Les biomolécules dans l’alimentation

-1-CHAPITRE 8 Exercices

© Educagri éditions - 2020

CHAPITRE 8 Exercices

Les biomolécules dans l’alimentation

QCM diagnostic

Cocher la (ou les) bonne(s) réponse(s).

1. Les aliments d’origine végétale sont principalement composés :

! de lipides et d’eau.

! de glucides et d’eau.

! de protides et d’eau.

2. Les aliments d’origine animale sont principalement composés :

! de protides, de lipides et de glucides.

! de protides, de lipides et d’eau.

! de protides, de glucides et d’eau.

3. La pistache est un fruit oléagineux, sa composition nutritionnelle est (en %) :

! glucides : 5 ; lipides : 3 ; protides : 41.



4. Le glucose est :

! un protide.

! un glucide complexe.

! un glucide simple.

! un sucre.

5. Un acide gras saturé :

! ne contient pas d’insaturations.

! contient une ou des doubles liaisons C=C dans sa molécule.

! est un lipide.

! ne peut pas être un oméga 3.

6. Un acide aminé est :

! un acide gras insaturé.

! une protéine.

! un protide.

! une molécule constitutive des peptides.



7. L’amidon est formé à partir :

! d’acides aminés.

! d’acides gras.

! de glucose.

! de fructose.

8. Un acide gras insaturé : ! est un acide carboxylique.

! ne contient pas de doubles liaisons C=C dans sa molécule.

! contient des insaturations.

! appartient à la famille des lipides.

9. Une protéine :

! est formée à partir d’acides gras.

! est un protide.

! est un enchainement d’acides aminés.

! peut être végétale ou animale.

10. Les lipides :

! sont solubles dans l’eau.

! libèrent moins d’énergie que les glucides à masse égale.

! libèrent plus d’énergie que les protides à masse égale.



Exercice n° 1 - Composition nutritionnelle

La composition nutritionnelle de 5 fruits est indiquée dans le tableau ci-dessous. Ces 5 fruits sont le litchi, la datte, la tomate, la cacahuète et la châtaigne. 1. Associer à chaque fruit sa composition nutritionnelle. Compositions nutritionnelles pour 100 g Glucides (g) 19 38 73,5 16,5 3 Lipides (g) 50,5 2 0,5 0,4 0,3 Protéines (g) 25,3 2,6 2 0,8 1 Eau (g) 5,6 50,8 22,5 81,8 93

On considère les aliments suivants : beurre, lait entier, noix, viande de bœuf, pomme, soda, riz, fraise, huitre, sucre blanc, pomme de terre, camembert, rillettes, galette bretonne, saumon, œuf, saindoux, pain. 2. Classer ces aliments en trois catégories : les plus riches en glucides, les plus riches en lipides et les plus riches en protéines.

Exercice n° 2 - Dépense énergétique et alimentation

La dépense calorique quotidienne pour un homme sédentaire est de 2 100 kcal et pour une femme sédentaire de 1 800 kcal. Pour une activité physique intensive, les dépenses passent à 3 500 kcal pour les hommes et 2 600 kcal pour les femmes. La répartition recommandée des apports caloriques pour une alimentation équilibrée est la suivante : entre 50 et 55 % pour les glucides, entre 30 et 35 % pour les lipides et entre 10 et 15 % pour les protides. Une femme sédentaire mange en une journée : 300 g de filet de bœuf, 100 g de riz blanc cru, 100 g de pain aux céréales, 100 g d’haricots verts, 1 pomme (100 g), 40 g huile d’olive. 1. Calculer la masse de glucides, lipides et protides apportés par cette alimentation. 2. La femme couvre-t-elle ses dépenses énergétiques ? 3. Cette alimentation est-elle équilibrée ? Données :

- Compositions nutritionnelles des aliments pour 100 g Aliment Bœuf

filet Riz blanc

cru Pain aux céréales

Haricots verts

Pomme Huile d’olive

Glucides (g) 0 75 50 5 12 0 Lipides (g) 12 1 2,3 0 0,3 100 Protéines (g) 20 8 10 1 0,3 0

- Apport énergétique des glucides, lipides, protides : voir manuel



Exercice n° 3 - Identification de biomolécules en TP

Première partie : Quelles solutions ? Lors d’une séance de travaux pratiques, le professeur a préparé trois solutions : l’une de glucose, une autre d’amidon et une autre de leucine (acide aminé). Les solutions sont incolores et ont le même aspect. Il donne à chaque binôme 20 mL de chacune des solutions sans préciser leur nature et il leur propose de les identifier. Après débat, trois tests sont retenus : le test à la liqueur de Fehling, le test à l’eau iodée et le test à la ninhydrine. 1. Décrire en quelques mots les trois tests et justifier leur choix. Un binôme prend la première solution et pratique le test à la liqueur de Fehling. Le test est négatif. Sur la deuxième solution, le test à l’eau iodée est négatif et, sur la troisième solution, le test à la ninhydrine est positif. Le binôme énonce alors qu’il est capable d’identifier chacune des solutions. 2. Expliquer le raisonnement du binôme. Deuxième partie : Quel test ? Louis a réalisé le test suivant en TP. Dans un tube à essai contenant du lait, il a ajouté environ 1 mL d’une solution d’hydroxyde de sodium concentré à 20 % puis, délicatement, il a versé le long du tube à essai quelques gouttes d’une solution de sulfate de cuivre à 1 %. 1. Nommer le test réalisé. 2. Quelles précautions Louis doit-il prendre pour réaliser ce test ? Le test est positif sur le lait. 3. Qu’a observé Louis dans le tube à essai ? Quelle molécule présente dans le lait pourrait être responsable du fait que le test soit positif ?

Exercice n° 4 - L’indice d’iode

Les acides gras insaturés (AGI) sont capables de fixer l’iode grâce à leurs doubles liaisons. On classe les huiles suivant leur « indice d’iode », nombre qui donne une indication sur leur capacité à fixer l’iode. Cet indice peut être déterminé théoriquement ou expérimentalement. Plus l’indice est grand et plus l’huile contient des AGI.



1. L’indice d’iode du beurre est-il proche de 170 ou de 30 ? 2. Préciser, de l’huile l’olive ou de l’huile de pépins de raisin, l’huile qui a l’indice d’iode le plus grand. 3. Proposer un ordre de grandeur de l’indice d’iode de ces deux huiles.

Exercice n° 5 - Dosage des sucres réducteurs dans un vin blanc

Le vin contient naturellement certains oses qui constituent ce qu’on appelle les sucres réducteurs parce qu’ils réduisent les solutions cupro-alcalines à chaud. Il existe différentes méthodes de dosage plus ou moins précises : Bertrand, Fehling, Luff-Schoorl. Nous allons mettre en œuvre la méthode de Fehling sur un vin blanc moelleux de Jurançon. Cette méthode est facile à mettre en œuvre et rapide ; en revanche, elle ne donne qu’un ordre de grandeur de la quantité de sucres dans un vin.

DOCUMENT 1 - Le beurre et les huiles Le beurre se compose de 82 % de matières

grasses (lipides) d’origine animale, de 16 % d’eau

et de 2 % de composés divers. Il est constitué

essentiellement d’acides gras saturés (67 %)

dont le plus important est l’acide palmitique. Il

contient également un tiers d’acides gras mono-

insaturés (oméga 9) parmi lesquels l’acide oléique

et 3 % d’acides gras polyinsaturés (oméga 6 et 3)

comme l’acide α-linolénique.

En comparaison, la composition moyenne de

l’huile d’olive est : acides gras saturés 15 %,

acides gras mono-insaturés 76 % et acides gras

polyinsaturés 9 % et celle de l’huile de pépins de

raisin : acides gras saturés 11 %, acides gras

mono-insaturés 24 % et acides gras polyinsaturés

65 %.

D’après : www.plaisirslaitiers.ca/

le-beurre/la-fabrication-du-beurre

DOCUMENT 2 - Ordre de grandeur de l’indice d’iode Les huiles de poissons ont un indice élevé : de l’ordre de 170 car elles contiennent non seulement beaucoup d’AGI mais aussi de nombreux acides gras polyinsaturés (AGPI). L’huile de noix (acides gras saturés 9 %, acides gras mono-insaturés 23 %, acides gras polyinsaturés 63 %) a un indice de 145 et l’huile de palme (acides gras saturés 50 %, acides gras mono-insaturés 37 %, acides gras polyinsaturés 9 %) a un indice de 30.



DOCUMENT 1 - Méthode de Fehling Principe Les sucres réducteurs présents dans le vin réduisent la liqueur de Fehling : l’oxyde de cuivre II CuO (de couleur bleue) de la liqueur de Fehling est réduit en oxyde de cuivre I Cu2O de couleur rouge-brique. Protocole On dose, à chaud, un volume précis de liqueur de Fehling avec une solution étalon de glucose de concentration en masse 10,0 g.L– 1. On note VG le volume à l’équivalence. On dose, toujours à chaud, le même volume précis de la même liqueur de Fehling avec le vin étudié de concentration en masse de sucre inconnue. On note Vv le volume à l’équivalence. On dose ainsi la même quantité de matière en cuivre présente dans la liqueur de Fehling. Remarque : la dilution du vin La méthode décrite ici ne convient que pour des vins blancs de concentrations en sucres inférieures à 5 g.L– 1. Il est donc nécessaire suivant le type de vin de le diluer afin d’obtenir une solution de l’ordre de 2 à 3 g.L– 1 de sucres. Réactifs

• Solution A de liqueur de Fehling (CuSO4, H2SO4, H2O). • Solution B de liqueur de Fehling (tartrate neutre de sodium et de potassium, NaOH, H2O). • 100 mL de solution étalon de glucose de concentration en masse CG.

Étalonnage de la liqueur de Fehling

• Introduire dans un erlenmeyer 10,0 mL de solution A, 10 mL de solution B et 30 mL d’eau. • Placer l’erlenmeyer dans un bain-marie et porter à ébullition rapidement. • Verser de petites quantités de la solution de glucose placée dans la burette. • Maintenir l’ébullition entre chaque addition de solution de glucose. Un précipité rouge d’oxyde

de cuivre I se forme et le surnageant bleu se décolore peu à peu. • Lorsque le surnageant est pratiquement incolore, verser goutte à goutte la solution de glucose. • Lorsque le surnageant est complètement incolore, arrêter de verser la solution de glucose.

Relever le volume VG versé à l’équivalence. Dosage des sucres réducteurs

• Verser dans un erlenmeyer 10,0 mL de solution A, 10 mL de solution B et 30 mL d’eau. • Porter à ébullition. • procéder comme précédemment mais cette fois-ci avec le vin (dilué si nécessaire) dans

la burette. Relever le volume Vv versé à l’équivalence.

DOCUMENT 2 - Différents types de vins blancs - blanc sec : moins de 4 grammes de sucre par litre - demi-sec : de 4 à 20 grammes de sucre par litre - moelleux : de 20 à 40 grammes de sucre par litre - liquoreux : plus de 40 grammes de sucre par litre

DOCUMENT 3 - Vin étudié

© DR



1. Citer un ose réducteur. 2. Préciser l’instrument pour prélever 10,0 mL de solution A et celui pour prélever 10 mL de solution B. On étudie la concentration en masse de sucre du vin identifié dans le document 3. On réalise une dilution au dixième du vin puis on met en œuvre le protocole décrit dans le document 1. Les volumes à l’équivalence sont : VG = 5,3 mL et Vv = 15,1 mL. 3. Justifier la dilution du vin. 4. Expliquer comment on réalise cette dilution. 5. Déterminer la concentration en masse de sucre du vin étudié.

Exercice n° 6 - Électrophorèse

On dispose d’une solution qui contient, en quantité équivalente, les trois acides α-aminés suivants : valine, glutamate et lysine. On réalise l’électrophorèse (voir définition document 1) de cette solution en suivant le protocole décrit dans le document 2 et en réalisant le montage du document 3. Le document 4 reproduit la bande de papier obtenue après révélation. Le document 5 donne la définition du point isoélectrique (pHi) d’un acide α-aminé et les valeurs des pHi des trois acides α-aminés étudiés. Le document 6 représente la forme d’un acide α-aminé en fonction du pH. ! Question : Interpréter le document 4.

DOCUMENT 1 - Électrophorèse Une électrophorèse est une méthode qui a

pour but de séparer des espèces

chimiques chargées électriquement sous

l’effet d’une tension. La séparation repose

essentiellement sur les différences de

charge électrique et de taille des

constituants du mélange.

DOCUMENT 2 - Protocole On réalise le montage du document 3 et on dépose quelques gouttes du mélange d’acides α-aminés sur la bande de papier imprégnée d’une solution tampon de pH = 6,3. Le générateur de tension est mis en fonctionnement. On attend environ une demi-heure afin qu’il se produise une migration électrophorétique. On éteint le générateur et on réalise une révélation des acides aminés en vaporisant sur le papier, sous hotte, du réactif à la ninhydrine.

DOCUMENT 3 - Montage

DOCUMENT 4 - Bande de papier après révélation



DOCUMENT 5 - pHi Le point isoélectrique, noté pHi, d’un acide α-aminé AA est la valeur du pH pour laquelle

une solution de l’acide α-aminé AA a une charge nulle, ce qui signifie que l’acide α-aminé AA est

sous la forme de zwitterion.

acide α-aminé pHi valine 6,0 lysine 9,8 glutamate 3,2

DOCUMENT 6 - Diagramme de prédominance

Suivant la valeur du pH de la solution, l’acide α-aminé peut être sous la forme de cation, de

zwitterion ou d’anion.



QCM bilan Cocher la (ou les) bonne(s) réponse(s).

1. Dans un régime équilibré, il faut :

! beaucoup de graisses saturées.

! des acides gras insaturés.

! peu de sucreries.

! des protéines animales et végétales.

2. Un acide gras essentiel :

! est nécessaire au bon fonctionnement de l’organisme.

! est un acide aminé.

! doit être apporté par l’alimentation.

! peut être un acide gras saturé.

3. La cellulose, l’amidon, le glycogène sont :

! des glucides simples.

! des glucides complexes.

! des lipides.

! des protéines.

4. Le fructose, le galactose, le glucose sont :



! des lipides.

! des protéines.

5. L’acide linoléique, l’acide palmitique, l’acide oléique sont :



! des lipides.

! des protéines.

6. La caséine, l’hémoglobine, l’albumine sont :



! des lipides.

! des protéines.



7. La liqueur de Fehling permet de mettre en évidence : ! les acides aminés.

! les protéines.

! les glucides réducteurs.

! un acide gras insaturé.

8. On pratique le test à la liqueur de Fehling sur une solution et le test est positif. On peut affirmer que :

! la solution contient du saccharose.

! la solution ne contient pas de saccharose.

! la solution ne contient pas de glucose.

! la solution peut contenir du glucose. 9. La ninhydrine est un révélateur :

! des acides aminés.

! des lipides.

! des glucides réducteurs.

! de l’amidon. 10. On fait réagir de l’eau iodée sur une substance inconnue. Une coloration bleue apparait. On peut en conclure que la substance contient :

! du lait.

! de l’amidon.

! du glucose.

! des acides gras insaturés.

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