Karamö, le prof virtuelLeçon 11 sur 23
La composition des aliments
Je sais analyser la composition d'un aliment (eau, sels minéraux, matière organique), classer les aliments selon leur rôle et calculer leur valeur énergétique.
- 1 h
- 5 exercices corrigés
- 2 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Distinguer aliment simple et aliment composé
- Décrire la démarche d'analyse d'un aliment (dessiccation, calcination, tests d'identification) et en exploiter les résultats
- Classer les aliments en groupes selon leur rôle dominant
- Calculer la valeur énergétique d'un aliment à partir de sa composition
Avant de commencer : Les leçons sur les constituants de la matière vivante (glucides, lipides, protides, vitamines, eau et sels minéraux) et leurs tests d'identification.
1Je découvre
À la cantine du lycée de N'Zérékoré, le menu du jour est : riz, sauce feuille de manioc à l'huile de palme, un morceau de poisson, et une orange. Kadiatou, qui prépare un exposé sur la nutrition, pose une question à l'intendant : « Qu'y a-t-il exactement dans ce repas ? » L'intendant sourit : « Du riz, des feuilles, de l'huile, du poisson... c'est tout ! »
Mais Kadiatou vient d'étudier les constituants de la matière vivante : glucides, lipides, protides, vitamines, eau et sels minéraux. Elle sait que chaque aliment en contient certains, en proportions différentes. Le riz semble sec, pourtant il contient de l'eau. Le poisson ne paraît pas salé, pourtant il contient des sels minéraux. Et comment savoir si ce repas donne assez d'énergie pour tenir jusqu'au soir ?
Comment déterminer la composition d'un aliment, comment classer les aliments, et comment calculer l'énergie qu'ils apportent ?
2Je comprends
1. Aliments et nutriments
Un aliment est une substance que l'on mange ou que l'on boit et qui apporte à l'organisme ce dont il a besoin pour vivre : riz, fonio, manioc, lait, viande, poisson, arachide, fruits, eau.
Les nutriments (ou substances alimentaires) sont les substances contenues dans les aliments, et que l'organisme utilise après la digestion : glucides, lipides, protides, vitamines, eau et sels minéraux.
On distingue :
- les aliments simples, formés d'une seule sorte de substance alimentaire : le sucre (saccharose), l'huile (lipides), le sel de cuisine (NaCl), l'eau ;
- les aliments composés, formés de plusieurs sortes de substances : le lait, le riz, la viande, l'arachide, l'œuf. La plupart des aliments naturels sont composés.
2. Analyser un aliment : la démarche
L'analyse d'un aliment se fait en plusieurs étapes, qui séparent d'abord l'eau, puis les sels minéraux, et identifient enfin les substances organiques.
- 1Peser l'échantillon frais : masse fraîche
- 2Dessiccation à l'étuve (environ 100 °C) jusqu'à masse constante : l'eau s'évapore, on pèse la matière sèche
- 3Calcination de la matière sèche : la matière organique brûle (fumée, odeur), il reste des cendres blanches
- 4Peser les cendres : ce sont les sels minéraux
- 5Sur un autre échantillon broyé : tests d'identification des glucides, lipides et protides
La dessiccation montre la présence d'eau : de la buée apparaît sur les parois froides d'un tube où l'on chauffe l'aliment ; la masse diminue.
La calcination montre la présence de matière organique : en brûlant, elle noircit (carbone), dégage du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau, et parfois une odeur de corne brûlée (protéines, qui contiennent de l'azote). Il reste des cendres : la matière minérale, qui ne brûle pas.
On en déduit :
- masse d'eau = masse fraîche − masse sèche ;
- masse de sels minéraux = masse des cendres ;
- masse de matière organique = masse sèche − masse des cendres.
Les tests d'identification (leçons précédentes) précisent la nature de la matière organique : eau iodée (amidon), liqueur de Fehling (sucres réducteurs), tache translucide ou Soudan III (lipides), biuret ou réaction xanthoprotéique (protéines).
Méthode
Pour exploiter les résultats d'une analyse d'aliment :
- Je calcule la masse d'eau : masse fraîche − masse sèche.
- Je calcule la masse de matière organique : masse sèche − masse des cendres.
- J'exprime chaque résultat en pourcentage de la masse fraîche : (masse ÷ masse fraîche) × 100.
- Je vérifie que la somme eau + matière organique + cendres donne 100 %.
- J'utilise les tests pour nommer les substances organiques présentes.
Exemple
On analyse 20 g de graines de maïs. Après dessiccation, elles pèsent 18 g. Après calcination, il reste 0,6 g de cendres. Calculer la composition en pourcentages.
Eau : 20 − 18 = 2 g, soit 2 ÷ 20 × 100 = 10 %.
Cendres (sels minéraux) : 0,6 g, soit 0,6 ÷ 20 × 100 = 3 %.
Matière organique : 18 − 0,6 = 17,4 g, soit 17,4 ÷ 20 × 100 = 87 %.
Vérification : 10 + 3 + 87 = 100 %.
3. La composition varie d'un aliment à l'autre
Tous les aliments ne se ressemblent pas. On peut les comparer qualitativement :
| Aliment | Substance dominante | Autres substances importantes |
|---|---|---|
| Riz, fonio, maïs, manioc, igname | glucides (amidon) | un peu de protides ; vitamine B1 dans l'enveloppe des céréales |
| Sucre, miel | glucides (sucres simples ou diholosides) | — |
| Huile de palme, beurre de karité | lipides | vitamine A (huile de palme rouge), vitamine E |
| Arachide, graines de néré | lipides et protides | glucides |
| Viande, poisson, œuf | protides | lipides, fer, phosphore |
| Haricot, niébé, soja | protides et glucides | sels minéraux |
| Lait | eau, avec glucides (lactose), lipides et protides | calcium, vitamines |
| Fruits (orange, mangue, goyave) et légumes | eau | sucres, vitamines (C, A), sels minéraux, fibres |
Le lait est souvent présenté comme un aliment presque « complet » : c'est la seule nourriture du jeune mammifère pendant ses premières semaines. Mais aucun aliment ne contient à lui seul tout ce dont l'adulte a besoin, en bonnes proportions : par exemple, le lait est pauvre en fer. D'où l'importance d'une alimentation variée.
4. Classer les aliments selon leur rôle
On regroupe souvent les aliments en trois grands groupes, selon le rôle dominant de leurs nutriments.
- Aliments énergétiques
- Aliments bâtisseurs (de construction)
- Aliments protecteurs (fonctionnels)
- fournissent l'énergie : riz, fonio, manioc, igname, huile, sucre
- construisent et réparent le corps : viande, poisson, œuf, lait, haricot, arachide
- protègent contre les maladies : fruits, légumes, feuilles vertes
- Les aliments énergétiques sont riches en glucides et en lipides, utilisés par les cellules pour produire de l'énergie.
- Les aliments bâtisseurs sont riches en protides (et en calcium pour les os) : ils permettent la croissance et le renouvellement des cellules.
- Les aliments protecteurs apportent vitamines et sels minéraux, indispensables au bon fonctionnement de l'organisme.
Le repas de la cantine de Kadiatou est bien équilibré : riz et huile (énergétiques), poisson (bâtisseur), feuilles de manioc et orange (protecteurs).
5. La valeur énergétique des aliments
Les nutriments énergétiques libèrent de l'énergie quand ils sont dégradés dans les cellules (respiration, étudiée plus loin). Les valeurs moyennes à retenir sont :
| Nutriment | Énergie libérée par gramme |
|---|---|
| Glucides | environ 17 kJ (4 kcal) |
| Protides | environ 17 kJ (4 kcal) |
| Lipides | environ 38 kJ (9 kcal) |
L'eau, les sels minéraux et les vitamines n'apportent pas d'énergie. On rappelle que 1 kcal ≈ 4,18 kJ.
E = mglucides × 17 + mprotides × 17 + mlipides × 38 (en kJ, masses en g)
Exemple
Un échantillon de 100 g de farine contient 75 g de glucides, 8 g de protides et 2 g de lipides. Calculer sa valeur énergétique.
Glucides : 75 × 17 = 1 275 kJ.
Protides : 8 × 17 = 136 kJ.
Lipides : 2 × 38 = 76 kJ.
Total : 1 275 + 136 + 76 = 1 487 kJ pour 100 g, soit environ 1 490 kJ.
En kilocalories : 75 × 4 + 8 × 4 + 2 × 9 = 300 + 32 + 18 = 350 kcal.
Exemple
Comparer l'énergie apportée par 10 g d'huile et par 10 g de sucre.
Huile (lipides) : 10 × 38 = 380 kJ.
Sucre (glucides) : 10 × 17 = 170 kJ.
Rapport : 380 ÷ 170 ≈ 2,2. À masse égale, l'huile apporte plus de deux fois plus d'énergie que le sucre.
3Je retiens
Je retiens
Aliment simple : une seule substance (sucre, huile, sel, eau). Aliment composé : plusieurs substances (lait, riz, viande).
Analyse : dessiccation (eau = masse fraîche − masse sèche) ; calcination (cendres = sels minéraux ; matière organique = masse sèche − cendres) ; tests d'identification.
Trois groupes : énergétiques (glucides, lipides), bâtisseurs (protides), protecteurs (vitamines, sels minéraux).
Valeur énergétique : glucides et protides environ 17 kJ/g (4 kcal/g) ; lipides environ 38 kJ/g (9 kcal/g) ; eau, sels et vitamines : 0.
Aucun aliment n'est complet pour l'adulte : il faut varier l'alimentation.
4Erreurs fréquentes
- Confondre matière sèche et matière organique : la matière sèche contient aussi les sels minéraux ; il faut retrancher les cendres.
- Calculer les pourcentages par rapport à la masse sèche alors qu'on demande la masse fraîche : lire attentivement l'énoncé.
- Attribuer une valeur énergétique aux vitamines ou à l'eau : elles n'apportent aucune énergie.
- Croire que les aliments « énergétiques » ne contiennent que des glucides et des lipides : la plupart des aliments sont composés ; on les classe selon leur substance dominante.
5Je m’exerce
1Exercice 1
(Questions de cours)
a) Définis un aliment simple et un aliment composé ; donne deux exemples de chaque.
b) Quel résultat de la calcination montre qu'un aliment contient de la matière organique ?
c) Cite les trois groupes d'aliments et le rôle de chacun.
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a) Un aliment simple est formé d'une seule sorte de substance alimentaire (sucre, huile, sel, eau) ; un aliment composé en contient plusieurs (lait, riz, viande, arachide).
b) L'aliment noircit et brûle en dégageant de la fumée : la matière organique, qui contient du carbone, se consume ; il ne reste que les cendres minérales.
c) Aliments énergétiques (fournissent l'énergie), aliments bâtisseurs (construisent et réparent le corps), aliments protecteurs (apportent vitamines et sels minéraux, protègent contre les maladies).
2Exercice 2
Classe les aliments suivants dans les trois groupes : fonio, œuf, mangue, huile d'arachide, poisson fumé, feuilles de patate douce, igname, lait caillé.
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Énergétiques : fonio, huile d'arachide, igname. Bâtisseurs : œuf, poisson fumé, lait caillé. Protecteurs : mangue, feuilles de patate douce.
3Exercice 3
On analyse 50 g de viande fraîche. Après dessiccation, il reste 15 g ; après calcination, il reste 0,5 g de cendres.
a) Calcule les masses d'eau, de matière organique et de sels minéraux.
b) Exprime-les en pourcentage de la masse fraîche.
c) Le test du biuret est fortement positif. Que peux-tu en conclure ?
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a) Eau : 50 − 15 = 35 g. Matière organique : 15 − 0,5 = 14,5 g. Sels minéraux : 0,5 g.
b) Eau : 35 ÷ 50 × 100 = 70 %. Matière organique : 14,5 ÷ 50 × 100 = 29 %. Sels minéraux : 0,5 ÷ 50 × 100 = 1 %. Vérification : 70 + 29 + 1 = 100 %.
c) La viande contient beaucoup de protéines : c'est un aliment bâtisseur.
4Exercice 4
100 g d'un aliment contiennent 20 g de glucides, 25 g de protides et 45 g de lipides.
a) Calcule sa valeur énergétique en kJ.
b) Quelle part (en %) de cette énergie provient des lipides ?
c) De quel aliment guinéen courant pourrait-il s'agir : riz, arachide ou orange ? Justifie.
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a) Glucides : 20 × 17 = 340 kJ ; protides : 25 × 17 = 425 kJ ; lipides : 45 × 38 = 1 710 kJ. Total : 340 + 425 + 1 710 = 2 475 kJ.
b) 1 710 ÷ 2 475 × 100 ≈ 69 %.
c) L'arachide : c'est une graine très riche en lipides et en protides, avec peu de glucides. Le riz est surtout riche en amidon et l'orange surtout en eau et en sucres.
5Exercice 5
(Type examen) Un élève veut connaître la composition du niébé (haricot). Il dispose de graines, d'une étuve, d'un bec Bunsen, d'une balance et des réactifs du laboratoire.
a) Propose un protocole complet pour déterminer la teneur en eau, en matière organique et en sels minéraux.
b) Il obtient : masse fraîche 40 g ; masse sèche 35 g ; cendres 1,4 g. Calcule les pourcentages.
c) Tests : eau iodée bleu-noir ; Fehling négatif ; tache non translucide ; biuret violet. Quelles substances organiques contient le niébé ?
d) Dans quel groupe d'aliments classes-tu le niébé ? Pourquoi est-il conseillé de l'associer au riz ?
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a) Peser 40 g de graines (masse fraîche). Les placer à l'étuve vers 100 °C et les peser régulièrement jusqu'à masse constante (masse sèche). Calciner ensuite la matière sèche au bec Bunsen dans une capsule jusqu'à obtention de cendres blanches, puis peser les cendres. Sur d'autres graines broyées dans l'eau, réaliser les tests d'identification (eau iodée, liqueur de Fehling, tache sur papier, biuret).
b) Eau : 40 − 35 = 5 g, soit 12,5 %. Sels minéraux : 1,4 g, soit 1,4 ÷ 40 × 100 = 3,5 %. Matière organique : 35 − 1,4 = 33,6 g, soit 84 %. Vérification : 12,5 + 3,5 + 84 = 100 %.
c) De l'amidon (eau iodée bleu-noir) et des protéines (biuret violet) ; pas de sucre réducteur détectable et peu de lipides.
d) Le niébé est un aliment bâtisseur, riche en protéines (tout en étant aussi énergétique grâce à l'amidon). On l'associe au riz, surtout énergétique, pour obtenir un repas qui apporte à la fois énergie et protéines ; les protéines des céréales et celles des légumineuses se complètent aussi en acides aminés.
Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.
6Je vérifie
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