TPE

SYNTHESES:

I – Transformation du maïs en pop-corn à l’échelle macroscopique

        1) Qu’est-ce que le maïs ?

     Le maïs est une céréale provenant d’Amérique centrale et exploitée en Europe depuis le XVI° siècle. Ses propriétés sont utilisées dans les industries agroalimentaire, textile, pharmaceutique, pour la création de plastiques biodégradables, de biocarburants et même d’alcool (le Bourbon) !

     La plante peut mesurer jusqu’à 2m de hauteur. Elle se compose d’une tige unique sur laquelle poussent de longues feuilles. A son sommet se trouvent soit une fleur mâle soit une fleur femelle ; après fécondation, les fleurs femelles donnent des épis de maïs composés de petits grains. Ces petits grains ovales en question ont une enveloppe lisse et rigide. Ils possèdent chacun un germe à l’aspect moins lisse, de couleur beaucoup plus claire, tirant sur le blanc et des sortes de socles durs et blanchâtres.

     Il existe plus de 400 variétés de maïs, que l’on reconnaît par leurs différences de :
- couleur de grain : jaune, brun, noir, voire bleu, à deux grains (blanc et jaune), à trois grains (blanc, jaune pâle et jaune foncé), etc.
- saveurs (certaines sont beaucoup plus sucrées que d’autres)
- utilisation (aliments volaille, homme, industrie…)

De manière générale, chaque grain de maïs est composé de plusieurs parties :

     L’albumen étant sa partie la plus importance et contenant les réserves d’amidon (nous le démontrerons à l’échelle chimique grâce au test révélateur à l’eau iodée). Les industriels broient l’albumen pour obtenir de la farine de maïs.

          2) Qu’est-ce que le pop-corn ?

    Comme dit précédemment, il existe des centaines de variétés de maïs

Les cinq principales espèces de maïs:
• Le maïs à grains dentés: C' est l' espèce la plus cultivée aux U.S.A. L' extrémité de sa graine contient de la fécule molle qui se rétrécit et forme une dent en haut du grain.
• Le maïs à grains vitreux: Très cultivé en Amérique latine, en Asie, en Afrique et en Europe. Ses grains sont durs et lisses avec très peu de fécule molle.
• Le maïs farineux: Composé essentiellement de fécule molle et largement cultivé dans la région des Andes en Amérique du Sud.
• Maïs perlé (éclaté): C' est en fait une forme extrême du maïs vitreux.
• Mais sucré: Son contenu en sucre est au moins deux fois plus élevé que celui du maïs ordinaire.

Mais ceux qui nous intéressent sont le maïs « Butterfly » et le « Mushroom », maïs à pop-corn. Ces grains sont plus petits, plus durs et aussi plus sphériques. Leur couleur est d’un jaune soutenu et leur enveloppe très rigide nous empêche de couper les grains aisément. Le pop-corn est un solide blanc aux formes irrégulières et arrondies dues à un éclatement du grain de maïs et dont l’aspect est semblable à celui du polystyrène expansé. Un grain de maïs = un « grain » de pop-corn. Le volume d’un pop-corn est bien plus élevé que celui d’un grain de maïs.

          3) Expérience de transformation de maïs en pop-corn par un phénomène de « cuisson à l’huile »

Protocole: Nous allons faire chauffer simultanément autant de maïs classique que de maïs « Butterfly » dans deux poêles au fond huileux.

- 2 casseroles identiques + couvercles
- huile
- grains de maïs classique
- grains de maïs butterfly
- minuteur
- 2 plaques chauffantes

Déroulement: Nous plaçons les 2 casseroles sur les plaques chauffantes, nous huilons leur fond et y déposons –dans l’une- grains butterfly et –d’ans l’autre- grains de maïs classique.
L’huile chauffe, chauffant ainsi les grains.

Observation: Au bout de 2 minutes environ, le premier grain de maïs Butterfly éclate. On couvre la casserole de sorte à ce que les grains ne se répandent pas hors du dispositif. En quelques minutes tous les grains de maïs Butterfly ont éclatés en pop-corn alors que les grains de maïs classiques commencent à se carboniser.

maïs Butterfly	maïs classique

Voir la vidéo de la cuisson du maïs:

  Il existe donc une ou plusieurs différences entre les grains de maïs classique et ceux type « butterfly » responsable(s) de la transformation de ce maïs spécial en pop-corn. Il nous faut alors exécuter une série d’expériences nous permettant de trouver l’origine de cette transformation remarquable : poursuivons rapidement à l’échelle macroscopique pour prouver ce qui semble évident à notre œil. Nous devrons ensuite examiner les deux grains de maïs différents à l’échelle microscopique et au point de vue chimique car c’est là que se trouvera notre réponse.

Hypothèse :
Lors de la transformation, le maïs gagne du poids et du volume.

Conséquence vérifiable :
Si on pèse 10 grains de maïs et dix grains de ces mêmes maïs transformés en pop-corn il devrait y avoir une différence de poids. De même le volume occupé par les dix pop-corn devrait être plus conséquent que celui occupé par les dix grains de maïs.

Protocole : On pèse 10 grains de maïs grâce à une balance. On observe le volume occupé par ses dix grains de maïs. Puis après cuisson et transformation du maïs en pop-corn, on pèse de nouveau les dix grains de pop-corn et on observe le volume occupé par ses dix grains de pop-corn.

Expérience:

Différences de masses:

Différences de volumes:

Résultats :
10 grains de maïs qui pesaient avant cuisson 1,7 g pèsent désormais sous la forme de pop-corn 2,6 g . De plus le volume occupé par les pop-corn est d’environ 10 fois plus important que celui occupé par les grains de maïs.

Interprétation :
Lors de la cuisson du maïs à pop-corn, on peut observer au niveau macroscopique une transformation du poids du grain de pop-corn ainsi qu’ un volume totalement différent puisqu’il s’ est multiplié. On remarque également un changement d’aspect : le pop-corn est plus blanc, moins solide (puisque cassable et mangeable) et ses formes ne sont pas lisses comme celles des grains de maïs sinon éclatées…

2ème partie: Transformation à l'echelle microscopique