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Exercice 1

Document : Mélanger de l'huile à de l'eau ?

Vous prenez un bol où vous versez de l'huile puis de l'eau : deux phases se séparent, l'eau, plus lourde, en dessous et l'huile, plus légère, au dessus. Vous fouettez : quelques gouttes d'eau entrent dans l'huile, quelques gouttes d'huile vont dans l'eau, mais dès que l'agitation cesse, les gouttes d'huile remontent et les gouttes d'eau redescendent. Les deux phases se séparent à nouveau.

Par quel miracle, l'eau du jaune d'œuf (environ la moitié du jaune) et l'huile restent-elles mélangées dans la mayonnaise ?

Les secrets de la casserole H .This
Question 1 (1 point)

Saisir des informations et utiliser ses connaissances

Un corps gras tel que l'huile est-il miscible à l'eau ? Justifier à partir du document.

Comment nomme-t-on le mélange ainsi réalisé ?

Question 2 (0,5 point) Saisir des informations

Quels sont les ingrédients indispensables pour réaliser une mayonnaise ?
Question 3 (1,5 points) Utiliser ses connaissances

Le jaune d'œuf est constitué « pour la moitié environ » d'eau et contient un lipide, la lécithine. Quel nom donne t-on à ce type de molécules ? Schématiser une molécule de lécithine et annoter le schéma.
Question 4 (2 points)

Utiliser ses connaissances

Pourquoi « l'eau du jaune d'œuf et l'huile restent-elles mélangées dans la mayonnaise » ?

Illustrer votre réponse à l'aide d'un schéma explicatif.

Exercice 2 : Lypophilisation

Document 1 : Définition de la lyophilisation

La lyophilisation, ou séchage à froid, est un procédé qui permet de retirer l'eau contenue dans un aliment ou un produit afin de le rendre stable à la température ambiante et ainsi faciliter sa conservation.

La lyophilisation utilise un principe physique fort simple : c'est le passage d'un élément de l'état solide à l'état gazeux directement sans passer par l'état liquide. Dans le cas de l'eau que l'on veut retirer des aliments, l'opération de lyophilisation consiste à

1. Congeler les aliments pour que l'eau qu'ils contiennent soit sous forme de glace.

2- Ensuite, sous l'effet du vide, sublimer la glace directement en vapeur d eau.

3. Récupérer cette vapeur d'eau.

Une fois que toute la glace est sublimée, les aliments sont séchés à froid et un peut; les retirer de l'appareil.

Extrait de www.Iyo-san/c

Document 2 : Applications de la lyophilisation

a) Intérêts de la lyophilisation

Conserver un produit qui peut être fragile (thermosensible).

Gain de poids et de volume.

La qualité organoleptique est supérieure à celle d'un produit déshydraté classiquement

Goût proche des produits frais, peu de perte d'arôme.

Les produits sont de bonne qualité nutritionnelle : pour les protéines les pertes sont inférieures à 5 % : pour la vitamine C, elles sont de l'ordre de 10 %

Cette méthode permet de concentrer.

b) Inconvénients

Le coût est élevé

Le produit obtenu est fragile (résistance mécanique faible).

Il est sensible à l'oxydation.

Il y a une perte de couleur.

Extrait de www.ensaia.inpl-nancy.fr

Question 1 (Physique-Chimie) (0,5 point) Saisir des informations

D'après le document 1, quel est le but de la lyophilisation ?

Question 2 (Physique-Chimie) (3 points) Restituer ses connaissances

Compléter un schéma

Compléter le schéma ci-dessous

On nommera les changements d'état sur les pointillés associés aux flèches et les états physiques de l'eau dans les trois cadres correspondants.



Question 3 (Physique Chimie) (0,5 point) Repérer des informations

Quel changement d'état retrouve-t-on lors de la lyophilisation ?

Question 4 (Physique-Chimie) (1 point) Utiliser ses connaissances
Pourquoi faut-il procéder sous l'effet du vide et non à la pression atmosphérique pour réaliser la lyophilisation ?

Question 5 (Physique-Chimie) (0,5 point) Restituer ses connaissances

Citer un produit alimentaire usuel lyophilise.

Question 6 (Physique-Chimie) (1,5 point) Utiliser un vocabulaire scientifique

Mettre en relation des informations
Citer une autre technique de conservation de produits alimentaires. Puis, en s’aidant du document 2, donner un avantage et un inconvénient de cette technique par rapport à la lyophilisation.

Exercice 3

Les variations d'une mayonnaise

Document 1

Les émulsions sont des sources inépuisables de découvertes culinaires. Toutefois, ici, elles ne seront qu'un point de départ, et nous conduiront à des systèmes physico-chimiques plus complexes, que chacun peut pourtant réaliser en cuisine.

Au fil des mois nous avons considéré plusieurs types d'émulsions. La vedette est évidemment tenue par la mayonnaise, le prototype de l'émulsion citée par tous les livres de « physique de la matière molle ». Elle s'obtient par dispersion, dans l'eau, de gouttelettes d'huile stabilisées par les protéines du jaune d'œuf. Voilà le thème ; abordons maintenant les variations.

Première variation : la mayonnaise sans jaune d'œuf que l'on confectionne comme la mayonnaise classique, mais on remplace le jaune par le blanc. En effet le blanc d'œuf est composé de 90 pour cent d'eau et de 10 pour cent de protéines, qui ont le même type de propriétés « tensioactives » que les protéines du jaune. En pratique, la procédure est exactement la même que pour la mayonnaise habituelle dans un bol on ajoute goutte à goutte de l'huile à un blanc d'œuf en fouettant. Au début, le blanc mousse, mais, progressivement, l'huile, divisée en gouttelettes de plus en plus petites par l'action du fouet, remplace l'air qui se trouve dans les bulles. Comme les bulles d'air, les gouttelettes d'huile sont stabilisées par les protéines du blanc d'œuf, car ces dernières sont déroulées par le cisaillement du fouet, de sorte que leurs parties hydrophobes viennent au contact de l'huile, les parties hydrophiles des protéines restant dans l'eau.

Deuxième variation : la mayonnaise sans œuf, que l'on obtient à partir d'un peu d'eau chauffée, d'une demi-feuille de gélatine que l'on y dissout, et d'huile que l'on introduit en fouettant, tout comme on fouette une mayonnaise. Dans un premier temps, une émulsion blanche apparaît, les protéines apportées par la gélatine venant se placer à l'interface de l'eau et de l'huile autour de chaque gouttelette. Puis, quand cette émulsion repose et refroidit, elle gélifie parce que les molécules de gélatine ont tendance à s'associer par leurs extrémités et à former un réseau au sein duquel l'émulsion est piégée.

D'après l'article « Jeux de texture » de HERVE THIS

dans POUR LA SCIENCE, février 2001.

Document 2

Le principe de la mayonnaise à la gélatine est le suivant : nous avons formé une émulsion qui s'est transformée en un gel " physique ", c'est-à-dire un gel qui se défait quand on le chauffe, et se rétablit en refroidissant.

D'après le même article de POUR LA SCIENCE

Question 1 : (physique-chimie) (2,5 points) Restituer ses connaissances

Saisir des informations et raisonner

1.1. Quand on fouette de l'eau et de l'huile dans un bol, on obtient un mélange instable. Comment le nomme-t-on ?

1.2. Si on laisse repose plusieurs minutes le mélange précédent, qu'observe-t-on ? Pourquoi ?

1.3. Avec l'eau et l'huile, il faut un autre constituant pour assurer la stabilité d'une mayonnaise,

1.3.1. Retrouver, dans le document 1, deux exemples de constituants qui assurent cette stabilité.

1.3.2. A quel type de composés appartiennent-ils ?

Question 2 : (physique-chimie) (1,5 points) Saisir des informations

Mobiliser ses connaissances

En utilisant le document 1 :

2.1. Retrouver la composition du blanc d'œuf,

2.2. Déterminer, dans « la mayonnaise sans jaune d'œuf » :

2.2.1. Quel ingrédient contient de l'eau ?

2.2.2. Quel est le lipide utilisé ?

Question 3 : (physique-chimie) (1 point) Restituer ses connaissances.

3.1. Une molécule de composé tensioactif possède une partie hydrophile et une partie hydrophobe. Expliquer ces deux termes.

3.2. On représente la molécule de tensioactif par ce schéma :



le recopier puis indiquer la partie hydrophile et la partie hydrophobe.

Question 4 : (physique-chimie) (0,5 point) Saisir des informations

Dans la première variation, les protéines sont enroulées, quelle opération assure leur déroulement ?

Question 5 : (physique-chimie) (1 point) Utiliser ses connaissances

Dans le document 2, on lit : "……… un gel "physique", c'est-à-dire un gel qui se défait quand on le chauffe". On transpose la phrase à un glaçon qui subit une transformation physique.

6.1. Quel verbe utilisera-t-on à la place de "se défait" ?

Recopier la phrase sur votre copie puis la compléter.

"c'est-à-dire un glaçon qui …………………quand on le chauffe",

6.2. Nommer cette transformation physique.

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