SCIENCES ET TECHNOLOGIES DE LABORATOIRE (STL

SCIENCES ET TECHNOLOGIES DE LABORATOIRE (STL)
Spécialité BIOTECHNOLOGIES
Journal de bord : Sol 154.
Les repas sont d’une monotonie. Une pomme de terre de mon « jardin » et un pavé
protéiné. Je ne sais pas si la NASA avait l’intention de faire passer cette pâtée pour chien
pour un rumsteck, en tout cas, c’est perdu.
Réflexions préliminaires
Les protéines sont des nutriments qui ont trois rôles primordiaux dans le corps.
Un rôle énergétique. Elles sont indispensables au bon fonctionnement de notre corps.
Un rôle de construction. Elles participent à la création de tous les tissus vivants de
l’organisme ainsi qu'au renouvellement de la peau, des cheveux, des ongles…

Un rôle fonctionnel. Elles sont une aide précieuse dans la défense de l’organisme
contre les maladies.
Les protéines sont essentielles dans la formation du fœtus et au cours de toutes les
étapes de la croissance.
Attention, il y a protéines et protéines
On rencontre deux types d’aliments contenant des protéines : les aliments d’origine
animale (comme les viandes, poissons, crustacés, produits laitiers) et les aliments d’origine
végétale (céréales et légumineuses, lentilles, pois…).
Contrairement à ce que l’on pourrait penser, la viande n’est pas la seule à faire partie
des aliments les plus protéinés, au contraire ! De nombreux en contiennent plus que la
viande.
Donc si par conviction, par goût, pour la planète ou pour votre santé, vous souhaitez
arrêter ou limiter votre consommation de viande, de nombreuses sources végétales s’offrent
à vous.
En dehors de cas spécifiques nécessitant une consommation en protéines étudiée,
surveillée ou accrue (végétaliens, femmes enceintes, sportifs, etc.), une alimentation
équilibrée devrait en procurer suffisamment à un individu pour ne pas justifier la prise de
suppléments alimentaires.


Voici une liste de 17 aliments les plus protéinés d’origine végétale :
17. Steak de soja : 16.5 g pour 100g.
16. Graine de tournesol : 20,2 g pour 100 g.
15. Le son d’avoine est l’enveloppe qui entoure l’amande. En plus d’être riche en
fibres, il contient 13g de protéines pour 100 g.
14. Le sarrasin en contient lui aussi 13%, en plus il ne contient pas de gluten.
13. Le quinoa en contient 14 g pour 100 g. Le plus de cet aliment est qu’il ne
contient pas de gluten et est très riche en acides aminés !
12. L’épeautre contient 15 g de protéine pour 100 g de produit. Il se consomme
généralement en flocons, graines ou farine.
A titre indicatif le poisson se situerait à ce niveau du classement, avec en moyenne
16g de protéine pour une portion de 100 g.
11. Les graines de chia (17 g pour 100g) sont de plus en plus populaires et pour
cause, elles sont riches en protéines végétales, oméga-3, fibres…
10. Le pois chiche en contient 19 g pour 100 g. Il est la base de nombreuses cuisines
végétariennes.
Pour comparer, la viande se situerait à cet endroit du classement avec en moyenne
20g de protéines pour 100 g.
9. Le tempeh en contient 20%. Il est obtenu à partir de la fermentation du soja et
ressemble un peu à du fromage.
8. Les noix sont connues pour être riches en sels minéraux et vitamines, elles sont
également une très bonne source de protéines (20%).
7. Le fenugrec : ce sont des petites graines qui peuvent être consommées comme une
épice ou germées. Le fenugrec en contient 23 g pour 100 g.
6. Les haricots japonais Azuki en contiennent 25 g pour 100 g.
5. Les graines de courge sont riches en vitamines et minéraux et aussi en protéines
avec 25g pour 100g. De plus elles sont très faciles à manger en salade, dans du pain ou à
l’apéritif.
4. Le beurre d’arachide surprend dans ce classement pourtant il en contient 25%.
3. Les graines de chanvre en contiennent 26 g pour 100g.
2. Le soja est une marche bien au-dessus avec 36 g de protéines pour 100 g de
produit. Il est aussi très riche en fer.
1. La spiruline, cette petite algue détrône tous les aliments toutes catégories
confondues avec 65 g pour 100 g !
Mais si les végétaux apportent également (ou plus) des protéines, pourquoi investir de
cette façon dans la viande. En plus, l’abattage est de plus en plus controversé. Filmées en
caméra cachée entre novembre 2015 et fin mai, des vidéos insoutenables, montrent des
sévices graves et des infractions manifestes perpétrés sur des bovins, des moutons, des
cochons et des chevaux, lors d’abattages conventionnels et rituels. L214 devait déposer
plainte, mercredi 29 juin, devant les tribunaux de grande instance pour maltraitance et actes
de cruauté.
Comme sur les images qui avaient suscité l’indignation, on voit de nombreux
animaux mal étourdis reprendre conscience lors de la saignée ou de la suspension à la
chaîne. Dans l’abattoir, un veau, accroché au rail par la patte arrière, tente de se relever
pendant deux minutes entières, à moitié décapité, la tête dans un bac de sang. Plus tard, un
mouton cherche à fuir, la gorge ouverte et en pleine conscience.
Les nouvelles vidéos – tournées sur douze jours – témoignent d’autres violences : des
chevaux sont tirés par un treuil jusque dans le box d’abattage, un mouton reçoit un coup de
couteau dans l’œil avant d’être égorgé, des cochons sont poussés à coups d’aiguillons
électriques, et des bovins saignés sans étourdissement sont égorgés par cisaillement, avant
que le sacrificateur ne revienne découper dans la gorge des animaux encore vivants. Les
deux établissements brillent également par une absence manifeste de contrôles vétérinaires.
Autant d’infractions aux réglementations en vigueur. Le code rural français et un
règlement européen de 2009 stipulent que « toutes douleur, détresse ou souffrance évitables
sont épargnées aux animaux lors de la mise à mort ». Les abattages conventionnels
prévoient notamment un étourdissement des bêtes – à l’aide d’une pince à électronarcose,
d’un pistolet d’abattage ou de CO2 – et une deuxième tentative si la première a échoué, afin
de leur éviter d’être conscientes au moment de leur mort. Des dérogations sont prévues
pour l’abattage rituel, halal et casher, lors duquel des sacrificateurs égorgent – d’un seul
geste – les bêtes en pleine conscience. Dans tous les cas, les textes imposent un contrôle
continu des pratiques d’abattage par les services vétérinaires.
www.lemonde.fr/planete/article/2016/06/29/nouvelles-images-de-maltraitanceanimale-dans-deux-abattoirs-francais
Sur de nouvelles vidéos, on y voit l’abattage de vaches en gestation, et des veaux
prêts à naître jetés à la poubelle. Mais comme le rappelle le journal Le Monde, qui a diffusé
cette vidéo, cette pratique est légale et régulière.
www.publicsenat.fr/
1. Qu’est-ce que L214 ?
2. D’où vient ce nom ?
3. Est-il vrai que la viande est la source principale de protéines possible dans
l’alimentation ?
4. Quelles sont les particularités des abattages traditionnelles ?
5. Qu’appelle-t-on acide aminé essentiel ?
En plus, quand je mange de ce truc, j’ai toujours mal au ventre. Je ne sais pas si c’est
mon organisme qui ne tolère plus cette nourriture ou si mon stock est contaminé. Pourtant
tout est conservé au congélo…Le plus souvent, il s’agit de contamination par E.coli.
Les animaux et les humains peuvent être porteurs de la bactérie E. coli sans présenter
des signes de maladie. Ils peuvent ensuite contaminer des aliments, des surfaces, d'autres
animaux ou d'autres humains. Les aliments peuvent être contaminés à E. coli au moment du
dépeçage de la viande, lorsque les aliments sont manipulés par une personne infectée à
E. coli ou par contamination croisée, lorsque des aliments crus ne sont pas manipulés
adéquatement.
La manipulation inadéquate de la viande hachée crue et la consommation de viande
hachée qui n'est pas suffisamment cuite sont les deux causes les plus courantes d'infection à
la bactérie E. coli.
Vous pouvez être exposé à ce type de bactérie E.coli si vous consommez :
 de la viande crue ou mal cuite, surtout la viande hachée
 des fruits et légumes contaminés, y compris les germes
 de l'eau non traitée
 du lait (cru) et des produits laitiers (crus) non pasteurisés, y compris les fromages au lait
cru
 les jus/cidres de pommes non pasteurisés
Enfin, l'infection à la bactérie E. coli peut être provoquée par le contact avec les
matières fécales (excréments) de personnes infectées ou par le contact avec des bovins ou
d'autres animaux de ferme (y compris dans les zoos pour enfants et les foires).
-----> L'apparence, l'odeur et le goût ne permettent pas de distinguer les aliments
contaminés des aliments non contaminés. Il est essentiel d'adopter des pratiques
sécuritaires de manipulation et de cuisson pour prévenir les maladies d'origine
alimentaire.
L'infection à E. Coli est associée à un vaste éventail de symptômes. Certaines
personnes ne seront pas malades du tout, mais peuvent quand même transmettre la bactérie à
d'autres personnes. D'autres penseront n'avoir que des maux d'estomac habituels. Dans
certains cas, par contre, la personne devient gravement malade et doit être hospitalisée.
Les symptômes suivants peuvent se manifester dans les dix jours suivant le contact
avec la bactérie :
 vives crampes d'estomac
 diarrhée (aqueuse ou sanglante)
 vomissements
 nausées
 maux de tête
 peu ou pas de fièvre
La plupart des symptômes se résorbent après cinq à dix jours. Toutefois, certaines
personnes infectées par la bactérie E. coli peuvent avoir des symptômes pouvant être
mortels, comme une insuffisance rénale, une crise épileptique et un accident vasculaire
cérébral. Bien que la plupart de ces gens se rétablissent complètement, d'autres peuvent subir
des effets permanents, comme des lésions rénales, et certains peuvent même mourir.
Bien que tous puissent attraper une infection à E. coli, les femmes enceintes, les
personnes dont le système immunitaire est affaibli, les jeunes enfants et les personnes âgées
sont les plus à risque de développer des complications graves.
Il n'y a pas vraiment de traitement contre les infections à la bactérie E. coli, si ce n'est
que le suivi de la maladie, le soutien à la personne atteinte et l'hydratation et la nutrition
adéquates pour éviter la déshydratation. Les personnes qui développent des complications
peuvent avoir besoin d'autres traitements, comme une dialyse dans le cas d'une insuffisance
rénale. Si les symptômes persistent, il faut communiquer avec un fournisseur de soins de
santé.
http://www.hopitalpourenfants.com
6. Pourquoi la viande hachée est-elle la plus susceptible d’être contaminée ?
7. Pourquoi les femmes enceintes, les jeunes enfants et les personnes âgées sont-elles
les plus à risque de développer des complications graves ?
8. La congélation est-il un bon moyen de se protéger des contaminations ?
Je vais soigner mon début de diarrhée par de l’ultra levure. Elle est constituée de
champignons microscopiques, généralement de l’espèce Saccharomyces cerevisiae. Ces
micro-organismes, qui ne sont pas pathogènes, digèrent le sucre et l’amidon des céréales,
créant un milieu riche en protéines et en vitamines, principalement en vitamines B (il s’agit
de l’une des plus importantes sources naturelles de thiamine, une vitamine B essentielle au
métabolisme des hydrates de carbone et des gras). Le milieu créé par la levure est séché à
froid et réduit en poudre, laquelle est vendue en vrac ou en sachets, ou sous forme de
capsules ou de comprimés. Tous les essais cliniques ayant porté sur la diarrhée ont été
menés avec la souche de levure de bière Saccharomyces cerevisiae Hansen CBS 5926,
appelée Saccharomyces boulardii ou levure boulardii dans le commerce.
Ce médicament appartient à la famille des antidiarrhéiques d'origine microbienne. Il
est utilisé dans le traitement d’appoint des diarrhées, en complément des mesures
diététiques.
9. Justifier les recommandations du mode d'emploi de l'ULTRA-LEVURE
10. L'ULTRA-LEVURE® est-elle un probiotique ?
11. A quoi sert la gélule autour des levures ?
Réalisation pratique
Je vais tester la qualité nutritive de mes rations alimentaires.
-----> teneur en protéine (Jour 2)
-----> teneur en vitamine C (Jour 3)
Je vais également effectuer un test de viabilité sur l’ultra-levure. (Jour 2).
1. Dosage des protéines (Méthode du biuret) J2
1.1. Principe.
En milieu alcalin, les protéines qui possèdent au
moins 4 liaisons peptidiques forment avec les ions
cuivre II (Cu2+) un complexe bleu-violet dont l'intensité
de la couleur est proportionnelle à la concentration en
protéines. Cette coloration varie également en fonction
de la nature des protéines à doser, de l’alcalinité du
milieu, de la concentration en sulfate de cuivre et de la
température.
Le réactif de Gornall est composé des produits
suivants:
- Sulfate de cuivre (responsable de la coloration bleue)
- Hydroxyde de sodium (pH > 7)
- Tartrate double de sodium et de potassium (empêche la précipitation des Cu2+)
- Iodure de potassium (évite la réduction des Cu2+)
Gornall a mis au point cette méthode à partir de la réaction du biuret, formation d'un
complexe pourpre entre le biuret (NH2-CO-NH-CO-NH2) et deux liens peptidiques
consécutifs en présence de cuivre en milieu alcalin. Le complexe de coordination résultant
absorbe fortement dans le bleu.
Un dosage colorimétrique est possible à 540 nm.
1.2. Gamme d'étalonnage.
Je prépare une gamme étalon à partir d'une solution d'albumine à C = 10 g.L-1.
tubes
0
1
2
3
4
5
vol sérumalbumine (mL)
0
0,20
0,35
0,50
0,75
1,0
H2O phy (mL)
1
0,80
0,65
0,50
0,25
0
I.
II.
Calculer la concentration en protéine de chaque tube.
Tracer le graphe étalon.
1.3. Dosage.
1.3.1. Ration alimentaire.
Je broie 50 g de ration que je mets en solution dans 1 litre d’eau physiologique.
J’obtiens la suspension test.
Je prépare deux séries d'essais de la façon suivante:
III.
IV.
V.
VI.
VII.
1.3.2. Contrôle.
Le contrôle sert à vérifier la validité des dosages effectués. On mesure la
concentration d’une solution de concentration connue et on compare la concentration
mesurée avec la concentration attendue.
J’effectue le dosage du contrôle (C = 5 g.L-1)
tubes
E1
E 1'
E1/2
E1/2'
tubes
C1
C2
vol sérum dilué (mL)
1,0
1,0
0,5
0,5
sérum contrôle (mL)
1,0
1,0
H2O phy (mL)
0
0
0,5
0,5
Noter les résultats dans un tableau.
Calculer la concentration dans chacun des essais.
Vérifier la validité des tests E1 et E1/2 entre eux.
Sr = 0,02 g.L-1
Vérifier la validité des quatre tests.
Calculer le pourcentage de protéine dans les rations alimentaires.
VIII.
IX.
X.
XI.
Noter les résultats obtenus
Calculer la concentration du contrôle.
Vérifier la validité des quatre tests.
Comparer avec la concentration attendue.
2. Test de viabilité sur une suspension d'ULTRA-LEVURE® J2
Je vais utiliser le test au bleu de Funk (ou bleu trypan, c’est le même !). Le principe
est simple : le bleu de Funk est un colorant d'exclusion, les cellules vivantes sont capables de
le rejeter alors que les cellules mortes en sont incapables.
12. Après coloration au bleu de Funk, comment apparaissent les cellules vivantes ?
Les cellules mortes ?
Je prépare une suspension de levure à partir d'une gélule d'ULTRA-LEVURE®
50 mg mise en suspension dans 200 mL d'eau physiologique. Je procède au test de viabilité
en cellule de Malassez ; deux numérations seront réalisées.
XII.
Noter le nombre de levures comptées dans 5 rectangles.
----> comptabiliser les levures mortes et vivantes
XIII.
Calculer la concentration en levures vivantes par mL et en levures
mortes par mL.
Sr = 1,5.105 cellules.mL-1
XIV.
Déterminer le pourcentage de viabilité.
XV.
En déduire la teneur en levure de la gélule.
XVI.
Quels facteurs peuvent altérer la conservation de ce médicament ?
XVII.
Conclure sur la qualité de la gélule testée.
XVIII.
Quel est le nombre de levure contenu dans une gélule de 50 mg ?
XIX.
Quelle est la masse d'une levure ?
3. Dosage de la vitamine C J3.
3.1. Histoire.
La NASA fait bien attention que les cosmonautes ne souffrent pas d’une carence en
vitamine C. L’agence ne veut pas voir revenir un des vieux fléaux de la navigation ancienne.
Le scorbut dont on a su plus tard qu’il était dû à une carence en vitamine C, était un mal
connu et décrit depuis l’antiquité. Certains des désordres qui l’accompagnent (hémorragies,
inflammation des gencives, anémie, fatigues, troubles de l’ossification) sont déjà mentionnés
dans l’Ancien Testament et dans les écrits d’Hippocrate (460-370 avant J.C.).
Le scorbut décima l’armée des Croisés plus que ne le firent les Sarrasins. Les grands
navigateurs (Magellan, Vasco de Gama, Jacques Cartier, … ) et la Marine Anglaise lui ont
payé un lourd tribut. La gravité des troubles dont souffraient les marins a induit, dès 1600
quelques essais de traitements antiscorbutiques (à base de jus de citron) sur des bateaux de la
Compagnie des Indes.
En 1734, une corrélation évidente fut établie entre le manque de végétaux frais dans
l’alimentation et l’apparition du scorbut. C’est le Docteur James Lind qui prouva
expérimentalement en 1753 le rôle curatif et préventif des citrons et oranges.
En 1795, un traitement préventif était instauré dans la Marine Anglaise, après dix
jours de mer. Le même traitement était appliqué dans la marine marchande en 1854. Le
remède du scorbut était bien connu. Il faudra attendre plus d’un demi-siècle pour progresser
dans la connaissance du principe actif.
En 1906, Hopkins suggéra que l’origine du scorbut résidait dans la carence
alimentaire d’un composé.
En 1907, Holst et Frolich réalisèrent un scorbut expérimental chez le cobaye en le
privant de végétaux frais. La nature hydrosoluble du principe actif antiscorbutique était
établie.
Mais il a fallu attendre 1928 et Szent-Gyorgyi qui isola du paprika un composé
identifié à la vitamine C et identique au principe actif isolé du citron.
(extrait d’un dossier vu sur http://webpublic.acdijon.fr/pedago/physique/documents/prepa/tipe/VitamineC.html)
Très fragile en solution, elle est détruite au contact de l'air (par oxydation) ou sous
l'exposition à la lumière (par action des ultraviolets) et la chaleur accélère ces processus. La
chaleur de la cuisson des aliments détruit la vitamine C.
NB: MvitC = 176,13 g.mol-1
3.3. Principe du dosage.
Je vais tester la boisson vitaminée incluse dans les réserves alimentaires de
l’expédition ainsi que les réserves de secours présentes dans l’Ares IV. Elles sont titrées à
0,6 g.L-1.
Le réactif utilisé est de DCPIP, dichlorophénolindophénol. C’est un oxydant capable
de réagir avec la vitamine C.
13. Qui est Jacques Cartier ?
14. Quelle est l’origine du mot ascorbique ?
15. Quelle est la caractéristique principale des vitamines hydrophiles ?
3.2. Caractéristiques.
La formule chimique de l’acide ascorbique est la suivante :
16. Indiquer le nombre d’électrons mis en jeu au cours de la réaction.
Les dosages obéissent à la même technique :
DCPIP


Au cours du dosage :
Le DCPIP est dans la burette
La vitamine C dosée (essai ou l’étalon) dans l’Erlen.
Le point d’équivalence est atteint au virage coloré.
VitC
Sr = 0,02 mmol.L-1
17. Justifier la mise en évidence du point d’équivalence.
3.4. Résultats expérimentaux.
XX.
XXI.
XXII.
XXIII.
XXIV.
Noter les résultats dans un tableau clair.
Poser l’équation du dosage.
Calculer la concentration du DCPIP.
Calculer la concentration de la boisson dosée en mmol.L-1 et en g.L-1.
Comparer avec la valeur attendue.