Variations de la teneur en sucres réducteurs des tubercules de pommes de terre

Travail réalisé par Gabrielle Hoarau

MESURES DES TENEURS EN GLUCOSE DES TUBERCULES DE POMME DE TERRE

Buts : Montrer un exemple de pratique agricole qui consiste à suivre/contrôler la teneur en sucres réducteurs des tubercules de pommes de terre 

• Pour une meilleure récolte, récolter à maturité physiologique, c’est récolter des pommes de terre avec un taux le plus bas de sucres réducteurs.

activité possible: On pourra doser les teneurs en sucres réducteurs d’une pomme de terre non arrivée à maturité (à choisir parmi les primeurs) et d’une pomme de terre de conservation. 

• Pour  conserver le plus longtemps cette matière première, il faut éviter le vieillissement physiologique des tubercules, leur perte de poids et la formation des sucres réducteurs. Une conservation des tubercules à trop basse température < à 7 °C entraîne une dégradation de l'amidon et la formation des sucres réducteurs.

activité possible: On pourra doser les teneurs en sucres réducteurs sur deux pommes de terre de conservation ( même variété) dont une entreposée au moins depuis deux semaines à des températures plus froides.

•  Pour optimiser leur vente par les producteurs et leur utilisation : la distribution vers la consommation ou les filières industrielles se fait en fonction de leur teneur en sucres.

 activités possibles:

 - On pourra doser la teneur en sucres de différentes variétés de pommes de terre et vérifier si leur taux de sucres correspondent bien aux conseils culinaires associés.

Vérifier quelles pommes de terre répondent au cahier des charges des industriels.

 - Eventuellement faire frire des portions des pdt échantillonnées pour observer la coloration des frites et vérifier la relation suivante: Plus la teneur en glucose est élevé, plus la couleur des frites sera foncée et responsable du goût amer en bouche.

 Compétences :

- Utiliser du matériel courant de laboratoire

- Utiliser une chaîne EXAO
 

 EXPERIMENTATION

Par Mesures indirectes:

 Principe de l'expérimentation :   L'Enzyme glucose-oxydase permet la dégradation du glucose selon la réaction suivante.

                       C₆H₁₂O₆ + O₂ + H₂O -------------------------> C₆H₁₂O₇ + H₂O₂

On peut estimer la vitesse de la réaction en mesurant la disparition du dioxygène du milieu, à l’aide d’une sonde oxymétrique, en fonction du temps.

1. Réaliser une gamme étalon

On mesurera la vitesse de la réaction pour des solutions de concentrations en glucose connues (1 ; 0.05 ; 0.01 ; 0.005 ; 0.001mol/L) et des jus de pomme de terre (pdt) dilués dont on veut déterminer les concentrations. Toutes les autres conditions étant maintenues fixes, en particulier la concentration en enzyme.

En traçant la courbe Vi = f([S]), on pourra reporter sur la partie linéaire de la courbe les vitesses initiales obtenues pour les solutions de pdt et déterminer les concentrations correspondantes.

2.  Préparation des solutions de pomme de terre

 Pour chaque test :  

- Trancher un tubercule pour n'en conserver que le cœur puis couper en petits morceaux la chair de la partie prélevée.

- Mélanger ces morceaux à une quantité d'eau distillée à adapter (selon les caractéristiques des pommes de terre testées) dans un mixeur pendant une minute

 Proportions préconisées pour l'obtention de " jus de pomme de terre"

 Filtrer le mélange (un filtre à café convient parfaitement).

3. Paramétrer le logiciel ( Ici Atelier scientifique)

- Après avoir lancé le logiciel, choisir "étude de cinétique enzymatique par oxymétrie"

- Choisir l’onglet graphique puis cliquer sur l’icône acquisition

   -    Paramétrer l’ordonnée et l’absci  sse (une durée d’acquisition de 3 minutes suffit)

 Lancer les mesures

Pour chaque solution de concentration en glucose connues ou inconnues  :

- Remplir le réacteur avec 10 ml de solution glucosée, placer l’agitateur et fermer en vérifiant l’absence de bulles d’air.

- Placer la sonde oxymétrique .

- Mettre en route l’agitation à la vitesse minimum pour commencer, puis augmenter peu à peu.

- Préparer une petite seringue avec 0.2 ml d’enzyme et la mettre en place pour l’injection.

- Cliquer sur le feu vert pour lancer l’acquisition

- Enregistrer les résultats en fin de mesure.
 

Pentes obtenues avec l'outil droite pour les 4 échantillons de la variété Charlotte entreposées dans des conditions différentes :
 Charlotte t= 7 jrs à T ambiante : 0,348
 Charlotte t= 7 jrs au froid : 0,348
Charlotte t= 15 jrs à T ambiante :0,265
Charlotte t= 15 jrs au froid : 0,296

4. Exploiter les résultats: construire la courbe Vi=f([S]) et déterminer les concentrations des « jus de pomme de terre »

- Dans outils, choisir droite. Déterminer et noter le coefficient directeur des courbes de concentrations inconnues.

- Dans la barre de menu, cliquer sur affichage et choisir encore affichage dans le menu déroulant pour décocher les courbes correspondant à des concentrations inconnues et construire Vi = f([S]).

- Cliquer sur l’icône traitement des données.

- Sélectionner l’onglet courbe paramétrique puis la pente.

- Sur le graphique, délimiter avec les traits verticaux l’intervalle permettant la capture des coefficients directeurs des courbes (à choisir en début de chute du taux de O₂)

- Dans le tableau Mesure sur le graphe et Valeur du paramètre :

Oter le signe – devant chaque valeur de pente (colonne Mesure sur le graphe).

Taper dans la colonne Valeur du paramètre les concentrations en substrat utilisées correspondant à chaque courbe colorée.

- Pour construire la courbe Vi = f([S]), entrer les paramètres et leurs unités : en abscisse substrat en mol.L^-1, en ordonnée Vi en mol.L^-1 _.min^-1 .

- Cliquer sur tracer.

Imprimer et déterminer graphiquement les concentrations en glucose des jus de pomme de terre dilués. Voir graphe ci-dessous

 Quelques résultats des dosages sur les variétés de pomme de terre testées

  Mesures directes des teneurs en glucose:

• méthode précise de mesure : utilisation d'un glucomètre ; insérer une bandelette dans le lecteur de glycémie, déposer une goutte de jus de pomme de terre et la teneur en glucose s'affiche en millimoles par litre à l'écran
•  méthode semi-quantitative : utilisation de bandelettes test de glucose

Conclusions et ouvertures possibles :

• Le contrôle et l'ajustement du taux des sucres réducteurs des tubercules de pomme de terre, en particulier le glucose est un enjeu majeur pour les producteurs de pomme de terre. La vente optimale de cette matière première aux industries agroalimentaires va dépendre des qualités des tubercules (teneurs en sucres réducteurs, teneur en matière sèche, teneurs en protéines etc....).

Les exigences en matière de sucres réducteurs des différentes filières de transformation de la pdt sont différentes en fonction de l'utilisation finale du produit d'ou l'intérêt de les contrôler.

Le taux de sucres réducteurs doit être

inférieur à 0,2-0,3% du poids de la matière fraîche pour fabriquer des chips

inférieur à 0,4-0,6 % pour les frites

inférieur à 0,4-1 pour former les flocons des purées déshydratées

• Dans le cadre d'une agriculture biologique, seules deux possibilités s'offrent aux producteurs pour respecter en autres les exigences des consommateurs (qui n'aiment pas les frites trop colorées) : la ventilation et la température.

Une conservation des pommes de terre à basse température permet de respecter le cahier des charges du Bio et de ne pas utiliser des anti-germinatifs. Mais dans ces conditions les teneurs en sucres réducteurs augmentent.

Pour éviter la dégradation de l'amidon (et formation des sucres), le producteur doit entreposer ses pommes de terre à des températures supérieures à 8 °C. Mais en choisissant cette option les risques de germination de ces tubercules est augmenté.

La seule issue possible dans ce cadre très strict, réside dans le choix des variétés culturales.

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