TPE Colorants alimentaires
L'effet du tartrazine sur les levures
Certains colorants comme le jaune tartrazine se révèlent avoir des effets néfastes sur l'organisme. Le jaune tartrazine (E102) est un colorant de synthèse azoïque dérivé du goudron utilisé dans de très nombreux produits alimentaires pour leur conférer une couleur jaune. Ce colorant est autorisé en France, aux Etats Unis et au Canada mais peut provoquer des allergies et de l'hyperactivité chez les enfants. La mention « Peut avoir des effets indésirables sur l’activité et l’attention chez les enfants » est inscrite depuis 2009 sur les produits contenant de l'E102. Cependant ce colorant possède aussi des effets mutagènes et est probablement cancérigène. L'E102, en association avec l'acide benzoïque (conservateur), accroit les risques de cancers.
Nous nous proposons de tester l'effet de ce colorant sur des levures de boulangerie. Nous supposons que l'E102, en association avec de l'acide benzoïque provoque des mutations sur les levures et a un effet létal sur celles-ci. Si les levures meurent, alors l'E102 s'avère néfaste pour la santé.
Liste de matériel :
- colorant alimentaire jaune Tartrazine (E102)
- milieu nutritif ( eau, peptone, glucose )
- acide benzoïque (E210)
- suspension de levures de boulangerie non diluée
- 4 tubes stériles avec bouchon
- bec électrique
- balance
- eau de javel
- spatule
- coupelle
- pipettes stériles ( 1ml, 5 ml et 10 ml )
- 4 lames de Malassez
- 4 lamelles
- ordinateur
- microscope
- caméra
Protocole :
* Préparation de la zone de stérilité :
On désinfecte le plan de travail et la tablette du bec électrique avec de l'eau de javel. On se lave ensuite les mains puis nous mettons des gants.
Le bec électrique est mis à préchauffer sur le thermostat le plus élevé ( 7 ).
On restera tout au long de l'expérience dans la zone de stérilité autour du bec électrique pour ne pas intégrer d'agents pathogènes à nos différentes cultures de levures et fausser les résultats.
* Mise en culture
-On prépare 4 tubes de cultures de levures.
-Dans les 4 tubes, on met 20 ml de milieu nutritif que l'on prélève avec une pipette stérile et une propipette et 2 ml de la suspension de levure non diluée.
-Dans le tube 1, c'est -à-dire le tube témoin, on ne rajoute ni de colorant E102 et ni d'acide benzoïque.
-Dans le tube 2, on ajoute 15 gouttes de colorant E102. On met une dose assez élevée de colorant pour espérer obtenir des résultats convaincants.
-Dans le tube 3, on introduit 15 gouttes de colorant E102 ainsi qu' 1g d'acide benzoïque solide prélevé avec une spatule et pesé avec la balance électronique dans une coupelle.
-Enfin, dans le dernier tube, on met seulement 1g d'acide benzoïque.
-On s'assure que tous les tubes de culture soient bien fermés.
* Premier comptage (après la mise en culture)
-On agite d'abord efficacement les 4 tubes pour que ce soit bien homogène et que les levures ne se soient pas déposées au fond.
-On prépare les quatre lames de Malassez en déposant une goutte des tubes 1, 2, 3 et 4 à l'aide de 4 pipettes stériles de 1 ml et en recouvrant chaque goutte délicatement avec une lamelle. (Attention, il ne faut pas oublier d'ouvrir les tubes en restant dans la zone stérile.) Les lames de Malassez sont prêtes, on allume le microscope. L'oculaire grossissant déjà en x10 et l'objectif choisit étant le x40, on observe donc en grossissement x400.
-On place la première lame sur la platine en faisant les réglages de luminosité ainsi que les mises au point avec les vis macrométrique et micrométrique.
-Les réglages sont normalement corrects pour pouvoir observer les 3 lames suivantes.
-On compte les levures directement en regardant dans l'objectif. En effet, les levures ne se sont pas encore multipliées et il est alors facile de les compter. Il faut compter les levures présentes dans plusieurs cases pour ensuite faire une moyenne et avoir plus de précision.
Remarque: Pour éviter de compter deux fois des levures chevauchant le quadrillage de la lame de Malassez, on compte uniquement les cellules qui « mordent » sur les cotés droit et inférieur de chaque carré.
* Deuxième comptage ( une semaine après la mise en culture )
-Une semaine s'est écoulée et il faut procéder au deuxième comptage des levures pour voir l'évolution. On se sert cette fois-ci d'une caméra branchée à l'ordinateur et reliée au microscope car les levures se sont multipliées et il est plus difficile de les compter. On utilise le logiciel IScapture pour avoir les images à partir de la caméra et le logiciel Mesurim pour compter les levures.
On prélève le milieu nutritif avec une pipette stérile et une propipette dans la zone de stérilité. On met 20ml dans chaque tube de culture.
On pèse 1g d'acide benzoïque en le prélevant avec une spatule.
Les tubes 1, 2 et 3 sont prêts et le tube 4 est en préparation.
On a placé la première lame de Malassez sur la platine pour compter les levures du tube 1. On procède aux réglages du microscope puis on compte les levures dans chaque zone quadrillée de la lame.
On ajoute 15 gouttes de colorant E102 dans le tube 2.
On dépose une goutte du tube 2 sur la lame de Malassez à l'aide d'une pipette stérile de 1ml. (le tube est ouvert car c'est la fin de l'expérience et le travail dans la zone de stérélité n'est plus nécessaire)
On fait tout d'abord la mise au point avant de brancher la caméra.
La caméra est branchée à l'ordinateur et reliée au microscope. On compte les levures sur Mesurim.
Résultats :
Concentration= n/a.v
avec n: le nombre de levures comptées (l'addition des levures comptées)
a: le nombre d'unités de comptage dénombré
v: le volume d'une unité de comptage
La concentration s'exprime en levures/mL.
Sur la lame de Malassez, un rectangle, c'est-à-dire une unité de comptage, a pour volume 0,01mm3 soit 0,01E-3 mL.
On utilise cette formule pour déterminer la concentration en levures par ml dans chaque tube.
* Premier comptage ( juste après la mise en culture ):
Tube 1: c = 9E5 levures/mL
Tube 2: c = 1,1E6 levures/mL
Tube 3: c = 1,1E6 levures/mL
Tube 4: c = 1,03E6 levures/mL
* Deuxième comptage ( une semaine après la mise en culture ):
Tube 1: c = 1,96E7 levures/mL
Tube 2: c = 1,83E7 levures/mL
Tube 3: c = 2,25E5 levures/mL
Tube 4: c = 1,3E6 levures/mL
Photographie lors du deuxième comptage des levures du tube 1. (photo obtenue à partir de la caméra et du logiciel IScapture)
Photographie lors du deuxième comptage des levures du tube 3. (photo obtenue à partir de la caméra et du logiciel IScapture)
Photographie lors du deuxième comptage des levures du tube 2. (photo obtenue à partir de la caméra et du logiciel IScapture)
Photographie lors du deuxième comptage des levures du tube 4. (photo obtenue à partir de la caméra et du logiciel IScapture)
Interprétation:
Tout d'abord, le milieu nutritif pour élever nos levures composé de glucose, de peptone et d'eau était bon car les levures ont réussi à se multiplier. En effet, dans le tube 1 (témoin), on est passé d'une concentration de 9E5 levures/ml lors de la mise en culture à 1,96E7 levures/ml une semaine après, soit près de 21 fois plus.
Dans le tube 2 (contenant du mileu nutritif et du E102), on avait une concentration de 1,1E6levures/ml au départ puis 1,83E7 levures/ml à la fin de l'expérience, soit environ 16,6 fois plus. Il est difficile de savoir si le E102 a eu un effet sur les levures car celles-ci ont tout de même réussi à se multiplier mais peut être légèrement moins bien que dans le tube 1. Le E102 ne s'avère donc pas mutagène à lui seul.
Dans le tube 3 (contenant du milieu nutritif, de l'E102 et de l'acide benzoïque) les résultats sont intéressants car la concentration en levures a diminué au fil du temps. On est passé de 1,1E6 levures/ml à 2,25E5 levures/ml. La concentration de levures/ml a été divisée par 4,9 environ. Les levures n'ont pas réussi à se multiplier et nombreuses ont disparu. Cela veut dire que l'E102 en association avec l'acide benzoïque a un effet létal sur les levures. Des mutations ont dû avoir lieu et ont provoqué la mort des levures.
Le tube 4 (contenant du milieu nutritif et seulement de l'acide benzoïque) nous permet de dire que ce n'est pas l'acide benzoïque à lui seul qui a un effet létal sur une population de levures bien qu'il ralentisse certes la multiplication des levures. Effectivement, on a 1,03E6 puis 1,3E6 levures/ml dans le tube 4 à la fin, soit environ 1,3 fois plus.
Il ne faut pas oublier qu'une certaine marge d'erreur existe car les comptages ne sont pas précis.
On tient à préciser que dans le tube 4 le pH est de 6. Le pH optimal pour les levures se situe entre 4,6 et 6. Ce n'est donc pas l'acidité de l'acide benzoïque qui est responsable de la mort des levures.
Conclusion :
L'hypothèse du début est vraie. L'E102 en association avec l'acide benzoïque a un effet létal sur les levures. Ce n'est pas l'E102 en lui même qui est dangereux.
De vrais risques sont présents dans notre société de consommation. Dans un produit alimentaire, il est souvent rare de ne voir qu'un colorant dans la composition de l'aliment... Il y a pratiquement tout le temps des conservateurs et autres substances chimiques en plus. Trop de substances chimiques sont en association dans un même produit et c'est ici que les risques pour la santé s'accroissent. Les colorants deviennent donc néfastes pour l'organisme et peuvent provoquer des mutations pouvant être à l'origine de cancers.