LES MIELS
Gérard GOMEZ
Plan de
l'étude :
3-1) Les éléments majeurs
3-2) Les éléments mineurs
4) Caractéristiques
physico-chimiques des miels
7)
L'hydromel
Annexe 1
Les miellats
Annexe 2 Inversion
du saccharose
Annexe 3
La cire d'abeille
Annexe 4
Composition du nectar
Annexe 5
Les flavonoïdes
Annexe 6
Les caroténoïdes
Annexe 7
La réaction de Maillard
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Abeille sur une fleur de chardon |
Abeille sur une fleur de bleuet |
Ouverture d'une ruche |
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Contrôle de la qualité du couvain |
Désoperculation d'un cadre |
Extraction du miel par centrifugation |
Photographies
libres de droits provenant du site apiculteur.ch (Miel suisse)
En
France, le miel est actuellement défini par le décret n°2003-587 du 30 juin
2003 qui transcrit en droit français la directive européenne n°2001/110/CE du
Conseil du 20 décembre 2001. Réglementairement, le miel est « la substance
sucrée naturelle produite par les abeilles de l'espèce Apis mellifera à partir
du nectar de plantes ou des sécrétions provenant de parties vivantes des
plantes ou des excrétions laissées sur celles-ci par des insectes suceurs,
qu'elles butinent, transforment, en les combinant avec des matières spécifiques
propres, déposent, déshydratent, entreposent et laissent mûrir dans les rayons
de la ruche. A l'exception du miel filtré, aucun pollen ou constituant propre
au miel ne doit être retiré, sauf si cela est inévitable lors de l'élimination
de matières organiques et inorganiques étrangères. »
Il est
bien précisé qu'il n'est question que de l'abeille Apis mellifera mellifera,
celle dite domestique en Europe ; les abeilles butineuses recueillent le
nectar (terme créé par Carl Von Liné
qui veut dire "breuvage des dieux" en latin classique), un liquide sucré,
visqueux, riche en glucides (voir annexe 4), sécrété par
des glandes nectarifères situées à la base des pièces florales des plantes. Le
nectar a une composition différente de la sève (voir annexe
4) de laquelle il provient car de nombreuses et complexes transformations
biochimiques sont intervenues dans les tissus nectarifères.
Les
abeilles butinent sur un rayon de 3 km autour de la ruche au moins 500 000
fleurs pour produire 1kg de miel.
Les
"excrétions laissées sur celles-ci (les plantes) par des insectes
suceurs" qui sont mentionnées dans la définition correspondent aux
miellats ; un miellat est un liquide épais et visqueux excrété par des insectes
piqueurs-suceurs (pucerons, cochenilles, psylles, cigales….) qui aspirent la
sève des arbres (voir annexe1) ; ce liquide se dépose sur les feuilles et les branches
et constitue la nourriture de certaines abeilles, mais aussi de fourmis et même
de papillons.
Les
abeilles butineuses stockent nectar et/ou miellat dans une petite poche appelée
jabot et les rapportent à la ruche. A l'entrée de celle-ci des magasinières les
attendent et recueillent ce que les butineuses ont apporté ; il y a deux à
trois magasinières par butineuse.
Les
magasinières se transmettent alors les unes aux autres ce mélange par trophallaxie stomodéale (transfert de bouche à bouche) ;
il transite plusieurs fois de la bouche au jabot et inversement avant que
l'abeille ne le passe à une autre ouvrière ; ce faisant elles
l'enrichissent en enzymes.
Le
saccharose (α-D-glucopyranosyl-β-D-fructofuranose) qu'il contient
et qui
se trouve dans le jabot, est hydrolysé sous
l'effet de
l'enzyme invertase et séparé en fructose et glucose ; c'est l'inversion du
saccharose (voir annexe 2).
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2
représentations du fructose |
2
représentations du glucose |
Il y a de
ce fait transformation du nectar et/ou miellat en miel.
Cette
transformation débute dès que la butineuse a placé le nectar ou le miellat dans
le jabot et se poursuit tout au long de son séjour dans la ruche. La durée
moyenne de maturation d'un miel est de 2 à 5 jours.
Le miel
provenant d'une abeille, environ 50 mm3, est déposé dans une alvéole
; il contient principalement du saccharose, du glucose, du fructose et d'autres
glucides et en quantités plus minimes d'autres substances qui dépendent des
fleurs dont provient le nectar et qui donneront au miel son goût, sa couleur,
son originalité.
La
teneur en eau est encore importante ; des abeilles ventileuses agitent leurs
ailes pour faire s'évaporer l'eau en excès. Le miel est mûr quand il contient
environ 17% d'eau.
Une
pellicule de cire (voir annexe 3) est alors déposée par
l'abeille et obture l'alvéole ; elle évite l'hydratation du miel et permet une
meilleure conservation.
Les
abeilles n'hibernent pas, elles hivernent ; elles ont une activité ralentie et
s'aliment en consommant le miel stocké dans la ruche.
On
appelle plante mellifère une plante qui produit du nectar voire du miellat.
Il en
existe beaucoup et dans plusieurs familles ; on peut citer
- Les genêts, les luzernes, les
trèfles …..parmi les Fabacées
- Les pommiers, poiriers, cerisiers,
pruniers, amandiers, abricotiers …(Rosacées)
- Le tournesol, les chardons, les
pissenlits…. (Astéracées)
- Les lavandes, menthes, thyms,
serpolets, romarins…. (Lamiacées)
- Le colza …. (Brassicacées)
- Les tilleuls (Tiliacées)
Ces
différentes plantes ne produisent pas toutes du nectar ou du miellat en
quantités égales :
Ø
Le poirier, l'amandier ont un
potentiel mellifère inférieur à 25kg à l'hectare.
Ø
Le pissenlit, le colza, la lavande, le
romarin : de 100 à 200kg à l'hectare.
Ø
Le thym, le tilleul : plus de 500kg à
l'hectare.
Remarque :
On
appelle manne, un miellat produit par des pucerons mais en quantité
particulièrement abondante (Chênes, épicéas, tilleuls..). Ce miellat a une
particularité, il cristallise rapidement, sans doute à cause de l'importante
quantité de mélézitose qu'il contient.
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Alvéoles pleines de miel |
Détail
d'un cadre neuf |
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Les
magasinières échangent le nectar et l'enrichissent en enzymes |
La langue coulissant dans la trompe, un
outil précieux pour les magasinières |
On
trouve pratiquement les mêmes composés dans tous les miels, en quantité
variable cependant en fonction de leur provenance.
Composition
moyenne des miels européens (Lobreau-Callen et Clément, 2000)
Ø
Des glucides : de 75 à 80%
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- fructose 38 %
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- glucose 31 %
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- maltose environ 7,3 %
α-maltose |
β-maltose |
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- saccharose 1,3 %
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On
trouve aussi à l'état de traces :
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- turanose
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Les
normes alimentaires internationales (Codex alimentarius 1981 révisé en 1987 et
2000) spécifient que la teneur en sucres réducteurs (glucose, fructose pour les
plus abondants) doit être au minimum de
* 60% en masse pour les miels de
nectar
* 45% en masse pour les miels de
miellat (ou de mélange nectar-miellat)
Ø
De l'eau 17% en moyenne à
maturité ; la teneur en eau, au-delà de 18%, fragilise le miel et sa conservation
car le développement des levures n'est plus inhibée.
3-2) Les
éléments mineurs :
Ø Des acides organiques 0,1 à 0,5%
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Acide gluconique 0,1 à 0,4 %
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Acide formique (ou
méthanoïque) 0,01 à 0,05%
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On trouve aussi à l'état de traces :
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Acide citrique
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Acide maléique (ou
(Z)- but-2-ènedioïque)
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Acide oxalique (ou
éthanedioïque)
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Acide succinique (ou
butanedioïque)
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Ils proviennent de l'oxydation de certains glucides.
Ainsi le glucose en présence d'eau et de dioxygène subit une
oxydation enzymatique (glucose oxydase) :
Ces acides confèrent au miel une acidité non négligeable, le pH
étant en moyenne aux alentours de 4 ; cette acidité n'est pas perceptible au
goût parce que masquée par la saveur sucrée. Ils participent néanmoins à la
saveur et à l'arôme du produit.
Cette acidité explique aussi en partie la résistance du miel aux
micro-organismes.
Ø Des protéines, des peptides, des acides aminés (0,2 à 2%)
- Matières
albuminoïdes.
- Matières
azotées.
- La défensine-1, un peptide antimicrobien.
- Des acides
aminés : Ils proviennent des nectars, des pollens mais aussi des sécrétions des
abeilles.
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Proline
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Tyrosine
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Leucine
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Histidine
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Alanine
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Glycine
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Méthionine
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Acide aspartique
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La teneur en proline est importante pour vérifier qu'un miel est
arrivé à maturité ; c'est le cas si cette teneur est supérieure à 183 mg/kg.
Ø Des enzymes
On distingue des enzymes provenant de l'abeille (qui sont
rajoutées au moment de la trophallaxie) et des enzymes provenant du nectar :
- Enzymes
provenant des glandes hypopharyngiennes (ou
hypopharyngéales) situées dans la tête de l'insecte :
·
α et β amylases qui transforment l'amylose que contient le nectar en
dextrines (chaînes d'amylose plus courtes), puis en maltose et enfin en
glucose.
·
Gluco-invertase (ou invertase) qui transforme le saccharose en glucose et
fructose :
·
Glucose-oxydase qui
transforme le glucose en acide gluconique :
-
Enzymes provenant du nectar
·
La catalase est une oxydo-réductase qui catalyse la dismutation du peroxyde
d'hydrogène en eau et dioxygène
·
Des phosphatase acides
Elles appartiennent à un groupe d'enzymes hydrolysant les esters
phosphoriques à pH acide.
Ø Des vitamines
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B1
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B2
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B3 ou PP
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B5
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B6
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B8 ou H
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B9
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C
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Ø Des minéraux
K, Ca, Na, Mg, Mn, Fe, Cu, Se, S, Cl, Zn et
Co, B, Si, Cr, Ni, Au, Ag, Ba, P, Cs à l'état de traces.
Ø Des esters, des aldéhydes, des cétones et des alcools
-
Esters
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Anthranilate de méthyle
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Ethanoate de 3-méthylbutyle
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Ethanoate de benzyle
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Une molécule odorante présente dans de nombreuses fleurs
(Ylang-ylang, jasmin, bergamotiers, orangers, citronniers …) |
Une phéromone d'alerte des abeilles ouvrières. |
Molécule odorante ; elle constitue 20% de l'absolue de jasmin. |
- Aldéhydes et
cétones
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Ethanal
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Butanone
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Heptan-2-one
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Un aldéhyde ; Une phéromone |
Une cétone |
Une cétone ; Une phéromone d'alarme chez l'abeille. |
- Alcools
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Méthanol |
Ethanol |
2-méthylpropan-1-ol |
2-phényléthanol Composé à odeur de rose présent dans les essences de rose et de
géranium. |
Ø
Des flavonoïdes (voir annexe 5)
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Flavones
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Lutéoline |
- Flavonols
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Quercétine |
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Kaempférol |
Isorhamnétine |
- Flavanol
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(+)-Catéchine |
-
Flavanone
Ce sont des dérivés dihydrogénés des flavones.
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S-(+)-pinocembrine |
Ø Des caroténoïdes :
Ce groupe comprend les carotènes et les xantophylles. Ils colorent en
jaune, orange, exceptionnellement en rouge, la carotte, les abricots, le maïs,
la citrouille, le safran, les œufs, la crème de lait, les crustacés cuits
(rupture avec une protéine), les feuilles en automne, la tomate, etc….
Ils sont masqués par la chlorophylle dans les feuilles vertes (voir annexe 6).
Ø De l'acétylcholine
Un neurotransmetteur du cerveau
Ø
Du HMF ou 5-Hydroxyméthylfurfural
C'est un produit de
décomposition du fructose.
Sa teneur dans le miel est un indice de dégradation du produit ;
en effet sa concentration augmente avec le temps de stockage ; elle augmente
aussi avec la chaleur et avec l'acidité du milieu.
Le miel frais en contient moins de 15mg/kg. Le codex impose que le
miel vendu ait un taux de HMF inférieur à 40 mg/kg pour garantir qu'il n'a pas
été chauffé durant son traitement.
Ø
Des lipides
A l'état de traces, soit sous forme d'esters d'acides gras et
d'alcools gras soit sous forme d'acides gras libres ; ils proviennent
probablement de microparticules de cire qui échappent à la filtration.
Les acides gras correspondants à ces lipides sont :
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Acide palmitique |
Acide butyrique |
Acide caprique |
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Acide caproïque |
Acide valérique |
Acide oléique |
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Acide linoléique |
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4) Caractéristiques physico-chimiques des miels
- La
cristallisation des miels :
Ils peuvent être liquides et le rester longtemps (miel d'acacia)
ou au contraire se figer très rapidement (miel de colza).
L'importance de la solubilité dans l'eau des glucides qui les
constituent est le problème central de ce phénomène ; en effet c'est la
cristallisation de ces substances qui est en jeu.
La solubilité dans l'eau à 20°C des principaux glucides que l'on
trouve dans un miel est la suivante :
Fructose : 375 g/100 mL
Glucose :
70 g/100 ml
La quantité maximale théorique de glucose que l'on peut dissoudre
dans 17 mL d'eau (quantité moyenne d'eau que contiennent 100g de miel) est
d'environ 12g.
Le même calcul fait avec le fructose donne environ 64g.
Si on se souvient que 100g de miel contiennent à maturité environ
31g de glucose et 38g de fructose, on s'aperçoit que l'on est en sursaturation
en glucose c'est-à-dire qu'il y a plus de glucose dissout que l'eau ne peut
théoriquement en contenir.
Cet état est métastable, il tend à évoluer vers la cristallisation
de l'excédent de glucose, mais à une vitesse très lente. Si on introduit dans
le miel liquide un germe (petit cristal ou grain de pollen..) la vitesse de la
cristallisation augmentera et le miel aura tendance à se solidifier.
On comprend qu'un miel aura d'autant plus tendance à cristalliser
qu'il contiendra plus de glucose.
Pour un apiculteur, la cristallisation d'un miel peut être un
handicap pour son extraction et son conditionnement ; c'est pourquoi certains
chauffent légèrement le miel avant de le transvaser. Dans une ruche la
température est d'environ 36°C ; il faut éviter de le chauffer au-delà sous
peine de détruire notamment les enzymes qu'il contient.
La taille des cristaux conditionne les qualités gustatives d'un
miel ; plus ils sont gros et plus le miel apparaît grumeleux, plus ils sont
fins et plus il apparaît onctueux. Certains apiculteurs malaxent les miels pour
réduire la taille des cristaux.
Remarque : un autre facteur de cristallisation intempestive qui n'est pas
sans poser de problèmes aux apiculteurs est la présence de plus de 10 à 12% de
mélézitose. Le miel cristallise rapidement et se transforme en
"miel-béton" très difficile à extraire.
-
Viscosité
Elle dépend de la teneur en eau et de la température ; plus le
pourcentage en eau est grand et la température élevée et moins il est visqueux.
La plupart des miels sont des liquides newtoniens et l'ordre de
grandeur de leur viscosité dynamique à 20°C est μ = 6 Pa.s.
Remarque : certains miels ont un type de cristallisation original qui se
traduit par une viscosité anormale, la thixotropie.
Ainsi le miel de bruyère callune (sous-arbrisseau vivace de 30 cm
de hauteur) a une consistance gélatineuse, mais dès qu'il est agité il devient
fluide et retrouve sa consistance initiale au repos. Cette propriété serait due
à une protéine contenue dans le nectar.
Cette propriété pose des problèmes lors de la récolte de ce miel ;
on le pique avec des aiguilles (picoteuse) pour le rendre liquide avant de le
centrifuger.
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Une picoteuse en action |
Picoteuse verticale |
- La
couleur
Elle va de l'incolore (acacia) au brun très foncé (saule, sapin) en
passant par l'ivoire (lavande, tilleul), le jaune (tournesol, pissenlit) ou le
brun (châtaigner, bruyère).
Elle dépend en particulier :
·
des pigments que le miel
contient (flavonoïdes, caroténoïdes),
·
mais aussi de son état de
cristallisation (quantité d'eau et de glucose).
La présence d'acides aminés et d'oses rend possible la réaction de
Maillard (voir annexe 7) et ce d'autant plus facilement
que la température est élevée, que le milieu contient peu d'eau et que le temps
de contact est important (âge du miel). Les produits résultant de cette
réaction (les mélanoïdines) contribuent donc plus ou moins (en fonction du
chauffage) à rendre les miels plus foncés.
- La
masse volumique
Elle est en moyenne de 1,42 (entre 1,40 et 1,45).
- Le
pH
La mesure du pH se fait sur une solution aqueuse de miel à 10%.
Les miels de nectar sont très acides (pH compris entre 3,5 et 4,5)
; ceux de miellat le sont moins (pH supérieur à 4,5).
L'acidité est essentiellement due à l'acide gluconique.
-
L'indice de réfraction
Il dépend de la composition du miel et en particulier de sa teneur
en eau, mais est souvent compris entre 1,47 et 1,50.
- Le
pouvoir rotatoire
Le glucose en solution a un pouvoir rotatoire de +52° ; il est
dextrogyre.
Le fructose est lévogyre (-92°).
Les miels de nectar sont tous lévogyres, alors que les miels de
miellats sont dextrogyres.
La mesure du pouvoir rotatoire est donc un moyen de les
distinguer.
-
Valeur énergétique
100g de miel apportent en moyenne 1360 kJ à l'organisme qui les
consomment, dus aux glucides qu'il contient.
Le glucose directement assimilé par l'organisme apporte à celui-ci
de l'énergie disponible rapidement.
Le fructose transformé par voie enzymatique, prolonge et renforce
cette action.
Le pouvoir sucrant du miel est supérieur à celui du saccharose ;
cela est dû à la présence du fructose.
5) Le miel
désinfectant
Il possède des propriétés antibactériennes dues en particulier :
- à son acidité ;
à pH voisin de 3 ou 4 les bactéries ne peuvent se multiplier.
- au peroxyde
d'hydrogène qui se forme lors de la transformation enzymatique (glucose
oxydase) du glucose en acide gluconique
-
à la présence de défensine-1 un peptide antimicrobien.
Voir l'excellent document (Video) du CNRS :
https://videotheque.cnrs.fr/doc=143
C'est une boisson fermentée fabriquée à partir d'eau et de miel
connue depuis très longtemps (au moins 5000 ans avant J-C) ; la transformation
par des levures endogènes ou exogènes de glucides contenus dans le miel conduit
à de l'éthanol ; la fabrication de cette boisson, toujours consommée,
s'apparente dans sa forme à celle de la bière.
Les
miellats
On peut lire dans le document de Philippe Marchenay Miels, miellats, miellées. In: Journal
d'agriculture traditionnelle et de botanique appliquée, 35ᵉ année,1988.
pp. 121-146 :
"Le puceron est un animal qui croît et se multiplie à un
rythme accéléré : il a donc besoin de protéines. Or, la sève en est peu
pourvue; c'est pour parer à ce déficit en acides aminés que les pucerons en
absorbent de grandes quantités. Ils en rejettent ensuite la plus grande partie
- riche en sucres - par l'anus après en avoir extrait la partie protéique. Ils
possèdent pour cette fonction une sorte de filtre. Ce miellat, visqueux ou
cristallisé, est ensuite léché par les butineuses sur les feuilles. Sa
composition diffère de celle du nectar de fleurs; il contient par exemple un
sucre appelé mélézitose, découvert précisément dans le miellat de mélèze."
Le mélézitose est un trioside composé de deux unités glucose liées
à une unité fructose :
On peut aussi le représenter ainsi :
Inversion
du saccharose
Par hydrolyse (acides dilués, catalyse par H+ ou
biologiquement catalyse par une enzyme
l'invertase) il donne le D-Glucose et le D-Fructose sous la forme
respectivement de glucopyrannose et de fructofurannose.
Le saccharose est dextrogyre (angle de rotation +66°) ; le glucose est
dextrogyre (+52°) et le fructose est lévogyre (–92°) et son pouvoir rotatoire
comme on le voit est supérieur en valeur absolue à celui du glucose. Lorsque
l'on hydrolyse du saccharose, il y a changement du signe du pouvoir rotatoire
de la solution qui devient (-20°), d'où le nom d'inversion du saccharose donné
à cette opération.
La cire
d'abeille
La cire d'abeille est produite, à partir des glandes
cirières situées sur la face ventrale de l'abdomen des ouvrières (la reine et
les mâles n'en produisent pas), sous forme de fines écailles transparentes
blanches. Cette cire mélangée à de la salive est ensuite malaxée par les
mandibules, portée à une température d'environ 35°C et sert à la construction
de cellules (ou alvéoles) qui ont la forme de prismes droits à base hexagonale
de 5,4 mm de côté environ et 0,06 mm d'épaisseur pour Apis mellifera,
cette forme parfaitement hexagonale des alvéoles n'étant pas le fait des
abeilles ; elles construisent des cylindres, et les lois physiques qui
régissent le comportement de cylindres groupés, formés d'une substance solide
qui se ramollit à une certaine température (viscosité, tension superficielle …)
font le reste. C'est dans ces cellules que sera déposé le miel, une autre
couche de cire venant ensuite obturer les alvéoles.
C'est à partir du miel et des sucres que l'abeille
synthétise la cire et non à partir du pollen.
La cire d'abeille est un solide initialement blanc
mais qui se colore progressivement en brun sous l'effet des pigments de
plusieurs substances dont le pollen ; cette cire fond vers 65°C et sa densité
est 0,96 ; elle est insoluble dans l'eau, soluble dans l'éthanol à chaud, le
chloroforme et le benzène.
La cire d'abeille est composée* :
-
d'environ 71% d'esters dont 44% de monoesters (d'acide gras et d'alcool gras),
12% d'hydroxyesters, 14% de di et triesters et 1% d'esters de stérols.
-
d'environ 15% d'hydrocarbures linéaires à longue chaîne,
-
d'environ 13% d'acides libres
-
d'environ 1% d'alcools libres
* source "Manuel des corps gras", technique
et documentation Paris 1992, pages 297 et 306.
Pratiquement un quart de la cire d'abeille est du
palmitate de myricyle C15H31-COO-C30H61
et on trouve également une quantité de l'ordre de 12% de cérotate de myricyle C25H51-COO-C30H61.
Son indice d'acidité se situe entre 15 et 23 ; son
indice d'iode entre 6 et 12 ; son indice de saponification entre 85 et 105 et
son indice d'ester entre 70 et 82.
Elle est utilisée en cosmétique où son pouvoir
filmogène est mis à profit dans les rouges à lèvres et les sticks déodorants,
son pouvoir texturant dans les gloss et son pouvoir durcisseur dans les savons.
La cire d'abeille est aussi utilisée dans l'industrie
pharmaceutique ; elle sert aussi à confectionner des bougies ; dans l'industrie
alimentaire elle sert d'agent d'enrobage et c'est un additif alimentaire classé
sous le code E 901 (agent de texture et de glaçage). Les encaustiques dits
"naturels" en contiennent mélangée souvent à de la cire de carnauba.
Composition
du nectar
Le nectar est la matière première du miel ; il est sécrété par les
nectaires des plantes, directement par les cellules épithéliales.
La composition des nectars varie suivant les fleurs sur une même
plante, les plantes dans la même espèce et suivant les espèces.
Les composants suivants sont pratiquement toujours présents :
- eau : dépend
beaucoup du climat et de l'environnement de la plante (entre 40 et 70%).
- glucides
(10 à 60%) : glucose, fructose, saccharose ; quelques oligosaccharides :
maltose, raffinose, mélobiose, stachyose ; quelques polysaccharides : amylose,…
- acides aminés
et protéines : acides aminés libres et des enzymes (oxydases, tyrosinases)
- lipides,
mucilages, acides organiques, phosphates, vitamines, ions minéraux.
Remarque :
Le stachyose est un tétraoside qui doit son nom à sa présence chez
les stachys (Epiaires)
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Cette molécule au goût de noisette se trouve dans le crosne un
petit légume racine originaire de Chine septentrionale qui a été cultivé au Japon
et a été importé en Europe à la fin du XIXème siècle. Notre tube digestif digère mal le stachyose ; ce sont les
bactéries de notre intestin qui font le travail mais en produisant des gaz
désagréables sources de flatulences. |
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Remarque : La sève d'un végétal
On distingue :
- La sève brute
constituée d'eau et de sels minéraux qui circule des racines
vers les organes donnant lieu à la photosynthèse.
- La sève élaborée qui contient essentiellement de l'eau et des
glucides formés lors de la photosynthèse et qui va des feuilles vers les
organes de la plante.
La sève élaborée contient donc outre de l'eau, essentiellement du
saccharose présent en abondance dans le phloème.
Les
flavonoïdes
On dit d'un très grand nombre de substances naturelles qu'elles
sont des flavonoïdes ; ce sont toutes des composés appartenant à la famille des
polyphénols ; elles constituent les pigments de la plupart des végétaux et
interviennent dans la coloration des feuilles, des fleurs, des fruits.
A l'état naturel on trouve très souvent les flavonoïdes sous forme
d'hétérosides, une ou plusieurs de leurs fonctions phénols sont alors
glycosylées (les oses étant le glucose, le galactose, le rhamnose ou
l'arabinose). La partie autre que l'ose est appelée aglycone.
Le nom de flavonoïdes vient du fait que ces molécules ont toutes une
structure semblable à celle de la molécule de flavone (ou 2-phénylchromone) :
Les flavonoïdes sont divisés en plusieurs classes qui se
différencient par le degré de saturation de l'hétérocycle de l'aglycone, son
oxydation et sa conformation spatiale :
Il existe des flavones, des flavonols, des flavanones, des flavanols.
Les anthocyanidols (ou anthocyanidines) font partie des
flavonoïdes ; leur squelette fondamental est le cation flavylium.
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Flavone |
Flavonol |
Flavanone |
Flavanol |
Flavylium |
Les caroténoïdes
- Les carotènes :
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Un carotène très répandu : le β-carotène
; il possède 40 carbones et deux cycles identiques :
Il est le précurseur de la vitamine A :
·
Il existe un α-carotène :
Le cycle de gauche est légèrement différent
; sa double liaison n’est pas placée au même endroit.
·
Enfin on peut ajouter le lycopène,
toujours en C 40 mais dépourvu de cycle :
Les carotènes sont rouges. La tomate
renferme plus spécialement du lycopène.
- Les xanthophylles (du grec xanthon = jaune et phullon = feuille)
Ce sont des pigments jaunes, dérivés oxygénés
des carotènes :
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Zéaxanthine (zéa : pour maïs)
Cette molécule ressemble à celle du
β-carotène ; un groupe hydroxyle (-OH) remplace un hydrogène dans chacun
des deux cycles.
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Lutéine du latin luteum = jaune (nom)
Cette molécule est présente dans de
nombreux légumes à feuilles vertes (brocolis, chou vert, épinards, petits pois,
endives crues....) mais aussi dans les algues vertes et rouges, le maïs, le
jaune d'oeuf, le jus d'orange ; elle n’est pas synthétisée par l'organisme. Son
action antioxydante et son rôle de filtre de la lumière bleue, semblent
protéger des UV, certaines molécules sensibles des cellules végétales .
Dans l'organisme humain elle semble avoir
un rôle retardateur du vieillissement oculaire. On en retrouve ainsi que la
zéaxanthine au niveau de la macula; elle est surtout localisée dans les
cellules périphériques de celle-ci.
C'est un pigment orangé.
Cette molécule ressemble à celle de
l’α-carotène ; un groupe hydroxyle (-OH) remplace un hydrogène dans chacun
des deux cycles.
Cette molécule en C20 existe
dans la fleur de safran (Crocus sativus
L.).
Annexe 7
La
réaction de Maillard
C'est une réaction entre
la fonction carbonyle (
) d'un ose et la fonction amine (-NH2)
d'une protéine, à chaud et en milieu anhydre.
Il se forme une imine,
qui se réarrange (réarrangement d'Amadori) et conduit à une cétone qui peut
alors réagir elle aussi avec une autre fonction amine. Il peut ainsi se
produire une polymérisation qui aboutit à des produits bruns (mélanoïdines).
C'est ainsi que l'on
obtient le brunissement de la bière, boisson préparée à partir de grains d'orge
en germination (malt) dont on transforme l'amidon en maltose (sucre
fermentescible) par action de l'eau chaude ; ce maltose réagit en partie avec
des protéines solubles par réaction de Maillard puis réarrangement d'Amadori et
donne les produits bruns de la bière.
C'est ainsi aussi que
l'on explique la couleur brune du sucre que l'on obtient à partir de la canne à
sucre ou de la betterave sucrière.
Réarrangement d'Amadori:
La réaction de Maillard rend
inassimilable la lysine (acide aminé essentiel) qui a subi cette transformation
dans certains produits conservés ; on se doute alors de l'importance de cette
réaction dans l'industrie alimentaire.
Les produits qui se forment lors de
la réaction de Maillard (MRP pour Maillard Reaction Products)
dans les aliments à forte teneur en sucre et en présence d'acides aminés sont
très nombreux et n'ont pas tous été identifiés. Pris dans leur ensemble les MRP
sont néphrotoxiques à fortes doses. Certains d'entre eux présentent des effets
mutagènes et d'autres à l'inverse ont un effet protecteur de la mutagénèse.
Parmi les composés identifiés on
trouve les furannoses : hydroxyméthylfurfural,
furanosine, furfuraldéhyde.
Les données toxicologiques ne
permettaient pas en 2002 l'établissement d'une DJT (dose journalière tolérable)
pour les MRP.