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.
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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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