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Conservation des aliments par le sucre

lundi 8 août 2011 par Joëlle Mirabaud

TPE de S, par Stéphanie MOULIN et Amandine PONCET.

Sommaire :
Problématique
Vérification expérimentale
Critique
Conclusion
Bibliographie
Annexe : mini lexique.

Problématique :
La qualité des aliments se détériore au cours du temps. L’air contient des spores de moisissures et des bactéries. Lorsqu’ils sont en présence d’air, les aliments périssables finissent par moisir ou par pourrir. Pour conserver le plus longtemps possible les aliments périssables sans les refroidir, il faut couper le contact avec l’air, les faire sécher… Des méthodes diverses ont été mises au point pour améliorer la conservation des aliments. L’industrie agroalimentaire les utilise à grande échelle. Des enquêtes locales peuvent permettre de mieux les connaître. Certains traitements chimiques empêchent le développement de microorganismes ou bloquent des réactions chimiques qui altèrent les aliments. Leur utilisation est parfois très ancienne comme les confitures, le salage…

Quel est le rôle du sucre ?

Hypothèse à valider :
Le sucre permettrait la conservation à partir d’une certaine concentration.

Vérification expérimentale :
Protocole :

Pour pouvoir confectionner nos quatre préparations dans lesquelles on a mis la même quantité de fruits, on a utilisé deux poires ; une pomme ; du sucre cristallisé et quatre pots en verre. J’ai pesé la quantité de sucre avec une balance. Dans chacune des préparation, on a mis une concentration de sucre différente. Dans la première, la concentration est nulle ; dans la deuxième la concentration en sucre est de 25%. Ensuite dans la troisième, la concentration en sucre est de 50%. Enfin dans la quatrième, la concentration est de 75%.

Résultats : Toutes les semaines nous avons photographié nos préparations. Au bout de deux semaines, nous avons constaté des petites plaques de moisissures sur la préparation sans sucre. Sur la préparation à 25% de sucre nous avons vu quelques petits points. Les moisissures (aussi appelées " champignons microscopiques ") font partie d’une grande variété de microorganismes qui englobent notamment les champignons et les levures. Ces microorganismes peuvent croître et se reproduire rapidement, produisant des spores.
Les semaines suivantes ces effets avaient tendance à s’amplifier un peu. Durant les cinq semaines, les deux autres préparations n’ont pas changé d’aspect. Dans la préparation à 25%, les moisissures sont arrivées au bout d’une semaine (plus tard que dans la préparation sans sucre). On s’aperçoit aussi que lors de la cinquième semaine la surface empruntée par les moisissures est de100% pour la préparation sans sucre et de20% pour la préparation à25% de sucre. Pour les préparations à 50% et 75%, on n’a pas fait de graphique car les moisissures ne sont pas apparues.

Interprétation :
Le sucre, dans un pourcentage minimal conserve bien les aliments. Notre expérimentation le confirme. Pour qu’une confiture se conserve sans s’altérer, il est essentiel qu’elle contienne une fois cuite au moins 50% de sucre, compte tenu de la proportion dans les fruits eux-mêmes.
Lorsque la concentration en sucre est inférieure à 50% la préparation est envahie de moisissure ; de bactéries. On observe l’apparition des moisissures (10%) au bout de la deuxième semaine. Et à la dernière semaines, les bactéries envahissent à 100% la surface empruntée par les moisissures. La moisissure se développe lorsque nous lui fournissons l’humidité et la matière nutritive dont elle a besoin.
Alors que si la concentration est largement supérieure à 50% une croûte cristallisée se forme au dessus de la préparation qui devient plus dure. Cela permet de lutter contre les bactéries.

Le saccharose est constitué de carbone, d’hydrogène et d’oxygène. C’est un glucide simple, composé ternaire de formule brute C12H22O11,de masse moléculaire égale à 342,30 g mol-1, formé d’une unité glucose et d’une unité fructose.
Le saccharose est un disaccharide, constitué d’une molécule de glucose et d’une molécule de fructose dont les fonctions réductrices sont bloquées.
Dans les solutions acide, le saccharose s’hydrolyse de manière irréversible en libérant glucose et fructose. Cette acidité est produite par les sécrétions des microorganismes apportés par l’air. Les 2 sucres simples ainsi libérés les alimentent. La vitesse de cette réaction dite d’inversion est fonction de la température : elle est multipliée par 5000 entre 20°C et 90 °C.

Le saccharose concentré crée une forte pression osmotique. le mileiu intérieur des bactéries a alors une concentration inférieure. Il se cré un mouvement d’eau passif, qui va du compartiment le moins concentré vers le plus concentré, tendant vers un équilibrage des concentrations. Le sucre agit ainsi comme un conservateur naturel à partir d’une certaine concentration. Quand leur milieu de vie est trop concentré, les microorganismes ne peuvent plus absorber d’eau et même se déshydratent. Ils entrent en vie ralentie ou même meurent.

Critique
Les transformations au cours des semaines des différentes préparations n’ont pas été spectaculaires. Ceci est sans doute du à un temps de cuisson trop important, tuant les microorganismes et augmentant la concentration en sucre. (aspect blanchâtre et solide des préparations à 50% et surtout à 75%.

La cuisson est un facteur important de conservation. Elle élimine les bactéries susceptibles de provoquer la fermentation, et amène le mélange au degré de concentration de sucre voulu. Les bactéries pouvaient proliférer pendant les six semaines où les confitures sont restées à température ambiante. Une bactérie est un microorganisme, c’est-à-dire un organisme si minuscule que nous avons besoin d’un microscope pour le voir. Une bactérie respire, mange et grandit tout comme nous, mais d’une façon beaucoup plus simple, puisqu’elle n’est composée que d’une seule cellule.

Conclusion
La qualité du sucre en tant qu’agent dépresseur de l’activité de l’eau est utilisée depuis des siècles pour limiter, sinon éviter, les risques de dégradation des aliments. Les applications les plus courantes sont les confitures.
Le sucre est un conservateur. Les conservateurs prolongent la durée de conservation des denrées alimentaires en les protégeant des altérations dues aux micro-organismes. Selon les substances, ils ont une spécificité à l’égard de certaines bactéries, levures ou moisissures.
Nous supposons que l’expérience que nous avons menée sur les fruits pourrait s’appliquer sur d’autres aliments. Mais les aliments sont principalement conservés par le sel (viande ; légumes…)

BIBLIOGRAPHIE :
- http://nte-serveur.univ-lyon1.fr/gerland2/tt/TT2SV2.html : explique la force osmotique et la déshydratation des bactéries.
- http://www.lesucre.com/ : Explication de la fonction du sucre dans la conservation.
- " Le saccharose propriétés et applications "(1995) M.Mathlouthi ; P.Reiser. Notion très scientifique. Plusieurs propriétés du saccharose.
- " Le sucre "(applications alimentaires) (1990) Explication des propriétés du saccharose, de la saveur sucrée du saccharose, du sucre en confiture et du sucre dans les confitures et les gelées.
- " Les Additifs en alimentation humaine " 
- " ECLAIRS DE SCIENCES-GUIDE 3-A LA DECOUVERTE DE L’UNIVERS VIVANT_3 ème CYCLE "
-  " VALEUR TECHNOLOGIQUE DU SUCRE ET PRINCIPALES APPLICATIONS ALIMENTAIRES " par Bernard Guérin et Philippe Reiser

ANNEXE / mini lexique :
- Cryptogames : Se dit des plantes dont les organes reproducteurs sont peu apparents (spore).
- Disaccharide : Sucre formé par condensation de deux monosaccharides avec élimination d’une molécule d’eau.
- Fructose : Sucre d’origine végétale, isomère du glucose.
- Glucose : Glucide à 6 atomes de carbone (C6H12O6) très répandu dans la nature qui représente la source énergétique essentielle de l’organisme.
- Microorganisme : Organisme vivant visible seulement au microscope ou à l’ultramicroscope.
- Moisissure :Végétation cryptogamique
- Molécule : La plus petite quantité d’un corps simple qui peut exister à l’état libre.
- Pathogène : Qui peut causer une maladie (bactéries…).


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Directeur de publication : Christine Joureau