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CHIMIE ALIMENTAIRE [email protected] CM1 Nutriments et groupes d’aliments Introduction (quelques définitions) Aliments= Riche en nutriments, doit être appétant (au niveau de l’odeur, texture, gout) = qualité organoleptique, et coutumier sociétal (être accepté par la société comme étant un alimen...

CHIMIE ALIMENTAIRE [email protected] CM1 Nutriments et groupes d’aliments Introduction (quelques définitions) Aliments= Riche en nutriments, doit être appétant (au niveau de l’odeur, texture, gout) = qualité organoleptique, et coutumier sociétal (être accepté par la société comme étant un aliment) « Denrée nourrissante, appétante et coutumière » Trémolière Nutriments= substances assimilable nécessaire à l’organisme pour entretenir son fonctionnement, donc pour entretenir la vie Eau Glucides Lipides Protides Vitamines, sels minéraux Ingrédients= matière première dont on se sert pour faire un plat par exemple Macronutriments L’eau Constituant le plus important de tout être vivant, c’est un solvant et réactifs des réactions biochimiques, elle permet le transport (des nutriments une fois ingérés et élimination des toxines), c’est un lubrifiant et u amortisseur (par ex dans les articulations, entre les disques vertébraux, tractus digestif lubrifié par mucus), c’est un régulateur thermique et dans certains organes elle est essentielle au maintien de la structure de ces dernières. Dans l’aliment l’eau a un impact sur les propriétés sensorielles et sur la conservation de l’aliment. (Exemple de la biscotte). Teneur en eau s’exprime en %, en chimie alimentaire : g d’eau/ 100g d’aliment. L’activité de l’eau diffère malgré la même teneur en eau, plus on a d’eau plus l’activité de l’eau est élevée, elle permet de prédire l’activité microbienne. Plus on est proche de 1 plus il y a des MO présent. Aw = Pw/P0w Pw =pression partielle de l’eau à l’équilibre avec l’aliment Aw : activité de l’eau P0w= pression partielle de l’eau à l’équilibre avec eau pure 0<Aw<1 ERH= Aw*100 Mesure par un Aw mètre : point de rosée Graphique : isotherme de sorption donne le comportement de l’eau d’un aliment selon la teneur en eau Partie basse du graph : on part d’un aliment totalement sec, en rajoutant de l’eau, l’eau se fixe par des liaison H, tellement lié à l’aliment que pas disponible comme solvant et ne peut pas cristalliser Partie B : Eau adsorbée : multicouche ne congèle pas ou peu, peu dispo comme solvant Partie C : Eau libre va congeler et être disponible comme solvant, ne se déplace pas, mais également eau libre libre se déplace dans l’aliment. 2 types d’aliment : aliment hygroscopique (ex : riz) et aliment non hygroscopique Réaction de Maillard : brunisation de l’aliment après cuisson Utilité de l’Aw : Quand on va déshydrater ou concentré un aliment, le but est d’évaporer l’eau présent dans l’aliment, prédire l’énergie à mettre pour délier l’eau très liée. Formulation L’eau passe de l’aliment à l’Aw la + forte, à l’Aw la + faible Ex : biscotte et confiture Prédiction de la stabilité chimique et microbiologique de l’aliment Pour diminuer l’Aw on utilisent des agents dépresseurs de l’Aw, par exemple saccharose, chlorure de sodium … ils captent l’eau de manière à faire diminuer l’Aw d’un produit. Les Glucides Principale source d’énergie de l’alimentation ; on distingue oses (monosaccharides) ou sucres simples et osides (sucres complexes), ce sont des composés organiques de formule brute Cn H2n On . Osides polymères d’oses Les Oses : Nomenclature -selon fonction carbonyle : cétone ou aldéhyde (aldose ou cétose) -selon nombre de carbone : triose, tétrose, pentose, hexose -selon l’isomérie optique liée au dernier C asymétrique -pouvoir rotatoire (+ ou -) -série de l’ose L ou D (le plus courant) Quand il y a un centre d’asymétrie dans une molécule cela lui confère un pouvoir rotatoire : capacité de dévier la lumière polarisée Quelques monosaccharides Glucose : l’ose le + répandu à l’état libre ou combiné, plantes et animaux Point d’entrée des voies métaboliques de la décomposition des monoses : seul ose libre trouvé dans le sang chez l’Homme. Fructose Cétose= glucose/mannose État libre fruit/végétaux Fort pouvoir sucrant Diminue cristallisation Quelques oligosaccharides Disaccharides avec une unité glucose et une unité fructose Lactose Sucre du lait  Pouvoir édulcorant DE= dextrose équivalent, + DE est grand plus le glucose a été dégradé en sucre simple Polyols : molécules avec plusieurs fonctions OH (pouvoir calorique : 2,4kcal/g) Pouvoir calorique des glucides 4 kcal/g CM2 Osides : Amidon C’est la principale forme de réserve glucidique chez les animaux (cellulose : polysaccharide de structure, on le ne digère pas), principale source énergétique chez l’homme (sucre lent) formé de 2 polymère homogène ; amylose et amylopectine. L’amylose est un polymère linéaire de glucose, soluble dans l’eau tiède et cristallise pendant le refroidissement. Elle a une forme hélicoïdale. L’amylopectine est ramifiée, on retrouve la même chaine linéaire de base avec liaison alpha 1-4 et ramification en alpha 1-6 environ tous les 20 résidus Un ose a forcément fonction carbonyle (aldéhydes ou cétone) lui donne capacité réductrice. Analyse des glucides Pas d’analyse standardisé pour l’ensemble des glucides, souvent la masse des glucides et obtenus par la différence de tous les autres nutriments. Acide sulfurique se dilue réaction exothermique Réaction colorimétrique mais comme non stœchiométrique on fait une gamme d’étalonnage mais pas précis (Activité réductrice de l’amidon négligeable) Pour mono et oligosaccharide on utilise les propriétés réductrices des sucres pour réduire du cuivre II ; liqueur de Fehling (bleue) en présence de sucre réducteur elle précipite en rouge (Saccharose pas réducteur) Analyse spécifique par séparation chromatographique Anses : agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail ; table nutritionnel ciqual. Protides =Protéines + peptides + AA Les AA 300 connus mais seulement 20 impliqués dans la synthèse des protéines. Glucides 4 kcal/g Protéines 4 kcal/g Lipides 9 kcal/g AA aromatiques avec cycle benzénique AA basiques avec fonction -NH2 dans leur radical variable AA acides avec fonction -COOH dans leur radical variable généralement couplé à des fonctions amides : CO-NH AA aliphatique avec radicaux apolaires (composé de C et de H) AA soufrés avec fonction contenant du souffre AA hydroxylés (polaires) avec fonction hydroxyle 9 AA essentiels, lysine et thréonine absolument essentiels Valeur biologique des protéines CUD= coefficient d’utilisation digestive s’exprime en %, on va l’exprimer en fonction de leur quantité d’azote CUD= Na/Ni =(Ni-Nf) /Ni f= fèces Les protéines sont des polymères d’AA, il y a des liaison amide unissant 2 AA Structure des protéines -Structure primaire : succession des AA -Structure secondaire : structure prédéterminées stabilisées par des liaisons hydrogène feuillets beta, hélice beta -Structure tertiaire : repliement dans l’espace (structure en 3D) stabilisée par des liaisons covalentes (ponts disulfures entre 2 cystéines), liaison faibles (Hydrogène), liaisons ioniques, interactions de van der Waals, forces hydrophobes -Structure quaternaire : assemblage de sous unités Propriétés des protéines La charge change selon le pH ; a pH acide un AA est chargé positivement, à pH basique est globalement chargé négativement, un pH compris entre les 2 AA globalement neutre pHi = point isoélectrique, point auquel une protéine est globalement neutre Importance particulière sur la solubilité des protéines, une protéine est le plus capable de s’agréger qd elle est à pHi : solubilité au plus bas La force ionique influence également la solubilité des protéines. Effet salting in et salting out en fonction de la salinité. Évaluation des protéines alimentaires Hypothèse selon laquelle tout l’azote (N) vient des protéines méthode de Kjeldahl On obtient V équivalent mg N/g de l’aliment analysé On détermine facteur de conversion pour déterminer la masse de protéines. Si on multiplie la masse de N par 6,25 on obtient la masse de protéines/m aliment Il a été prouvé que certaines protéines n’ont pas la même masse d’azote facteur pas très précis pour certains aliments comme le lait et produits laitier (6,38) on parle de facteur de Jones. Il existe de l’azote non protéique=> ADN, ARN, urée… Analyse de Kjeldahl Méthode non spécifique ( limite de cette analyse ex du lait mouillé en chine avec la mélamine pour fausser les analyses car mélamine a 6 azotes) CM3 Les lipides Groupe hétérogène (structure et fonctions) Ils sont tous insolubles dans l’eau (ou très faiblement solubles) Ils sont solubles dans les solvants organiques apolaires comme benzène, chloroforme, éther… Rôle biologique des lipides : Source énergétique importante (9kcal/g) Constituants fondamentaux des membranes Médiateurs cellulaires (hormones stéroïdes, seconds messagers…) Fonctions vitaminiques : vitamines liposolubles : A, K, E,D. Les AG saturés Ce sont : Des acides carboxyliques (-COOH) Longue chaîne hydrocarbonée linéaire (R) Nombre pair d’atomes de carbone Rarement à l’état libre (transportés par l’albumine) ; le plus souvent estérifiés à des alcools tel que le glycérol…. Les AG hydroxylés, ramifiés ou à nombre impair de C existent mais son rares Les AG insaturés Monoinsaturés : 1 double liaison (monoéthyléniques) Poly-insaturés : plusieurs doubles liaisons (polyéthyléniques) Isomérie : cis(Z) ou trans(E) AG insaturés naturels : configuration isomérique CIS (Z) Propriétés des AG Propriétés physiques : -Solubilité : Insolubles à partir de 10C dans l’eau -Point de fusion : Selon la longueur de la chaîne et insaturation Plus la longueur augmente + T augmente mais plus le nombre de double liaison augmentent plus la T de fusion diminue (liquide à température ambiante) Les glycérides ou acylglycérols Ester de glycérols estérification Triglycérides lipide de stockage dans les huiles végétales, graisse animale. Les glycérophospholipides Constitués d’acide phosphatidique +alcool Constituants des membrane plasmiques Les phosphatidylinositols Peut se phosphoryler sur les différents carbones du groupement inositol (généralement 1,4,5) Sphingolipides Glycérol remplacé par un alcool aminé : la sphingosine Particulièrement abondants dans le tissu nerveux. Les stérides Ce sont des esters d’AG et d’alcools : les stérols Fonction OH sur carbone 3 Le cholestérol est apporté par l’alimentation et synthétisé par le foie, transporté dans le sang par les lipoprotéines. Constituant des membrane (rôle dans la stabilisation des membranes lipidique et diminuer la fluidité) Sert à synthétiser les hormones stéroïdes, la vitamine D3 et les acides biliaires. Les cérides Ester d’AG et d’alcools aliphatiques à longue chaine Ce sont des lipides très apolaires et très résistants a toute hydrolyse chimique, thermique ?? on les trouve bcp dans des structures de protection (ex : cuticule de feuilles, blanc de baleine, bacille de Koch) Les lipides isopréniques Constitués d’unités isoprénique chaine carboné avec 2 double liaison une ramification et un groupement méthyle sur une chaîne de base. On distingue plusieurs classes : Les terpenoides Les caroténoïdes Les quinones à chaine isopréniques Les stéroïdes Groupes d’aliments Les Œufs Intro -Aliment courant depuis le moyen-âge -Œuf=œuf de poule -Augmentation de la consommation en France 50250/pers/an soit 5 œufs par semaine, y compris « œufs cachés » Évolution de la production et développement des ovoproduits -Aliment protéique de référence Énergétique : 2 œufs=100g de viande Protéique :3oeufs=100g de viande -Ingrédient très utile à l’industrie alimentaire L’œuf : morphologie et formation Perte de CO2 pH augmente liquéfaction + H est élevé + l’œuf est frais Yalk index= index du jaune (de l’œuf) DLC (date limite de conso) DDM (date de durabilité minimum) DCR (date de consommation recommandée) Protéines Eau Lipides Glucides Œuf ++ ++ + - Jaune ++ + ++ - Blanc ++ ++ - - Dans le blanc d’œuf protéines antitrypsiques AAS= acides aminés soufrés méthionine cystéine Connaitre nature et caractéristiques des protéines Sulfure d’H c’est ce qui libère la mauvaise odeur des œufs quand ils sont pourris Sulfure d’hydrogène et fer se rencontre entre blanc et jaune sulfure de fer (couleur noire) Propriétés technologiques (du blanc) Propriété moussante En fouettant le blanc d’œuf on incorpore de l’air, bulles d’air s’adsorbent vite à l’interface air/eau + on casse structure tertiaire et quaternaire des protéines du blanc d’œuf, les AA dans les protéines vont se coller sur les bulles d’air et cela diminue la tension à l’interface air/eau et vont finir par former un film interfacial entre l’air et l’eau Propriété gélifiante Dénaturation des protéines, coagulation/thermogélification. Mécanisme irréversible, dès qu’on chauffe du blanc d’œuf à 60°C on commence à gélifier Propriétés technologiques (du jaune) Propriété gélifiante Gélification thermique, les granules du jaune pris tout seul vont moins bien gélifier qu’avec la fraction plasma, favorisée à pH neutre ou à forte concentration ionique Propriétés émulsifiantes Interface huile/eau Les LDL du plasma vont rapidement s’ancrer à l’interface huile/eau Les ovoproduits On peut ioniser que produits qui n’ont pas de corps gras (donc que le blanc) Le seul traitement thermique qu’on peut appliquer sur les œufs liquides c’est la pasteurisation Les viandes Introduction : les différents types de viandes 2 modes de classification ; Selon l’animal : Bovine (Bos Taurus) Bœuf (mâle castré), vache (femelle ayant déjà vêlé), veau (jeune), génisse (femelle qui n’a jamais vêlé), taureau Porcine Porc, verrat Ovine Agneau, mouton Lapin Caprine Chèvre Gibier (à poils/ à plumes) Sanglier, lièvre, Cervidés faisan, perdrix Volaille Poulet, dinde, canard -Viande fraîche -Charcuteries -Abats (foie, Mou/Poumons, cœur, rate, rognon/reins, ris/thymus) -Tripes (Intestinsandouille, andouillettes) -Extrémités de l’animal (pieds de porc, oreilles, queue) Muscle striés squelettique organe composé de plusieurs tissus : Tissus conjonctifs Tissus musculaires Tissus adipeux (Tissu osseux) Fonctions -mouvement -posture -production de chaleur Endomysium mb basale fine qui entoure chaque fibre musculaire (en dessous au niveau subcellulaire on retrouve des myofibrilles organisées en sarcomère) Groupe de fibres musculaire= faisceau Autour d’un faisceau périmysium (tissus conjonctifs + épais) Épimysium autour du muscle Protéines fibrillaires : actines et myosines Protéines sarcoplasmiques : solubles Élastine et collagène Hydroxyproline AA spécifique du collagène essentiel à la bonne structure du collagène Ascorbate=vitamine C essentiel (Si carence en vitamine C = scorbutmaladie des marins car pas de fruits et légumes sur le long terme Déchaussement des dents car fragilité des tissus conjonctifs) Tissus adipeux Dans la carcasse : -graisse interne (suif, saindoux) -gras de couverture (entre la peau et les muscles de surface) -gras intermusculaire -persillé Transformation du muscle en viande Pantelance : muscle encore fonctionnel Rigidité cadavérique  Maturation, plus la température est basse + l’étape de maturation dure longtemps Phénomènes biochimiques : Après l’abattage plus d’O2 apporté par le sang donc pas de cycle de Krebs mais glycolyse continue (anaérobie) accumulation d’acide lactique chute du pH Hydrolyse de l’ATP= rigidité cadavérique Dégradation des protéines myofibrillaires (maturation) 2 grands systèmes : Calpaines dégradent les composants des stries Z (pH 7-7,5) Cathepsines (initialement dans les lysozymes) pH 4-5 Plus la maturation est longue, plus ces systèmes dégradent myofibrille moins la viande est dure. Accident de maturation : Viande PSE (pâle soft exsudative) Baisse trop importante du pH Surtout chez les porcs ; il y a un facteur génétique qui s’appelle la sensibilité à l’halothane (anesthésique vétérinaire) pHi viande = 5,3 pH physiologique 7 Dans le muscle vivant les protéines sont chargées négativement et il y a une répulsion électrostatique = tension du réseau protéique A pH neutre il y a perte d’eau car le réseau va pouvoir se rapprocher (resserré), il reflète aussi la lumière d’où l’aspect viande pâle Viande DFD (dark, firm, dry) Baisse du pH pas assez importante Stress de l’animal, il bouge donc consomme glycogène et va pas avoir le temps de faire une réserve d’énergie avant l’abattage, acide lactique diminue et donc chute de pH moins important. Réseau protéique musculaire reste très relâché et absorbe bien la lumière d’où l’aspect sombre de la viande pH + bas diminue la croissance de la plupart des MO, mais comme là pas assez bas faible conservation de la viande. Qualités organoleptiques Myoglobine donne la couleur à a viande, c’est une protéine propre au muscle qui permet le transport de l’oxygène Ion ferreux oxydé en ion ferrique metmyoglobine Couleur dépendent de la globine= dénaturation et de l’hème =oxydation Collagène « Steak semelle » Âge Mode de vie/élevage Partie de l’animal Charolaise : race allaitante (viande) Prim’Holstein ≠ laitière Dos et arrière de l’animal plus tendre Si T° < 10°C et pH>6 Cryochoc = contraction irréversible des muscles La jutosité dépend de la teneur en graisse et de la capacité de rétention d’eau de la viande Fer sous forme héminique = fer inclut dans un hème Facteur améliorateur : vitamine C Facteurs freinateur : caféine, théine Les poissons et produits de la pêche On reconnait un poisson osseux et cartilagineux en fonction de la symétrie de la queue (osseux= symétrie) Darne= coupes transverses de poissons Muscles rougesMuscles lents/oxydatifs + riche en myoglobine, lipides et vitamine B Muscles blancs Muscles rapides/glycolytiques ≠ avec tissu conjonctif mammifère : Peu d’élastine et collagène + délicat Comme ça gélatinise bien ça ne pose pas de pb pour la tendreté du poisson Évolution du muscle de poisson après abattage : comme viande mais + rapide, moins de glycogène moins d’acide lactique formé donc pH poisson > pH viande Inconvénient : les MO prolifèrent bien donc plus sensible à la dégradation Il y a une rigidité cadavérique + rapide, elle dépend de la température et de la taille du poisson, ça peut dépendre de l’espèce de poisson. OTMA sert à préserver équilibre osmotique des poissons d’eau de mer. Analyses chimiques : Distillation pour récupérer les espèces volatiles dans la chair de poisson, dosage acidobasique avec un acide car azote basique. ABVT augmente avec l’âge de la chair de poisson. Pour doser les amines biogènes on peut faire de la chromatographie liquide de haute performance (CLHP) : histamine / cadavérine/putrescine Histamine provient de la dégradation de l’histidine (AA essentiel), c’est la première cause d’intoxication alimentaire par le poisson (l’histamine (NB : médiateur des réactions allergiques)) (Ce n’est pas une allergie) Analyses sensorielles : QIM : quality index method Méthode de la torry Qualités nutritionnelles Les poissons sont généralement sources d’AG oméga 3 diminuent les triglycérides Taux de lipides variable selon la saison et l’âge du poisson. En période de frais (période de reproduction du poisson) on a une diminution du taux de lipides. Effet de bioaccumulation Maladie de Minamata (petit village de pêcheurs au japon) Des retards de croissances et retards mentaux ont été observés chez les enfants de ce village. Une industrie s’est installée à côté de ce village et relarguait dans l’océan du méthylmercure. Bioaccumulation= différence entre la contamination d’un organisme et la capacité à dégrader la substance. Crevette incapable d’éliminer methylmercure qu’elle ingère, prédateurs des crevettes est aussi incapable d’éliminer le methylmercure La teneur du methylmercure dans les poissons pêchés étaient supérieur à celle des enfants. C’est pour ça que le thon est déconseillé aux femmes enceintes/allaitantes. Un traitement du poisson : le surimi Préparation de protéines de poisson, méthode de conserve du poisson inventé pour des bateaux de pêche Protéines myofibrillaires principalement (actine et myosine) On fait une thermo gélification. Le lait et les produits laitiers Lait : produit de sécrétion de la glande mammaire d’un animal d’élevage. Colostrum : lait destiné au petit, qui arrive après la mise en bas ? (Accouchement) Bourgeonnement de globule gras bicouche lipidique vient de la membrane de la cellule de la glande mammaire. Pour le lait cru très rapidement après la traite crémage (=les globules gras montent en surface) On trouve des pigments dans les globules gras qui vont donner une couleur jaune à la crème Plus les globules gras sont gros plus ils vont remonter en surface du lait. La phase continue est + visqueuse qd temp basse, donc le crémage se fera moins vite. (Émulsion= suspension de particules dans une phase continue) Floculation : capacité des globules gras à s’agglutiner (favorisé par des anticorps IgM) Coalescence : fusion des globules gras entre les particules Pour le crémage pas de coalescence Potentiel de surface de -13mV qui créée des répulsions électrostatiques entres les globules gras et les empêchent de coalescer Les protéines du lait 30 à 36g de matière azotées, majorité= caséine (plusieurs formes de caséine) ce sont des petites protéines, entre 19 et 25 kDa individuellement, avec un pHi autour de 4,6. Elles ont la particularité d’être riches en lysine, mais l’inconvénient c’est que ça peut faire une réaction de Maillard importante (entre des fonctions amines NH2 et des sucres réducteurs brunissement de l’aliment) 17 à 18% de protéines solubles ; les protéines sériques. Il y a de l’azote non protéique atour de 5 à 6%. Particularité des caséines : manière de se structurer, ce sont des protéines monomères qui s’associent en submicelles, qui vont-elles mêmes s’associer entre elles par fixation de calcium, de phosphate et de citrate pour former des micelles de caséine (ou phosphocaséinate de calcium). Écrantage de charges : ions interagissent avec des charges et les « neutraliser ». Caséine kappa in la retrouve qu’en bordure de micelle, la seule qui est glycosylée, elle a une partie C terminale très hydrophile qui va former un chevelu hydrophile en interaction avec le milieu (le lactosérum). Les glucides Lactose représente 97% des glucides totaux du lait, permet un équilibre de la pression osmotique avec les minéraux. Lactose est un sucre réducteur et donc impliqué dans la réaction de Maillard. Il peut être fermenté par des bactéries lactique. Pour déterminer si le lait a été contaminer par ces bactéries on peut analyser l’acidité en faisant un dosage acido-basique du lait, on évalue l’acidité en degré Dornic (1°D=1mg acide lactique dans 10mL de lait) + le °D est élevé + le lait est dégradé. Écrémage du lait (1er traitement à la laiterie) puis on restitue la crème en fonction du lait Homogénéisation : action de casser les globules gras en des globules de plus petite taille Traitement thermique : pasteurisation (72 à 75°C pendant 15 à 20s) ou stérilisation (UHT : 140-150°C de 1 à 5s) Avec pasteurisation on est bien au-dessus de la zone de destruction des MO pathogènes mais on ne détruit pas les protéines Lait de bonne qualité et peu de modification organoleptique, et pas de modifications nutritionnelles Pour les laits crus de moins bonne qualité on peut effectuer une flash pasteurisation on détruit + de MO mais aussi les protéines sériques Pour les laits stérilisations soit on fait une stérilisation complète avec pré stérilisation puis stérilisation en bouteille mais défauts de couleur et de gout DDM 150j et perte de thiamine et vitamines B12 et B6 Soit stérilisation UHT=> avantage : elle préserve mieux les caractéristiques organoleptiques et nutritionnels du lait mais DDM 120j Dans l’affinage on retrouve tjrs phénomène de fermentation Caillage : Agglomération des protéines Égouttage : séparation de la fraction protéique et la fraction eau La chymosine va couper la partie C-term de la caséine C kappa, on obtient du paracaséinate (CMP= caséinomacropeptide), sans son chevelu le paracaséinate peut s’agréger donc interaction électrostatique entre individus de charges opposées pour arriver finalement à la formation d’un réseau gélifié. Les légumes frais, les fruits et la 4ème gamme Légumes : portions comestibles des plantes généralement consommées en plat principal, salade et soupes. Fruits : partie charnue d’une plante généralement mangée seule ou en dessert. Généralement plus acides et sucrés que les légumes. Banane produit éthylène qui est une hormone gazeuse de maturation végétale. Végétaux climactériques : à la maturation : pic respiratoire et synthèse d’éthylène Ces végétaux on va pouvoir les cueillir alors qu’ils sont verts, ils vont pouvoir murir sans être rattaché au pied mère ils sont dotés d’une autonomie de maturation. Végétaux non climactériques : respiration reste égale ou diminue pendant la maturation Faible synthèse d’éthylène Pas d’autonomie, doit être cueillis mûr (figue, fraise, raisin, légumes feuille et racine) Utilisation excessive d’engrais peut entraîner moins de minéraux. Cellules végétales : vacuoles remplis d’eau et parois autour. Amidon : polysaccharides de réserve Cellulose, hémicellulose, pectines non digérables Acides organiques majoritaires : citrique (agrumes), malique (pommes), tartrique (raison) Solubilisent les cations favorisent leur absorption (sauf acide oxalique) CUD : coefficient d’utilisation digestive Rôle de l’eau : turgescence liée à la vacuole Le fait que le fruit vert soit dur est dû aux pectines insolubles (=rigidité), quand le fruit est mûr il y a dégradation de ces pectines. Cuisson en eau riche en calcium plus longue pour obtenir tendreté car formation de pectinate de calcium. Chlorophylles (Savoir reconnaître les molécules de chlorophylles) Modification de la couleur à la cuisson (lysosome dans la cellule végétale quand on cuit on détruit des organelles et on libère des protons) Chlorophylle perd son ion magnésium et on obtient une phéophytine. Ajout de bicarbonate de soude (qui a un effet tampon) : HCO3- +H+ ⇔ H2O + CO2 Modification enzymatique : Avec chlorophyllase va hydrolyser la liaison ester phytol ; la perte de phytol entraine chlorophyllines qui sont toujours vertes mais sont sensible à l’oxydation, ce qui donne chlorines et purpurines qui sont quant à elles brunes. Avec lipoxydase ou oxydation ou lumière, double liaison conjuguée du système chlorine absorbent dans le visible donne couleur verte à la chlorophylle. Ouverture du noyau chlorine donc plus de couleur car n’absorbe plus. Caroténoïdes Terpènes, issus de l’isoprène Polyphénols Un ou plusieurs cycles benzéniques comportant une ou plusieurs fonction hydroxyles Anti-oxydants : conservateurs alimentaires Les + fréquent sont les flavonoïdes ; structure en C6-C3-C6 Anthocyane ont une couleur dépendante du pH. Les acides phénoliques (2ème + fréquent, 1/3 des polyphénols) : un seul cycle benzénique. 2 groupes : -hydroxycinnamiques (structure en C6-C3) les radicaux sont soit OH ou H. -hydroxybenzoïques (structure C6-C1) si les 3 radicaux sont des hydroxyles (OH) acide gallique (référence pour faire la gamme d’étalonnage) Les stilbènes (structure C6-C2-C6) Les lignanes (structure (C6-C3)2) Les tanins condensés : polymère de flavonoïdes Les tanins hydrolysables : dérivés d’acide gallique (on retrouve notre structure C6-C1 estérifié sur un ose) Quatrième gamme Diminution dans les années 70 de la consommation de fruits et légumes les femmes se sont mis à travailler. A partir des années 80développement des salades prêtes à l’emploi. DGGCCRF= Direction Générale Concurrence Consommation Répression des Fraudes Plus un végétal respire moins il se conserve, car respiration = oxydation. La carotte entière respiration relativement basse Carotte tranchée bcp + de respiration En bâton pareil Carotte râpée intensité respiratoire de la carotte est énorme Plus les végétaux sont découpés plus ils respirent car + de surface d’échange avec l’air. La respiration est un fonctionnement enzymatique sur la base d’une oxydation. IR= intensité respiratoire Si on veut conserver + longtemps la salade on peut augmenter le CO2 (inhibiteur) et diminué l’O2 (substrat) pour diminuer son intensité respiratoire ( cf formule de Michaëlis) Atmosphère modifiée, sachet ne doit pas être trop perméable comme les emballages avec trous Phase transitoire (les gaz s’équilibre) Endives avec absorbeur arrivent plus tôt à la phase stationnaire, donc phase transitoire plus courte, moins d’oxydation indésirable Brunissement enzymatique Réaction au stress de blessure ou découpe. Au niveau de la découpe on casse les cellules végétales, les composés phénoliques et les enzymes (qui vont faire brunir) vont être mis en contact, le substrat=oxygène, PAL Polyphénol oxydase Phe------------------->Polyphénol + O2 -------------------------------> Polyphénol peroxydase PAL : phénylalanine ammonialyase catalyse la réaction qui permet d’avoir à partir de la L-phénylalanine de l’acide transinamique, augmentée lors d’un stress de découpe, donc production de pleins de polyphénol et donc brunissement enzymatique (mécanisme de protection du végétal) PPO : polyphénol oxydase, deux étapes crésolase transforme monophénol à un ortodiphénol, puis va avoir une activité catécholoxydase et o-diphénolo-quinone (sa condensation va amener à la formation de composés mélanoidiques qui sont bruns) Acide ascorbique (propriété antioxydantes donc chimiquement réducteur) va réagir avec l’oxygène pour inhiber le brunissement enzymatique Prévention du brunissement : Végétal coupé va être lavé donc les polyphénols en contact avec les enzymes après découpe sont éliminés. Choc thermique on emmène le végétal transitoirement à une température >45°C (pas applicable sur tous les végétaux par ex pas la salade ça va la cuire) ce qui va dénaturer les protéines et donc les enzymes. Cas de la salade Parage= élimination des parties non comestibles d’un aliment Les Légumineuses Famille des papillonacées =la seule famille végétale capable de fixer l’azote de l’air, ils font une symbiose avec des MO groupe végétal riche en protéines Font des graines à faible teneur en eau ce qui facilite leur stockage et leur conservation. Insuffisance en AA soufrés et tryptophane mais riche en lysine (contrairement aux céréales) Dénaturation des protéines légumineuses sont très cuit pour améliorer utilisation digestive Tonyu et tofu ne sont pas fermentés et ce sont les deux seules préparations à base de soja qui ne le sont pas. Problème : contiennent un facteur antinutritionnel (FAN) les phytates diminuent le CUD des cations plurivalent (magnésium, fer) La fermentation permet de dégrader les phytates. 5 goûts de base : Amer Acide Sucré Salé et Umami (glutamate) Les céréales Les céréales= famille des poacées (blé, seigle, orge, avoine, riz, millet et mais) Seules les espèces blés seigle et orge ont la caractéristique d’avoir une réserve importante de protéines ; le gluten. Riche en amidon (amylacées) = apport énergétique important. Déficitaire en Lys et Met, comportant du phytate (captent les cations) Malt= orge ou blé qui a subi une germination puis séché, pendant la germination il a synthétisé des enzymes qui vont servir à la fermentation des céréales en bière. Le blé : 2 variétés, tendre (d’été) et le blé dur Blé tendre pour les farines et blé dur pour les semoules du fait de la friabilité. Anatomie du grain de blé : -Le germe donne la future plantule avec l’embryon et une petite enveloppe -L’albumen (l’amande) -L’enveloppe ou le son Les cendres = les minéraux de la plante Glucide sucre libre dans le germe servent à la croissance L’amidon dans les aliments se trouvent sous forme de granules généralement, ils sont caractéristiques du végétal. Fraction glucidique Granules d’amidon de blé de différentes tailles (A et B), ce sont des structures en couches semi-cristallines de l’amidon, dévient à la lumière polarisée. Amylopectine ramifiée c’est ça qui forme cette structure. Gélatinisation de l’amidon à la cuisson, avec la température on a de l’eau qui rentre dans les granules d’amidon, et celles-ci perdent leur structure semi-cristalline et si on regarde au microscope on perd la déviation à la lumière polarisée. Avec le refroidissement gélification (réseau tridimensionnel d’amylose), puis rétrogradation et recristallisation de l’amylose Fraction protéique Protéines cytoplasmiques et protéines de réserve. (Différente solubilité) Albumines : protéines du blé solubles dans l’eau. Globulines : protéines du blé solubles dans l’eau saline Les gliadines on arrive à les extraire dans les solutions alcooliques, et les gluténines dans les solutions acides/basiques. Par électrophorèse 2D, 1ere migration selon le pH puis SDS page (selon la taille) et cela nous permet de distinguer les différents groupes de protéines. Identification des cultivars. Gluten= rôle central dans la valeur boulangère du blé car c’est ce qui va permettre de structurer les pâtes à pain. Gliadine petite protéines avec pont disulfure intramoléculaire, ne participe pas au réseau de gluten mais responsable de l’extensibilité de la pâte. Les gluténines vont former un réseau et forment des ponts disulfures intermoléculaires (entre les protéines) et sont responsables de l’élasticité de la pâte (capacité à résister à l’étirement) Obtention et caractéristiques des farines Farine T150= farine complète (qui a + de 1,4% de cendres, donc + les enveloppes sont restées dans la farine) Mesure rhéologique permet d’avoir la pression nécessaire pour faire entrer l’air dans le pâton (mélange de farine +eau). 3 paramètres : -la pression P (Pression maximale pour faire entrer l’air dans la pâte) représente l’élasticité -L (indice de gonflement) représente l’extensibilité de la pâte -W=force boulangère (aire sous la courbe) Pour le pain : 180<W<220 Fabrication du pain : Pendant la cuisson les levures meurent puis inactivation des enzymes, coagulation des protéines ( du gluten), gélatinisation de l’amidon, vaporisation de l’alcool Synérèse=sortie d’eau dans le pain c’est plutôt de l’évaporation (qtité faible d’eau) Fabrication des pâtes : Pressage sous vide nécessaire pour éviter les bulles d’air qui rendent les pâtes plus fines donc à la cuisson possibilité de coupure des pâtes. Ne faut pas mettre trop d’eau sinon pâtes trop collantes mais assez pour former la structure gluténique. Pré séchage permet de diminuer rapidement la teneur en eau surtout en surface pour éviter un collage entre les pâtes. On élimine 30-40% de l’eau. Séchage final progressif avec alternance de séchage et rééquilibrage de l’humidité pour éviter fissurage ou craquage. THT (très haute température) à 90-100°C texture des pâtes reste plastique donc moins de risque de fissurage ou craquage Les corps gras Graisse : corps gras solide à température ambiante Huile : corps gras liquide à température ambiante Plus y a des insaturations plus la température de fusion est basse Bcp d’acides gras saturés et notamment polyinsaturés dans la matière grasse végétale Graisse animale bcp d’AG monoinsaturés Graisse végétale bcp d’AG saturés, et aussi AG relativement courts (C12) Huiles végétales : peu d’AG saturés, des monoinsaturés et bcp de polyinsaturés ce qui explique leur texture à température ambiante. Phénomène d’oxydation ou rancissement : Dégradation des AG insaturés au cours du stockage. Plus y a d’insaturation plus y a d’oxydation, dépend aussi de la position des AG sur le glycérol Pression d’O2= 20% partout à la maison. Plus il y a d’insaturations plus la période d’induction est courte. Réactions en plusieurs étapes : Espèce R arrache un H avec son électron, on obtient un radical lipide, réaction (phase rapide) avec l’oxygène pour former un radical lipid peroxide , ensuite phase exponentielle de la réaction radical lipid peroxide avec un autre acide gras + un lipide peroxyl radical Puis terminaison = formations de composés stables par réaction entre 2 composés radicalaires Les peroxydes ne durent pas dans le temps, consommation d’oxygène augmente après période d’induction, puis formation des peroxydes (produits primaires), puis formation d’autres composés secondaire, les peroxydes sont information d’une auto-oxydation récente. Procédés des corps gras Le raffinage Les huiles végétales ne sont pas directement consommables, elles peuvent contenir des composés indésirables. Démucilagination ; mucilage et gommes = composés lipidiques Bases conjuguées d’AG liés au NA+(savon sodique) + H20 Soude NAOH va réagir avec COOH de l’AG L’Hydrogénation Pour obtenir des corps gras solides à partir d’huiles végétales Ajout d’H2 pour perdre les insaturations. En termes de c18 :1 = hydrogénation contrôlée Les insaturations vont être transformé en trans (marqueur d’hydrogénation des huiles) alors que la conformation cis sont naturels Conformation trans = associé à des risques cardiovasculaire Analyse des corps gras IS : Saponification = inverse d’estérification Si gros IS donc bcp de KOH donc bcp de triglycérides Dépend de la taille des chaînes carbonés et donc de la masse moléculaire moyennes des AG présents. + IS élevé + masse moléculaire moyenne basse Plus la chaîne des triglycérides est courte plus il y’en a donc plus l’IS est élevée. L’IS est caractéristique du végétal qui produit l’huile en question. Indice d’iode Plus indice d’iode élevé + il y a d’insaturations Indice de peroxyde