Savoirs Associés – Sciences appliquées à l`alimentation (SA2)
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Sciences de l’alimentation (SA2) AFBB CAP APR 1/10 I. Qualité nutritionnelle des aliments 1. Nature des constituants alimentaires et rôles dans l’organisme 1.1. Etude d’un aliment d’origine animale : le lait Le lait est un liquide fabriqué par les glandes mammaires des mammifères femelles. Pour l’alimentation humaine, le lait le plus utilisé provient des vaches. Un litre de lait de vache contient en moyenne : 900 g d’eau ; 50g de « sucre » ; 35g de « crème » ; 30 g de caséine et d’albumine ; 9 g d’éléments minéraux ; des traces des vitamines. Le lactose est un glucide composé de deux molécules : une de glucose et une de galactose. Le lactose est substrat des bactéries lactiques qui le transformeront en acide lactique. Une fois le milieu acidifié, les protéines du lait coagulent : c'est le caillé. La crème est la matière grasse (constituée de lipides) du lait. Elle est séparée du lait entier par écrémage. La caséine est une protéine qui coagule (« caillage ») sous l'action de l'acide lactique ou de la présure. Un litre de lait contient 1,25 g de calcium ; 1,10 g de chlore ; 0,86 g de phosphore ; 0,49 g de sodium ; 0,1 g de magnésium ; 0,1 mg de fer… 1.1.1. A l’aide du texte ci-dessus, réécrire la composition chimique du lait de façon plus précise. _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 1.1.2. Quelles sont les différentes formes de commercialisation du lait ? _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 1.1.3. Quels sont les produits dérivés du lait (les « produits laitiers ») ? _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ AFBB CAP APR Sciences de l’alimentation (SA2) 2/10 1.1.4. Citer d’autres aliments d’origine animale. _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 1.2. Etude d’un aliment d’origine végétale : le pain 100 grammes de pain contiennent : * 55g d' amidon* 10g de protéines (le gluten) moins de 1g d' acide gras des vitamines (B1, B2, B6, PP et E) des éléments minéraux (fer , phosphore, magnésium, calcium) L'amidon est un glucide de réserve (un « polysaccharide ») fabriqué par les végétaux pour stocker de l'énergie. 1.2.1. Quel est le principal ingrédient du pain ? Préciser son origine végétale. _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 1.2.2. Quels sont les autres ingrédients ? _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 1.2.3. Comparer l’amidon avec le lactose contenu dans le lait. _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 1.2.4. Citer d’autres aliments d’origine végétale. _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 1.2.5. Récapituler les différents constituants du lait et du pain. AFBB CAP APR Sciences de l’alimentation (SA2) 3/10 1.3. Nature et rôles des biomolécules L'eau est un composé chimique simple. Sa formule chimique est H2O, c'est-à-dire que chaque molécule d'eau se compose d'un atome d'oxygène entre deux atomes d'hydrogène. À pression ambiante, l'eau est gazeuse au-dessus de 100 °C solide en dessous de 0 °C, et liquide dans les conditions ambiantes de température et de pression. L'eau se trouve presque partout sur la Terre (70 % de la surface de la Terre est recouverte d'eau) et c'est un composé essentiel pour tous les organismes vivants. Les glucides (ou « hydrates de carbone » : ils contiennent du carbone, de l'oxygène et de l'hydrogène) sont des constituants essentiels des êtres vivants et de leur nutrition, car ils sont un des principaux intermédiaires biologiques de stockage et de consommation d'énergie. Chez les plantes, les sucres « simples » (monosaccharides) sont convertis en amidon pour le stockage. Chez les animaux, ils sont utilisés comme source d'énergie dans les réactions métaboliques. Les glucides sont habituellement répartis entre monosaccharides (glucose, galactose, fructose...), disaccharides (saccharose, lactose...) et polysaccharides (amidon, glycogène, cellulose). Une protéine (ou « protide ») est un assemblage de nombreux acides aminés liés par des liaisons peptidiques. Un acide aminé est une molécule organique contenant du carbone, de l'oxygène, de l'hydrogène, de l'azote et parfois du soufre. Les protéines ont des fonctions très diverses : certaines pourront avoir une fonction structurale (elles participent à la cohésion des cellules entre elles), enzymatique (elles catalysent les réactions chimiques de la matière vivante) ou encore une fonction de messager (pour les protéines impliquées dans des processus de signalisation cellulaire). Les lipides sont les matières grasses contenues dans les aliments. Ce sont des molécules constituées de carbone, d’hydrogène et d’oxygène sous forme de combinaison d’acides gras et de glycérol. La plupart des lipides alimentaires sont des triglycérides (1 glycérol et 3 acides gras). Les lipides sont insolubles dans l'eau (« hydrophobes ») et sont moins denses que l'eau. Les lipides sont indispensables au bon fonctionnement de l'organisme : ils servent de réserve d'énergie et font partie de la membrane des cellules. Mais une nourriture trop riche en graisses et en cholestérol (beurre, fromages, charcuteries…) favorise les maladies cardio-vasculaires. Une vitamine est une substance organique, nécessaire en dose très faible au métabolisme de l'organisme. Les vitamines sont des coenzymes (molécules qui « activent » les enzymes), ou sont indispensables à la synthèse d'une enzyme ou d'une hormone. L'organisme n'étant pas capable de les synthétiser, elles doivent être apportées régulièrement et en quantité suffisante par l'alimentation. Les éléments minéraux contribuent au métabolisme des lipides, des glucides et des protéines, à la formation du squelette et au bon fonctionnement du système nerveux et des muscles. Comme les vitamines, ils ne fournissent pas d'énergie. En fonction de la quantité nécessaire, on distingue les éléments majeurs et les oligo-éléments. Les éléments minéraux majeurs : Les principaux oligo-éléments sont : calcium (Ca) cuivre (Cu) fer (Fe) fluor (F) magnésium (Mg) iode (I) sodium (Na) manganèse (Mn) phosphore (P) zinc (Zn)… potassium (K) Sciences de l’alimentation (SA2) AFBB CAP APR 4/10 1.3.1. Établir la liste des atomes présents dans les biomolécules (« molécules du vivant »). _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 1.3.2. Représenter schématiquement une molécule d’eau. 1.3.3. Classer les aliments suivants en fonction de leur teneur en eau (par ordre décroissant) : farine, tomate, viande crue, confiture, beurre, œuf, jus de fruit. _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 1.3.4. Les aliments sont constitués de substances organiques et inorganiques. Compléter le tableau suivant : Constituant Glucides Protéines Lipides Eau Vitamines Éléments minéraux Organique Inorganique Fonction(s) biologique(s) AFBB CAP APR Sciences de l’alimentation (SA2) 5/10 2. Classification des aliments Les aliments peuvent être distingués selon leur origine animale (viandes, poissons, œufs, laits, fromages…) ou végétale (fruits, légumes, céréales…). Cependant, la classification des aliments est établie en fonction de leur composition. 2.1. Compléter le tableau suivant : GROUPE Exemples COMPOSITION Calcium 1. PRODUITS LAITIERS Protéines animales Vitamines B2, A ,D Lipides Protéines animales 2. VIANDES, POISSONS, OEUFS Fer Vitamines B1, B2, A Lipides Lipides (acides gras essentiels) 3. CORPS GRAS Vitamines A, D, E Glucides (amidon) 4. FECULENTS Protéines végétales Vitamines B Vitamine C et autres vitamines 5. LEGUMES ET FRUITS Fer, potassium, autres minéraux Glucides et fibres (cellulose) Eau Glucides « simples » 6. PRODUITS SUCRES Eau 7. BOISSONS Minéraux AFBB CAP APR Sciences de l’alimentation (SA2) 6/10 2.2. Nommer des aliments riches en glucides « simples » (monosaccharides ou oses) ou « doubles » (disaccharides ou diholosides). _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 2.3. Nommer des aliments riches en amidon (glucide « complexe » : polysaccharide ou polyoside). _____________________________________________________________________________________ 2.4. Nommer des aliments riches en fibres (cellulose). _____________________________________________________________________________________ 2.5. Citer des aliments riches en protéines d’origine animale. _____________________________________________________________________________________ 2.6. Citer des aliments riches en protéines d’origine végétale. _____________________________________________________________________________________ 2.7. Certains nutriments (acides aminés, acides gras) sont dits « essentiels ». Expliquer pourquoi. _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 2.8. Citer trois aliments fournissant des lipides « visibles ». 2.9. Citer trois aliments fournissant des lipides « invisibles ». AFBB CAP APR Sciences de l’alimentation (SA2) 7/10 2.10. La pyramide alimentaire La pyramide alimentaire, c'est la représentation des proportions idéales des différentes classes d'aliments pour une alimentation équilibrée. Elle est diffusée auprès du grand public dans le but de réduire le risque de maladies cardio-vasculaires dans la population. Sa lecture se fait de la manière suivante : à la base, on trouve les aliments qui doivent représenter la plus grande part de notre alimentation, et au sommet, ceux qu'il faut consommer modérément. La première version (à gauche sur la figure 1), publiée en 1992 par l'U.S. Department of Agriculture, est aujourd'hui obsolète, une nouvelle version apportant des modifications majeures (à droite sur la figure 1) ayant été publiée au début 2003. Si vous appliquiez à la lettre les recommandations de la première, vous allez devoir sérieusement revoir votre régime alimentaire. Le premier changement majeur concerne les matières grasses (lipides). En 1992, le mot d'ordre de l'U.S. Department of Agriculture était "fat is bad". Traduisez "le gras, c'est mauvais". En conséquence, les matières grasses étaient placées au sommet de la pyramide. Mais cette vision est réductrice. Il faut en fait distinguer les aliments riches en acides gras saturés (lait entier, viande), qui élèvent le taux de cholestérol sanguin, donc le risque de maladies cardio-vasculaires, et ceux riches en acides gras insaturés (huiles végétales et poisson) nécessaires au fonctionnement de l'organisme. C'est pourquoi ces derniers sont aujourd'hui placés à la base de la pyramide. Le deuxième changement majeur concerne les aliments riches en sucres lents tels que le pain, les céréales, le riz et les pâtes. En 1992, ils devaient constituer la base de notre alimentation. Ils figuraient donc à la base de la pyramide. La nouvelle version fait apparaître une distinction à ce niveau également : ceux qui ont subi des transformations, comme le riz blanc et le pain blanc, sont relégués au sommet de la pyramide. Il a en effet été montré que les modifications apportées aux glucides complexes qui les composent leur confèrent des propriétés nutritionnelles proches de celles des sucres simples, ceux qu'on trouve dans le sucre et les sucreries. En résumé, le message que veut faire passer cette nouvelle version de la pyramide alimentaire est : remplacez les sucres lents modifiés par des matières grasses saines pour réduire votre risque de développer une maladie cardio-vasculaire. NB : la pyramide alimentaire indique une ligne de conduite générale, elle peut ne pas convenir à des personnes suivant un régime alimentaire particulier (diabétiques, sportifs...) Figure 1 : pyramides des aliments AFBB CAP APR Sciences de l’alimentation (SA2) 8/10 2.10.1. Quelles sont les principales modifications de la pyramide alimentaire entre 1992 et 2003 ? _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 2.10.2. Quels sont les aliments riches en acides gras saturés ? _____________________________________________________________________________________ 2.10.3. Quels sont les aliments riches en acides gras insaturés ? _____________________________________________________________________________________ 2.10.4. Quels acides gras faut-il privilégier dans l’alimentation ? Pourquoi ? _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 2.10.5. Quel aliment devrait-on ajouter à la base de la pyramide ? AFBB CAP APR Sciences de l’alimentation (SA2) 9/10 3. Équivalences alimentaires La valeur nutritionnelle d’un aliment est sa capacité à satisfaire les besoins alimentaires de l’organisme. Pour comparer les apports de différents aliments, des équivalences alimentaires sont définies. Pour le lait par exemple, les équivalences protéiques et calciques sont les suivantes : EQUIVALENCES EN PROTEINES EQUIVALENCES CALCIQUES 1/2 LITRE DE LAIT (= 15 à 20 g de protéines) : 1/4 DE LITRE DE LAIT (= 300 mg de calcium) : - 6 petits suisses de 30g - 2 yaourts - 4 yaourts - 300g de fromage blanc - 200g de fromage blanc - 10 petits suisses de 30g - 90g de camembert - 80g de camembert - 70g de gruyère - 40g de saint paulin - 30g de gruyère Pour le groupe viandes – poissons -oeufs, les équivalences protéiques sont les suivantes : EQUIVALENCES EN PROTEINES 100 GRAMMES DE VIANDE (= 20 g de protéines) : - 100g de volaille - 100g de foie - 100g de poisson - 500g de moules (en coquille) - 12 huîtres - 2 oeufs (- 1/2 litre de lait ou 60g de gruyère) L’équivalence énergétique d’un aliment peut également être fournie sur l’emballage d’un aliment. L’unité utilisée est le kilojoule (kJ) ou la kilocalorie (kcal). Pour les féculents par exemple, les équivalences énergétiques sont les suivantes : EQUIVALENCES ENERGETIQUES 75 GRAMMES DE PAIN (= 800 kJ) : - 200g de pommes de terre - 50g de pâtes - 50g de riz - 50g de farine Sciences de l’alimentation (SA2) AFBB CAP APR 10/10 3.1. Comparaison d’une pomme et d’un yaourt : Aliment Protides (g) Lipides (g) Glucides (g) Calcium (mg) kJ Pomme 0,4 - 18 9 300 Yaourt 4 4 5 150 310 3.1.1. Comparer la valeur énergétique de la pomme avec celle du yaourt. _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 3.1.2. Un laitage peut-il remplacer un fruit (ou inversement) dans l’alimentation quotidienne ? Pourquoi ? _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 3.2. Dans le tableau suivant, convertir les calories en kilojoules.
