Détection de l'amidon

Partie 1 : Quelle est la structure de l'amidon et comment peut-on le détecter ?

L'amidon est un très bon accumulateur d'énergie. Grâce à l'amidon, les plantes peuvent stocker l'énergie rendue utilisable pendant la photosynthèse pour une utilisation ultérieure. On trouve donc l'amidon principalement dans les organes de stockage tels que les tubercules, les bulbes et les graines.  L'amidon est l'un des principaux aliments de l'homme et de nombreux autres organismes. Mais l'amidon est également utilisé comme matière première renouvelable dans l'industrie chimique et technique, par exemple comme biodiesel ou pour la fabrication de papier.

Dans cette expérience, nous allons préparer une solution d'amidon avec de la maïzena et la colorer avec une solution de Lugol. Une solution d'eau pure et une solution de sucre seront également mélangées à la solution de Lugol en guise de test zéro.

Voici comment procéder :

1. Versez un peu de maïzena dans un récipient en verre et remplis-le de 100 à 200 ml d'eau. La solution doit être légèrement laiteuse et trouble (moins c'est plus).
2. Dans un deuxième récipient en verre, versez un peu de sucre de canne et la même quantité d'eau qu'au point 1.
3. Dans un troisième récipient en verre, versez la même quantité d'eau qu'aux points 1 et 2, rien d'autre.
4. Versez maintenant quelques gouttes de la solution de Lugol dans chacun des trois récipients en verre. Commence par ajouter de petites quantités de solution de Lugol et, en agitant constamment le récipient en verre, ajoute petit à petit autant de solution de Lugol que nécessaire pour que la solution se colore fortement.

Imaginez que l'amidon est une longue chaîne composée de nombreux éléments hexagonaux.

Les éléments de base sont des molécules de sucre qui sont liées entre elles. Les longues chaînes d'amidon ne sont pas droites, mais forment de longs tubes.

Les ions iodure contenus dans la solution de Lugol se déposent dans les tubes d'amidon, ce qui provoque une intense coloration noire-violette. Dissous dans l'eau, ces mêmes ions iodure apparaissent de couleur ambrée.

Message retenu: ce n'est pas l'identité des molécules de sucre, mais leur disposition spatiale dans la molécule d'amidon qui permet de détecter l'amidon de manière sensible et univoque avec la solution de Lugol.

Partie 2 : Où et comment l'amidon est-il formé dans la nature ?

Dans la nature, l'amidon est produit soit dans les chloroplastes verts, là où a également lieu la photosynthèse, soit dans des plastides spéciaux sans chlorophylle dans certains organes de stockage des plantes. Nous le démontrons à l'aide de feuilles panachées et d'une feuille d'aluminium.

Voici comment procéder :

1. Dans un grand bécher, faites chauffer de l'eau à environ 80°C.
2. Prenez une feuille de plante panachée qui a été partiellement recouverte d'une feuille d'aluminium et exposée à la lumière pendant la nuit.
3. Placez la feuille dans un petit récipient en verre et remplis-le d'éthanol.
4. Placez le petit récipient en verre avec la feuille dans le grand bécher et laisse celui-ci au bain-marie pendant au moins 10 minutes. L'ébullition dans l'éthanol dissout la chlorophylle et permet de réaliser l'expérience de coloration.
5. Retirez le petit récipient en verre du bécher. La feuille devrait maintenant être molle et décolorée.
6. À l'aide d'une pincette, transférez la feuille du récipient en verre dans une boîte de Pétri.
7. Versez la solution de Lugol dans la boîte de Pétri de manière à ce qu'elle recouvre complètement la feuille pour détecter l'amidon comme dans la partie 1.

Message retenu: Seules les parties exposées et initialement vertes ont produit de l'amidon ! L'amidon est en effet synthétisé à partir des produits de la photosynthèse. Les chloroplastes dans les plantes transforment le dioxyde de carbone en hydrates de carbone à chaîne courte à l'aide d'eau et de lumière. Comme ces petites molécules de sucre ont la propriété d'attirer beaucoup d'eau et prennent donc beaucoup de place dans la plante, celle-ci les relie en longues chaînes ramifiées qui sont alors appelées amidon. Étant donné que les longues chaînes d'amidon n'attirent que peu d'eau, les plantes peuvent ainsi stocker l'énergie dont elles n'ont pas besoin pour le moment pour une date ultérieure, ce qui leur permet de gagner de la place. L'amidon est donc composé de très nombreuses molécules de sucre individuelles qui sont reliées entre elles.

Source : documents de l'Association des Olympiades Scientifiques Suisses (aujourd'hui connu sous le nom “Olympiades de la Science”) pour le stand à la tunZürich, 2011.

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