I) la maturation d'un fruit climaterique


    I ) La maturation d'un fruit

          climatérique.

     

   A) La banane, un fruit climatérique.

      1) Les fruits climatériques:

    a) Définition:

       Un fruit climatérique est un fruit dont la maturation est dépendante de l'éthylène (agissant comme hormone végétale/phytohormone), et associée avec une augmentation de la respiration cellulaire de ses tissus. Ces fruits ont la capacité de continuer leur maturation une fois cueillis.

Un fruit non-climatérique quant à lui est un fruit dont la maturation est indépendante de l'éthylène, et donc non associée à une augmentation de la respiration de ses tissus. Ces fruits ne poursuivent plus leur maturation une fois cueillis c'est à dire qu'ils "pourrissent".

              b) Classification des fruits communs:        

 

fruits climatériques

fruits non climatériques

Abricot

Avocat

Banane

Goyave

kiwi

Mangue

Melon

Nectarine

Papaye

Pomme

Pêche

Poire

Prune

Tomate

Agrumes

Ananas

Cerise

Concombre

Fraise

Framboise

Litchi

Raisin

Olive

 

 

 

 2)  Pourquoi le choix de la banane?

        Nous voulions observer le mûrissement des fruits, pour plus de facilité et en raison de la saison nous avons choisi de travailler sur des fruits climatériques afin de ne pas être contraints de les étudier sur l’arbre.

Nous avons choisi la banane parmi les fruits climatériques car il s’agit d’un fruit accessible à n’importe quelle période de l’année, et qui est bon marché comparé à d’autre fruits climatériques comme la papaye ou la goyave.

De plus le stade de mûrissement de la banane est facilement identifiable grâce à sa couleur. La banane est aussi très réactive aux facteurs environnementaux comme la présence d’éthylène ou la concentration en oxygène.

Ainsi la banane était le sujet idéal pour avoir des résultats rapides, visibles et facilement exploitables durant nos expériences.

 B) La maturation, stade et définition.

    1) Définition:

        Maturation: Processus menant au développement complet d'un phénomène, évolution d'un végétale vers la maturité.

La maturation des fruits correspond à un ensemble de changements biochimiques et physiologiques qui conduisent le fruit à son état de maturité et qui lui confère ses caractéristiques organoleptiques : arômes, couleur, jutosité.


 

tableau definissant les stades et les periodes du devellopement de la banane


   2) Les différents stades de la maturation de la banane. 

       Le fruit naît à partir de la fleur de bananier et se développe lentement lors de ce que l'on appelle la grande croissance. Une fois que le fruit a atteint sa taille adulte, il commence à changer de couleur (verenaison) et entre dans la période de maturation. A la fin de cette période le fruit a atteint sa maturité. Il entre alors dans la phase de senescence, jusqu'à sa "mort".

     a) Caractéristiques de la maturation:

       _Le changement d'aspect:

              La maturation est visible par le changement de couleur s'opérant à partir de la verenaison. 

              La banane est initialement verte. Cette couleur est due à la présence de chlorophylle dans le fruit. Avec le temps et par le moyen de réactions enzymatiques, la chlorophylle est dégradée et la couleur verte disparaît. La place est laissée aux pigments caroténoïdes (aussi responsables de la couleur orangée de la carotte), qui donnent sa couleur jaune à la banane. Les tâches brunes qui apparaissent par la suite sont causées par la dopamine. Elle est crée a partir de réaction enzymatiques causées principalement par l’éthylène. Ces réaction ne peuvent se faire qu'après la disparition des tanins de la banane, car ceux ci réagissent avec les enzymes empêchant leur activité.

          _Echelle de maturation de la banane :

         

       banane encore mi-verte    banane completement jaune  apparition de taches brunes Devellopement des taches brunes     

       b) Modifications chimiques

        Lors de la maturation une multitude de réactions chimiques ont lieux, notamment des réactions enzymatiques. Celles- ci sont responsables de changements sur les paroies cellulaires du fruit ( constituées de: amidon, pectine, celullose...), entraînant un ramollissement de la banane.

    L’amidon est dégradé par l’amylase pour former du glucose, qui donne le goût sucré à la banane.

     

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       3) Test au diiode:

    Nous voulions prouver la présence d'amidon pour voir si il est le précurseur du gucose dans la banane. Pour cela nous avons réalisé un test au diiode. Le principe du test est de versé quelques gouttes d'une solution d'eau iodée sur des rondelles de banane.

    Si il y a présence d'amidon alors l'eau iodée de couleur initiale jaune vire au noir.


    Test au diiode (les parties noires signifient la présence d'amidon)


    Durant nos expériences nous avons observé deux résultats:

    -sur le banane peu mûres on observe nettement l'apparition de la couleur bleue.

    -sur la banane mûre ,la coloration du diiode ne change quasiment pas et reste jaune

    Grâce au test à l'iode nous avons montré la présence d'amidon dans les bananes peu avancées dans la maturation et l'absence de l'amidon dans les bananes déjà mures.

      Plus la maturation de la banane est forte plus l'amidon disparait. Grâce à cette conclusion nous avons émis l'hypothèse que l'amidon se transforme en glucose, ce qui expliquerait le goût sucré d'une banane mûre.

     

     

       4) Test à la liqueur de Fehling:

     

          Nous avons dit que plus une banane est mûre, plus elle a une couleur « brune » et sa texture est plus molle. Mais ces deux critères se font à partir d'observations visuelles ou du toucher, et sont donc relativement approximative et manque de précision. Nous avons donc décidé de trouver un moyen plus exact afin de définir le mûrissement de la banane.

    D'après les informations donnés par notre professeur de SVT et nos recherches, le mûrissement des fruits est lié à une transformation de l'amidon en glucose par une réaction enzymatique. On peut donc déterminer le stade de mûrissement d'un fruit par sa proportion de glucose qu'elle contient.

    Nous avons donc décidé de pratiquer un test à la liqueur de Fehling afin de vérifier cela.

     

    La liqueur de Fehling est un produit liquide de couleur bleue qui en solution, en présence de chaleur et de glucose prend une couleur rouge brique ( plus il y a de glucose plus la solution est couleur rouge

    Nous avons donc décidé de faire un test à la liqueur de Fehling.

     

           Pour cela nous avons donc pris trois tubes à essais. Dans un premier nous avons introduit de la banane non mûre mixé (une banane verte et ferme) dilué dans de l'eau, dans le deuxième nous avons mis de la banane mûre mixé (une banane marron et molle), les deux solutions contenant là même proportion de banane pour un volume d'eau donné, et dans un troisième tube nous avons mis du glucose pure dilué dans de l'eau ( expérience témoin). Après les avoir fait chauffer quelques minutes, voici les résultats obtenues:

     

     

     

     

    De gauche à droite: tube contenant le glucose, tube contenant la banane mûre, tube contenant de la banane encore verte.

     

         On voit donc que le tube contenant du glucose a pris une couleur rouge brique comme prévue. On voit aussi que le tube contenant de la banane mûre à pris une couleur plus proche du rouge que le tube contenant de la banane non mûre, qui a gardé à une couleur bleuté lié à la liqueur de Fehling. On a donc la confirmation qu'une banane mûre contient plus de glucose qu'une pas mûre.

     

    Mais là encore ces tests ne sont encore que visuels. Pour avoir des résultats plus précis, nous avons donc décidé de procéder à un titrage.

      

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       5) Le Titrage du glucose:

     

         Pour cela nous allons faire réagir une quantité de matière connu de diiode I2 avec la quantité de matière recherché de glucose. Nous allons procéder de la sorte que tous le glucose présent ai réagi avec le diiode et qu'il reste du diiode.

    Puis nous allons faire réagir la quantité restante de diiode (inconnue) avec une solution de thiosulfathe NS2O32 par le biais d'un titrage.

    On a l'équation suivante d'après la stœchiométrie de la réaction:

              N I2initiale = N I2consommé + N I2restant

     Donc

              N I2initiale = Nglucose +2 NS2O32-

     

         On prends une solution initiale de diiode de volume 20mL et de concentration 0.05mol/L que l'on fait réagir avec le glucose. Le diiode donne une couleur marron à la solution . Afin d'accélerer la réaction on ajoute de la soude (NaOH) et on laisse reposer la solution une demie heure. La soude a décolorer la solution. Afin de recolorer la solution, on rajoute de l'acide chloridrique.

    Nous allons donc pouvoir procéder au titrage entre le diiode restant et le thiosulfathe de concentration 0.01 mol/L dans une burette.

          Nous avons réalisé ces expériences avec trois solutions de glucose: une de glucose pure, une avec de la banane mûre mixée et une avec de la banane non mûre mixé (ces deux solutions ont été préparés avec la même masse de banane ). Ces trois solutions ont un volume de 100 mL.

     

        Voici les résultats obtenus :

        Solution de Glucose pure de concentration  5.5*10-3mol/L et qui va donc servir de test : On peut lire sur la burette que le volume à l'équivalence de thiosulfate est de 10.2 mL, soit on a N= 0.0102*0.01=2.2*10-4mol. On a :

    Nglucose = N I2initiale -2 NS2O32-=1.0*10-3-2*2.2*10-4= 5.6*10-4 mol.

    On a donc 5.6*10-4 mol dans 100 mL soit une concentration de 5.5*10-3mol/L. 

    On voit donc que le résultat trouvé est bien cohérent avec la concentration connu à l'origine . Nous allons donc faire les tests avec les deux solutions contenant de la banane.

       

    Matériel utilisé pour le titrage


         Pour les solutions contenant de la banane mûre et de la banane encore verte on prendra 5 mL de diiode et 5 mL de thiosulfate de concentration 0.1 mol/L.

    On trouve un Volume à l'équivalence de 0.2mL de thiosulfate pour la banane mûre et 0.5mL pour la banane verte. Nous manquons donc de précision avec la burette que nous avons. Cependant les résultats trouvés vont dans le "bon sens" :

    Dans la solution de banane mûre il reste 0.0002*0.1/2=1*10-5mol de diiode pour une quantité de matière initiale de

    0.005*0.05=2.5*10-4mol. On a donc environ 2.5*10-4-1*10-5=2.4*10mol de glucose dans ce morceau de banane.

    Dans la solution de banane verte on trouve un volume à l'équivalence de 0.0005 mL. Il reste donc dans la solution 0.0005*0.2/2=2.5*10-5 mol de diiode. Soit on trouve dans la banane n=2.5*10-4-2.5*10-5 =2.25*10-4mol de glucose dans

    le morceau de banane verte.

    Même si on manque de précision du fait de la burette, on peut dire que les résultats sont plutôt cohérents, puisqu'on retrouve plus de glucose dans la banane mûre que dans celle encore verte.

    Une banane mûre contient donc plus de glucose qu'une banane non mûre, ce qui peut permettre de définir à quel stade de maturation se trouve une banane.


    Vers partie expérimentale

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    Olive

    Commentaires (6)

    1. sarah 05/03/2011

    verenaison ce mot n'existe pas

    2. flo 16/03/2011

    Cool votre site les mecs

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