EMPÊCHER LE BRUNISSEMENT DES FRUITS

Dans la première partie, nous avons découvert que l’oxydation d’un fruit fait entrer deux paramètres en jeu : Le contact des phénols aux enzymes ainsi que l’oxydation de ces phénols au contact de l’air. Pour empêcher l’oxydation, ou plutôt le brunissement du fruit, il faut donc soit empêcher l’oxydation des composés phénoliques, ou bien ralentir voire même arrêter l’action des enzymes pour que ceux-ci n’accélèrent plus l’oxydation des fruits.

Il existe tout d’abord des espèces appelées antioxydants qui vont s’oxyder à la placer des composés phénoliques au contact de l’air. C’est notamment pour cela que nos grands mères nous conseillent de mettre du jus de citron sur nos fruits une fois coupés. Cela permet en effet d’éviter l’oxydation car le jus de citron comporte un antioxydant.

L’environnement joue aussi un rôle sur l’oxydation du fruit car, comme nous l’avons vu lors de nos expérimentations sur l’oxydation des fruits, certains paramètres vont arrêter ou même ralentir ce brunissement du fruit.

Nous allons donc dans une première partie traiter des antioxydants avec dans un premier temps l’exemple du jus de citron puis celui d’autres antioxydants, et nous allons ensuite dans une seconde partie traiter de l’aspect environnemental de la lutte face à l’oxydation des fruits.

I. Les antioxydants luttent contre l’oxydation des phénols

1. Le jus de citron, une barrière à l’oxydation des fruits

Au contact de l’air, les phénols contenu dans le fruit vont s’oxyder. Il est souvent recommandé de placer du jus de citron sur le fruit une fois coupé pour l’empêcher de brunir. Nous avons donc réalisé une première expérience consistant à placer du jus de citron sur une pomme, afin d’observer les conséquences de ce produit au bout d’une heure sur le fruit. En imbibant la pomme de jus de citron, on constate que celle-ci ne brunit pas du tout au bout d’une heure, et reste presque dans le même état qu’au départ. Sachant que le brunissement de la pomme est du à l’oxydation de composés phénoliques, on peut donc en conclure que le jus de citron a un effet sur l’oxydation ou bien même une action directe sur les phénols.

Avec du jus de citron, on ne constate aucun brunissement de la pomme. Quelle est donc la particularité du jus de citron ?

Cependant, le jus de citron n’est pas un corps pur : il est composé d’eau bien sûr, de sucre, mais aussi d’acide ascorbique (ou plus communément Vitamine C) et d’acide citrique. Cette composition du jus de citron nous a donc invité à réaliser une nouvelle série d’expérience, en s’intéressant ici à chacun de ces éléments à part, afin de savoir lequel joue réellement un rôle face à l’oxydation des fruits, et par la suite chercher l’explication de ce constat. Voici donc le résumé de ces expériences.

Problème : Quel est l’élément contenu au sein du jus de citron qui empêche l’oxydation du fruit ?

Hypothèses : Les acides contenus au sein du jus de citron vont ralentir ou même empêcher l’oxydation des phénols, à cause du pH du milieu.

Liste de matériel :

• - Des assiettes.
• - Un couteau.
• - De l'eau.
• - De l'eau sucrée.
• - De l'acide citrique.
• - De l'acide ascorbique.

Protocole expérimental :

• - Nous coupons 4 morceaux de pommes distincts, que nous plaçons chacun dans une assiette propre et étiquetée selon le nom de la substance à placer sur le fruit.
• - Nous mettons ensuite de l’acide ascorbique, de l’acide citrique, de l’eau sucrée et de l’eau sur chacune de ces pommes, puis nous les laissons 1 heure au contact de l’air.
• - Nous récupérons les résultats des expériences au bout de cette durée.

Résultats des expériences :

Après cette durée de 1 heure, on constate dans le cas de la pomme placée dans de l’eau que la pomme s’oxyde de façon légèrement prononcée, ce qui fait qu’il ne s’agit pas de la substance qui fait barrière à l’oxydation.

En présence d'eau, le fruit se brunit. L'eau n'agit donc pas sur le brunissement comme nous l'avions bien supposé.

L’eau sucrée produit le même constat, malgré que l’oxydation soit légèrement plus lente.

En présence d'eau sucrée, le fruit ne se brunit pas non plus. Le sucre n'agit donc pas non plus sur le brunissement.

L’acide citrique n’empêche lui aussi pas l’oxydation de la pomme. Par contre, l’ajout de vitamine C empêche le fruit de s’oxyder, et ce de façon complète.

L'acide citrique n'empêche pas le brunissement du fruit. Pourtant, il s'agit d'un acide, et nous avions émis comme hypothèses que les acides empêchaient le brunissement. Nous avions donc tort.

L'acide ascorbique quand à lui empêche le brunissement du fruit. Il doit donc posséder des propriétés lui conférant cet effet.

Conclusions :
Il semblerait donc que ce ne soit pas l’acidité du jus de citron qui soit responsable de son caractère de barrière face à l’oxydation, mais une autre particularité que la vitamine C porte. On peut donc se demander quelle est la particularité de la vitamine C qui lui confère un pouvoir contre l’oxydation.

L’acide ascorbique est en un antioxydant. Comme nous l’avons vu dans l’introduction et dans la partie sur le brunissement des fruits, il s’agit d’une molécule qui diminue, voire même empêche totalement l’oxydation des autres substances chimiques, en empêchant notamment l’action des radicaux libres sur d’autres molécules. En se réduisant à ceux-ci selon la réaction d’oxydoréduction, les antioxydants annihilent donc l’action des radicaux libres et l’oxydation du fruit.

Ainsi, la vitamine C contenue dans le jus de citron vient s’interposer à l’oxydation des phénols, en s’oxydant soi-même au dioxygène de l’air et aux radicaux libres qui se forment, empêchant ainsi l’apparition suivante de la mélanine, le pigment brun.

Cela explique aussi pourquoi lorsque l’on coupe un citron en deux, celui-ci ne brunit pas ou que très peu. Celui-ci produit en effet naturellement de l’acide ascorbique qui empêche donc l’oxydation de ses phénols et l’apparition de mélanine. Mais alors, que peut-on dire de plus sur les antioxydants ?

2. Quelques notions supplémentaires sur les antioxydants

L’acide ascorbique n’est pas le seul antioxydant présent dans la nature. Il existe en effet de nombreux autres antioxydants qui peuvent être utilisés à la place de l’acide ascorbique, et qui sont notamment produits par des légumes ou des fruits, pour que ceux-ci luttent eux-mêmes face au brunissement enzymatique.

Les fruits sont effectivement très riches en antioxydants : Vitamine E chez la banane et la pomme notamment mais pas que, ß-carotène (dérivé des vitamines A) dans de nombreux fruits, l’acide ascorbique … Les fruits comportent donc des éléments qui leur permettent eux-mêmes de se protéger de leur vieillissement, sans action supplémentaire par un élément extérieur.

Cependant, ces antioxydants ne sont pas toujours suffisants, comme on le constate chez la pomme et la banane, où le fruit s’oxyde tout de même. Il faut donc consommer au plus vite le fruit une fois coupé, pour éviter de le voir s’oxyder totalement et que celui-ci perde son goût si rafraîchissant.

D’autres fruits, comme le citron (déjà vu juste avant), ou même le kiwi, sont réputés pour être riches en antioxydants. Le kiwi comporte en effet pas moins de 9.27 mg de vitamine C pour 10g de fruit, ainsi que 0.146 µg de vitamine E. Ceci est bien plus que la banane qui ne comporte que 1.17mg de vitamine C pour une masse de 10g, et encore beaucoup plus que la pomme qui n’en contient que 0.46mg ... Ainsi, le kiwi dispose d’un arsenal puissant pour lutter contre l’oxydation, et aurait pu porter nos intérêts durant les expériences.

Il existe aussi d’autres antioxydants utilisés dans les industries, comme les sulfites. Cependant, ceux-ci possèdent des effets négatifs, comme notamment une sensibilité accrue aux UV-B.

II. Procédés pour lutter face à l’oxydation

Dans nos expériences, nous avons constaté que certains facteurs environnementaux tels que le froid, l’absence de dioxygène, le pH du milieu ainsi que la présence de sucre ou de sel ralentissaient le brunissement de la pomme et l’obscurité par rapport à la lumière limite l’oxydation chez les fruits. Ces facteurs sont en partie similaires à ceux observés sur les moisissures.

Pour le froid, on peut stocker les fruits dans le réfrigérateur une fois coupés. Le froid permet alors d’inhiber l’action des enzymes comme pour les micro-organismes, réduisant donc le brunissement du fruit, puisque l’enzyme ne peut plus catalyser la réaction.

On peut aussi éviter que le fruit soit en présence de dioxygène, limitant d’abord l’action de l’enzyme, mais empêchant aussi l’oxydation des phénols et par la suite le brunissement du fruit. Un très bon moyen consiste à immerger les fruits dans un sirop, réduisant grandement la présence de dioxyègne au contact de la chair du fruit.

Le salage, et plus principalement le sucrage, peuvent être aussi utilisés sur le fruit. Ceci vont limiter le brunissement du fruit une fois coupé, en réduisant l’activité de l’eau (agents dépresseurs), et donc en réduisant l’activité de la polyphénoloxydase, l’oxydation des phénols est ralentie. Cependant, l’ajout de sel peut-être déprécié pour le goût d’un fruit, et l’ajout de sucre est donc plus préférable.

Enfin, on peut noter que des chercheurs canadiens ont réussis à créer une variété de pomme nommée Arctic, avec 90% moins d’enzyme polyphenoloxydase que la normale, et donc les brunissement s’en trouve considérablement réduit. Il s’agit d’une pomme modifiée génétiquement, et on peut donc parler d’OGM (Organisme Génétiquement Modifié). Cette innovation a pour origine l’entreprise Okanagan Speciality Fruits, présidé par Neil Carter.

On voit sur ces photographies que les pommes Arctic brunissement moins que la normale. Ceci laisse cependant place à des débats sur les OGM, notamment sur leurs effets ... Credit Photographique : www.gouteretcultiver.wordpress.com/ [Lien]