Pour de nombreux produits alimentaires, la mesure des glucides est fondamentale.
La teneur en glucides s'évalue par la méthode de réfractométrie, basée sur la propriété du produit à dévier la lumière en fonction de sa concentration. Il existe différents sucres en proportions et quantités variables : glucose, fructose, saccharose, …. La mesure englobe ces différents constituants.
Cette mesure donne l'indice de réfraction, proportionnel au taux de glucides. Pour chaque produit ont été établis des seuils au-delà desquels la qualité gustative est jugée satisfaisante.
En ce qui concerne les oranges, un taux de glucides de 11% (pourcentage massique) est nécessaire pour obtenir une qualité gustative satisfaisante, il indique l’état de maturité.
I. OBJECTIFS :
- Réaliser la chromatographie d'un jus d'orange et de sucres afin de déterminer la nature des sucres présents dans le jus d'orange.
- Déterminer la teneur en glucides d’une orange et d’un miel afin de connaître sa qualité gustative.
II. CHROMATOGRAPHIE A. Principe.
La chromatographie sur couche mince est une technique de séparation d’un mélange liquide ou gazeux par passage dans une matière poreuse ou divisée.
On distingue une phase stationnaire (le gel de silice déposé en couche d’épaisseur uniforme sur un support rigide) et une phase mobile (un solvant appelé éluant dont la nature dépend des constituants à séparer).
On dépose un échantillon du produit à analyser sur la plaque recouverte de gel de silice puis on place la plaque dans une cuve contenant l’éluant. Celui-ci progresse dans la phase stationnaire (essentiellement par capillarité).
Chaque composant de l’échantillon est entraîné par l’éluant avec une vitesse qui lui est propre.
B. Mode opératoire.
1) Préparation de la plaque :
On dispose d'une solution de glucose à 6 g.L-1 , d'une solution de fructose à 12 g.L-1 ,d'une solution de saccharose à 12 g.L-1 et du jus d'orange.
- A l’aide d’un tube capillaire, déposer une très petite goutte de chaque solution préparée ainsi que 1e jus d’orange sur la plaque de chromatographie en suivant le schéma ci-contre.
les taches obtenues doivent avoir un diamètre de l’ordre de 3mm. Il faut tenir la plaque par les bords.
- Sécherpuis recommencer l’opération pour augmenter la quantité de sucre déposé, ( bien superposer les taches ) : faire ainsi 3 dépôts successifs en séchant entre chaque.
2) Préparation de la cuve chromatographique :
Verser l’éluant ( mélange de 6mL de butanone, de 2mL d’éthanol et de 2mL d’acide éthanoïque pur ) dans une cuve à élution sur une hauteur de 0,5 cm. Fermer quelques instants la cuve avec le verre de montre pour que l’air qu’elle contient soit saturée des vapeurs de l’éluant.
3) Développement du chromatogramme :
Placer la plaque dans la cuve en position verticale et fermer.
On ne déplacera pas la cuve pendant la migration de l’éluant.
Retirer la plaque quand l’éluant est à environ 1cm du bord supérieur de la plaque. Repérer le niveau atteint par le solvant au crayon à papier.
4) Révélation :
- Les composants séparés ne sont pas colorés aussi faut-il procéder à une étape de révélation pour les rendre visibles. Sécher la plaque puis la plonger entièrement, en s’aidant d’une pince, pendant 2 secondes dans un mélange réactif, à volume égaux, composé de 2 solutions : KMnO4 à 2% et Na2CO3 à 4%.
- Placer la plaque sur une plaque chauffante ( protéger la plaque chauffante avec un papier). Des taches claires apparaissent. Arrêter le chauffage. Elles sont dues à la réduction de l’ion permanganate par les groupements alcools des sucres. Cercler les taches et pointer leur centre.
C. Exploitation du chromatogramme 1) Coller le chromatogramme au dos.
2) Calculer le rapport frontal R
Fde chaque sucre, c’est à dire le rapport de la distance
parcourue par le sucre (repérée au centre de la tâche ) sur la distance parcourue par le front du solvant. Ce R
Fest une constante pour chaque sucre dans les conditions de cette
chromatographie.
3) Par comparaison, identifier et déterminer la composition en sucre du jus d’orange.
III. REFRACTOMETRIE.
A. Principe.
A l'aide d'un réfractomètre vous allez tracer la courbe d'étalonnage donnant les variations de la concentration en glucides d'une solution en fonction de son indice de réfraction. A l'aide de cette courbe d'étalonnage et après avoir mesuré l'indice de réfraction du jus d'orange, vous déterminerez le taux en glucide du jus d'orange.
B. Préparation des solutions.
A partir d'une solution de glucides à 200 g.L-1, calculer les volumes à prélever afin de préparer 50,0 mL des solutions suivantes, puis préparer ces solutions (indiquer au moins un calcul).
Calcul :
C. Mesures
- Lire la feuille « utilisation du réfractomètre » située à la fin du TP.
- Nettoyer les prismes avec un coton imbibé d’alcool : laisser sécher.
- Déposez quelques gouttes d’une des solutions et mesurer l’indice de réfraction.
- Nettoyer à nouveau les prismes et recommencer la manipulation pour toutes les solutions. Pour le jus d'orange vous utiliserez le surnageant du jus décanté.
Compléter le tableau ci-dessous :
Concentration (g.L-1) 20 50 100 200 Jus d'orange
Indice de réfraction
D. Exploitation des mesures
1) Tracer sur papier millimétré la courbe donnant les variations de l'indice de réfraction en fonction de la concentration en glucides de la solution. Coller la feuille au dos.
2) Déterminer graphiquement la concentration en glucides du jus d'orange.
3) La masse volumique du jus d'orange étant identique à celle de l'eau, en déduire le taux en glucides du jus d'orange.
4) Conclure quant à la qualité gustative de cette orange.
Concentration (g.L-1) 20 50 100 Volume à prélever (mL)
A) Principe :
Le principe de la mesure repose sur la détermination de l’angle de réfraction limite entre deux milieux, l’un d’indice connu très élevé (prisme de Flint) et l’autre, d’indice inconnu constitué par le liquide à étudier.
L’appareil donne, par lecture directe, l’indice du liquide relatif à la raie D du sodium ( = 589 nm).
B) Mode d’emploi :
1. Précaution de bases : Eviter de toucher les prismes avec la pointe du compte-gouttes au moment de déposer l’échantillon.
Nettoyer les prismes avec du coton hydrophile imbibé d’alcool ou d’éther de pétrole, suivant la nature de l’échantillon.
Laisser sécher les prismes (le produit utilisé pour nettoyer s’évapore naturellement par cryogénie).
2. Mesure de l’indice de réfraction d’un échantillon liquide :
Allumer l’appareil.
Déposer quelques gouttes d’échantillon entre les deux faces des prismes.
Regarder dans l’oculaire et tourner le bouton de réglage de l’indice de réfraction afin d’observer la séparation entre la zone sombre et la zone lumineuse.
Si nécessaire, ajuster les prismes compensateurs au moyen de l’autre molette pour obtenir une ligne nette entre les 2 zones.
Amener la ligne de séparation des 2 zones au niveau de la croix (voir figure 1).
Noter la valeur de l’indice de réfraction d’après le point de rencontre du trait vertical avec l’échelle supérieure (voir figure 2) ; la mesure doit être la plus précise possible.
