
Abeille sur une fleur de chardon	Abeille sur une fleur de bleuet	Ouverture d'une ruche

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).


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.

2) Les plantes mellifères

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.

3) Composition d'un miel


Alvéoles pleines de miel	Détail d'un cadre neuf

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)

3-1) Les éléments majeurs :

Ø Des glucides : de 75 à 80%

- fructose 38 %

- glucose 31 %

- maltose environ 7,3 %

MALTOSEALPHA

α-maltose

MALTOSEBETA

β-maltose

- saccharose 1,3 %

On trouve aussi à l'état de traces :

- galactose

GALACTOSE

- mélibiose

- turanose

- isomaltose

- kojibiose

- mélézitose

- raffinose ou mélitose

RAFFINOSE

- Erlose

ERLOSE

Dextrantriose

DEXTRANTRIOSE

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%

Acide gluconique 0,1 à 0,4 %

Acide formique (ou méthanoïque) 0,01 à 0,05%

On trouve aussi à l'état de traces :

Acide citrique

Acide glucuronique

Acide glutamique

Acide maléique (ou (Z)- but-2-ènedioïque)

Acide oxalique (ou éthanedioïque)

Acide succinique (ou butanedioïque)

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.

Proline

Tyrosine

Leucine

Histidine

Alanine

Glycine

Méthionine

Acide aspartique

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.

DECAMYLOSE

· 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

B3 ou PP

B8 ou H

ACIDEFOLIQUE

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

Anthranilate de méthyle

METHYLANTHRANILATE

Ethanoate de 3-méthylbutyle

Ethanoate de benzyle

ETHANOATEDEBENZYLE

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

Ethanal

Butanone

Heptan-2-one

Un aldéhyde ; Une phéromone

Une cétone

Une cétone ; Une phéromone d'alarme chez l'abeille.

- Alcools

PHENYLETHANOL

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)

- Flavones


Lutéoline	Chrysine

- Flavonols


Quercétine	Pinobanksine	Galangine

Kaempférol	Isorhamnétine	6-méthylflavonol

- Flavanol

CATECHINE

(+)-Catéchine

- Flavanone

Ce sont des dérivés dihydrogénés des flavones.

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

ACETYLCHOLINE

Un neurotransmetteur du cerveau

Ø Du HMF ou 5-Hydroxyméthylfurfural

C'est un produit de décomposition du fructose.

HMF

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 :


Acide palmitique	Acide butyrique	Acide caprique

Acide caproïque	Acide valérique	Acide oléique

Acide linoléique

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.


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.

6) Les vies d'une abeille

Voir l'excellent document (Video) du CNRS : https://videotheque.cnrs.fr/doc=143

7) L'hydromel

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.

8) La propolis

C’est une substance utilisée par les abeilles, mais qui ne correspond pas à du miel.

La propolis est une substance résineuse récoltée par les abeilles sur les bourgeons et l'écorce des arbres, principalement les conifères et certains feuillus comme le peuplier. Les abeilles mélangent cette résine avec leurs propres sécrétions salivaires et de la cire pour former une matière qui joue un rôle clé dans la protection de la ruche :

Elle sert de "ciment" pour colmater les fissures de la ruche et ainsi protéger les abeilles des courants d'air, de l'humidité et des intrus comme les bactéries ou les champignons. C'est un véritable bouclier naturel contre les infections, car elle possède des propriétés antiseptiques, antifongiques et antibactériennes.
Elle permet de désinfecter la ruche, contribuant ainsi à maintenir un environnement sain pour le développement de la colonie.

La composition de la propolis varie en fonction de l'environnement et des plantes à disposition des abeilles, mais elle contient généralement :
            - Des résines et des baumes (50-60 %) provenant des plantes.
            - De la cire (30 %), produite par les abeilles.
            - Des huiles essentielles (5-10 %), qui contribuent à son odeur particulière.
            - Du pollen (5 %).
            - Des composés phénoliques et flavonoïdes, connus pour leurs propriétés antioxydantes.
Depuis l'Antiquité, la propolis est utilisée en médecine traditionnelle pour ses vertus thérapeutiques :

Action antimicrobienne : elle est efficace contre les infections bactériennes, virales et fongiques.
Propriétés anti-inflammatoires : elle aide à apaiser les inflammations et à favoriser la cicatrisation des plaies.
Effet antioxydant : elle protège les cellules des dommages causés par les radicaux libres.
Renforcement du système immunitaire : elle stimule les défenses naturelles de l’organisme.

9) La gelée royale :

La gelée royale est une substance naturelle produite par les jeunes abeilles ouvrières nourricières (âgées de 5 à 15 jours), qui secrètent cette substance à partir de leurs glandes hypopharyngiennes et mandibulaires. Elle est utilisée pour nourrir toutes les larves d'abeilles pendant leurs trois premiers jours de vie. Toutefois, les larves destinées à devenir reines sont nourries exclusivement avec de la gelée royale pendant toute la durée de leur développement, ce qui leur permet d'acquérir des caractéristiques particulières, comme une durée de vie beaucoup plus longue (jusqu’à 5 ans), une taille plus grande, des ovaires fonctionnels qui leur permettent de pondre des milliers d’œufs par jour.

Sa composition chimique complexe lui confère ses nombreuses propriétés biologiques :

- Protéines (12 à 15 %)

Elles sont le principal constituant de la gelée royale. La majorité de ces protéines appartiennent à une famille appelée protéines majeures de la gelée royale (MRJP acronyme de Major Royal Jelly Proteins) ; cette famille a 9 membres, de MRJP1 à MRJP9 parmi lesquelles MRJP1 est la plus abondante (environ 50%) et la mieux étudiée.
Ces protéines ont un rôle essentiel dans le développement des larves et l’amélioration de la longévité de la reine.

- Lipides (3 à 6 %)
Parmi les acides gras qui constituent les lipides de la gelée royale le plus notable est l'acide 10-hydroxydéc-2-énoïque (10-HDA),

responsable de certaines de ses propriétés biologiques (notamment les effets antibactériens, anti-inflammatoires et immunostimulants) ; à l’état naturel cet acide n’a été trouvé que dans la gelée royale

- Glucides (10 à 16 %)
Les principaux glucides de la gelée royale sont des sucres simples : le fructose et le glucose, qui sont les mêmes que ceux trouvés dans le miel. Ils fournissent l'énergie nécessaire pour les larves et les abeilles nourricières.

- Vitamines et minéraux (1 à 2 %)
La gelée royale est riche en vitamines du groupe B : B1 (thiamine), B2 (riboflavine), B3 (niacine), B5 (acide pantothénique), B6 (pyridoxine), B8 (biotine), et B9 (acide folique). Parmi ces vitamines, la vitamine B5 est particulièrement abondante et essentielle au bon fonctionnement du métabolisme.
Elle contient également des minéraux comme le calcium, le magnésium, le zinc, le fer, et le manganèse.

- Autres composants
Antioxydants : La gelée royale contient des polyphénols et d'autres composés antioxydants, qui aident à protéger les cellules contre les dommages oxydatifs.
Acétylcholine : C’est un neurotransmetteur important qui joue un rôle dans la communication des cellules nerveuses.
Enzymes et hormones : La gelée royale contient également une variété d'enzymes et de substances hormonales qui participent à la régulation des processus métaboliques et de croissance chez les larves.

Annexe 1

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 :

Annexe 2

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.

Annexe 3

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.

Annexe 4

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)

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.

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.

Annexe 5

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.


Flavone	Flavonol	Flavanone	Flavanol	Flavylium

Annexe 6

Les caroténoïdes

- Les carotènes :

· Un carotène très répandu : le β-carotène ; il possède 40 carbones et deux cycles identiques :

Il est le précurseur de la vitamine A :

VITA

· Il existe un α-carotène :

ACarotene

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 :

LYCOPENE

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 :

· Zéaxanthine (zéa : pour maïs)

ZEA

Cette molécule ressemble à celle du β-carotène ; un groupe hydroxyle (-OH) remplace un hydrogène dans chacun des deux cycles.

· 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.

LUTEINE

Cette molécule ressemble à celle de l’α-carotène ; un groupe hydroxyle (-OH) remplace un hydrogène dans chacun des deux cycles.

· La crocétine :

Cette molécule en C₂₀ existe dans la fleur de safran (Crocus sativus L.).

CROCETINE

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.