III. Les limites de la réaction sucre/eau :

A. Vérification expérimentale 3 :


1.Explication :


Notre expérience consiste à laisser à l'air libre pendant plusieurs semaines, un récipient constitué de 100g de tomate crus et 100g de sucre et un autre récipient constitué de 100g de pruneaux secs (sans ajout de sucre).



2.Expérience :
Protocole :


Le matériel utilisé : Tomates, pruneaux secs, sucre en poudre, 1 couteau, 1 balance de cuisine, 2 bols.
Nous avons coupé les tomates. Nous avons également pesé les tomates et les pruneaux avec une balance afin d'en avoir 100g chacun précisément.




Résultats :

1ère semaine :




100g de tomates et 100g de sucre en poudre.



100g de pruneaux (sans ajout de sucre).












2ème semaine :






100g de tomates et 100g de sucre en poudre.




100g de pruneaux (sans ajout de sucre).




Les résultats sont identiques pour les troisième et quatrième semaines : il n'y a l'apparition d'aucune moisissures dans les deux préparations.



Comparaison :

Nous avons, chaque semaine, photographié nos préparations.
On observe qu'une préparation contenant 100g de sucre se conserve parfaitement durant plusieurs semaines.
Le sucre est donc un conservateur.
Dès la 2ème semaine, nous observons que dans le bol contenant 100g de sucre et 100g de tomates, le sucre s'est cristallisé. On peut donc en conclure, que la teneur en sucre ne doit pas être trop élevée sinon elle risque de cristalliser. Cependant, cette plaque de sucre est nécessaire car elle permet d'empêcher l'apparition de moisissures et bactéries dans la préparation.
On observe qu'une préparation contenant 100g de fruits secs (ici pruneaux secs) se conserve parfaitement durant plusieurs semaines sans ajout de sucre.
On en conclue que les fruits frais et les fruits secs ne se conservent pas de la même manière : une préparation contenant des fruits frais a besoin que la teneur en sucre soit supérieure à 50% pour une bonne conservation alors qu'une préparation contenant des fruits secs se conserve parfaitement sans sucre.





Il est essentiel, pour qu'une préparation soit bien conservée, qu'elle contienne au moins 50% de sucre.
En effet, si la teneur en sucre est inférieure à 50%, on observe l'apparition de plaques de moisissures et de bactéries dans la préparation.
Les moisissures s'intensifient par des spores qui sont de minuscules particules vivantes (3-5 mm pour la plupart) d'origine sexuée et/ou asexuée.




Cependant, il existe plusieurs éléments essentiels pour assurer une bonne conservation des aliments tels que la cuisson et la température.




Nos expériences nous démontrent que, pour une bonne conservation, la teneur en sucre (après cuisson) doit être de 50%, sinon elle risque de fermenter et s'il y a trop de sucre (expérience 3 : 100g de sucre pour 100g de tomates), elle peut cristalliser.

On en conclue que la grande concentration en sucre présente dans les confitures ainsi que la cuisson, empêche la multiplication de bactéries.
Le sucre permet donc la conservation des aliments laissés à température ambiante et à une certaine concentration.




B. Les facteurs de conservation :


La cuisson est un élément important de conservation



Mais, pourquoi cuire les aliments?




La cuisson fait disparaître les bactéries pouvant être la cause de fermentation. Ce facteur essentiel peut être à l'origine de la teneur en sucre voulu pour une préparation.
La conservation par le sucre ne peut se faire qu'à chaud (confiture). L'aliment doit perdre par évaporation une partie de l'eau qu'il contient. L'ébullition, la stérilisation de la conserve, La concentration du sucre sera favorisée par l'ébullition et la stérilisation de la conserve. Par l'ébullition et le sucre, on va obtenir des préparations d'aspects différents :
- les sirops, conserves liquides
- les confitures et gelées (aspect visqueux ou gelé)
- les pâtes de fruits (aspect pâteux)
- les fruits confits, fruits imprégnés et enrobés de sucre.
La cuisson (confiture) renforce donc la conservation.







La température est un élément important de conservation






Les bactéries peuvent se développer dans différentes conditions. Néanmoins, elles ont des limites vitales. Ainsi, les températures très élevées ou celles trop peu élevées provoquent une diminution de la croissance des cellules voire leurs morts. Des méthodes ont alors été prises afin de limiter la multiplication des bactéries et ainsi d'augmenter les temps de conservation d'aliments. Les bactéries peuvent alors être définies suivant leur sensibilité à la température. Il existe ainsi plusieurs types de micro-organismes : les micro-organismes thermophyles (qui se développent aux températures élevées), les micro-organismes psychrophyles (qui se développent aux basses températures) et les mésophyles. Les moisissures sont mésophiles c'est-à-dire qu'elles se développent à partir d'une température comprise entre 20 et 45°C.






























L'oxydation des aliments est alors accélérée par une augmentation de température.


Exigences thermiques pour le développement de moisissures
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MÉSOPHILES
Maximum < 50° C
Minimum> 0° C
Optimum15-30° C
THERMOPHILES
Maximum 50° C
Minimum 20° C
Optimum35-40° C
THERMOTOLERANTS
Maximum 50° C
Minimum > 0° C
Optimum 15-40° C
PSYCHROPHILES
Maximum 20° C
Minimum < 0° C
Optimum 0-17° C



Le dioxygène

Les champignons tels que les moisissures sont des organismes aérobies c'est-à-dire qu'ils peuvent se développer dans un milieu dépourvu d'oxygène. Le métabolisme des champignons peut être modifié selon la teneur en oxygène environnementale. Laissés à l'air libre, les aliments perdent leurs propriétés gustatives ainsi que leur couleur et leur composition chimique. Leur altération est provoquée par l'oxydation de certaines molécules.
Les oxydations elle-mêmes sont provoquées par des réactions chimiques de ces mêmes molécules avec le dioxygène présent dans l'air.
Le dioxygène de l'air peut donc dégrader certains aliments.


La lumière

L'oxydation des aliments s'accélère suite à leur exposition à la lumière.

Le pH

Les moisissures sont peu sensibles au pH du milieu. Elles se développent en milieu acide ce qui permet de les séparer des bactéries.

L'eau

L'eau est une molécule essentielle au déroulement des réactions des micro-organismes. En effet, la quantité d'eau présente dans le milieu influence les capacités de prolifération des bactéries.



C. Méthodes de conservation des aliments :

1) Conservation par procédé physique

Laisser un aliment à l'abri de l'air et de l'eau permet de le conserver pour une plus longue durée que la normale. En effet, cela permet de ralentir son oxydation.

2) Conservation par procédé chimique

Les procédés chimiques reposent sur l'ajout d'espèces chimiques aux aliments, tels que :

- les conservateurs qui s'opposent à certaines dégradations (d'origine chimique ou microbiologiques)
- les antioxydants qui ralentissent l'oxydation des aliments.