Du lait au yaourt. Bac S Liban 2014

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L'acide lactique est l'un des composants essentiel du lait.
L'acide lactique.
Entourer les groupes caractéristiques et justifier son nom : acide 2 -hydroxypropanoïque.
Cette molécule possède-t-elle des stéréoisomères ? Si c'est le cas, donner la représentation de Cram de ses stéréoisomères et indiquer la relation qui les lie.
Une fonction acide carboxylique à l'extrémité d'une chaine carbonée à 3 carbones : donc c'est un dérivé de l'acide propanoïque.
Un groupe hydroxyle fixé sur le carbone n°2 : d'où le nom acide 2-hydroxypropanoïque.
La présence d'un atome de carbone asymétrique conduit à l'existence de deux énantiomères.

En solution aqueuse, l'acide lactique que l'on notera AH a des propriétés acidobasiques. Sa base conjuguée est l'ion lactate. Le pH d'une solution d'acide lactique de concentration c = 1,5 mmol/L est égal à 3,4.
L'acide lactique est-il fort ou faible ?
Dans l'hypothèse d'un acide fort : pH = -log c = - log (1,5 10-3) =2,8.
Le pH mesuré étant supérieur à -log c, l'acide lactique est un acide faible.
Le pH d'un lait se situe autour de 6,5.
Quelle est l'espèce prédominante du couple acide lactique / ion lactate ? Justifier.
pKa( acide lactique / ion lactate)= 3,9.
A pH supérieur à pKa, la forme base conjuguée ( ion lactate) prédomine.
Un lait frais n'est que lérement  acide mais cette acidité peut se développer assez vite. On vérifie l'état de conservation d'un lait en mesurant son acidité totale en " équivalent d'acide lactique" exprimée en degré Dornic ( °D).
Un lait frais doit avoir une acidité inférieure à 18°D.
Un degré Dornic correspond à 0,1 g d'acide lactique par litre de lait.



Protocole de titrage d'un lait.
On verse V=10,0 mL de lait dans un erlenmeyer et on ajoute quelques gouttes de phénolphtaléine. On procède au titrage de l'échantillon par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration molaire cB=0,11 mol/L appelée soude Dornic.
L'équation de la réaction chimique support du titrage est :
AHaq +HO-aq --->A-aq+ H2O.
La persistance d'une coloration rose est observée pour un volume de solution titrante versée VE= 1,4 mL.
A quoi correspond ce changement de couleur ?
Avant l'équivalence la soude est en défaut et à pH inférieur à 8,2, l'indicateur coloré est incolore. Après l'équivalence la soude est en excès et à pH supérieur à 8,2, la forme basique de la phénolphtaléine est rose.
En exploitant le résulat du titrage, déterminer si le lait est frais.
Quantité de matière de soude ajouté à l'équivalence : n = vEcB = 1,4 *0,11 = 0,154 mmol.
Quantité de matière d'acide : n = [acide] V ; [acide] =0,154 / 10,0 = 0,0154 mol/L.
Masse molaire de l'acide lactique: M = 90 g/mol.
Concentration massique en acide : 0,0154*90 =1,386 ~1,4 g/L.
Equivalent d'acide lactique : 1,4 /0,1 = 14 °D, valeur inférieure à 18°D : le lait est donc frais.
Remarque : VE*10 = Equivalent d'acide lactique.
Faire preuve d'esprit critique sur le dosage réalisé et proposer une amélioration.
Pour une meilleur précision, le volume de solution titrante doit être compris entre 10 et 20 mL. Diluer donc 10 fois la soude ou bien prendre un échantillon de lait de 100 mL.

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Vers le yaourt.
Déterminer la température la plus favorable à la formation du yaourt ainsi que la durée au bout de laquelle la consistance est celle attendue d'un yaourt.

 La texture d'un yaourt est due à la coagulation d'une protéine, la caséine. Cela se produit pour un pH <4,6. Le pH d'un lait ensemencé avec des bactéries devient inférieur à 4,6 au bout d'environ 5,5 heures.

A 2°C, à 25°C ou encore à 80°C, l'acidité d'un lait ensemencé de bactéries évolue peu, même au bout de 4 heures. Cette acidité reste voisine de 20°D.

Par contre à 45 °C, l'acidité de ce lait ensemencé passe de 19°D à 78°D en quatre heures. A cette température, le pH du lait sera inférieure à 4,6 au bout de quelques heures et la caséine pourra précipiter et donner la texture au yaourt.




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