Chapitre 1 : Le lait et ses constituants

Chimie / Thème : Les molécules organiques dans le domaine de la santé

Chapitre 1 : Le lait et ses constituants

1/ Les constituants du lait

Définition : Le lait est un liquide aqueux homogène constitué principalement d’eau (87% en masse) et d’autres espèces chimiques comme des glucides, lipides, protides, sels minéraux, vitamines, oligo- éléments (13% en masse).

A/ Les glucides Ce sont des sucres.

Dans le lait de vache, il y a essentiellement du lactose de formule brute C12H22O11 qui provoque des problèmes de digestion et parfois des allergies. Il est hydrolysé par l’organisme en 2 sucres simples : le glucose et le galactose.

Les sucres sont aussi appelés hydrates de carbone de formules Cx(H2O)y

B/ Les lipides

C’est de la matière grasse. Elle se trouve sous forme de fines

gouttelettes en suspension dans l’eau. Elle est essentielle à l’élaboration des membranes cellulaires. Elle sert à fabriquer la crème et le beurre.

C/ Les protides

Ce sont les protéines du lait. Ce sont des molécules azotées géantes (plusieurs centaines d’atomes) qui fournissent, par hydrolyse dans le corps, les acides aminés essentiels au fonctionnement de l’organisme.

Exemple de protéines : l’insuline (régule la glycémie), l’albumine (présente dans les œufs, les muscles etc.) Dans le lait, il y a essentiellement :

- de la caséine qui donne la couleur blanche et qui est insoluble dans l’eau. Elle est le constituant principal du caillé servant à la fabrication des yaourts ou des fromages.

- Les protéines sériques (albumine, globuline) solubles dans l’eau et présente dans le lactosérum.

D/ Les sels minéraux

Ce sont des composés ioniques, plus ou moins solubles dans l’eau. Un composé ionique est constitué d’anions (ions -) et de cations (ion +).

Le lait est intéressant car il contient beaucoup d’ion calcium de formule Ca²⁺ (1,2 g.L^-1) qui participe à la croissance des os, par exemple. On trouve aussi des ions sodium Na⁺ , potassium K⁺, chlorure Cl^-, magnésium Mg²⁺…

E/ Les vitamines

Des vitamines sont des composés chimiques indispensables au bon fonctionnement et à la croissance de l’organisme. Mais la plupart d’entre elles doivent être apportées par l’alimentation.

Le lait de vache apporte en quantité très variable toutes les vitamines connues. Elles sont soit hydrosolubles (groupe B et C) soit liposolubles (A, D, E, K).

F/ Les oligo-éléments

Les oligo-éléments comme le zinc (Zn), le silicium (Si), le fer (Fe) etc… sont des éléments chimiques indispensables au métabolisme et en quantités très faibles dans l’organisme.

2/ Le caillé et le petit lait

Lorsque le lait caille, il se forme un solide : le caillé ; et un liquide : Le petit lait ou lactosérum

Le caillé provient de la coagulation des protéines mais il contient également des ions comme les ions calcium Ca²⁺ et phosphate PO43–, un peu d’eau et une partie des lipides et des vitamines.

Remarques :

Pour obtenir du caillé, on peut acidifier le lait ou utiliser des bactéries ou des enzymes (fabrication de fromage et de yaourts)

Naturellement, le lactose se transforme en acide lactique et le lait caille.

C

H

N

O

S

3/ La crème et le beurre

Par centrifugation du lait, on obtient d’une part la crème constituée principalement des lipides et d’autre part le lait écrémé.

La crème peut être battue (dans une baratte), les globules gras éclatent et se regroupent pour former le beurre.

Le liquide restant est appelé babeurre au petit lait.

4/ Remarques

A/ Différence entre lait écrémé, lait demi-écrémé et lait entier

1/ Dans le lait demi-écrémé, il y a une teneur en graisse intermédiaire entre le lait entier (36 g/L) et le lait écrémé (< 3g/L).

2/ Si le lait est à une concentration de 16g/L, alors 1L/8=125 mL de lait est nécessaire pour consommer 2,0 g de lipides.

3/ Les lipides sont très énergétiques (9kcal pour 1g) comparés aux protéines et glucides (4kcal pour 1 g) : En conséquence, un lait entier est bien plus énergétique (64 kcal pour 100 mL) qu’un lait demi- écrémé (46 kcal/100 mL) et un lait écrémé (33 kcal/100 mL)

Doc3

: Etiquette d’un lait

Détail sur la composition chimique du lait :

La stérilisation UHT Ultra Haute Température consiste à préchauffer le lait à 70°C puis le porter brutalement à une température entre 132°C et 150°C pendant 2 à 6 secondes puis refroidir instantanément. Le lait est stérilisé sans perte de nutriments ni de goût. Il se conserve 3 mois en emballage stérile à température ambiante et 48 heures au réfrigérateur (4°C).

-Calculer la concentration massique c volumique en glucide de ce lait.

-Calculer la concentration molaire volumique C en calcium.

-Quelle est la teneur en vitamine D d’un bol de lait d’une contenance de 250 mL ?

-Quel est un des rôles de la vitamine D dans l’organisme ?

-Que signifie : le lait demi écrémé contient 1,5 % de matière grasse, est-ce en accord avec les valeurs nutritionnelles données sur l’étiquette ?

Formules à connaitre

C = n

V  Concentration molaire

c = C x M  Relation entre concentration massique et molaire

n =

N

Na

Quantité de matière n = m

M  Quantité de matière

c

x V

= c

x V

f = C

C

 facteur de dilution

c = m

V  concentration massique

c = C x M  Relation entre concentration massique et molaire

Correction :

1/ Calculer la concentration massique c volumique en glucide de ce lait.

c = m/V

A.N : c = 4,8/0,1 = 48 g.L^-1

2/ Calculer la concentration molaire volumique C en calcium.

Méthode n°1 : c = n/V

n= m/M = 0,120/40 = 0,003 mol pour V=100 mL C = n/V

A.N : C = 0,003/0,1= 0,03 mol.L^-1 Méthode n°2 :

C = c / M

A.N : c = 1,2 / 40 = 0,03 mol.L^-1

3/ Quelle est la teneur en vitamine D d’un bol de lait d’une contenance de 250 mL ? Dans 100 mL, il y a 0,75 µg de vitamine D

Dans 250 mL, il y a donc 0,75 x 2,5 = 1,88 µg

4/ Quel est un des rôles de la vitamine D dans l’organisme ?

Un des rôles de la vitamine est d’aider la fixation du calcium pour la construction du squelette.

5/ Que signifie : le lait demi écrémé contient 1,5 % de matière grasse, est-ce en accord avec les valeurs nutritionnelles données sur l’étiquette ?

Il y a 1,5 g de lipides dans 100 mL, soit 1,5 g de lipides pour 100 g de lait (en le considérant comme de la même masse volumique que l’eau) donc 1,5 % de lipides.

Exercices : 4 p 173 7, 11, 12, 16 p 174