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Vidéo de la leçon : La Chimie des Aliments Biologie

Dans cette vidéo, nous allons apprendre comment réaliser des tests chimiques sur les aliments pour détecter la présence de sucres, d’amidon, de protéines et de graisses.

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Transcription de vidéo

Dans cette vidéo, nous allons voir la structure de trois types de macromolécules biologiques présentes dans nos aliments et notre corps, apprendre comment détecter la présence de ces molécules en utilisant de simples analyses de laboratoire et voir une méthode qui détermine la quantité d’énergie chimique libérée des aliments lors de la dégradation des grosses molécules en plus petites. Et, en guise d’exemple, nous allons résoudre quelques problèmes au cours de la leçon.

Nous avons besoin de nourriture pour construire, entretenir et faire fonctionner nos processus vitaux comme la respiration et bien d’autres encore. Et nous allons voir comment les aliments réalisent tout cela. Voici des aliments courants qui ont comme origine des organismes bien connus, même si des chips ou une barre protéinée high-tech sont également constituées d’éléments d’organismes autrefois vivants. Lorsque les aliments sont consommés, les grosses molécules qui les composent sont dégradées en plus petites molécules qui peuvent ainsi être utilisées dans notre corps. Nous allons nous pencher sur les grosses molécules suivantes: les glucides complexes, les protéines et les graisses, un type de lipide. Ces trois types de molécules correspondent à des macromolécules biologiques utilisées dans tous les organismes et ce sont également des polymères.

La racine « poly » signifie plusieurs, et la racine « mère » signifie partie. Et un polymère est une grosse molécule composée de nombreuses parties similaires. Vous pouvez facilement le constater dans les schémas des glucides et des protéines, car ils ressemblent un peu à de longs trains constitués de petits wagons. Mais les graisses sont un peu différentes et elles ne sont pas acceptées comme de vrais polymères par tout le monde. Mais nous les considérerons comme tels.

Au cours de la digestion, ces grosses molécules sont dégradées en petites unités qui les composent, les sucres pour les glucides, les acides aminés pour les protéines, le glycérol et les acides gras pour les graisses. Ces petites unités qui constituent les polymères peuvent être appelées monomères, ce qui signifie une seule partie. Mais comment ces quelques monomères vont-ils pouvoir aider ce dinosaure? Eh bien, il peut utiliser les sucres pour générer de l’énergie ou pour fabriquer des molécules plus grosses. Il peut utiliser les acides aminés pour fabriquer ses propres protéines, qui ont de nombreuses fonctions. Et le glycérol et les acides gras peuvent être utilisés pour fabriquer des membranes cellulaires ou comme carburant riche en énergie, etc. Ainsi, en réalité, lorsque nous mangeons de la nourriture, nous réorganisons d’autres organismes en nous-mêmes. Et si vous rencontrez un tigre, vous risquez de faire partie intégrante de ce tigre pendant très longtemps.

Regardons ensuite quels tests de laboratoire peuvent être réalisés pour détecter la présence de ces molécules dans nos aliments. Commençons par le test de Benedict pour les sucres. Les sucres sont eux-mêmes des glucides, mais ils sont également l’unité monomère des plus gros complexes glucidiques. Premièrement, il faut mettre dans un tube à essai un petit échantillon de l’aliment à tester. Si l’aliment est solide, mélangez-le avec un peu d’eau puis ajoutez environ la même quantité de réactif bleu de la solution de Benedict. Ensuite, placez le tube dans un bain-marie frémissant et laissez-le chauffer quelques minutes pour voir si la couleur change. Si la couleur ne change pas, le résultat est négatif, c’est-à-dire qu’il n’y a pas de sucre. Mais si la couleur passe du bleu au vert, à l’orange ou même au rouge brique, le résultat est positif et contient donc des sucres. En fait, ces couleurs indiquent également la concentration en sucre, avec une quantité faible en vert, moyenne en orange et élevée en rouge brique.

Voici un autre test de glucides, mais il détecte cette fois un glucide complexe ou de grande taille, appelé l’amidon, qui est composé de nombreuses unités de glucose liées entre elles. Versez quelques gouttes d’une solution d’iode sur l’échantillon alimentaire et observez si la couleur devient noire ou noire bleuâtre. Si la couleur ne change pas, le résultat est négatif, c’est à dire qu’il n’y a pas d’amidon. Mais si la couleur devient noire ou noire bleuâtre, cela indique la présence d’amidon.

Le prochain test que nous allons voir est appelé le test du Biuret et il est utilisé pour détecter la présence de protéines. Ajoutez quelques gouttes de la solution bleue du biuret, contenant de l’hydroxyde de potassium et du sulfate de cuivre, à l’échantillon alimentaire liquide ou liquéfié, puis observez si la couleur devient violette. Si c’est le cas, c’est un résultat positif pour la présence de protéines.

Et enfin, le test d’émulsion pour les lipides. Nous plaçons de nouveau un petit échantillon alimentaire dans un tube à essai, auquel nous ajoutons environ deux fois plus d’éthanol, puis nous mélangeons. Après avoir laissé le mélange se reposer un peu, ajoutez environ la même quantité d’eau dans le tube à essai. Ou pour des résultats plus clairs, versez la partie supérieure de l’échantillon dans un tube à essai avec approximativement la même quantité d’eau. Si le mélange devient trouble, le test est positif pour la présence de lipides. Et une solution limpide indique l’absence de graisses. L’aspect trouble est la preuve d’une émulsion. Et une émulsion est un mélange de deux liquides qui en règle générale ne se mélangent pas sauf si l’un se disperse sous forme de minuscules gouttelettes dans le second.

Alors que ces tests détectent la présence de certaines macromolécules ou sucres, il existe un autre test qui quantifie l’énergie libérée par les aliments lors d’un processus étonnamment similaire à la digestion. Cela est appelé la combustion (d’aliments). Le nom de cette méthode est la calorimétrie car la calorie est l’unité de mesure de l’énergie contenue dans les aliments et le suffixe -métrie est associé à la mesure. L’un des calorimètres les plus simples est un récipient isolé avec un thermomètre et de l’eau. Enregistrez votre température de départ ou initiale. Ensuite la partie amusante peut commencer, placez l’échantillon alimentaire dans le calorimètre et enflammez-le. Une fois que les aliments ont complètement brûlé, notez la température finale.

Le changement de température détermine la quantité d’énergie chimique de l’aliment transférée vers l’eau du calorimètre et elle est utilisée pour calculer le nombre de calories ou quantité d’énergie libérée par l’échantillon alimentaire. Ainsi, la notion à retenir est que plus un échantillon alimentaire contient d’énergie ou de calories, plus la température de l’eau va augmenter. Voyons ensuite quelques exercices pratiques.

Complétez les affirmations suivantes pour décrire correctement la composition des molécules biologiques. (a) Une protéine est composée de nombreux monomères appelés ” “. (b) De nombreuses molécules de sucre, comme le glucose, s’assemblent pour former ” “. (c) Une molécule de lipide basique est formée d’un ” “ et de trois acides gras.

Connaître la structure des molécules biologiques, aussi appelées macromolécules biologiques, est essentiel pour pouvoir compléter ces phrases. Passons donc en revue la composition de ces molécules et les motifs de leur structure en abordant cette question. La question nous demande de décrire la composition des molécules biologiques. Donc, nous devons décrire comment les parties d’une molécule biologique sont assemblées. Les molécules biologiques qui nous intéressent ici sont trois types de grosses molécules contenues dans nos aliments dont nous avons besoin pour notre corps et qui comprennent les glucides, les protéines et les lipides. Et plus précisément, nous allons parler de graisses. Ces types de molécules sont appelés des polymères.

Le mot polymère signifie littéralement plusieurs parties. Et vous pouvez voir ici sur la figure que les glucides peuvent être composés de plusieurs parties. Et ils sont généralement beaucoup, beaucoup plus larges que ceux présentés ici. Les parties des glucides peuvent être liées dans une seule chaîne, comme indiqué ici, ou elles peuvent également être à chaine ramifiée. Des exemples communs de glucides complexes ou de grande taille sont l’amidon, qui est utilisé pour stocker l’énergie, et la cellulose, un composant structurel des parois cellulaires végétales.

Les polymères sont constitués de plusieurs parties, appelées monomères, ce qui signifie littéralement une seule partie. Les monomères des glucides sont les sucres, qui sont eux-mêmes également considérés comme des glucides. D’ailleurs, certains glucides sont uniquement constitués de deux sucres liés entre eux, comme le sucre de table ou le saccharose. Ainsi, le nombre de sucres dans un glucide peut varier entre un et des milliers. Les polymères de protéines ont également des tailles variées et ils se lient entre eux pour former une chaîne unique. Des exemples courants de protéines dont vous avez peut-être déjà entendu parler sont l’hormone insuline et la protéine structurelle le collagène. L’unité monomère d’une protéine s’appelle un acide aminé, et nos protéines sont construites à partir de 20 types différents d’acides aminés.

Les lipides sont un peu différents, et bien que certains ne considèrent pas les lipides comme des polymères, nous les considérerons comme tels. Et bien que les lipides ne se limitent pas aux graisses, nous n’allons aborder ici que les graisses. Les graisses sont constituées d’une molécule de glycérol liée à trois chaînes d’acides gras dont les longueurs et les types de liaison peuvent varier. Les unités monomères des graisses sont le glycérol et les acides gras qui y sont liés. Les acides gras sont de longueurs différentes, et certains d’entre eux peuvent même être courbés. La combinaison des différents acides gras attachés à un glycérol donne à la graisse son identité.

Et il semble que nous soyons prêts à compléter les phrases de la question. Selon l’énoncé (a), une protéine est composée de nombreux monomères appelés “ ”. Si nous regardons notre tableau, les protéines ont une unité monomère appelée acide aminé. Selon l’énoncé (b), de nombreuses molécules de sucre comme le glucose s’unissent pour former un “ ”. Et nous avons maintenant, dans notre tableau, les noms de quelques exemples de sucre, dont le glucose et le fructose. Donc, si nous rassemblons plusieurs sucres de glucose, nous obtiendrons un glucide plus large. Selon l’énoncé (c), une molécule de lipide basique est formée d’un “ ” et de trois acides gras. En regardant notre diagramme, nous pouvons voir qu’un, deux, trois acides gras sont reliés au glycérol.

Remplissez le tableau pour indiquer le nom de la molécule biologique à détecter ou le nom du test.

Pour remplir ce tableau, il faut connaître le test alimentaire adéquate au type de molécule biologique à détecter, aussi appelée une macromolécule biologique. Le tableau contient les noms de deux molécules biologiques, l’amidon et la protéine, ainsi que les noms de deux tests alimentaires, le test éthanol/émulsion et un test qui utilise la solution de Benedict comme réactif. Pour déterminer comment remplir ce tableau, passons en revue les trois molécules biologiques présentes à la fois dans notre alimentation et dans notre corps, les glucides, les lipides et les protéines.

Ces molécules biologiques sont des polymères, ce qui signifie qu’elles sont constituées de nombreuses unités similaires répétées. Et ces unités sont appelées des monomères. Les monomères qui se lient entre eux pour former des glucides plus larges sont appelés des sucres, mais les sucres individuels peuvent également être des glucides. Les monomères de lipides que nous allons examiner ici sont le glycérol et les acides gras présents dans les graisses, représentant un type de lipides. Et les unités monomères qui se lient entre elles pour former des protéines sont appelées des acides aminés. Quelques exemples de glucides comprennent le glucose et le lactose, qui sont tous deux de simples sucres, et aussi les glucides plus larges, tels que l’amidon ou le glycogène. Et les graisses peuvent également être catégorisées selon qu’elles sont saturées ou insaturées. Quelques exemples de protéines comprennent la myosine et l’actine qui sont présentes dans nos cellules musculaires et nous permettent de bouger.

Nous allons ensuite énumérer les tests utilisés pour identifier ces molécules biologiques dans des échantillons alimentaires. Pour les glucides, il existe deux tests différents pour deux types différents de glucides, les sucres réducteurs, qui comprennent tous les sucres simples, et l’amidon. Le test de détection des sucres est un test qui nécessite une solution appelée le réactif de Benedict. Et une fois que la solution de Benedict est ajoutée à l’échantillon alimentaire, il doit rester dans un bain-marie pendant quelques minutes. Le test de détection de l’amidon, qui est, pour rappel, composé de nombreuses molécules de glucose liées entre elles, est le test à l’iode. Et une solution d’iode est tout simplement ajoutée à l’échantillon alimentaire. Le test alimentaire de détection des lipides utilise l’éthanol, et il cherche à savoir si l’échantillon alimentaire va devenir trouble et former une émulsion. Et le test utilisé pour détecter les protéines dans un échantillon alimentaire s’appelle le test du Biuret.

Et nous sommes prêts à remplir notre tableau. Pour identifier l’amidon dans un échantillon alimentaire, nous devons utiliser le test à l’iode. Et ajouter de l’éthanol à un échantillon alimentaire pour voir si une émulsion se forme permet de rechercher des lipides. Et lorsque nous recherchons une protéine dans un échantillon, c’est le test du Biuret qu’il faut utiliser. Si vous laissez un échantillon alimentaire dans un bain-marie avec la solution de Benedict, c’est un test pour détecter les sucres.

Passons en revue quelques éléments essentiels de la vidéo. Les molécules biologiques dont nous avons parlé sont des polymères, car elles sont constituées de nombreuses unités similaires répétées, appelées des monomères. Nous avons discuté de trois types de molécules biologiques, les glucides, les protéines et les lipides. L’unité monomère des glucides est le sucre, et le test pour les détecter est le test de Benedict. Le test de Benedict est positif quand la couleur est verte pour une concentration en sucres faible, orange pour une concentration moyenne et même rouge brique pour une concentration élevée. Si vous recherchez de l’amidon, vous utilisez le test à l’iode, et le résultat positif sera de couleur noir ou noir bleuâtre. Les monomères des protéines sont des acides aminés, et le test pour détecter les protéines est appelé test du Biuret. Une couleur violette ou mauve correspond à un résultat positif.

Les lipides dont nous avons parlé dans cette vidéo sont appelés des graisses, et ils ont deux unités monomères, un glycérol attaché à trois acides gras. Le test de détection des graisses est un test d’émulsion, et le résultat positif apparait trouble ou blanchâtre. Parmi ces tests, seul le test de Benedict pour les sucres réducteurs nécessite un bain-marie. Nous avons également discuté de la calorimétrie, une technique permettant de quantifier l’énergie dégagée par un aliment lorsqu’il est brûlé.

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