1° L Les émulsions Physique et chimie dans la cuisine 3 ...

1° L |Les émulsions |Physique et chimie dans la cuisine 3 | |
|Compétences| Savoir qu'un lipide est un corps gras non miscible à l'eau. |
|exigibles |Savoir que la molécule d'un composé tensio-actif est constitué d'une |
|au BAC : |partie hydrophile et d'une partie hydrophobe. |
| |Interpréter le rôle d'un composé tensio-actif dans la stabilisation des |
| |émulsions. |

Recette de mayonnaise
Ingrédients :
( 1 jaune d'?uf
( 1 cuillère à café de moutarde
( ¼ de litre d'huile
( 1 cuillère à café de jus de citron ou de vinaigre
( sel, poivre
Mettre dans un bol, le jaune d'?uf, saler, poivrer et bien mélanger au
fouet. Ajouter le jus de citron, mêler. Incorporer l'huile, en un mince
filet, en fouettant énergiquement.
Parmi tous les ingrédients, quels sont ceux qui sont indispensables à la
préparation de la mayonnaise ?
Les ingrédients indispensables à la préparation de la mayonnaise sont
l'huile et le jaune d'?uf.

Quelle est la composition d'un ?uf
Expérience : Casser un ?uf et séparer le blanc du jaune. Réaliser sur
chaque partie de l'?uf le test au sulfate de cuivre anhydre.
Observations : Le sulfate de cuivre anhydre, initialement blanc, prend
une coloration bleue.
Interprétation : Quel est le constituant de l'?uf mis en évidence par
cette expérience ?
Le test au sulfate de cuivre anhydre permet de mettre en évidence l'eau
contenue dans l'?uf.
Conclusion : Quelle est la composition de l'?uf ?
L'?uf est essentiellement composé d'eau mais également de protéines et de
lipides.











Mélanger l'huile à l'eau
Puisque l'eau est le constituant essentiel du jaune d'?uf, on peut penser
que cette eau associée à l'huile est la base de la mayonnaise.
1. Expériences
( Verser environ 10 mL d'eau et 10 mL d'huile dans un bol.
Observation : L'huile et l'eau ne se mélange pas. L'huile reste au dessus
de l'eau.
Conclusion : L'huile et l'eau ne sont pas miscibles, on dit que deux phases
se forment.

( Fouetter à l'aide de la fourchette le contenu du bol. Observer. Laisser
reposer quelques instants. Observer.
Observation : Des gouttes d'huile semblent se mélanger à l'eau. Au bout de
quelques instants, les deux phases se séparent de nouveau.
Conclusion : L'huile et l'eau ne sont pas miscibles, mais avec une bonne
agitation, des gouttelettes d'huile peuvent rester en suspension dans l'eau
et former ainsi une émulsion instable.
2. Interprétation
1. Quelle est la structure de la molécule d'eau ?
Quelle est la composition atomique de la molécule d'eau ?
La molécule d'eau est formée de deux atomes d'hydrogène et un atome
d'oxygène.
Quelle est la forme géométrique de la molécule d'eau ?
|La molécule d'eau est une molécule coudée, (les trois atomes forment |[pic] |
|un triangle.) | |
|La molécule est électriquement neutre, mais les différents atomes qui | |
|la constituent portent des petites charges électriques. | |


Que peut-il se produire entre l'atome d'oxygène d'une molécule d'eau et
l'un des atomes d'hydrogène d'une autre molécule d'eau ?
|L'atome d'oxygène étant légèrement chargé négativement, il va|[pic] |
|attirer un atome d'hydrogène (chargé positivement) d'une | |
|autre molécule : cela va former une liaison hydrogène. | |


Peut-il se produire la même chose avec d'autres molécules ?
Toutes les molécules possédant un groupement [pic] peuvent former des
liaisons hydrogène avec les molécules d'eau.
Quelle en est la conséquence ?
Un liquide, dont les molécules peuvent former des liaisons hydrogène avec
les molécules d'eau, se mélangent à l'eau et on obtient un mélange
homogène.
2. Quelle est la structure de la molécule d'huile ?
|L'huile est un corps gras ou lipide. |[pic] |
|Sa molécule fait partie de la famille | |
|des triglycérides. | |
|C'est une molécule essentiellement | |
|constituée d'atomes de carbone et | |
|d'hydrogène (chaîne carbonée) et qui a | |
|la forme d'un peigne à trois dents. | |
|Ci-contre la molécule d'oléine, | |
|triglycéride insaturé, principal | |
|composant de l'huile d'olive. | |


Au vu de la structure, expliquer pourquoi l'huile et l'eau ne sont pas
miscibles.
L'huile ne présente pas de groupement [pic], elle n'aura pas la possibilité
de former des liaisons hydrogène avec l'eau donc ces deux liquides ne sont
pas miscibles.
3. Conclusion
L'huile et l'eau du jaune d'?uf sont-ils les seuls constituants de base de
la mayonnaise ?
L'huile est l'eau du jaune d'?uf ne sont pas les seuls constituants de base
de la mayonnaise car le mélange huile et eau ne donne pas une émulsion
stable.
Un autre constituant de l'oeuf doit intervenir.
Comme seul le jaune est utilisé pour réaliser une mayonnaise, c'est un des
lipides du jaune d'?uf qui intervient.
(Si les protéines intervenaient, on utiliserait également le blanc de
l'?uf.)
Stabiliser une émulsion
1. Le jaune d'?uf
( Dans un bol, mettre un peu de jaune d'?uf et un peu d'huile, mélanger.
Observation : L'huile et le jaune d'?uf se mélangent.

( Dans un bol, mettre un peu de jaune d'?uf et un peu d'eau, mélanger.
Observation : L'eau et le jaune d'?uf se mélange.

Conclusion : Le jaune d'?uf contient des molécules qui se mélangent aussi
bien avec l'eau qu'avec l'huile, ces molécules sont dites tensioactives.
2. Structure des composés tensioactifs
La lécithine, un des lipides du jaune d'?uf, est un composé tensioactif.
Schématisation d'un composé tensioactif :
[pic]
La tête hydrophile : « qui aime l'eau » Queue hydrophobe : « qui
n'aiment pas l'eau »
Queue lipophile : « qui aime les
graisses »
3. Comportement d'un composé tensioactif
Que se passe-t-il à l'échelle microscopique lorsqu'un composé tensioactif
arrive au contact de l'eau ?
|Les molécules du composé tensioactif ont tendance|[pic] |
|à s'aligner à la surface de séparation de l'eau | |
|et de l'air : elles forment un film | |
|monomoléculaire avec les têtes hydrophiles | |
|orientées vers l'eau et les queues hydrophobes | |
|orientées vers l'air. | |


Que se passe-t-il si la concentration dans l'eau du composé tensioactif
augmente ?
Les molécules de composés tensioactif se regroupent pour former des
micelles : les queues hydrophobes se rassemblent et les têtes hydrophiles
sont tournées vers l'extérieur pour former la surface de contact avec
l'eau.



Que se passe-t-il lors de la réalisation de la mayonnaise ?
Lorsqu'on mélange l'huile et le jaune d'?uf, on mélange en réalité de
l'huile, de l'eau et des lécithines.
Lorsqu'on fouette le mélange, les molécules tensioactives enrobent les
gouttelettes d'huile, en mettant à leur contact leur partie hydrophobe : il
se forme des micelles.
Ces micelles se repoussent et se dispersent dans l'eau (car les têtes
hydrophiles sont toutes chargées positivement), forment des liaisons
hydrogène avec les molécules d'eau ce qui assure la stabilité de la
mayonnaise. [pic]

Paramètres qui influencent la réussite de la mayonnaise
Le jaune d'?uf est dilué dans un peu d'eau pour faciliter le mélange.
1. Influence de la vitesse de mixage
La moitié de la classe va fouetter lentement et l'autre moitié rapidement.

Expérience : Placer dans un bol un peu de jaune d'?uf puis ajouter en un
mince filet environ 10 mL d'huile.
Observation : Plus la vitesse de mélange est grande, plus la mayonnaise est
dure.
Interprétation : Plus le mélange est rapide, plus l'huile est divisée en
fines gouttelettes et plus les micelles seront petites, ce qui augmente la
compacité donc la dureté de la mayonnaise.
2. Influence de la température
Expérience : Placer dans un bol un peu de jaune d'?uf puis ajouter en un
mince filet environ 10 mL d'huile froide et fouetter rapidement.
Observation : La mayonnaise ne prend pas.
Interprétation : Plus la température est basse, plus la miscibilité de
l'eau et de l'huile est réduite car l'huile a tendance à sa figer.
Conclusion : Pour réussir une mayonnaise, il faut que ses constituants
soient à la température ambiante.
Rôle des autres ingrédients
Quelle est l'influence de la moutarde, du jus de citron et de la manière
dont l'huile est introduite ?

Les quatre expériences suivantes vont être réparties dans la classe.

| |Protocole : |Observations : |
|Expérience |Placer dans un bol un peu de jaune |La mayonnaise est jaune et épaisse |
|1 : |d'?uf puis ajouter en un mince | |
|référence |filet environ 10 mL d'huile tout en| |
| |fouettant. | |
|Expérience |Placer dans un bol un peu de jaune |La mayonnaise est plus épaisse |
|2 : |d'?uf, un peu de moutarde puis | |
| |ajouter en un mince filet environ | |
| |10 mL d'huile en fouettant. | |
|Expérience |Placer dans u