Identification des constituants chimiques d'un aliment, le pain


Introduction

La pâte à pain est un mélange de farine de blé tendre, d’eau et de sel, ensemencé de levure de bière puis pétri. La présence d'amylase issue des embryons des grains de blé permet d'alimenter les levures en oses et diosides (glucose et maltose) issus de l'hydrolyse de l'amidon. La fermentation alcoolique de ces sucres par les levures permet à la pâte de lever sous l’action du CO2 dégagé (d’où les termes levure et levain). La cuisson, réalisée au four vers 200-250°C entraîne l'arrêt de la fermentation et le dégazage de l'alcool formé.
Le pain contient donc des sucres, principalement de l'amidon, du chlorure de sodium (NaCl), mais aussi des protéines provenant des réserves du grain, toutes substances faciles à mettre en évidence par des réactions chmiques appropriées.

Amidon

Faire sur de la mie de pain un test à l’eau iodée : déposer directement sur un morceau de pain une goutte d'eau iodée.
La coloration bleue montre la présence d'amidon.


La coloration bleue provoquée par l'iode montre la présence d'amidon
 
Il est possible de compléter par une observation de l’amidon au microscope et au microscope polarisant. La coloration bleue des particules observées au microscope optique et leur aspect brillant lorsqu'elles sont observées avec des filtres polarisants croisés confirme qu'il s'agit d'amidon.



Particules d'amidon de pain colorées par l'eau iodée
(microscope optique, X 100)
Particules d'amidon de pain
(microscope polarisant, X 600)

Protéines
Réaliser la réaction du biuret et la réaction xanthoprotéique sur deux morceaux de pain.

Réaction xanthoprotéique
Les protéines contenant des acides aminés dont le radical est un noyau aromatique (phénylalanine, tyrosine) réagissent avec l’acide nitrique en formant des dérivés de substitution (dérivés nitrés) jaunes.
Recouvrir un morceau de pain placé dans un tube à essai avec de l'acide nitrique. L'échantillon prend une coloration jaune.
En ajoutant quelques gouttes d’ammoniaque, une coloration orange apparaît.

Réaction du biuret
Les ions cuivre II (Cu2+) forment, en milieu basique, un complexe violet avec les substances contenant des liaisons peptidiques. La réaction permet donc de caractériser les polypeptides et les protéines.
Recouvrir doucement un morceau de pain placé dans un tube à essai avec une solution de soude à 20 %. Ajouter quelques gouttes de solution de sulfate de cuivre à 1 %.
Il apparaît une coloration violette.

La réaction peut se faire en utilisant à froid la liqueur de Fehling à la place du mélange soude et sulfate de cuivre. C’est pourquoi la recherche des sucres réducteurs avec la liqueur de Fehling doit être réalisée sur une solution déprotéinisée. On peut éliminer les protéines d’une solution en la traitant par l’acide trichloroacétique et en éliminant le précipité formé par centrifugation.

NB En chauffant de l’urée (NH2-CO-NH2 ) à sec, on obtient du biuret (NH2-CO-NH-CO-NH2) résultant de la condensation de 2 molécules d’urée. Ce composé, qui n’existe pas chez les êtres vivants, contient des liaisons peptidiques et donne donc une réaction positive en présence de soude et de sulfate de cuivre ce qui a donné son nom à la réaction.
La recherche de protéines peut aussi se faire avec des bandelettes réactives dont il existe des modèles avec des capacités multiples de détection (protéines, nitrites, coprs cétoniques, glucose, etc.).

Sucres réducteurs
Broyer de la mie de pain dans un peu d’eau et filtrer le liquide.
Tester le filtrat avec la liqueur de Fehling à chaud.
La présence de sucres réducteurs se traduit par la formation d'un précipité rouge.
La recherche de glucose dans le filtrat peut se faire avec une bandelette réactive pour le glucose.


Utilisation de bandelettes réactives pour identifier des constituants chimiques du pain dans un filtrat de mie de pain
Noter les traces de glucose et la présence de protéines.

Chlorures
Les ions chlorures (Cl-) réagissent avec le nitrate d'argent à froid en donnant un précipité blanc de chlorure d'argent qui noircit à la lumière (principe de la photographie argentique) et se redissout dans l'ammoniaque.
Solution de nitrate d'argent (solution à conserver dans un flacon brun à l'abri de la lumière)
5 g de nitrate d'argent dissous dans 100 mL d'eau distillée.
Ajouter quelques gouttes de nitrate d'argent au filtrat de pain.

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