L'acide ascorbique

La vitamine C (ou acide ascorbique) est un acide hydrosoluble, elle est très peu stockée et elle n'est pas produite par l'organisme. Celle-ci est soluble dans l'eau, stable à l'air sec et à la lumière que lorsqu'elle est sous forme cristalline, sinon elle est peu stable dans les autres cas. L'acide ascorbique est un acide faible c'est à dire qu'il réagit partiellement avec l'eau. Sa formule est C₆H₈O₆.

Source: http://www.roles-des-constituants-alimentaires.fr/index.php?option=com_content&view=article&id=10&Itemid=13

Le jus d'orange choisit pour nos expériences

Pour effectuer nos mesures de vitamine C dans le jus d'orange, nous avons choisi d'utiliser le jus d'orange 100% pur jus de la marque U. On a choisi ce jus parce que c'est un jus d'orange 100% pur jus sans sucres, colorants ou conservateurs ajoutés, comme on peut le lire sur la brique. On a choisi la marque U pour coopérer avec notre budget, car il nous fallait acheter un certain nombre de briques de jus pour faire toutes nos mesures. De plus nos déplacements étaient limités et le magasin U se situe à côté de notre lycée. Nous avons également fait le choix d'utiliser un jus d'orange en brique et non en bouteille transparente, pour mieux étudier l'effet de la lumière sur la vitamine C.

Photo de notre brique de jus d'orange choisie pour nos expériences

Lettre de renseignements service client U

• LE PETIT +

Nous avons contacté le service client U, afin de connaître plus précisément la composition de leurs briques de jus d'orange. Ils nous ont ensuite redirigé vers leur fabricant: Tetrapak. Nous avons pu leur demander de plus amples renseignements sur les matériaux qui composent cette brique. Par la suite, nous avons reçu ce courriel qui a confirmé nos hypothèses sur l'importance que jouent la lumière et l'oxygène sur la vitamine C.

Recherches menées auparavant sur la provenance des matériaux et leur disposition:
-Carton: transformation bois
-Polyéthylène: pétrole, film plastique → 4 couches intérieur et extérieur (étanchéité de l'emballage)
-Aluminium → face intérieur brique (protège de la lumière, de l'oxygène, des microbes + conserve goût et vitamines!)

Source: http://www.cc-bosceawy.fr/download/fiche2_il_etait_une_fois_la_brique_alimentaire.pdf

La dilution

Voici une explication détaillée de la solution par dilution pour réaliser notre expérience du dosage de l'acide ascorbique

dessins réalisés par nos soins afin d'expliquer la dilution

1) Verser la solution mère (ici le jus d'orange) dans un bêcher. Prélever 5,0 mL de solution à l'aide d'une pipette jaugée à un ou deux trait(s) de jauge, munie d'une propipette (ou poire aspirante) ou d'un pipeteur. Ajuster le ménisque au trait de jauge.

2) Introduire la solution prélevée dans une fiole jaugée de 50,0 mL

3) Remplir la fiole jaugée aux deux quarts avec de l'eau distillée.

4) Agiter pour homogénéiser la solution après l'avoir bouchée

5) Déboucher la solution. ajouter de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge (ajuster le ménisque jusqu'au trait de jauge en faisant très attention).

6) Reboucher la fiole jaugée et la retourner plusieurs fois pour bien homogénéiser la solution.

Expérience sur le dosage colorimétrique

Voici la vidéo qui permet de montrer l'expérience du dosage visuel que nous avons effectué. Lorsque notre solution prend une couleur rose/rouge,  cela signifie qu'il n'y a plus de vitamine c dans notre solution

Résultats du dosage pH-mètrique: graphiques

Voici les graphiques obtenus avec les résultats du pH-mètre. Nous avons utilisé la méthode des tangentes parallèles à la courbe (pH en fonction du volume de soude), ceci nous permettra de trouver par la suite le point d'équivalence de chacune de ces courbes.

Graphique du jus d'orange ouvert 1 semaine frigo

Graphique du jus d'orange fermée 1 semaine frigo 

Graphique du jus d'orange ouvert 1 semaine à l'air ambiant

Graphique du jus d'orange fermé 4 semaines frigo

Graphique du jus d'orange ouvert 1 semaine lumière air ambiant

Analyse des résultats

En regardant nos résultats nous allons essayer de répondre aux 4 questions posées au début:

1. Est-ce que la quantité de vitamine C dans un jus d'orange diminue en présence de dioxygène?
Fermé 1 semaine au frigo (6,2°C*): 117,92 mg
Ouvert 1 semaine au frigo (6,2°C): 104,72 mg
Différence: 13,2 mg

Selon nos expériences, la présence de dioxygène autour d'un jus d'orange peut détruire la vitamine C qu'il contient.

2. Est-ce que la quantité de vitamine C dans un jus d'orange diminue en fonction du temps qui passe?
Fermé 1 semaine au frigo (6,2°C): 117,92 mg
Fermé 4 semaines au frigo (6,2°C): 94,16 mg
Différence: 23,76 mg

Selon nos expériences, le temps qui passe détruit aussi la vitamine C dans le jus.L'action du facteur "temps" est donc encore plus importante que celle du dioxygène.

3. Est-ce que la température a un impact sur la quantité de vitamine C dans un jus d'orange? 
Ouvert 1 semaine à l'air ambiant (20,1°C**): 107,36 mg
Ouvert 1 semaine au frigo (6,2°C): 104,72 mg
Différence: 2,64 mg

La différence entre ces deux briques de jus d'orange est peu importante, et nous remarquons même que le jus d'orange ouvert à température ambiante, contient le plus de vitamines C: le contraire de notre hypothèse.

On peut alors peut être déduire qu'une différence de température a un impact sur la quantité de vitamine C, mais il faudrait faire davantage d'expériences pour en être certains. Avec plus de temps ou une différence de température plus importante, l'écart entre ces deux briques de jus aurait été plus importante, mais pour l'instant nous ne pouvons pas le prouver avec certitude.

4. Est-ce que la lumière a un impact sur la quantité de vitamine C dans un jus d'orange?
Ouvert 1 semaine à l'air ambiant: 107,36 mg
Ouvert 1 semaine à l'air ambiant + lumière: 95,92 mg
Différence: 11,44 mg

Selon nos expériences, la lumière semble détruire la vitamine C dans le jus d'orange.

BILAN: La présence de dioxygène, le temps qui passe et la présence de lumière sont tous des facteurs qui semblent réduire le taux de vitamine C dans le jus d'orange. Selon nos mesures, le temps est le facteur le plus important. Il nous reste alors à décrire comment ces facteurs détruisent la vitamine C.

*température relevée dans le frigidaire du laboratoire d'SVT.**température ambiante relevée dans le laboratoire d'SVT.

Destruction de la vitamine C à la lumière et en fonction du temps

L'acide ascorbique est assez sensible à la lumière. Après de nombreuses recherches, nous n'avons pas réussi à identifier le nom exact de la réaction chimique qui a lieu lorsque la vitamine C se retrouve à la lumière. Malgré tout, nos connaissances personnelles nous ont permis d'affirmer qu'une longueur d'onde assez grande telle que les UV permet de casser des liaisons dans une molécule. Il s'agit d'une réaction photochimique. Nous n'avons malheureusement pas réussi à trouver précisément quelles longueurs d'ondes sont nécessaires à la destruction des liaisons de la molécule d'acide ascorbique.

Quant au temps, il est clair que lorsque nous laissons le jus d'orange, dans une armoire ou même dans un réfrigérateur, la perte de vitamine C augmente en fonction du temps. Plus le temps de stockage est long, plus la perte est importante. En revanche, à notre niveau, nous ne pouvons expliquer la réaction chimique qui lie le temps et la destruction des molécules d'acide ascorbique.

Notre conclusion

Le jus d'orange étant une boisson riche en vitamine C, nous avons donc tout intérêt à le conserver dans les meilleures conditions possibles afin d'en garder les bienfaits nécessaires à notre corps. Comme nous avons pu le constater pendant notre travail de recherche, la vitamine C se dégrade avec le temps, ainsi qu'en présence de lumière et de dioxygène. Cela est causé par des réactions chimiques, comme par exemple l'oxydation et les réactions photochimiques.

La lumière, le dioxygène et le temps sont les 3 principaux facteurs qui dégradent la vitamine C. En les assemblant cet effet devient encore plus conséquent. Lorsque le matin, vous ouvrez votre jus d'orange pour le petit déjeuner, les vitamines C commencent déjà à se dégrader par oxydation, et le lendemain quand vous buvez votre deuxième verre de jus d'orange il y a légèrement moins de vitamines que la veille. Si en plus vous avez acheté le jus quelques semaines auparavant, il y a  une perte assez importante de vitamines même avant que vous l'ayez ouvert. Si vous ne faites pas attention et que vous laissez votre verre de jus d'orange sur la table avant de partir pour la journée, quand vous rentrez chez vous, la perte de vitamines est encore plus importante. 

Nous pouvons donc conclure que pour exploiter le plus possible les vitamines C présentent dans un jus d'orange il est indispensable de le consommer rapidement après l'avoir acheté et surtout après l'ouverture. Vous pouvez gagner en taux de vitamine C en achetant des jus dont la date de péremption est la plus lointaine possible et en évitant de les conserver trop longtemps.

Cependant, il y a aussi une grande perte de vitamine C pendant sa fabrication, c'est à dire avant que les jus ne soient mis en vente dans les rayons d'un supermarché. Pour vraiment gagner le maximum de vitamine C, il faut donc mieux  boire du jus fait avec des oranges fraîchement pressées.

Photo prise avant le tournage d'une de nos vidéos, et aussi après deux heures de sport d'où l'extrème fatigue de notre scientifique

Bibliographie

SITES INTERNET:

• Bosceawy. http://www.cc-bosceawy.fr/download/fiche2_il_etait_une_fois_la_brique_alimentaire.pdf (découvrir composition d'une brique de jus d'orange). Utilisé le 17 octobre 2013.
  
• ConsoGlobe. http://www.planetoscope.com/boisson/201-consommation-mondiale-de-jus-d-orange.html. Utilisé le 3 novembre 2013.

• Académie Bordeaux. http://machimelec.free.fr/FMB/TP_fichiers/CHIMIE-I/CI.b_ExAO_dosage-pHmetrique-vitamineC.pdf (principe du dosage de l'acide ascorbique). Utilisé le 7 novembre 2013.

• Académie de Bordeaux. http://webetab.ac-bordeaux.fr/Etablissement/LJay/pedagogie/disciplines/phychi/Lesdosagesacidobasiques.pdf (protocole des deux expériences de dosage acido-basique). Utilisé le 7 novembre 2013.

• Dico-vitamines.com. http://dico-vitamines.com/vitamines-hydrosolubles/la-vitamine-c-acide-ascorbique/. Utilisé le 23 janvier 2014.
  
• Chemistry-software.com. http://www.netsci-journal.com/97v4/97014/vitc2.html. Utilisé le 23.01.14

• Roles des constituants alimentaires. http://www.roles-des-constituants-alimentaires.fr/index.php?option=com_content&view=article&id=10&Itemid=13.Utilisé le 30 janvier 2014.
  
• Réactions de brunissement. http://biochim-agro.univ-lille1.fr/brunissement/co/ch1_III.html. Utilisé le 30 janvier 2014.
  
• Wikipedia. http://en.wikipedia.org/wiki/Redox. Utilisé le 30 janvier 2014.
  
• Hélène Gale Paris. http://helene-gale.com/fr/encyclopedie/vitamine_c_acide_ascorbique2.php. Utilisé le 5 février 2014.
  
• Nutrition-expertise. http://www.nutrition-expertise.fr/vitamines/vitamine-c.html  et http://www.nutrition-expertise.fr/vitamines/vitamine-c/293-allegations-efsa.html Utilisés le 6 février 2014.
  
• Caducee.net. http://www.caducee.net/Fiches-techniques/vitamineC-1.asp Utilisé le 6 février 2014.

LIVRES:

• Cours et TP de physique de Première S (pour la dilution)

• Cours et livre de physique de Terminal S (pour le dosage ph-métrique)
  
• DURUPTHY André, Chimie 1reS, Hachette Education, 2005