Le Thé : botanique et culture, falsifications et richesse en caféine des différentes espèces/Partie 3
TROISIÈME PARTIE
ÉTUDE CRITIQUE SUR LES DIVERSES MÉTHODES DE DOSAGE DE LA CAFÉINE DANS LES THÉS
CHAPITRE PREMIER
NOTIONS CHIMIQUES SUR LE THÉ
Avant d’aborder l’étude des différents procédés de dosage, il convient de donner quelques renseignements sur la composition chimique du thé.
Produit d’un arbrisseau, le thé renferme tout d’abord du tanin en quantité considérable, quantité plus grande encore dans les thés verts que dans les thé noirs, et une huile essentielle à laquelle est dû son arôme spécial. Péligot, dans un mémorable travail publié à l’Académie des sciences en 1843, mentionne le thé, comme une des substances végétales les plus riches en azote : il en contient en effet de 20 à 22 pour 100.
Il paraît renfermer également une substance analogue à la caséine, substance également azotée et nutritive, et c’est pour cette raison qu’en Tartarie les habitants emploient le thé comme aliment en le mêlant à des matières grasses[1].
La proportion de produits solubles dans l’eau chaude varie très notablement, elle dépend surtout de l’âge de la feuille ; celle-ci est plus jeune et par suite moins ligneuse dans le thé vert que dans le thé noir.
Suivant Péligot, les thés noirs contiennent en moyenne 10 pour 100 d’eau, les thés verts 8 pour 100. Ce savant a trouvé que 100 parties des thés dont les noms suivent contiennent en principes solubles dans l’eau bouillante[2].
| pris | ||
| À l’état sec | À l’état ordinaire | |
| Souchoug fin | 45,7 | 40,3 |
| — — | 46 | 30,7 |
| — ordinaire | 41,8 | 37,3 |
| — — | 40,3 | 36,0 |
| Pekoë | 34,6 | 31,3 |
| — ordinaire | 38,1 | 34,5 |
| — orangé | 48,7 | 44,5 |
| — — | 46,8 | 42,8 |
| Pouchong | 42,8 | 39,0 |
| Congo | 40,9 | 36,8 |
| Bohea | 44,4 | 39,8 |
| Assam | 45,4 | 41,7 |
| pris | ||
| À l’état sec | À l’état ordinaire | |
| Poudre à canon | 51,9 | 48,5 |
| — — | 50,2 | 46,9 |
| Impérial | 43,1 | 39,6 |
| — | 47,9 | 44,0 |
| Hyson | 47,7 | 43,8 |
| — fin | 46,9 | 43,1 |
| Schoulang | 45,9 | 42,3 |
| Hyson junior | 51,5 | 47,4 |
| — Skin | 43,5 | 39,8 |
| Tonkay | 42,2 | 38,4 |
Quant aux autres principes, une analyse déjà ancienne de Mulder donnait au thé la composition suivante :
| thé verts | thés noirs | |
| Huile essentielle | 0,79 | 0,60 |
| Chlorophylle | 2,22 | 1,85 |
| Cire | 0,28 | 0,00 |
| Résine | 2,22 | 3,64 |
| Gomme | 8,56 | 7,28 |
| Tanin | 17,80 | 12,08 |
| Théine | 0,43 | 0,46 |
| Matière extractive | 22,80 | 21,36 |
| Substance colorante | 22,60 | 19,19 |
| Albumine | 3 » | 2,80 |
| Cellulose | 17,08 | 28,32 |
| Matière minérale | 5,56 | 5,54 |
Cette analyse ne nous semble pas exacte ; sans parler de ces termes vieillis de matière extractive, substance minérale qui ne signifient plus rien dans la science, la proportion de théine indiquée par l’auteur est bien inférieure à ce qu’elle doit être, soit en ce qui concerne les thés verts, soit en ce qui concerne les thés noirs ; il en est de même de l’albumine : par contre, la quantité de matière colorante nous semble un peu trop élevée et supérieure à ce qu’elle doit être en réalité.
D’après les auteurs modernes et les recherches nouvelles, la moyenne des éléments principaux d’un thé, est la suivante :
| Eau | 11,49 |
| Substance azotée | 21,22 |
| Théine | 1,35 |
| Essence de thé | 0,67 |
| Cire | 3,62 |
| Gomme | 7,13 |
| Tanin | 12,30 |
De plus, un thé de moyenne qualité doit contenir :
| au minimum | |
| Extrait aqueux | 30 0/0 |
| Tanin | 7,50 |
| Cendre | 6,40 |
Un thé de bonne qualité doit donner :
| Extrait | 40 0/0 |
| Résidu | 60 0/0 |
En incinérant 100 parties de thé, Péligot a obtenu les quantités suivantes de cendres.
| Souchong | 5,5 | Moyenne 5,4 pour 100 | |
| Poudre à canon | 5,5 | ||
| Pekoé | 5,3 |
Ces cendres[3] ont une couleur un peu rougeâtre due à une petite quantité d’oxyde de fer, qui provient sans doute en partie des doses de fer employées à la torréfaction de la feuille. Elles renferment en outre, des sulfates, phosphates et chlorures alcalins et un peu de silice. Elle ne contiennent pas la moindre quantité de cuivre, contrairement à l’opinion émise par quelques auteurs sur la présence d’un sel de cuivre auquel le thé devrait sa couleur.
L’infusion de thé est d’une couleur qui varie entre le jaune clair et le brun, selon qu’elle a été faite avec du thé vert ou du thé noir. Concentrée et chaude elle est limpide ; mais en se refroidissant elle se trouble et elle tient alors en suspension un précipité gris, très divisé, qui la rend comme laiteuse et qui consiste en une combinaison de tanin et de théine, soluble dans l’eau chaude, mais insoluble dans l’eau froide ; elle est insipide, quoique formée de deux matières très sapides : l’une astringente, l’autre amère, la théine.
L’infusion, séparée par la filtration de ce composé insoluble, donne avec le sous-acétate de plomb, un précipité jaune brun, abondant, qui renferme, en combinaison avec l’oxyde de plomb, toute la matière colorante, tout le tanin et un prétendu acide bohéique[4].
L’infusion de thé vert contient moins de matière colorante, mais préparée avec une feuille plus jeune, moins ligneuse par conséquent, le précipité qu’elle forme avec le sous-acétate de plomb est plus considérable.
En résumé, les éléments essentiels du thé sont : la substance azotée, le tanin, la théine et une essence particulière.
Cette essence est jaunâtre, épaisse et douée d’une odeur très forte, comme étourdissante ; suivant Mulder, elle cause le vertige et peut agir comme poison. Combinée avec le tanin, elle agit comme diurétique ; mais elle se volatilise en majeure partie par la dessiccation des feuilles de thé.
De tous ces principes, un des plus importants, non pas le plus abondant, c’est la caféine : elle seule désormais fixera notre attention.
CHAPITRE II
NOTIONS CHIMIQUES SUR LA CAFÉINE
La caféine a été découverte dans le café en 1820 par Runge, puis en 1827, par Oudry, dans les feuilles de thé.
Sa formule est : C8H10Az4O8
Jobst et Mulder en 1838 montrèrent que la théine du thé et la caféine du café sont un même corps : des travaux récents semblent démontrer qu’il n’en est pas ainsi : pour certains auteurs la caféine et la théine seraient deux corps parfaitement distincts, mais dont les propriétés seraient très voisines, et les rapports presque identiques. Pour nous, nous emploierons indifféremment l’une ou l’autre de ces expressions.
Quoi qu’il en soit, la caféine forme de fines aiguilles soyeuses, renfermant une molécule d’eau de cristallisation qu’elle ne perd qu’au-dessus de 150. Elle fond à 178 degrés et se sublime à 185 degrés, toutefois les auteurs ne sont pas d’accord sur ces deux points ; peut-être ont-ils opéré sur de la caféine impure.
Elle est soluble dans l’eau chaude ; mais en solution concentrée, elle se prend par refroidissement, sous forme d’une gelée, et c’est là un procédé employé par M. le professeur Cazeneuve, pour la recueillir, dans certaines circonstances, à l’état de pureté.
Elle se dissout dans les acides en formant des sels peu stables, dont quelques-uns sont déjà décomposés par l’ébullition avec l’eau.
Par action de la chaleur, la caféine dégage de la méthylamine lorsqu’elle est unie à une base capable de fournir de l’hydrogène. Elle en dégage également quand on la fait bouillir avec de la potasse (Wurtz) ou qu’on la chauffe avec l’hydrate de baryle[5].
Il se formerait d’après Strecker, un nouvel alcaloïde dont le sulfate se dépose en cristaux, lorsqu’on concentre la liqueur après l’avoir débarrassée de la baryte par l’acide sulfurique, et qu’on la laisse refroidir.
Lorsqu’on dirige un courant de cl à travers une bouillie de caféine et d’eau, les cristaux disparaissent et l’on obtient une série de corps complexes dans la composition desquels nous ne saurions entrer en détail.
« Chauffée avec de la chaux sodée, la caféine dégage de l’ammoniaque et laisse un mélange de carbonate de potasse, de carbonate de soude, et de cyanure de sodium. Cette réaction est intéressante en ce qu’elle distingue la caféine de la pipérine, de la morphine, de la quinine et de la sinchonine, qui ne donnent pas de cyanure de sodium, lorsqu’on les soumet à ce traitement. »
Traitée par un peu d’acide azotique fumant et évaporée au bain-marie, la caféine laisse un résidu blanc jaunâtre, prenant une teinte plus accentuée si on élève un peu plus la température. Ce résidu soumis aux vapeurs ammoniacales se colore en rouge violacé ; il y a formation de murexide. Cette réaction n’est pas tout à fait spéciale ; l’acide urique l’a donnée également. Néanmoins, elle nous a paru la plus claire et une des plus faciles à réaliser.
La synthèse effectuée ces dernières années, permet de l’envisager comme amide à fonction mixte.
En solution dans l’eau bouillante et chauffée avec de la chaux à 100 degrés pendant longtemps, elle n’est pas décomposée. Il n’y a pas, comme certains auteurs le prétendent, formation d’AzH3.
Elle ne paraît pas non plus, comme la plupart des alcaloïdes végétaux, jouer le rôle d’une base énergique : en effet les expériences personnelles suivantes effectuées au laboratoire, paraissent prouver les propriétés assez indifférentes de la caféine vis-à-vis des bases et des acides.
Première expérience : 33 centigrammes de caféine ont été dissous dans l’eau acidulée par l’acide sulfurique et agités plusieurs fois avec 100 centimètres cubes environ de chloroforme : ils ont cédé à ce dernier véhicule 29 centigrammes de caféine.
Deuxième expérience : 0,33 de caféine ont été dissous dans 150 centimètres cubes environ d’eau alcaline et agités également avec 100 centimètres cubes de chloroforme : ils ont cédé 0,30 de caféine.
Troisième expérience : Enfin dans une troisième expérience 0,33 de caféine ont été dissous dans l’eau distillée et agités avec une quantité égale de chloroforme. Le résidu de l’évaporation de ce dernier a laissé 0,295 de caféine.
On peut voir par ces trois expériences que la caféine s’est comportée comme une substance à peu près indifférente, ne donnant de combinaisons stables ni avec les acides, ni avec les bases en présence de l’eau.
CHAPITRE III
APPAREILS EMPLOYÉS POUR LE DOSAGE
Le dosage de la caféine est une opération assez délicate ; aussi les méthodes employées pour arriver à un bon résultat sont-elles nombreuses et souvent très différentes.
Nous ne citerons que comme mémoires les procédés autrefois employés : les uns faisaient avec le thé une infusion qu’ils précipitaient par le sous-acétate de plomb, puis, par l’ammoniaque et soumettaient ensuite à une évaporation lente ; les autres saturaient les acides libres du thé par du carbonate de plomb, précipitaient la liqueur par une infusion de noix de Galle ; le tanate de caféine qui se dépose, était ensuite broyé avec la chaux et épuisé finalement par l’alcool ; d’autres enfin préféraient extraire la caféine par sublimation. Ces procédés peuvent être bons en tant que simple mode d’extraction ; ils ne peuvent, croyons-nous, être utilisés pour un dosage rapide et d’une précision suffisante.
Le dosage de la caféine dans le thé se fait plus simplement en mélangeant les feuilles de thé avec de la chaux éteinte dans un appareil à déplacement.
C’est à M. Guillermond, pharmacien à Lyon, que revient l’honneur d’avoir donné un procédé général d’extraction des alcaloïdes des végétaux au moyen de la chaux : le premier, il l’a utilisé pour le dosage si compliqué des différents quinquinas du commerce. La chaux en effet offre d’immenses avantages : elle met en liberté l’alcaloïde, qui, en général combiné dans les plantes à un acide, forme par décomposition un sel de calcium. De plus les résines qui accompagnent l’alcaloïde, donnent avec la chaux des combinaisons insolubles dans les dissolvants neutres : alcool, chloroforme, éther ; la chaux purifie l’alcaloïde en lui enlevant ces principes résineux, dont la présence gênerait considérablement sa purification et fausserait les résultats d’un dosage tant soit peu précis.
L’extraction de la caféine se fait, avons-nous dit, dans un appareil à déplacement. En effet, la lévigation du thé par l’eau bouillante, faite dans le but d’extraire toute la caféine, exige des quantités d’eau considérables et nous verrons un procédé de dosage qui présente cet inconvénient.
Pour l’extraction par l’alcool ou le chloroforme, il est de toute nécessité d’employer un appareil permettant de traiter le thé avec une petite quantité de dissolvant, et d’extraire complètement la caféine.
Parmi tous les appareils digesteurs employés dans ce but, un seul offre véritablement des avantages.
L’appareil Payen ne permet pas une condensation complète des vapeurs ; de plus il est d’une grande fragilité.
L’appareil Kopp a les mêmes inconvénients ; en outre si la distillation est poussée trop vivement, il s’exerce de la pression dans l’appareil, les vapeurs ne pouvant plus se condenser assez rapidement.
L’appareil de MM. Cazeneuve et Caillol (fig. 26 et 27) n’a pas ces inconvénients ; aussi l’avons-nous employé de préférence à tous les autres.
Il se compose d’un ballon inférieur (A), dans le col duquel débouche une allonge (B), destinée à recevoir la substance. Cette allonge est traversée dans le sens de sa longueur par un tube de verre (C).
Ce tube est retenu dans la partie rétrécie de l’allonge par un bouchon percé en son centre et creusé de gouttières pour l’écoulement du liquide qui passe sur la matière. Ce tube dépasse inférieurement la partie de l’allonge ; supérieurement il débouche dans le col d’un ballon à deux tubulures (D) ou dans une allonge recourbée qui sert de premier condensateur à la vapeur. Celle-ci, amenée par le tube intérieur, se condense plus abondamment dans un réfrigérant de Liebig (E). Ce dernier s’adapte au reste de l’appareil à l’aide d’un tube en caoutchouc qui, facilitant d’une part son inclinaison de bas en haut, permet au liquide condenseur de refluer dans l’appareil, et d’autre part, facilitant également son ascension de haut en bas, amène une distillation régulière à la fin de l’opération.
L’éther et le sulfure de carbone se condensent, on le sait, difficilement ; l’expérience prouve que ces liquides condensés oscillant dans le tube du réfrigérant, sont repoussés par la vapeur qui arrive incessamment du ballon inférieur pendant le cours de l’opération, et sont quelquefois même rejetés hors de l’appareil, si l’on n’y prend garde.
Pour parer à cet inconvénient, les auteurs terminent le réfrigérant de Liebig par deux flacons de Woulf F, F’. Les tubes d’émergence en partant du réfrigérant plongent jusqu’au fond de ces flacons, tenus dans l’eau ou dans la glace. Le dernier flacon de Woulf porte un tube de sûreté en S contenant du mercure : dans ces conditions, il n’y a aucune perte des liquides même les plus volatils.
MM. Cazeneuve et Caillol ont fait construire, pour les opérations en grand, un appareil en fer blanc qui présente en outre, autour de l’allonge à déplacement, un manchon destiné à recevoir, par ses tubulures inférieures, un courant de vapeur pour chasser, à la fin de l’opération, le liquide imprégnant la matière.
Pour faire fonctionner cet appareil, on glisse un morceau de coton dans l’allonge à déplacement : coton que l’on tasse légèrement, sur le bouchon qui maintient le tube intérieur (le coton de verre est préférable à tout autre). On met d’abord la matière, en ayant soin de ne pas remplir complètement l’allonge, à cause de la masse de liquide appelée à revenir à un moment donné des flacons de Woulf sur la matière. On met dans le ballon inférieur une quantité de liquide égale à environ quatre fois le poids de la substance à épuiser. On adapte le réfrigérant E et les flacons de Woulf F, F’ nécessaires surtout pour l’éther et le sulfure de carbone. On chauffe au bain-marie.
Les avantages de cet appareil sont les suivants :
1o On condense complètement les liquides, même les plus volatils ;
2o On recueille sans aucune perte les liquides extracteurs ;
3o On épuise à chaud la substance, grâce au tube intérieur ;
4o On lave complètement encore et mécaniquement la substance, grâce à la pression atmosphérique qui ramène le liquide des flacons de Woulf dans l’allonge par simple refroidissement de l’appareil.
Le chloroforme étant facilement condensable, nous avons modifié l’appareil pour le rendre plus pratique et moins compliqué.
Tel que nous l’avons employé, il se compose, comme ci-dessus, d’un ballon A, d’une allonge B avec tube intérieur recourbé ; seulement à la partie supérieure de cette allonge débouche un réfrigérant vertical à boules C (fig. 27) pouvant se refroidir par un courant d’eau froide.
Dans ces conditions, l’appareil est d’une extrême simplicité, tout en permettant la condensation complète des vapeurs d’alcool ou de chloroforme.
Ces préliminaires étant établis, nous allons passer en revue les différentes méthodes de dosage de la caféine. Nous ne décrirons pas toutes ces méthodes ; quatre seulement fixeront notre attention : celle du nouveau Codex, celle de Loche, celle de Paul et Cownley, celle enfin, si simple et si précise, de MM. Cazeneuve et Caillol. Pour effectuer ces dosages, nous avons pris un thé type, contenant 3gr,70 à 3gr,75 pour 100 de caféine, le thé Souchon ; seul, il nous servira pour l’étude critique que nous allons entreprendre.
CHAPITRE IV
MÉTHODES DU CODEX ET DE LOCHE
Le Codex de 1889 indique la méthode suivante et s’exprime en ces termes :
« Verser sur le thé réduit en poudre grossière deux fois son poids d’eau bouillante ; laisser macérer quelques instants à la chaleur du bain-marie ; introduire la poudre humide dans l’appareil à déplacement et épuiser par le chloroforme. Traiter par l’eau bouillante le résidu de la distillation du chloroforme ; filtrer, ajouter une petite quantité de noir animal, filtrer et faire cristalliser. »
Nous avons opéré sur 5 grammes de thé, et nous n’avons pu obtenir un seul résultat satisfaisant.
Nous avons pu nous convaincre, par l’aspect résinoïdes de la caféine extraite d’abord par le chloroforme, que le dosage ne fournira jamais une substance pure. Cette résine insoluble englobe la caféine et ne permet pas l’extraction facile et complète par l’eau.
De plus, en traitant par le noir animal, l’alcaloïde est retenu partiellement, comme l’indique l’expérience suivante : 0,25 de caféine pure ont été dissous dans l’eau bouillante, et filtrés à chaud sur du noir animal. Le produit de la filtration, additionné des eaux de lavage du noir, a été soumis à l’évaporation, puis desséché à l’étuve, maintenue à la température de 110 degrés. Il nous a donné un résidu de 0,201 de caféine, c’est-à-dire une perte en substance d’environ 20 pour 100 ; d’autres expériences nous ont conduit au même résultat.
Ce procédé ne peut donc être utilisé pour un dosage précis ; il permet tout au plus l’extraction de la caféine dans le but unique de recueillir cette substance.
M. Loche[6] donne la méthode suivante :
« 10 grammes de thé sont traités à deux reprises par l’eau bouillante et les feuilles soumises à des lavages jusqu’à ce que le liquide soit incolore. On filtre l’extrait ; le produit de la filtration est mélangé à 15 grammes de magnésie, puis desséché à siccité. Le résidu sec réduit en poudre fine est épuisé par le chloroforme bouillant. La solution chloroformique est concentrée, évaporée, puis desséchée à une température de 105 degrés. »
Nous avons suivi de point en point ce procédé, et nous avons obtenu, pour le thé mis en œuvre, 0,30 de caféine pour 10, c’est-à-dire 3 pour 100.
Le premier reproche que nous adresserons à cette manière d’opérer, c’est de fournir, tout d’abord, un produit impur : le résidu final est fortement coloré en vert.
De plus, il est presque impossible d’obtenir, malgré de nombreux lavages, une solution incolore ; quinze à vingt lavages n’ont pas suffi pour obtenir l’épuisement complet des feuilles.
En troisième lieu, l’opération est extrêmement longue ; l’évaporation du liquide, puis la filtration de l’extrait, même dans le vide, sont des opérations peu praticables, dans un laboratoire pour un dosage rapide.
Enfin la proportion de caféine donnée par ce procédé est inexacte : ces lavages successifs, cette filtration répétée, sont autant de causes d’erreurs, même entre des mains exercées. Il nous semble impossible de n’avoir pas des pertes considérables de substance dans des manipulations si multiples ; ces opérations enlèvent toute précision à un dosage, qui doit être aussi rapide que possible, et donner des résultats tout au moins concordants.
CHAPITRE V
MÉTHODE PAUL ET COWNLEY
MM. Paul et Cownley[7] indiquent la méthode suivante : « 5 grammes de thé pulvérisé sont mouillés avec de l’eau chaude. Le tout est desséché au bain-marie. Le résidu sec est mis dans un petit appareil à déplacement et épuisé par de l’alcool fort (Alcool à 86). La liqueur claire est évaporée pour chasser l’alcool et la solution aqueuse qui reste, mesurant environ 50 centimètres cubes est mélangée avec quelques gouttes d’acide sulfurique dilué, qui sépare les traces de chaux et décolore facilement le liquide.
« On filtre la solution légèrement acide, et on la verse dans un séparateur : on l’agite avec du chloroforme qui lui enlève graduellement la théine qu’elle renferme.
« Cette partie de l’opération demande un soin particulier, car, bien que la théine soit très soluble dans le chloroforme, il faut agiter la solution aqueuse acidifiée avec des quantités successives de chloroforme pour lui enlever toute la théine, à moins que la quantité de théine soit très grande.
« 200 centimètres cubes de chloroforme suffisent pour 5 grammes de thé.
« On emploie le chloroforme fractionné en cinq ou six doses et, par évaporation du chloroforme provenant des dernières agitations, on s’assure qu’il ne renferme plus de théine.
« La totalité de la liqueur chloroformique est alors versée dans un séparateur bien bouché et agitée avec une solution très diluée de soude caustique.
« On enlève ainsi une petite quantité de matière colorante. La solution de théine est décolorée, de sorte qu’en distillant le chloroforme dans un flacon taré, la théine reste dans des conditions de pureté qui permettent de la peser directement. »
Par l’exposé de cette méthode on voit qu’elle ne laisse pas que d’être longue et assez délicate : le thé Souchon type, soumis à l’analyse, a donné de la théine dont la proportion variait de 3 à 4 pour 100. La caféine obtenue est encore quelque peu colorée en vert, coloration semblant prouver que toute la chlorophylle n’a pas été enlevée par la soude caustique.
Cette méthode exige de six à huit heures et de plus les filtrations, lavages, occasionnent des pertes qui peuvent devenir considérables par la plus petite distraction ou la moindre maladresse.
M. Paul[8] dans une note sur le thé, indique l’alcool comme le meilleur liquide pour épuiser la caféine.
« Étant donné, dit-il, les solubilités de la caféine dans les différents liquides, il paraissait probable que le chloroforme serait pour cette substance un meilleur dissolvant que l’alcool. Le thé sur lequel on expérimenta était un échantillon de thé de Java, qu’un examen préalable avait démontré contenir 3,78 pour 100 de caféine. 5 grammes de thé furent mêlés avec 2 grammes de chaux pure en poudre ; le mélange fut humecté avec de l’eau, puis mis à sécher au bain-marie et enfin épuisé dans un percolateur pendant cinq heures avec du chloroforme bien sec et bien bouillant ; la solution chloroformique distillée laissa un résidu de caféine pesant 0,065, correspondant à 13 pour 100, c’est-à-dire à plus d’un tiers de la caféine totale. La différence n’était pas due à une décomposition de cet alcaloïde, puisque le résidu traité par l’alcool donna le reste.
« On employa ensuite la magnésie au lieu de la chaux, et en opérant dans les mêmes conditions, le même thé donna 0,103 de caféine ou 2,06 pour 100, c’est-à-dire un peu plus de la moitié de la caféine totale ; comme précédemment l’alcool enleva le reste. »
Il conclut en disant qu’on ne peut substituer le chloroforme à l’alcool.
Étant donné les propriétés assez indifférentes de la caféine vis-à-vis des bases, il est singulier de trouver cette anomalie. De plus, d’après Commaille, voici quelle est la solubilité de la caféine dans les différents dissolvants. (Voyez page suivante.)
On voit que le chloroforme dissout beaucoup mieux la caféine que l’alcool : pourquoi ne pas l’employer ?
M. Paul prétend que le chloroforme n’enlève pas toute la caféine ; les expériences suivantes que nous avons faites à ce sujet nous permettent de ne point partager cette opinion ; elles nous permettent également de nous rendre compte si, comme le veulent certains chimistes, la magnésie doit être employée de préférence à la chaux. Nous avons donc repris les expériences de M. Paul, en nous plaçant, autant que cela est possible, dans des conditions identiques.
| QUANTITÉ DE CAFÉINE[9] Dissoute par 100 grammes de liquide | ||||
| à 15-17 | ébullition | |||
| hydratée | anhydre | hydratée | anhydre | |
| Eau | 1,47 | 1,35 | 49,73 | 45,55 |
| Alcool absolu | » | 0,61 | » | 3,12 |
| Éther pur | » | 0,0438 | » | 0,36 |
| Sulfure de C | » | 0,0585 | » | 0,454 |
| Essence de pétrole | » | 0,025 | » | » |
| Chloroforme | » | 12,97 | » | 19,02 |
| Alcool | 2,51 | 2,30 | » | » |
Expérience A. — 5 grammes de thé Souchon titrant 3gr,70 à 3,75 pour 100 ont été broyés grossièrement, humectés d’eau chaude et mélangés à 5 grammes de chaux éteinte. Après dessiccation au bain-marie, le tout a été tassé légèrement dans l’appareil à déplacement, et épuisé avec 100 grammes d’alcool fort : l’épuisement a duré cinq heures.
Au bout de ce temps la solution alcoolique a été filtrée, distillée a siccité à la chaleur du bain-marie.
Le résidu a été repris par l’eau bouillante et filtré de nouveau.
Tout d’abord le liquide filtré est fortement coloré en vert noirâtre, et laisse déposer par refroidissement des matières résineuses ; après une seconde filtration la coloration verte n’a pas encore disparu.
Après évaporation du liquide filtré dans une capsule de porcelaine tarée, le résidu contenant la caféine a été pesé. Nous avons obtenu : 0,3675 de caféine pour 5 ; c’est-à-dire 7,35 pour 100.
Ce chiffre de dosage est absolument erroné et beaucoup trop élevé ; une forte quantité de résine est entrée en solution et augmente le poids de la caféine dans des proportions considérables.
Dans la méthode qu’il préconise, M. Paul ne mentionne pas du tout l’emploi de l’eau pour séparer les résines : il nous paraît indispensable de traiter par l’eau chaude le résidu de la distillation de l’alcool si l’on veut avoir un produit d’une pureté suffisante.
Expérience B. — Dans les mêmes conditions, 5 grammes du même thé ont été mélangés à 5 grammes de magnésie calcinée, et épuisés par 400 grammes d’alcool fort. Le résidu de la distillation a été additionné d’eau chaude, filtré et évaporé.
Dans ces conditions nouvelles, la filtration s’effectue avec une lenteur excessive et le liquide qui s’écoule est tellement chargé de chlorophylle et de résine qu’il paraît noir. Après évaporation, on trouve dans la capsule une matière verdâtre, visqueuse sans aucune trace de cristallisation ; c’est de la caféine très impure.
Il résulte déjà de ces deux expériences que la magnésie ne doit pas remplacer la chaux ; il est bien évident que la présence dans la liqueur de ces principes résineux rend tout dosage impossible ou tout au moins en fausse singulièrement les résultats.
Expérience C. — 5 grammes de thé ont été mêlés dans des conditions identiques à 5 grammes de magnésie calcinée, et épuisés pendant cinq heures avec 100 grammes de chloroforme bouillant.
Après filtration (filtration très longue résultant de l’emploi de la magnésie), nous avons obtenu :
Ce résultat est déjà plus exact ; la caféine, bien qu’impure est moins colorée ; mais l’intervention de la magnésie nous semble peu favorable pour les motifs que nous avons déjà invoqués.
Expérience E. — 5 grammes de thé ont été traités comme précédemment, mêlés à 5 grammes de chaux et épuisés par du chloroforme bouillant. Nous avons obtenu :
Mais cette fois le résultat est tout différent ; la caféine recueillie est bien cristallisée, blanche et légèrement ambrée.
Le résidu de l’appareil à déplacement a été traité par 100 grammes d’alcool bouillant pendant deux heures. Au bout de ce temps l’alcool a été distillé, le résidu repris par l’eau bouillante et évaporé à siccité. Nous n’avons pu constater la présence de la caféine dans ce dernier résidu soit par l’examen macroscopique, soit par les réactions particulières de la caféine (coloration rouge par l’acide azotique et l’ammoniaque).
Nous avons également remarqué qu’une ébullition de cinq heures du mélange théo-calcaire avec du chloroforme, est trop prolongée ; trois heures d’ébullition suffisent largement pour épuiser complètement la substance. De plus, en continuant l’action du chloroforme et surtout de l’alcool, on entraîne une quantité considérable de résine.
Pour ne rien laisser au hasard, et bien nous assurer que ces principes résineux ne contenaient pas d’alcaloïde, nous les avons traités par l’eau bouillante, et nous avons essayé, sur le résidu de l’évaporation de cette solution aqueuse, l’action successive de l’acide azotique et de l’ammoniaque : nous n’avons pas obtenu cette fois encore la coloration rouge indiquant la présence de la caféine.
Enfin l’emploi de l’alcool pour dissoudre la caféine a un autre inconvénient : c’est la facilité avec laquelle il dissout les résines, et cela beaucoup plus que le chloroforme dans les mêmes conditions. Si l’on vient à traiter par l’eau bouillante le résidu de l’évaporation de la solution alcoolique, ces résines, tout en étant entraînées en partie, empêchent la dissolution de la caféine.
Commaille, en 1876, avait déjà signalé cet inconvénient et c’est pour cela qu’il conseille d’ajouter au résidu 10 grammes de verre pilé, de faire bouillir et d’agiter fortement le ballon qui contient la matière.
Les résines s’agglutinent au verre, et la caféine peut se dissoudre. En renouvelant plusieurs fois l’action de l’eau bouillante, et filtrant sur un filtre mouillé d’avance, il obtient une solution contenant à peu près toute la caféine.
Nous devons conclure de ces raisonnements et de nos quatre expériences, que le chloroforme bouillant pendant trois heures enlève bien toute la caféine, contrairement aux assertions de M. Paul.
En second lieu la chaux doit être préférée à la magnésie comme donnant un produit plus pur, et permettant une filtration plus prompte et plus rapide.
Malgré tout cela, la méthode de MM. Paul et Cownley ne saurait être complètement rejetée ; elle donne des résultats assez précis, et fournit un produit à peu près pur. Malheureusement l’opération est longue et très délicate ; par suite son emploi pour des dosages répétés est peu pratique.
CHAPITRE VI
MÉTHODE CAZENEUVE
Il nous reste enfin à examiner le procédé de MM. Cazeneuve et Caillol.
Pour préparer la caféine, ils versent sur le thé quatre fois son poids d’eau bouillante. Dès que les feuilles sont ramollies, ils y ajoutent son poids de chaux éteinte. Ils mélangent le tout et font sécher au bain-marie. Ils tassent le mélange théo-calcaire dans l’allonge à déplacement de l’appareil décrit plus haut, et épuisent par le chloroforme.
L’épuisement par le chloroforme doit se faire pendant trois heures. Une ébullition moins prolongée, d’une heure ou deux par exemple, n’est pas suffisante ; une partie de la caféine resterait indissoute. Chauffer au delà de trois heures est complètement inutile ; on risque d’entraîner des parties insolubles, dont la présence pourrait gêner les différentes autres parties de l’opération, comme nous l’avons vu plus haut.
Après trois heures d’ébullition, et après refroidissement du chloroforme, on filtre soigneusement ce dernier. Cette filtration (que n’indiquent pas MM. Cazeneuve et Caillol) est cependant absolument nécessaire ; car des particules de chaux sont entraînées mécaniquement et peuvent fausser complètement le dosage.
La solution chloroformique est évaporée au bain-marie dans une capsule : celle-ci doit être assez grande pour éviter les pertes de caféine toujours possibles par projection du liquide bouillant.
Le résidu chloroformique bien sec est alors traité par l’eau bouillante, qui dissout bien la caféine. Cette solution est filtrée et le résidu est épuisé par de nouveaux lavages à l’eau bouillante pour enlever les quelques traces d’alcaloïde qui pourraient avoir encore été retenues.
30 à 40 centimètres cubes d’eau suffisent pour faire cette opération.
La solution aqueuse est concentrée au bain-marie, jusqu’à siccité, dans une capsule tarée.
On porte finalement à l’étuve (chauffée à une température qui n’excède pas 120 degrés), pendant une demi-heure environ, jusqu’à ce que deux pesées successives donnent un nombre constant.
En opérant de cette manière nous avons obtenu, 3gr73 pour 100 de caféine.
Cette méthode avait été indiquée en 1877 par MM. Cazeneuve et Caillol[10], et elle a précédé celle de MM. Paul et Cownley.
Ce n’était pas dans l’intention des auteurs un procédé de dosage, mais une manière simple et rapide pour l’extraction de quelques alcaloïdes : nous l’avons appliqué au dosage de la caféine, en la modifiant simplement dans quelques détails.
Elle offre sur les précédentes de nombreux avantages dont les principaux sont les suivants :
1o La caféine obtenue est assez pure, bien cristallisée, non souillée de résine ; mais quelquefois seulement faiblement colorée en vert par des traces de matière colorante. On peut encore diminuer cette proportion de produits colorés en vert, en agitant la solution chloroformique filtrée obtenue précédemment avec un peu de soude caustique et verser dans un séparateur pour recueillir le chloroforme. Mais dans la plupart des cas, cette nouvelle manipulation, ne fait qu’allonger l’opération et compliquer inutilement le dosage final.
2o Les dosages effectués sont bien concordants et par cela seul, la méthode est sûre et non sujette à des erreurs.
3o Le dosage peut être fait rapidement avec un peu d’habitude et surtout d’habileté ; quatre à cinq heures, en moyenne, sont suffisantes pour effectuer cette opération.
En résumé, le procédé du Codex ne peut servir de procédé de dosage : c’est une méthode purement extractive de la caféine.
Le procédé de Loche doit être complètement rejeté ; on ne peut obtenir le lavage complet des feuilles ; 3 ou 4 litres sont insuffisants, et ce lavage fût-il possible, l’opération serait par trop longue.
Le procédé de MM. Paul et Cownley est précis si l’on veut ; mais les manipulations sont longues et compliquées.
Le procédé de MM. Cazeneuve et Caillol est simple, rapide et d’une précision suffisante.
Il faut remarquer également qu’une précision absolue est impossible à obtenir ; il ne faut pas compter faire des dosages exacts à plus de 0,1 à 0,2 pour 100 près. Ce qu’il faut surtout avoir, ce sont des dosages comparables entre eux, d’une exécution rapide et facile pour, si cela est utile, permettre de juger de la valeur de plusieurs échantillons. C’est là précisément un résultat que la méthode de M. Cazeneuve permet d’obtenir ; plusieurs dosages peuvent se faire rapidement et avec justesse, surtout si l’on emploi l’appareil extracteur déjà décrit : appareil qui, d’après nous, est le plus parfait de ceux employés jusqu’à ce jour.
Nous donnons ci-après un tableau permettant de juger la valeur comparative de toutes ces méthodes, appliquées à un type unique, le thé Souchon,
| PROCÉDÉS | QUANTITÉ de théine pour 100 |
ASPECT de la théine |
DURÉE moyenne de l’opération |
| Du Codex | 3 | Résineuse verdâtre | 7 à 8 heures |
| De Loche | » | Très résineuse noirâtre. | 12 à 24 heures |
| De Paul et Cownley | 3,80 | Presque incolore | 6 heures |
| De Cazeneuve | 3,73 | Presque incolore | 5 h. à 5 1/2 |
Maintenant que nous sommes en possession d’une méthode simple et rapide, nous allons l’appliquer au dosage des différents échantillons ; nous donnerons en même temps, lorsque cela nous sera possible, quelques particularités physiques et culturales des diverses variétés de thé, nous appuyant sur des documents apportés par des acheteurs du pays même.
Pour ajouter plus de précision à ces différents dosages nous avons refait, chaque opération terminée, la tare des capsules destinées à recueillir la substance, dans une balance de haute précision que M. le professeur Cazeneuve, avec son obligeance habituelle, a bien voulu mettre à notre entière disposition.
- ↑ On y a encore trouvé un acide particulier et un principe que certains auteurs appellent légumine.
- ↑ Baudrimont, Dictionnaire des falsifications.
- ↑ Baudrimont, Dictionnaire des falsifications.
- ↑ Hlasiwetz a démontré que ce prétendu acide n’était qu’un mélange d’acide gallique, d’acide oxalique, de tanin et de quercitrin.
- ↑ Dictionnaire de Wurtz.
- ↑ Loche, Journal de Pharmacie et de Chimie.
- ↑ Paul et Cownley, Pharmaceutical Journal, 1887.
- ↑ Paul, The Pharmaceutical Journal and Transactions, no 1083, mars 1891.
- ↑ Comptes rendus, t. LXXXI, p. 817.
- ↑ Cazeneuve et Caillol, Journal de Pharmacie et de Chimie, t. LI LII, p. 271.