II. A l'échelle microscopique : Comment et pourquoi le maïs se transforme t-il en pop corn ?

 

 

D'après l'observation microscopique d'une coupe d'un grain de maïs et nos recherches sur la composition du maïs -visibles dans notre première partie- nous avons formulé plusieurs hypothèses telles que : - la quantité d'amidon est responsable de l'éclatement chez le grain butterfly - l'humidité a un rôle dans l'éclatement du grain, une certaine pression permet l'éclatement du grain butterfly et -l'enveloppe du maïs butterfly differente des grains de maïs classiques favorise sa transformation en pop corn.

 

 

 

Nous allons maintenant vérifier ces hypothèses par différentes expériences préalablement réalisées lors de nos séances de TPE.

1) L’amidon*

C'est plus précisément de l'amylopectine* et de l'amylose* très fréquents dans les végétaux. C'est ce que l'on appelle un polymère*, c'est à dire un assemblage de petites unités qui se répète sur de grandes dimensions.

 

  •    Objectif :

Nous savons que l'amidon est un composant d'un grain de maïs. Mais nous supposons que sa quantité ou son comportement dans le grain butterfly sont différents dans le grain classique et que l'amidon joue un rôle essentiel dans la transformation du grain de maïs en pop-corn. Ainsi, nous montrerons sa présence et déterminerons son rôle.

 Expérience 2 : Y a-t-il de l’amidon dans un pop corn ?

  •   Principe :

Pour mettre en évidence l’amidon, on utilise un réactif : l’eau iodée*. Celle-ci devient bleue-noire en présence de l’amidon. Nous allons  donc  vérifier la présence d'amidon en effectuant ce test caractéristique à l’eau iodée sur un grain de maïs éclaté .

  •     Protocole :

Matériel :

- 3 casseroles + couvercles

- huile

- plaques chauffantes

- eau iodée

- grain de maïs butterfy

 

1. faire éclater un grain de maïs butterfly

2. verser 3 gouttes d'eau iodée sur celui-ci

 

 

  • Observations et analyses des résultats :

 

La partie blanche c'est à dire la partie expansée se colore en bleu nuit. C’est donc la partie composée d’amidon.

 

 Expérience 3: Y a-t-il de l’amidon dans un grain de maïs ?

  •   Principe :

Observer s’il y a présence d'amidon dans un grain butterfly et dans un grain de maïs classique

  •  Protocole :

Matériel :

- scalpels

- grain de maïs butterfly

- grain de maïs classique

- eau iodée

 

1. Couper à l'aide d'un scalpel les grains de maïs.

2. Verser quelques gouttes d'eau iodée sur ces coupes.

 

 

 

 

  • Observations et analyse des résultats :

Grâce au test à l’eau iodée, nous avons mis en évidence que tous les grains de maïs, quelque soit la variété, possèdent de l’amidon. De plus, en ouvrant un grain de maïs, classique ou butterfly, sur lequel on effectue le test à l’eau iodée, on peut affirmer que l’amidon présent dans le grain n’est pas réparti de façon homogène. En effet, l’amidon est situé dans l’albumen.

Tous les grains de maïs sont structurés d’une manière semblable, et sont composés d’amidon. Le maïs à éclater est cependant plus petit, et beaucoup plus rigide.

 

          Rôle de l'amidon

 Expérience 4 : Expérience témoin pour le test à l’eau iodée

  •   Objectif :

Déterminer le rôle, s’il y a, de l'amidon dans la transformation du maïs en pop corn.

  •   Principe :

Pour vérifier si l'amidon joue un rôle, nous allons maintenant faire cuire de l'amidon en poudre dans un peu d'huile. S’il joue un rôle, on devrait voir une sorte d'éclatement ou un phénomène expliquant l'éclatement.

  •  Protocole:

Matériel :

- casserole

- plaques chauffantes

- amidon en poudre

 

1. Placer dans une casserole préalablement huilée une cuillère d'amidon.

2. Chauffer le tout.

 

  •   observations et analyse des résultats :

 

 La poudre d'amidon brûle. L'amidon ne déclenche donc pas l'éclatement du grain de maïs.

 

2) Le péricarpe

Puisque un grain de maïs classique n’éclate pas et qu’un grain de maïs butterfly éclate, alors que leur quantité d’amidon est identique, il doit y avoir un autre facteur qui intervient dans cette transformation.

Rappelons que le péricarpe est l’enveloppe externe du grain de maïs.   Il est observable au toucher de différents grains que le péricarpe semble  plus dur, rigide et donc plus perméable chez un grain de maïs butterfly que chez un grain de maïs classique. Le péricarpe plus rigide permettrait ainsi de favoriser la monter de la pression à l'intérieur du grain de maïs et expliquer l'éclatement.

 

  •   Objectif :

Démontrer le rôle de l'enveloppe externe du maïs.

 

Expérience 5 : Les grains de maïs butterfly peuvent-ils toujours éclater bien que leur péricarpe soit percé ?

  • Principe :

Faire exploser du maïs butterfly dont le péricarpe est percé. Si l’enveloppe est percée, l'eau vaporisée n'est plus contenue et il n'y a plus de montée de pression. Cela implique donc que le grain devrait brûler et non éclater.

  •   Protocole :

1. Percer la coque de quelques grains de maïs butterfly à l’aide d’une aiguille

2. Les déposer dans une casserole huilée

3. Allumer les plaques chauffantes

 

  • Observations et analyse des résultats :

Après 2 minutes de cuisson, tous les grains de maïs éclatent en pop-corn.  Donc nous pouvons en déduire que l'enveloppe n'est pas le principal facteur de la montée de la pression et elle ne retient pas toute la pression interne.

Nous procédons donc à un travail plus approfondi grâce à l’observation microscopique du grain de maïs.

 

 

 

3) l'enveloppe des amyloplastes

  Observation à la loupe binoculaire et au microscope.

  • Principe :

Observation d’une coupe d’albumen à la loupe binoculaire.

  

  • Objectif :

Déterminer la composition d’un grain de maïs

  •   Matériels :

-Loupe binoculaire

-Lame

-Lamelle

-Eau iodée

-Eau

  •   Protocole :

1.placer une découpe de grain de maïs sur une lame

2.mettre une goutte d’eau sur la lame

3.recouvrir d’une lamelle

4.mettre ensuite de l’eau iodée sur la lame

 

 

(nous avons réalisé ces photos grâce à un appareil photo fixé sur la loupe binoculaire)


 

  •   Observation :

On peut voir des cellules, des sacs contenant de l’amidon (mis en évidence par l’eau iodée), ce sont des amyloplastes.

 

 

 

Le grain de maïs est composé d’amidon. L'amyloplaste est un plaste incolore spécialisé dans le stockage de l'amidon. Le grain contient donc des amyloplastes.

On peut émettre l’hypothèse que les enveloppes amyloplastes du maïs butterfly sont assez rigides pour supporter la pression jusqu’à une certaine température. En effet lorsqu’on a troué le péricarpe nous avons percé très peu d’amyloplaste, un nombre insuffisant, pour que leur rôle soit identifié.

 

Expérience 6 : Après la coupe de quelques grains de maïs butterfly, ceux-ci peuvent-ils malgré tout se transformer en pop corn ?

 

  • Objectif :

Démontrer le rôle de l'enveloppe des amyloplastes.

  •   Principe :

Eclatement de moitiés de maïs. Si le grain est coupé en deux, il y aura un très grand nombre d’amyloplastes de percés. Si les enveloppes individuelles des grains d’amidon sont percées, il n’y a plus de pression exercée, on devrait donc observer que les grains de maïs brûleront sans avoir éclaté bien sûr.

  •   Protocole :

1. Couper en deux plusieurs grains de maïs butterfly

2. procéder à l’éclatement de ces grains de maïs

 

  • Observations et analyse des résultats :

Les grains n'ont pas éclaté en pop corn. Il s'agit donc de l'enveloppe des amyloplastes qui augmente la pression lorsque la température de l'huile augmente, cette enveloppe éclate à 180°C et provoque l'éclatement du péricarpe.

 

 

 

 

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