Une réaction chimique

Publié le par Zineb El ouassini

Les réactions de dégradation des aliments sont généralement indésirables dans la mesure où elles aboutissent à l'altération de l'aliment en modifiant ses caractéristiques organoleptiques et nutritionnelles. Dans d'autres cas, certaines de ces réactions sont recherchés pour donner à l'aliment la couleur et le goût désirés ; c'est le cas de plusieurs réactions tel que la caramelisation , la reaction de maillard et autre , mais nos scientifiques ne se sont intéressés qu’au réaction indesirables qui aboutissent a une de dégradation du gout , de la qualité et de l’aspect de l’aliment .. Les principales réactions chimiques de dégradation des aliments sont : le brunissement enzymatique, l'oxydation des lipides ou l’auto oxydation et l'hydrolyse enzymatique et les moisissures des constituants des aliments comme les lipides et les glucides.

1) LE BRUNISSEMENT ENZYMATIQUE

Le brunissement d’un fruit est un phénomène fréquent, résultant d'action de pelage, découpage, 
broyage, congélation et déshydratation qui entrainent l’endommagement des les tissus des végétaux 
comme qu’on on coupe une pomme par exemple . 
Ce phénomène est très visible dans le cas de la pomme. Ce brunissement de la pomme est accompagné par la même occasion, d’une dégradation de l’odeur et du goût de l’aliment , une  modification donc des qualités organoleptiques. 
 Concernant surtout les végétaux, mais touchant aussi les invertébrés tel que les crustacés. Ces réactions sont qualifiées d’enzymatiques car elle sont le résultat de la transformation de l’aliments en brun ou noir sous l’action d’une enzyme la polyphénol oxydase OU PPO). qui va agir sur des composés chimiques appelés composés phénoliques, que nous réduirons au terme de phénols. 
Un groupe d’espèces chimiques qui comporte un groupe caractéristique -OH (hydroxyle).

Un exemple de formule topologique d'un phénol.

 

 

 

Les phénols sont donc des alcools, et ceux-ci possèdent des propriétés 

aromatiques, à l’origine notamment en partie du goût des fruits. Ces 2 
éléments sont communs à tous les fruits et légumes et expliquent par 
la suite le brunissement que l’on appellera alors “enzymatique”. En 
Effet, lorsque l’on coupe le fruit les phénols de formule brute (C6H6O 
 , initialement présent dans le fruit ou , plus exactement a l’intérieure 
Les cellule dans la vacuole des cellules végétales se trouvent au 
contact de l’air, l’enzyme va alors jouer le rôle de catalyseur de 
l’oxydation, et ceux-ci, par l’action de l’oxygène présent dans l’air , 
vont s’oxyder en quinones .Ces quinones s’oxydent à leur tour, sans avoir besoin d’enzymes cette fois-ci et se polymérisent pour Former des composés bruns, mélanine qui coloreront par la suite la denrée suite à un épluchage, à un  Broyage ou un découpage.
Souvent, on parle de l’oxydation d’un fruit en parlant en réalité du brunissement du fruit. 
Cela s’explique car le brunissement enzymatique nécessite la présence d’oxygène, contenu dans l’air sous forme de dioxygène.

Ainsi, plus schématiquement, l’oxydation du fruit comporte 3 étapes principales : Nous avons tout d’abord les phénols, contenus au sein des cellules, qui entrent en contact avec la polyphenoloxydase, à cause de la destruction de la membrane. Si les phénols sont en contact avec l’air, les phénols vont s’oxyder premièrement en quinones et quià leur tour vont s’oxyder en mélanine sans avoir besoin cette fois ci d’enzyme particulière en pigment bruns , mélanine , responsable du brunisse ment du fruit. L’ajout de jus de citron par exemple permet d’éviter ce brunissement car ce jus contient de l’acide ascorbique, qui est un antioxydant naturel : il empêche en grande partie l’oxydation en réduisant la quantité de quinones. Pour nous démontrer ce procédé, nos scientifiques ont veillé a le mettre en évidence. Pour cela, ils ont pris une tranche de banane, une tranche de pomme et un morceau de Mandarine qu’ils ont déposé sur une assiette. Dans la première assiette, ces fruits sont arrosés de juste de citron et dansl’autre, rien n’a été ajouté. Après quelques temps, ils ont pu faire des comparaisons . Une premièreexpérience que nous avons réalisé et qui est assez simple est de couper une pomme en morceaux, et d’en laisser un morceau, placé sur une assiette, à l’air libre, et un autre arrosé de jus de citron pendant une heure entière. A la fin de l’heure, nous constatons sur la pomme un brunissement de la chair.Objectifs de l’expérience 
Effet du dioxygène de l’air et de la lumière sur certains aliments.
Rôle de la lumière et de la température dans l’oxydation des produits naturels.
Conservation des aliments par procédé physique et par procédé chimique.
Mettre en œuvre un protocole pour mettre en évidence l’oxydation des aliments.
Distinguer une transformation physique d’une réaction chimique.
Associer un changement d’état à un processus de conservation.
– rendre compte de l’évolution des modes de conservation des aliments ;
Un autre vision sur ces réactions chimiques 
Conditions
A l’air libre Arrosé de jus de citron
Aspects destranches de fruitDans le noirLes fruits sont legerement brunis Les trois fruit sont encore frais 2h plus tards : La banane et la pomme sont bruni alors que La mandarine et resté intacte .Les trois tranches de fruits sont intacts . 
Observation : en laissant les fruits a l’air libre , on remarque qu’il noircissent après qu’on les aient coupé ( 
donc endommagé leur tissus et engendré la réaction) et , lorsqu’on les laisse a l’aire libre , cette réaction est accélérée quand on laisse les fruit a l’air libre sous la lumière . En effet, une molécule soumise à une source lumineuse ou à la chaleur provoque une agitation thermique importante qui peut scinder ces molécules en deux et former ce qu'on appelle des radicaux libres. Très instables, ces radicaux libres réagissent avec le dioxygène de l'air pour donner des molécules stables.C'est l'oxydation ou le brunissement .

Le vieillissement des tissus est du à ces oxydations.Les fruits tel que les oranges ou les kiwis , sont riches en antioxydants. Ceux-ci lutte donc mieux face à l'action 
des radicaux libres, et nous permettent aussi à leur ingestion de réduire l'action des radicaux libres dans notre corps. 
 Les radicaux libres sont des atomes ou des molécules ayant un électron 
libre sur leur couche périphérique et qui se stabilisent en “volant” un 
électron d’une autre molécule, ce qui provoque des cancers et d’autres maladies

Principe de cette réaction : La réaction peut être schématisée selon le modèle ci-après

 

 

 

 

 

sema des étapes du brunissement enzymatique

sema des étapes du brunissement enzymatique

Ainsi, plus schématiquement, l’oxydation du fruit comporte 3 étapes principales : Nous 
avons tout d’abord les phénols, contenus au sein des cellules, qui entrent en contact avec la polyphenoloxydase, à cause de la destruction de la membrane. Si les phénols sont en contact avec l’air, 
les phénols vont s’oxyder premièrement en quinones et qui à leur tour vont s’oxyder enmélaninesans avoir besoin cette fois ci d’enzyme particulière enpigment bruns , mélanine , responsable du brunisse ment du fruit.
 L’ajout de jus de citron par exemple permet d’éviter ce brunissement car ce jus contient de l’acideascorbique, qui est un antioxydant naturel : il empêche en grande partie l’oxydation en réduisant laquantité de quinones. 
Pour nous démontrer ce procédé, nos scientifiques ont veillé a le mettre en évidence. Pour cela,ils ont pris une tranche de banane, une tranche de pomme et un morceau de Mandarine qu’ils ontdéposé sur une assiette. Dans la première assiette, ces fruits sont arrosés de juste de citron et dansl’autre, rien n’a été ajouté. Après quelques temps, ils ont pu faire des comparaisons . Une premièreexpérience que nous avons réalisé et qui est assez simple est de couper une pomme en morceaux, et d’en laisser un morceau, placé sur une assiette, à l’air libre, et un autre arrosé de jus de citron pendant une heure entière. A la fin de l’heure, nous constatons sur
la pomme un brunissement de la chair.
Objectifs de l’expérience 
Efet du dioxygène de l’air et de la lumière sur certains aliments.
Rôle de la lumière et de la température dans l’oxydation des produits naturels.
Conservation des aliments par procédé physique et par procédé chimique.
Mttre en œuvre un protocole pour mettre en évidence l’oxydation des aliments.
Distinguer une transformation physique d’une réaction chimique.
TABLEAU

 

 

 

 

 

La réaction aboutit a une transformation des phénoliques ( ou de la molécule de o-diphénol) en 

polymère colorés sous l’action de l’enzyme PPO et de l’o2 essentiellement .
Les poly phénol oxydases PPO appartiennent au groupe des oxydoréductases renfermant du cuivre. 
Elles catalysent l'oxydation des composés phénoliques en présenced’o2.. Deux réactions différentes sont caractérisées : 
1) il y a dans un premier temps la transformation de mono phénol en diphénol 
2) et dans un deuxième temps la transformation des diphénol en quinone. 
La pomme de terre et les champignons possèdent la double activité car elle secrètent des
laccases au cours de leur croissance par contre la banane n'exprime que la transformationdes diphénol en quinone car il n’ya pas sécrétion de laccase . 
La monophénol monooxygénase ou crésolase (EC : 1.14.18.1) est susceptible de transformer un monophénol en diphénol et la catéchol oxydase (EC : 1.10.3.1) permet l'oxydation des o-diphénol en quinone. Les laccases (EC : 1.10.3.2) catalysent l'oxydation aussi bien d'o- que de p-diphénols.
La réaction de brunissement enzymatique est une réaction d'oxydo-réduction où le cuivre va jouer un grand rôle avec le passage de (Cu2+) a (Cu+
Pourquoi ces reactions ?
les PPO seraient impliquées dans les phénomènes de défense et de résistance aux infections bactériennes,fongiques et virales. On constate généralement une augmentation de l'activité des PPO à la suite d'un stress, hausse qui serait due à la maturation des formes latentes des PPO par les protéases des pathogènes plutôt qu'àune synthèse de novo.
) et où la régénération de l‘activité de la PPO va se réaliser à partir de l’O2 .
 * Les quinones sont des molécules possédant une série de diènes (des molécules 
d’hydrocarbure avec 2 doubles liaisons), à la place des composés aromatiques. Ceci
explique en partie la perte de goût du fruit. Il s’agit du réducteur qui s’est formé après 
l’oxydation des phénols, l’oxydant étant le dioxygène contenu dans l’air.