III/ Deuxième hypothèse

III/ Deuxième hypothèse

Nous émettons l'hypothèse que le miel est fabriqué à partir du nectar de fleur.

1) Comparaison de la composition du miel et du nectar

Nous allons nous intéresser à la composition du nectar afin de la comparer à celle du miel. Tout d'abord nous devons rappeler que le nectar est un suc sécrété par les nectaires des plantes à fleurs. Les pièces buccales de l'abeille lui permettent d'aspirer ce nectar .La composition du nectar est variable selon les espèces de fleurs. Cependant il est généralement composé de :

- 5O à 80% d'eau

- huiles essentielles

- acides aminés

-de sucres comme essentiellement du fructose et du glucose ou encore du saccharose.

D’après les expériences et le diagramme précédents, on remarque des similitudes dans la composition du miel du pollen. On peut en déduire que le miel est fabriqué à partir du nectar, car leur composants sont identiques mais à des concentrations différentes.

Pour vérifier une nouvelle fois que le miel est bien composé d'eau. On pratique une seconde expérience, on fait chauffer du miel si le miel est composé d'eau, il y aura évaporation.

On pèse le miel avant l’expérience.

 

 On chauffe le miel à l'aide d'un tube à essai et une plaque chauffante, on observe de l'évaporation et de la buée sur le tube à essai et on remarque un changement de couleur de la solution (jaune transparent au noir-marron foncé).

n pèse la solution obtenue et on on remarque que le poids est plus faible que celui du miel avant l'expérience ( 130,0g à 125,9g). On en déduit que le miel contient bien de l'eau. Par un simple calcul mathématique nous pouvons donc déduire qu'il y a environ 3 % d'eau dans le miel :

valeur(début) – valeur(fin) / valeur(début) *100 = (130 - 125,9) / 130 * 100            = 3,15 %

b.2) Test de présence de sucres réducteurs

On a ensuite voulu savoir si le miel est composé de sucres. On commence par pratiquer un glucotest qui permet de déterminer la présence de glucose dans une solution.

On dilue du miel avec de l'eau pour que le glucotest fonctionne, on met en contact la bandelette du glucotest avec la solution obtenue.

La bandelette devient verte claire ce qui signifie que le miel contient 0,25% de glucose ou encore 14 mmol/litre.

On veut maintenant savoir si le miel contient d'autre sucre comme le fructose. Pour cela on utilise de la liqueur de Fehling qui permet de mettre en évidence la présence de glucose et de fructose. La liqueur de Fehling mélangée avec une solution contenant des sucres réagit à la chaleur, la solution chauffée devient orange-rouille.

On mélange le miel avec la liqueur de Fehling, on obtient une solution verdâtre.

On chauffe la solution à l'aide d'une plaque chauffante. On observe un changement de couleur de la solution (vert au orange rouille), ce qui signifie que la solution est composée de glucose et de fructose. Le miel est bien composé de glucose et de fructose.

b.3) Explication des réactions chimiques des tests

Couleur bleu de Cu²⁺: spectre d'absorption de l'ion complexé [Cu(NH₃)₄]²⁺

Le glucose et la liqueur de Fehling réagissent avec de la chaleur par une réaction d'oxydoréduction. Cu²⁺ étant bleu en milieu basique et Cu₂O étant de couleur orange-rouille, ceci explique le changement de couleur de la solution et permet de prouver la présence de glucose dans la solution.

Le fructose ne peut pas réagir avec la liqueur de Fehling sans isomérisation. L'isomérisation du fructose, c'est le changement de son groupe cétone en groupe aldéhyde comme le glucose. L'isomérisation est possible avec de la chaleur.

2) Du nectar au miel

Nous cherchons maintenant par quels procédés le nectar se transforme en miel. On retrace les différentes étapes de la fleur à la ruche pour le nectar jusqu'au miel.

a) La Fleur

On sait que l'abeille prend le nectar dans les fleurs. La plupart des fleurs sont hermaphrodites, c'est-à-dire qu'elles sont à la fois mâles et femelles : elles ont un pistil et des étamines.Les étamines sont la partie mâle (qui libère du pollen), et le pistil la partie femelle (qui reçoit le pollen).

Normalement chez les fleurs, les sépales sont vertes et se différencient des pétales.

Chez la fleur de lys, les choses sont un peu différentes. Les pièces de l'enveloppe florale sont nettement sur deux rangs. On considère que le rang externe est constitué de trois sépales et le rang interne de trois pétales. On appelle parfois tépales les sépales et les pétales quand ils se ressemblent.

Nous avons réalisé une dissection d'une fleur de lys pour pouvoir observer les différentes parties de la fleur :

Les différentes parties de la fleur :

-le calice, formé par l'ensemble des sépales ;

-la corolle, formée par l'ensemble des pétales ;

-l'androcée, c'est-à-dire l'ensemble des étamines (partie mâle), qui produit le pollen ;

-le gynécée ou pistil, formé par l'ensemble des carpelles (partie femelle).

                                                   pétales et sépales





                                                     étamines

                                                                                             pistil

 

 

 

Le nectar est contenu et produit dans la partie de la fleur appelée « nectaire ».

Un nectaire est une glande, dont sont pourvus nombre de plantes mutualistes, qui excrète le nectar, nourriture alternative au pollen pour les pollinisateurs.

 

Il existe deux types de nectaires : les nectaires floraux et extrafloraux :

-Les nectaires floraux produisent le nectar destiné à attirer les pollinisateurs.

On les trouve sur les organes floraux, comme les ovules, les étamines, le calice,

le corolle ou le réceptacle.

La composition du nectar produit varie en fonction des consommateurs.

-Les nectaires extrafloraux sont situés dans les feuilles et attirent les animaux

qui défendent la plante contre les herbivores. Les principaux consommateurs

de ces nectaires sont les fourmis.

Le nectar possède, par son goût et son odeur, un pouvoir d'attraction sur les abeilles et d'autres insectes et animaux. En venant s'alimenter sur la plante, ils permettent sa fécondation en provoquant involontairement sa pollinisation.

Le miel peut avoir des goûts différents, cela dépend des espèces de fleurs butinées par les abeilles.

Les abeilles peuvent butiner le nectar d’une seule espèce de fleur, si les ruches sont situées au milieu d’un champ, de lavande par exemple.

Les plus connus sont les miels d’acacia, miel de lavande, miel de châtaigner…

Le miel peut aussi provenir d’un mélange entre différentes espèces de fleurs, on l’appelle alors miel toutes fleurs. L’abeille butine le nectar des fleurs pour en utiliser le sucre. Selon la plante, le sucre peut être différent par sa composition en glucose, fructose, disaccharide et saccharose. D’autres éléments du nectar vont donner au miel sa couleur et son goût unique : les vitamines, les pigments, les arômes.

 

b) L'abeille

L'abeille utilise sa trompe pour aspirer le nectar, on peut voir les différentes parties de la trompe à l'aide d'une loupe simple ou d'une loupe binoculaire :

Mandibule : pièce buccale mobile double chez certains insectes qui sert à broyer les aliments.

Maxille : mâchoire des insectes.

Langue : mesure environ 2mm.

Trompe : prolongement de la langue, sert à aspirer le nectar de la fleur.

 Palpes Labiaux :les insectes s'en servent pour explorer les aliments et les maintenir entre les mandibules pendant la mastication

 

 

Le nectar est donc prélevé dans les fleurs par les abeilles, ensuite ces dernières digèrent ce nectar.

 

Le nectar arrivé au jabot est mélangé avec des enzymes permettant la transformation en miel.

Le saccharose (toujours très minoritaire dans le miel) est formé d'une molécule de glucose et d'une molécule de fructose. Les molécules de fructose et de glucose sont des isomères, c'est-à-dire que leur formule brute [C6H12O6] est identique. Seule leur structure les distingue.

 

L'opération inverse, que l'on appelle hydrolyse, peut se produire avec une chaleur suffisante :

 

Mais cette opération est lente. Par contre, en présence d'une enzyme, la réaction s'accélère fortement. L'invertase est l'enzyme qui permet d'accélérer l'hydrolyse du saccharose.

Les abeilles fabriquent cette enzyme dans le jabot. C'est ainsi que le saccharose présent dans le nectar va être digéré par l'abeille puis régurgité sous forme de fructose et de glucose.

 Le miel n' est pas tout à fini, l'abeille transmet le nectar digéré à d'autres abeilles : cela s'appelle la trophallaxie. Le nectar est alors mélangé à des enzymes de plusieurs abeilles.

 

c) La ruche

Le miel n'est toujours pas fini, on l'appelle miel immature. L'abeille place ensuite le miel immature dans les alvéoles de la ruche : ces alvéoles sont fabriquées à partir de la cire d'abeille.

Les alvéoles constituent la partie la plus importante de la ruche, les abeilles y stockent le miel et le pollen mais elles y entreposent aussi les larves et les œufs . Elles sont constituées de cire, qui est elle même produite à condition que:

• la température soit entre 33° et 36°C (température normale de la ruche)
• l'abeille ait reçue une alimentation copieuse à base de miel afin de produire la cire en grande quantité. (miel → sécrétion active, famine → sécrétion nulle)

Une abeille a besoin de 10kg de miel pour produire 1kg de cire.

La cire est produite dans l'abdomen de l'abeille et est sécrétée ensuite sous leur abdomen sous forme de petites écailles. Ces écailles sont ensuite malaxées par les mandibules des autres abeilles pour former la cire telle que nous la connaissons.

 Pourquoi cette forme? Dans la nature, la cire est de forme circulaire, avant de se transformer rapidement en hexagones arrondis. A une température d'environ 45 degrés Celsius, la cire commence à couler lentement comme un liquide élastique, visqueux. Elle s'étire, et des angles se forment à la jonction des cellules, donnant naissance à des hexagones.

 

 

La cire est composée principalement :

-d'esters (68%), produit de la réaction entre un ion HO^- et un alcool

-d'acides (12%)

-d'hydrocarbures (14%)

La cire possède des propriétés spécifiques :

- un point de fusion 64°C (ce qui différencie les cires des graisses et des huiles).
- une faible viscosité lorsqu'elle est fondue (à la différence de beaucoup de plastiques).
- une cire est insoluble dans l'eau et donc imperméable (hydrophobe).
- une très longue conservation.
- malléable à température ambiante.
- une densité de 0.97 (flotte sur l'eau).
- Résiste à l’oxydation et à l’hydrolyse.

Les alvéoles permettent de conserver le miel pour que la réaction ait lieu. Et la chaleur de la ruche permet au miel immature de devenir mature. On parle du rôle de la température dans la ruche (elle varie un peu selon les saisons).

 

Le rôle de la température :
- Elle permet à la réaction d'hydrolyse d'avoir lieu (transformation du saccharose en fructose et glucose)
- Cette réaction étant elle-même consommatrice d'eau, elle participe à l'élimination de l'eau du miel.
La température joue donc un rôle très important dans l'élaboration du miel.

Moins il y a de saccharose et d'eau dans le miel plus il se conservera longtemps. Il y a donc intérêt à ce que cette réaction d'hydrolyse soit la plus complète possible. Sauf pour certains miels, le taux de saccharose ne doit pas atteindre 5% et l'eau ne doit pas dépasser 20% (25% pour le miel de Bruyère).

Le nectar de la fleur est donc transformé en miel par l'abeille grâce à la chaleur de la ruche et l'enzyme invertase contenu dans le jabot des abeilles.