1er article paru sur la « réaction de Maillard »
compte rendu de l’Académie
des Sciences,
année
1912, n° 154, pages 66 à 68
Comptes
rendus, 27 novembre 1911 ; C.R. Soc. Biol. 2 décembre 1911.
SÉANCE
DU 8 JANVIER 1912
Texte
intégral
CHIMIE
ORGANIQUE.—Action des acides aminés sur les sucres; formation des mélanoïdines
par voie méthodique.
Note
de Monsieur Louis Camille MAILLARD
présentée
par Monsieur Armand GAUTIER
Mes
recherches sur le rôle des alcools dans la synthèse naturelle des
albuminoïdes m’ont amené à mettre les acides aminés en présence
d’un alcool complexe universellement répandu chez les êtres vivants,
le d-glucose. Mais ici le rôle de la fonction aldéhydique prévaut sur
celui des fonctions alcooliques, au moins quand le glucose est en excès.
Si
dans un tube on place 1 partie de glycocolle avec 4 parties de glucose et
3 à 4 parties d’eau, puis qu’on porte au bain-marie pour faciliter la
dissolution, le liquide prend une teinte jaune très reconnaissable au
bout d’une dizaine de minutes au plus. La coloration s’accentue avec
une vitesse croissante, et arrive assez rapidement au brun foncé ;
plus tard on voit mousser le liquide, par dégagement de CO2
qu’on reconnaît en conduisant le gaz au moyen d’un courant d’air
dans la baryte.
Le
gaz CO2 peut-être : ou le débris du carboxyle du
glycocolle, ou le produit d’oxydation d’autres atomes de carbone par
l’oxygène emprunté, soit aux oxhydriles du glucose, soit à l’air
atmosphérique.
Dans
une cloche sur le mercure, on introduit 0,5 g de glycocolle, 2 g de
glucose, 2 cm3 d’eau, et 14,6 cm3 d’oxygène.
Après 6 heures passées à 100°, on retrouve 12,6 cm3
d’oxygène, soit une disparition de 2 cm3 seulement, alors
qu’il s’est formé 22,9 cm3 de CO2. Ce gaz
n’emprunte donc pas son oxygène à l’atmosphère.
Avec
un dispositif où les produits gazeux sont conduits dans des absorbeurs,
0,4993 g de glycocolle et 2,0044 g de glucose ont fourni en 7 heures
0,1048 g de CO2. Séché à froid dans le vide, le résidu
accuse une perte de 0,6227 g, dont 0,5179 g sont autre chose que CO2.
Or, l’analyse centésimale de ce résidu révèle que cette différence
est de l’eau, dont le rapport avec CO2 dégagé répond à
l’expression (CO2+12H2O). L’oxygène de CO2
ne provient donc pas du glucose.
Le
dégagement du gaz carbonique résulte de la scission du carboxyle
appartenant au glycocolle. Si l’on admet que cette scission est corrélative
de la fixation de l’azote sur le carbone aldéhydique du sucre, nous
sommes conduits à penser que les molécules de glucose, au nombre de deux
au moins, qui entrent dans la constitution du nouveau corps, éprouvent
des déshydratations qui créent des doubles liaisons et peut-être des
cycles. Les substances noirâtres ainsi formées pourraient être des molécules
polycycliques à 1 atome d’azote.
J’ai
généralisé la réaction en traitant le glucose par le glycocolle, la
sarcosine, l’alanine, la valine, la leucine, la tyrosine, l’acide
glutamique. L’alanine est le plus actif des aminoacides, ce qui n’est
point pour surprendre quand on connaît son rôle capital en Chimie
biologique. Avec le glycocolle, le xylose et l’arabinose réagissent
instantanément ; le fructose, le galactose, le glucose et le
mannose, assez rapidement ; le lactose et le maltose, lentement ;
le saccharose pas du tout pendant plusieurs heures, après quoi se produit
une réaction lente, consécutive sans doute à un dédoublement.
Violente
à 150°, assez rapide à 100°, la réaction s’observe après quelques
jours à 37°, et même au-dessous ; on conçoit d’ailleurs que
diverses substances ou divers modes d’énergie pourraient l’accélérer.
Les
conséquences de ces faits me paraissent aussi nombreuses qu’intéressantes
dans divers domaines de la Science : non seulement en physiologie et
en pathologie humaines, mais aussi en physiologie végétale (alcaloïdes
cycliques, etc.), en agronomie (maturation des fumiers, humus, industries
diverses), en géologie (combustibles minéraux, etc.). La seule énumération
de ces conséquences, dont plusieurs peuvent être considérées comme évidentes,
serait ici trop longue.
Je
n’en signalerai qu’une : la perturbation apportée dans toutes
les techniques d’analyse ou les matériaux fournissent à la fois des
sucres et des acides aminés : par exemple, dans les hydrolyses de
protéiques ou de tissus, on
ne peut retrouver comme acides aminés que la fraction qui a échappé à
l’action des sucres. C’est pourquoi ces hydrolyses fournissent des mélanoïdines,
de constitution inconnue jusqu’ici, et dont la composition même n’a
jamais pu être définie. Je me suis assuré que les produits de la réaction
que je signale sont précisément des mélanoïdines ; mais tandis
que les anciennes mélanoïdines fournies par le hasard n’étaient que
des mélanges inextricables dérivant d’aminoacides variés et peut être
de sucres divers, nous sommes aujourd’hui en mesure de réaliser
individuellement la condensation d’un aminoacide défini avec un sucre défini.
Il est donc permis d’espérer que la présente méthode apportera des éclaircissements
comparables à ceux qu’a fournis la substitution pour l’étude, aux mélanges
inextricables que sont les peptones naturelles, des polypeptides
volontairement construits. On pourra dès lors étudier la constitution
des mélanoïdines sur laquelle mes essais projettent déjà quelques
lueurs.
La
portée de la réaction générale que je signale n’a d’égale que son
extrême facilité : on est surpris qu’elle ne soit pas depuis
longtemps connue dans ses moindres détails. Je m’y suis trouvé conduit
méthodiquement par mes recherches sur le rôle que jouent les alcools
complexes dans l’enchaînement des acides aminés.