La chimie au service de

la gourmandise !

�1

SOMMAIRE :

I. Présentation du projet et du groupe ………………………. Page 3

II. Notre démarche scientifique …………………………………. Page 4

III. Nos expériences et nos recherches …………….……… Page 5

IV. BILAN ……………………………………………………………………….. Page 18

�2

I. Présentation du projet et du groupe :

Ce projet consiste à analyser les constituants d’un bonbon afin de fabriquer les nôtres.

Lors de l’analyse des étiquettes de bonbons, nous nous sommes rendu compte que le nombre d’ingrédients était astronomique !

Il y avait de nombreux constituants dont nous ne connaissions même pas le nom et des codes du type E122, E104 …

Comme nous consommons beaucoup de bonbons nous nous sommes dis qu’il était important de connaître ce que nous mangions. Au fur et à mesure de nos recherches nous avons effectué une sélection d’ingrédients indispensables à la fabrication d’un bonbon en essayant de rester le plus « naturel » possible.

Nous avons enfin réalisé nos propres bonbons (pas toujours très bon !) avec les ingrédients sélectionnés.

Notre groupe se compose de 4 élèves : 3 filles (Djennat, Radja et Ibtissem) et 1 garçon ( Zakarria ).

Nous nous sommes inscris au Club Science de Mme GERBITH car nous sommes curieux et nous souhaitions faire des expériences !

Le Club Science se déroulait tous les mercredis de 14h à 15h dans la salle de science en présence de Mme GERBITH (professeur de sciences physiques). M. GENEST (professeur de technologie) et M. LEGRAND (professeur de SVT) sont aussi venus nous aider à faire nos expériences.

�3

II. Notre démarche scientifique :

Nous avons commencé par analyser différentes étiquettes de bonbons et faire la liste des ingrédients.

Notre projet se décompose en trois parties :

- Une partie recherche où nous avons découvert le rôle des ingrédients contenus dans un bonbon.

- Une partir expérimentale où nous avons analysé ces ingrédients (colorants, gélifiants, conservateurs …).

- Une partie conception où nous avons effectué plusieurs tests pour réaliser nos propres bonbons.

Au travers de notre projet nous nous sommes posés plusieurs questions auxquelles nous avons répondu grâce à nos recherches et nos expériences :

Problématique 1 : Quels sont les constituants d’un bonbon ?

Problématique 2 : Comment fabriquer une couleur pour un bonbon ?

Problématique 3 : Tous les gélifiants ont-ils les mêmes propriétés ?

Problématique 4 : Comment conserver un aliment ?

Problématique 5 : Comment fabriquer un bonbon plus sain ?

�4

III. Nos expériences et recherches

Problématique 1 : Quels sont les constituants d’un bonbon ?

Hypothèse : Un bonbon est uniquement constitué de sucre, de colorant et d'arôme.

Recherches :

Les ingrédients présents dans les différents bonbons que nous avons analysé sont :

Les sucres :

Le sucre est l’ingrédient majoritaire dans la fabrication d’un bonbon. En faisant plusieurs recherches, nous avons remarqué qu’il existait plusieurs types de sucres et que chacun de ces sucres pouvaient rentrer dans la composition d’un bonbon.

Le saccharose : Le saccharose a un très fort pouvoir sucrant c’est pourquoi c’est le premier sucre utilisé dans la confection des bonbons. En majorité le saccharose est issu des feuilles, de la racine de la betterave sucrière ou de la canne à sucre et produit sous forme de petits cristaux blancs.

Betterave sucrière

Molécule de saccharose en 2D et en 3D

Le glucose : Le glucose est principalement utilisé dans les bonbons sous forme de sirop.

�5

Molécule de glucose en 2D et en 3D

Le fructose : Le fructose est un sucre que l’on trouve en abondance dans les fruits et le miel. Le fructose possède un index glycémique inférieur à celui du glucose. Le fructose des fruits n'a pas les mêmes conséquences sanitaires que le fructose industriel car si les molécules sont les mêmes, elles sont accompagnées dans les fruits par d'autres nutriments, qui contrebalancent les effets néfastes du fructose pur.

Molécule de fructose en 2D et en 3D

Les colorants :

Il existe deux types de colorants : des colorants naturels et des colorants synthétiques. Sur les étiquettes de bonbon, les colorants sont désignés par un code commençant par la lettre E.

�6

Les colorants naturelles :

Ils proviennent de pigments naturels d’origine végétale ou animale. Ces colorants sont, pour la plupart, sans dangers pour la santé (sauf allergies).

Exemples de colorant naturel :

Les carotènoïdes sont des colorants naturels extraits de nombreuses plantes, dont les carottes jaunes ou orange.

Le carmin de cochenille est un colorant naturel produit par l'insecte du même nom.

Les colorants synthétiques :

Les principaux colorants sont aujourd'hui d'origine synthétique. En 1856, William Henry Perkin découvre le premier colorant de synthèse : la mauvéine.

7

Les colorants de synthèse sont fabriqués par l'industrie chimique et comprennent des colorants « identique à la nature » (existant dans la nature, mais produits industriellement) et les colorants artificiels (qui n'ont pas d'équivalent dans la nature).

Les colorants synthétiques ont été conçu afin d'avoir une durée de vie plus longue que les colorants naturels. Ils donnent des couleurs plus intenses. De plus, ils sont utilisés en plus petites quantités et donc moins onéreux que les colorants naturels.

Les arômes :

Comme les colorants, il existe deux types d’arômes, les arômes naturels et les arômes synthétiques.

Les arômes naturels :

Ils sont issus de matières premières naturelles. Par exemple, il existe des arômes naturels de fruits qui sont directement extraits de fruits.

Les arômes synthétiques :

Les arômes synthétiques sont plus fiables car moins fragiles et moins couteux que les arômes naturels. Ils se divisent en deux catégories : les arômes identiques aux arômes naturelles (la même molécule) et les arômes artificiels qui n’existent pas dans la nature.

Les gélifiants : La gélatine :

C’est une substance solide translucide, transparente ou légèrement jaune, presque sans goût et sans odeur, obtenue par l'ébullition prolongée de tissus conjonctifs (peaux) ou d'os d'animaux (principalement porc, bœuf, poisson).

En outre, la gélatine est considérée, en termes d'étiquetage, comme un ingrédient (norme européenne) et non pas comme un additif, c'est pourquoi elle n'a pas de numéro E officiel. On peut néanmoins encore

8

la trouver avec la dénomination E441, puisqu'elle reste considérée par certains pays hors Union Européenne comme un additif gélifiant.

Les pectines :

Ce sont des substances exclusivement d’origine végétale. La pectine est présente en grande quantité dans les pépins et les zestes de groseilles, pommes, coings et agrumes. La pectine du commerce, est extraite du marc de pommes desséché.

L’agar-agar :

L'agar-agar (appelé E406 dans la liste des additifs alimentaires) est un produit gélifiant, obtenu à partir d'algues rouges. Les algues sont bouillies et filtrées. Le filtrat est refroidi pour lui permettre de gélifier, le gel est ensuite partiellement déshydraté par pressage ou congélation décongélation. Il est séché à l'air chaud ou au soleil avant d'être réduit en poudre.

Les agents d’enrobage :

Les agents d'enrobage (y compris les agents de glisse), lorsqu'ils sont appliqués à la surface externe d'un aliment, lui confèrent un aspect brillant ou le recouvrent d'un revêtement protecteur.

Les conservateurs :

Comme leur nom l’indique, ils permettent de conserver plus longtemps les bonbons. Pour nos bonbons nous utiliserons le jus de citron.

Les acidifiants :

Les acidifiants alimentaires augmentent l’acidité d’une denrée alimentaire et/ou lui donnent une saveur acide, ils ont aussi le rôle d'agent conservateur et d'antioxydant.

Les émulsifiants :

Les émulsifiants permettent le mélange homogène de deux ou plusieurs phases non miscibles comme l'eau et l'huile.

Les stabilisants :

Les stabilisants sont ajoutés à une denrée alimentaire pour permettre de maintenir son état physico-chimique. Les stabilisants comprennent les substances qui permettent de maintenir la dispersion homogène de deux ou plusieurs substances non miscibles, ainsi que les substances qui stabilisent, conservent ou intensifient la couleur d’une denrée alimentaire.

�9

Conclusion :

Grâce à notre recherche nous avons appris que dans un bonbon il y a beaucoup de substances que nous ne connaissions pas ( les agents d’enrobages, les acidifiants …). Beaucoup d’ingrédients sont synthétiques et fabriqués en laboratoire pour des raisons économique et de durée de vie. Dans la suite de notre projet nous souhaitions réaliser nos propres bonbons. Afin de respecter au mieux les normes de l’industrie agro-alimentaire nous ferons apparaitre sur une étiquette l’ensemble des ingrédients utilisés.

Problématique 2 : Comment fabriquer une couleur pour un bonbon ?

Hypothèse : Un colorant peut être constituer de plusieurs colorants. Pour fabriquer une couleur il faut mélanger plusieurs couleurs. Exemple : pour fabriquer du vert, il faut mélanger du bleu et du jaune.

Recherche :

Le botaniste russe Mikhail Tswett fut, en 19061, le premier à utiliser le terme « chromatographie ».

La chromatographie est une technique de séparation et d’identification. Nous allons utiliser cette méthode pour analyser plusieurs colorants (colorants alimentaires et colorants contenus dans des feutres).

Liste du matériel :

• De l’eau salée • Du papier filtre • Des colorants (alimentaires et feutres) • Une cuve à chromatographie • Des pinces à linge

Protocole :

• Tracer une ligne de dépôt à 2 cm du bas d’une bande de papier filtre • Déposer les colorants sur cette ligne de dépôt • Mettre 1 cm d’eau salée dans une cuve à chromatographie • Plonger la feuille de papier filtre dans l’eau salée en faisant attention à ce que la ligne de dépôt ne

touche pas l’eau salée • Maintenir la bande avec deux pinces à linge • Attendre que l’eau atteigne le haut de la bande

�10

Résultats :

Nous avons réalisé la chromatographie de plusieurs colorants, voici nos résultats :

Nous remarquons que deux couleurs ayant le même aspect à l’oeil nu, ne sont pas obligatoirement composés des mêmes colorants de départ. En effet, lors de la chromatographie de la même couleur (orange ou violet) fabriquée à l’aide de colorant alimentaire ou à partir d’un feutre, nous obtenons des taches qui ne se trouvent pas à la même hauteur pour les colorants alimentaires et les feutres.

Conclusion :

Une couleur est composée de plusieurs couleurs si elle n’est pas primaire.

La chromatographie permet de séparer les différentes couleurs primaires et ainsi connaitre les colorants qui ont été utilisé.

Pour la fabrication de nos bonbons, nous utiliserons des colorants alimentaires (couleurs primaires) que nous mélangerons afin d’obtenir la couleur souhaitée.

Problématique 3 : Tous les gélifiants ont-ils les mêmes propriétés ?

Hypothèse : Chaque gélifiant a des propriétés physico-chimiques qui lui sont propres.

Recherche :

Il existe différents gélifiants, nous allons effectuer une étude comparative de trois gélifiants différents :

- l’agar agar - la pectine - la gélatine d’origine animale (porcine)

�11

Aspect visuel avant utilisation :

Dosages pour gélifier 1 L d’eau (déterminés grâce aux informations présentes sur les étiquettes) :

Type de gélatine agar-agar pectine gélatine de porc

Aspect visuel poudre blanche très fine poudre blanchâtre (beige) fine

plaque fine et transparente

Conditionnement dans le commerce sachet de 2 grammes sachet de 25 grammes plaques de 2 grammes

chacunes

Type de gélatine agar-agar pectine gélatine porcine

Masse pour gélifier 1 L d’eau 4 grammes 33 grammes 24 grammes

�12

Mode de préparation pour gélifier 1 L d’eau :

Aspect après la gélification :

Résultats :

Grâce à nos recherches, nous avons remarqué que sous le mot « gélifiant », il existait plusieurs types de gélatine.

L’étude de trois gélatines différentes nous a permis de voir qu’en fonction de nos besoins et des besoins des industriels (texture, coûts …) le choix de la gélatine est primordial.

En effet, nous avons vu que l’agar-agar est le gélifiant le plus « puissant » parmi les trois étudiés. Pour gélifier 1 litre d’eau nous en avons besoin uniquement de 4 grammes contrairement aux deux autres gélifiants où une quantité plus importante est demandée.

L’agar-agar représente donc un avantage en ce qui concerne la masse de substance à utiliser néanmoins nous avons remarqué que l’agar-agar coutait plus chère. Le coût du produit final peut donc être modifié.

Conclusion :

Pour choisir le bon gélifiant pour notre bonbon nous devons faire attention à plusieurs critères : - aspect final - coût - mode de préparation

En effet chaque gélatine possède ses propres propriétés physico-chimiques. Après cette étude nous avons choisi de réaliser nos bonbons avec l’agar-agar car c’est un ingrédient naturel et qu’il présente un fort pouvoir gélifiant.

Type de gélatine agar-agar pectine gélatine porcine

Préparation pour gélifier 1 L d’eau

• Dissoudre l’agar-agar dans un peu d’eau

• Ajouter le mélange au reste d’eau

• Porter à ébullition pendant 2 minutes

• Mélanger la pectine au liquide

• Porter à ébullition le mélange pendant 2 minutes

• Mettre les feuilles de gélatine à tremper dans le l’eau froide pendant 5 minutes

• Incorporer les à la préparation chaude mais non bouillante jusqu’à dissolution

Type de gélatine agar-agar pectine gélatine de porc

Aspect visuel texture ferme et cassante

Texture ferme et molle

Texture ferme et élastique

�13

Problématique 4 : Comment conserver un aliment ?

Hypothèse : Pour conserver un aliment on doit le mettre au réfrigérateur.

Recherche :

Lors de la lecture de différentes étiquettes de bonbons, nous avons remarqué que les mots « conservateur » ou « anti-oxydant » étaient écrits.

Nous avons donc recherché ce qu’était un conservateur et un antioxydant, puis nous avons effectué des tests avec plusieurs conservateurs « naturels ». Enfin nous en avons choisi un qui rentrera dans la conception de nos bonbons.

Test réalisé : Nous avons réalisé un test avec du citron sur un aliment afin d’observer le rôle d’un conservateur.

Un des conservateur régulièrement utilisé est le citron. Nous allons le mettre au contact d’un aliment afin de voir son rôle.

Résultat : Après quelques minutes, la partie de la pomme qui n’a pas été en contact avec le citron noirci alors que l’autre partie reste quasiment intacte.

Conclusion : Le citron est utilisé dans la fabrication des bonbons pour deux raisons :

• En tant qu’acidifiant grâce à l’acide citrique qu’il contient. • En tant que conservateur.

�14

Lors de la confection de nos bonbons, il serait intéressant d’utiliser le citron pour ces deux raisons néanmoins l’acidité du citron altère le pouvoir gélifiant de l’agar-agar. Nous ne pourrons donc pas conserver nos bonbons très longtemps !

Problématique 5 : Comment fabriquer des bonbons plus sains ?

Recherche :

Voici la recette de nos bonbons :

Ingrédients:

• 100 g de sucre • 15 cl de jus de fruits • 2 g d'agar agar • des colorants alimentaires

Préparation :

• Délayer l’agar-agar dans un peu de jus de fruits.

• Dans une casserole, faire bouillir le jus de fruits avec l’agar-agar.

• A l'ébullition, ajouter le sucre et le faire fondre.

• Le mélange bout pendant quelques instants.

• Arrêter la cuisson quand le mélange monte.

• Verser aussitôt dans les moules en silicone ayant des empreintes de petites tailles.

• Laisser refroidir à température ambiante.

• Mettre dans le réfrigérateur si besoin est, le temps que les bonbons prennent.

• Démouler et les laisser sécher un peu à température ambiante.

�15

Goût Fraise

Goût Raisin et Pomme

�16

Conclusion :

Les résultats sont plutôt satisfaisants. Nos bonbons ont été plutôt réussi néanmoins la texture n’est pas la même que celle des bonbons gélatineux du commerce. Cette différence est due au fait que les bonbons du commerce sont généralement fait à partir de gélatine porcine qui offre plus d’élasticité.

Nos bonbons ont davantage la texture d’une pâte de fruit néanmoins nous sommes agréablement surpris par leur aspect et leurs gouts (sauf ceux aux raisins qui ont un goût « spécial » !).

�17

IV. BILAN

Notre projet nous a permis d’être plus avertis vis à vis de ce que nous consommons. En effet, nous avons appris à lire une étiquette et à rechercher les différents ingrédients présents dans ce que nous mangeons.

Nous avons découvert que les bonbons sont faits à partir d’ingrédients que nous ne soupçonnions même pas. C’est pourquoi nous avons décidé de faire nos propres bonbons pour lesquels nous connaissions les ingrédients. Nos bonbons n’ont pas eu la même texture que dans le commerce néanmoins nous sommes satisfaits par leurs goûts.

Pour nous les étiquettes ne sont pas assez explicites et il n’y a pas assez d’informations concernant les additifs présents dans les aliments. Pour aller plus loin dans notre projet, il serait intéressant de concevoir des étiquettes « intelligentes » en effet nous avons découvert qu’il existait un type de code barre appelé QR CODE qui permet, lorsqu’on le scanne avec un smartphone, d’être renvoyé vers des documents (page web, PDF …). Selon nous, les industriels devraient être plus transparent et apposer ce type de code sur leurs emballages pour informer davantage les consommateurs au sujet des différents additifs et de leurs effets sur la santé.

Malheureusement nous avons bien compris à la fin de ce projet pourquoi cela n’était pas fait !

�18