réflexions, & d'après une longue suite d'expériences & d'observations sur les végétaux, que je m'y suis déterminé.

Je terminerai ce que j'ai à dire sur la fermentation vineuse, en observant qu'elle peut fournir un moyen d'analyse du sucre & en général des substances végétales susceptibles de fermenter. En effet, comme je l'ai déjà indiqué au commencement de cet article, je puis considérer les matières mises à fermenter & le résultat obtenu après la fermentation, comme une équation algébrique; & en supposant successivement chacun des élémens de cette équation inconnus, j'en puis tirer une valeur, & rectifier ainsi l'expérience par le calcul & le calcul par l'expérience. J'ai souvent profité de cette méthode pour corriger les premiers résultats de mes expériences, & pour me guider dans les précautions à prendre pour les recommencer: mais ce n'est pas ici le moment d'entrer dans ces détails sur lesquels je me suis au surplus étendu fort au long dans le Mémoire que j'ai donné à l'Académie sur la Fermentation vineuse, & qui sera incessamment imprimé.

CHAPITRE XIV.

_De la Fermentation putride._

JE viens de faire voir comment le corps sucré se décomposoit, lorsqu'il étoit étendu d'une certaine quantité d'eau & à l'aide d'une douce chaleur; comment les trois principes qui le constituent, l'oxygène, l'hydrogène & le carbone, qui étoient dans un état d'équilibre & qui ne formoient dans l'état de sucre ni de l'eau, ni de l'huile, ni de l'acide carbonique, se séparoient pour se combiner dans un autre ordre; comment une portion de carbone se réunissoit à l'oxygène pour former de l'acide carbonique; comment une autre portion de carbone se combinoit avec de l'hydrogène & avec de l'eau pour former de l'alkool.

Les phénomènes de la putréfaction s'opèrent de même en vertu d'affinités très-compliquées. Les trois principes constitutifs du corps cessent également, dans cette opération, d'être dans un état d'équilibre: au lieu d'une combinaison ternaire, il se forme des combinaisons binaires; mais le résultat de ces combinaisons est bien différent de celui que donne la fermentation vineuse. Dans cette dernière, une partie des principes de la substance végétale, l'hydrogène par exemple, reste uni à une portion d'eau & de carbone pour former de l'alkool. Dans la fermentation putride au contraire, la totalité de l'hydrogène se dissipe sous la forme de gaz hydrogène: en même tems l'oxygène & le carbone se réunissant au calorique, s'échappent sous la forme de gaz acide carbonique. Enfin quand l'opération est entièrement achevée, sur-tout si la quantité d'eau nécessaire pour la putréfaction n'a pas manqué, il ne reste plus que la terre du végétal mêlée d'un peu de carbone & de fer.

La putréfaction des végétaux n'est donc autre chose qu'une analyse complette des substances végétales dans laquelle la totalité de leurs principes constitutifs se dégage sous forme de gaz, à l'exception de la terre qui reste dans l'état de ce qu'on nomme _terreau_.

Je donnerai dans la troisième partie de cet Ouvrage, une idée des appareils qu'on peut employer pour ce genre d'expériences.

Tel est le résultat de la putréfaction, quand le corps qu'on y soumet ne contient que de l'oxygène, de l'hydrogène, du carbone & un peu de terre: mais ce cas est rare, & il paroît même que ces substances, lorsqu'elles sont seules, fermentent difficilement; qu'elles fermentent mal, & qu'il faut un tems considérable pour que la putréfaction soit complette. Il n'en est pas de même quand la substance mise à fermenter contient de l'azote; & c'est ce qui a lieu à l'égard de toutes les matières animales & même d'un assez grand nombre de matières végétales. Ce nouvel ingrédient favorise merveilleusement la putréfaction: c'est pour cette raison qu'on mêlange les matières animales avec les végétales, lorsqu'on veut hâter la putréfaction; & c'est dans ce mêlange que consiste presque toute la science des amendemens & des fumiers.

Mais l'introduction de l'azote dans les matériaux de la putréfaction, ne produit pas seulement l'effet d'en accélérer les phénomènes; elle forme, en se combinant avec l'hydrogène, une nouvelle substance connue sous le nom d'alkali volatil ou ammoniaque. Les résultats qu'on obtient en analysant les matières animales par différens procédés, ne laissent aucun doute sur la nature des principes qui constituent l'ammoniaque. Toutes les fois qu'on sépare préalablement l'azote de ces matières, elles ne donnent plus d'ammoniaque, & elles n'en donnent qu'autant qu'elles contiennent de l'azote. Cette composition de l'ammoniaque est d'ailleurs confirmée par des expériences analytiques, que M. Berthollet a détaillées dans les Mémoires de l'Acad. année 1785, page 316; il a donné différens moyens de décomposer cette substance & d'obtenir séparément les deux principes, l'azote & l'hydrogène, qui entrent dans sa combinaison.

J'ai déjà annoncé plus haut (_voyez_ Chapitre dixième) que les corps combustibles étoient presque tous susceptibles de se combiner les uns avec les autres. Le gaz hydrogène a éminemment cette propriété; il dissout le carbone, le soufre & le phosphore, & il résulte de ces combinaisons ce que j'ai appelé plus haut, _gaz hydrogène carboné_, _gaz hydrogène sulfuré_, _gaz hydrogène phosphoré_. Les deux derniers de ces gaz ont une odeur particulière & très-désagréable: celle du gaz hydrogène sulfuré a beaucoup de rapport avec celle des œufs gâtés & corrompus; celle du gaz hydrogène phosphoré est absolument la même que celle du poisson pourri; enfin l'ammoniaque a une odeur qui n'est ni moins pénétrante, ni moins désagréable que les précédentes. C'est de la combinaison de ces différentes odeurs que résulte celle qui s'exhale des matières animales en putréfaction, & qui est si fétide. Tantôt c'est l'odeur de l'ammoniaque qui est prédominante, & on la reconnoît aisément à ce qu'elle pique les yeux; tantôt c'est celle du soufre, comme dans les matières fécales; tantôt enfin, c'est celle du phosphore, comme dans le hareng pourri.

J'ai supposé jusqu'ici que rien ne dérangeoit le cours de la fermentation, & n'en troubloit les effets. Mais M. de Fourcroy & M. Thouret ont observé, relativement à des cadavres enterrés à une certaine profondeur & garantis jusqu'à un certain point du contact de l'air, des phénomènes particuliers. Ils ont remarqué que souvent la partie musculaire se convertissoit en une véritable graisse animale. Ce phénomène tient à ce que, par quelque circonstance particulière, l'azote que contenoient ces matières animales aura été dégagé, & à ce qu'il n'est resté que de l'hydrogène & du carbone, c'est-à-dire, les matériaux propres à faire de la graisse. Cette observation sur la possibilité de convertir en graisse les matières animales, peut conduire un jour à des découvertes importantes sur le parti qu'on en peut tirer pour les usages de la société. Les déjections animales, telles que les matières fécales, sont principalement composées de carbone & d'hydrogène; elles se rapprochent donc beaucoup de l'état d'huile, & en effet elles en fournissent beaucoup par la distillation à feu nud. Mais l'odeur insoutenable qui accompagne tous les produits qu'on en retire, ne permet pas d'espérer de long-tems qu'on puisse les employer à autre chose qu'à faire des engrais.

Je n'ai donné dans ce Chapitre que des apperçus, parce que la composition des matières animales n'est pas encore très-exactement connue. On sait qu'elles sont composées d'hydrogène, de carbone, d'azote, de phosphore, de soufre; le tout porté à l'état d'oxide par une quantité plus ou moins grande d'oxygène: mais on ignore absolument quelle est la proportion de ces principes. Le tems complétera cette partie de l'analyse chimique, comme il en a complété déjà quelques autres.

CHAPITRE XV.

_De la Fermentation acéteuse._

LA fermentation acéteuse n'est autre chose que l'acidification du vin qui se fait à l'air libre par l'absorption de l'oxygène. L'acide qui en résulte est l'acide acéteux, vulgairement appelé vinaigre: il est composé d'une proportion qui n'a point encore été déterminée, d'hydrogène & de carbone combinés ensemble, & portés à l'état d'acide par l'oxygène.

Le vinaigre étant un acide, l'analogie conduisoit seule à conclure qu'il contenoit de l'oxygène; mais cette vérité est prouvée de plus par des expériences directes. Premièrement le vin ne peut se convertir en vinaigre qu'autant qu'il a le contact de l'air, & qu'autant que cet air contient du gaz oxygène. Secondement cette opération est accompagnée d'une diminution du volume de l'air dans lequel elle se fait, & cette diminution de volume est occasionnée par l'absorption du gaz oxygène. Troisièmement on peut transformer le vin en vinaigre, en l'oxygénant par quelqu'autre moyen que ce soit.