Une boisson sucrée

COMPOSITION CHIMIQUE DU SACCHAROSE

Sucrose or Saccharose

   Le sucre est un élément d’origine végétale composé de substances naturelles (glucides) et essentiellement de saccharose. Extrait de la betterave sucrière et du sucre de canne, le saccharose constitue le sucre alimentaire courant. C’est en effet le sucre blanc, il est le produit chimique purifié, ou d’origine naturelle, le plus fréquent de notre alimentation. On trouve également beaucoup de saccharose dans les fruits et certains légumes, la sève, le miel et les mélasses. Peu importe la source du saccharose, sa structure moléculaire et sa valeur nutritive (4 calories par gramme) sont les mêmes. Contrairement aux idées reçues, le sucre roux n’est pas plus naturel que le sucre blanc. Les deux peuvent indifféremment provenir de la betterave comme de la canne. La blancheur n’est pas liée à la plante mais à la qualité du produit : plus le sucre est blanc, plus il est pur. Plus il est foncé, plus il contient de matières colorantes (caramels) et de traces de sels minéraux et de vitamines.

   Le saccharose est un glucide constitué de deux oses (ou monosaccharides) : une molécule de glucose et une de fructose reliées par une liaison osidique. C’est donc un disaccharide dont la formule brute est la suivante : C12 H22 O11. En présence d'eau et à température modérée, soit 37 °C, le saccharose, par l'effet de l'enzyme invertase, s'hydrolyse en glucose et en fructose, ce qui permet son assimilation par l'organisme. Le fructose est donne en grande partie le pouvoir sucrant du saccharose. Il est très présent dans les fruits. Même si  il a peu d'influence sur la variation de la glycémie dans le sang, le fructose est  un élément plutôt néfaste. Une consommation de fructose trop importante (50 grammes soit trois fruits) peut entrainer des ballonnements, des flatulences et des diarrhées. Il entraine aussi une prise de poids si une consommation importante devient une habitude. De plus il augmente l’hormone de l’appétit. Le glucose engendre les mêmes effets mais à des niveaux moins élevés. Néanmoins, le fructose est moins cariogène car les bactéries présentes sur les dents mettent beaucoup plus de temps à le digérer.

 

Hydrolyse du saccharose

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DOSES DANS LE COCA

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   Nous avons décidé d’effectuer une expérience au laboratoire dans le but de déterminer la quantité de sucre contenue dans le Coca, soluté majoritaire de la boisson. D’autres groupes d’élèves ont participé à l’expérience en utilisant d’autres boissons sucrées. On a ainsi pu tracer à la fin la courbe d’étalonnage donnant la masse volumique en fonction des concentrations massiques connues.

   La masse volumique d’une boisson sucrée augmente avec sa consommation en sucre. On admettra que les autres additifs (acidulants, conservateurs, colorants, arômes, dioxyde de carbone) ont une influence négligeable. On peut ainsi relier à température constante (θ=22,5°C) la masse volumique de la boisson à son taux de sucre (concentration massique).

Rappels

- La concentration (ou titre) massique d’un soluté en solution (en gramme par litre) se calcule en divisant la masse du soluté (en grammes) par le volume de la solution (en litres).

- La masse volumique d’un liquide (en gramme par litre) se calcule en divisant la masse de la solution (en grammes) par le volume de la solution (en litres).

Chaque groupe a suivi le protocole suivant :

a) Calcul de la masse de la fiole de 100 mL utilisée pour la détermination des masses volumiques

Résultats pour notre groupe : mfiole = 61,4 g

b) Préparation d’une solution mère S0 de titre donné t0 par dissolution de sucre, puis calcul de la masse volumique µ0 de la solution

Résultats pour notre groupe :
On a t0 = 300 g/L  et Vsol = 100 mL donc on obtient la masse de sucre : msucre = 30 g. Après avoir préparé la solution S0, on trouve que la fiole pleine pèse 172,9 g et on en déduit la masse de V0= 100 mL de solution mère m0 = 172,9 – 61,4 = 111,5 g. On peut donc calculer la masse volumique µ0 de la solution S0 : µ0 =  1115 g/L.

c) Préparation d’une solution fille S1 de titre donné t1 par dissolution à partir de S0, puis calcul de la masse volumique µ1 de la solution

Résultats pour notre groupe :
On veut obtenir une solution fille S1 de volume V1 = 100 mL et de titre t1 = 30 g/L : on prélève donc 10 mL de la solution mère S0. On trouve que la fiole pleine pèse 163,1 g et on en déduit la masse de V1 = 100 mL de solution fille m1 = 163,1 – 61,4 = 101,7 g. On peut donc calculer la masse volumique µ1 de la solution S1 : µ1 = 1017 g/L.

d) Détermination de la masse volumique de la boisson sucrée S’

Résultats pour notre groupe :
Après avoir versé 100 mL de Coca dans une fiole jaugée, on trouve que la fiole pleine pèse 165,1 g et on en déduit la masse de VCoca= 100 mL de Coca mCoca= 165,1 – 61,4 = 103,7 g. On peut donc calculer la masse volumique µCoca du Coca : µCoca = 1037 g/L.

 

Résultats obtenus par les différents groupes

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On reporte sur la courbe la masse volumique du Coca et on en déduit sa concentration massique en sucre : tCoca = 101 g/L

Avec cette courbe d’étalonnage, on remarque une variation linéaire de la masse volumique d’une solution sucrée avec la valeur de sa concentration massique en sucre. Il s’agit donc d’un graphique exploitable, même si les points ne sont pas parfaitement alignés (erreurs de manipulation).

On trouve une valeur inférieure à celle indiquée par le producteur (105 g/L) : cela peut bien sûr être du aux erreurs de manipulation, mais également à la méthode graphique employée, pouvant donner des écarts sur le résultat final.

Dans une bouteille de 1,5 L de Coca, la masse de sucre est de : msucre = tCoca . Vsol = 101 . 1,5 = 151,5 g

Sachant qu’un morceau de sucre  a une masse d’environ 6 g, le nombre de morceaux de sucre contenu dans 1,5 L de Coca est donc :

nbsucre = msucre / Mmorceau de sucre =  151,5 / 6 = 25,25

 

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SON ROLE DANS L'ORGANISME

   Le sucre est le carburant de nos cellules, notre organisme se doit donc de fournir du glucose à nos cellules, tout au long de la journée. C'est le but de l'alimentation, de la digestion, de l'assimilation, du transport en quantité suffisante, du glucose. L'organisme fabrique du glucose à partir des amidons : glucides, lipides, protides. Nos enzymes digestives digèrent les aliments et les scindent en molécules simples : ils sont assimilés au niveau de l'intestin grêle, passant ainsi par le sang. Nous faisons une petite réserve de glucose au niveau du foie et au niveau des muscles. Quand cette réserve est épuisée, à l'occasion d'un effort physique ou intellectuel, nous avons deux possibilités : soit manger à nouveau, soit tirer dans les réserves que nous avons tous, à savoir nos réserves de graisses.

Le sucre et les muscles

   Le glucose est un carburant indispensable au bon fonctionnement de notre corps et permet aux muscles de se contracter. La contraction musculaire constitue un processus essentiel aux mouvements corporels et à la locomotion. L’énergie mécanique de la contraction musculaire provient directement de l’énergie chimique. Pendant l’activité musculaire, cette énergie doit être régénérée en permanence pour permettre la continuité de l’effort. Cette régénération se fait grâce au glucose provenant du glycogène stocké dans les muscles.

Glucose et neurones

   Le glucose est également le carburant de notre cerveau, grand consommateur d’énergie. Il est le seul glucide qui passe la barrière hémato-encéphalique, c’est-à-dire qui passe du sang vers notre cerveau. Nos milliards de neurones en effervescence en ont besoin continuellement, exactement comme l’oxygène. En effet les réserves en glucose du cerveau ne dépassent pas 10 minutes, à noter qu’au repos le cerveau mobilise 60 % du glucose de l’organisme !

   Quand on fournit un effort cérébral particulier, les zones qui sont alors sollicitées sont capables de demander un "supplément" de glucose et d’oxygène pour faire face à l’augmentation de leur activité. Par ailleurs, la complexité et la durée d’une tâche mentale conditionnent notre consommation de glucose par le cerveau. Plus on réfléchit et plus on a besoin de carburant !

   Des études montrent en effet que le glucose améliore les performances de la mémoire chez l’enfant et l’adolescent. La consommation de glucides accroît aussi les capacités d’attention et diminue le temps de réaction chez l’enfant. Pour les adultes, les résultats sont tout aussi probants, mais ils dépendent de la valeur de la glycémie à jeun de chacun (reflet du plus ou moins bon fonctionnement du métabolisme glucidique). Pour les seniors, une étude montre que la consommation le matin à jeun de 50 grammes de glucose améliore de 40 % le score global à des tests de mémoire.

La notion de plaisir

happinessfactory.jpgLe sucre possède de nombreuses qualités, qui le rendent indispensable dans la fabrication de certains aliments. Et notamment, il donne du goût. La sensation sucrée est donc indissociable de celle de plaisir. Elle apparaît dès la vie intra-utérine, et se manifeste dès les premières heures de la vie. Une explication de ce phénomène est avancée : le plaisir associé  à la saveur sucrée serait lié aux calories qui l’accompagnent. Coca-Cola reprend cette notion de plaisir et de vie qu'elle associe à son produit.

   La consommation de sucre apporte une sensation de bien-être et d’énergie immédiate, suivie rapidement d’une descente qui stresse à chaque fois l’organisme. Cela entraîne une tendance à en redemander, ce qui crée une accoutumance, dont l’effet particulièrement visible chez les enfants. Cette douce drogue à doses répétées et excessives exerce des ravages sur notre santé, lentement mais sûrement.

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