Correction Dnb Amérique du Nord 2018
PHYSIQUE – CHIMIE - Durée de l’épreuve : 30 min – 25 points
Conservation du lait
Source de calcium et de vitamines, le lait est un aliment complet, mais c’est un produit fragile.
Dès la traite, on instaure une chaîne du froid pour le conserver.
Partie 1. Étude physico-chimique d’un lait
Document 1 : caractéristiques du lait étudié
Les masses de constituants sont données pour 100 g de lait.
Question 1 :
indiquer la composition atomique de la molécule de lactose.
La molécule de lactose de formule C12H22O11 est composée de 12 atomes de carbone (de symbole C), 22 atomes d’hydrogène (de symbole H), 11 atomes d’oxygène (de symbole O).
Question 2 :
d’après la réglementation sanitaire européenne, la conservation des produits alimentaires est autorisée à température ambiante quand l’une des trois conditions suivantes est vérifiée :
- activité biologique < 0,91 ;
- pH < 4,5 ;
- activité biologique < 0,95 et pH < 5,2.
Expliquer pourquoi le lait étudié doit être conservé au froid.
L’activité biologique est de 0,99 (d’après le document 1), la première condition (activité biologique<0,91) n’est donc pas respectée. Le pH du lait est de 6,4, la seconde condition n’est donc pas respectée (pH < 4,5). La troisième condition n’est donc pas non plus respectée (activité biologique<0,95 et pH < 5,2).
Aucune des conditions n’étant vérifiée, la conservation du lait étudié ne peut donc se faire à température ambiante, il doit être conservé au froid
Question 3 :
La poudre de lait est fabriquée en évaporant totalement l’eau contenue dans le lait.
3.1. Déterminer la masse de poudre de lait qu’il est possible d’obtenir à partir d’un kilogramme du lait étudié.
100 g de lait est composée de 87,5 g d’eau, 4,7 g de glucide, 3,8 g de graisse, 3,2 g de protéines et 0,8 g de sels minéraux. En évaporant totalement l’eau, on obtient donc une masse de poudre de lait de : 4,7 + 3,8 + 3,2 + 0,8 = 12,5 g (pour 100 g de lait).
Pour 1 kilogramme de lait, la masse de poudre de lait obtenue est donc de 10×12,5 = 125 g
3.2. On fabrique de la poudre de lait à partir d’un litre du lait étudié. Expliquer sans calcul si la masse de poudre de lait obtenue est inférieure, identique ou supérieure à la valeur trouvée à la question 3.1.
La masse volumique du lait de 1,032 kg/L. Un litre de lait a donc une masse de 1,032 kg. La masse de poudre de lait obtenue à partir d’un litre de lait (masse de 1,032 kg) sera donc supérieure à celle obtenue à partir d’un kilogramme de lait.
Partie 2. Analyse du lactorésum
L’une des méthodes les plus anciennes de conservation du lait est la fabrication de fromage. Le lait cru subit alors une chaîne de transformation (document 2). Il faut séparer la phase aqueuse du lait, appelée lactosérum, du caillé. Le caillé est ensuite traité séparément pour être transformé en fromage.
Document 1 : chaîne de transformation du lait cru
Écrémage : Laissé au repos, le lait se sépare en deux couches. La crème remonte à la surface. Le liquide restant constitue le lait écrémé.
Coagulation : On amène le pH du lait écrémé à la valeur de 4,6. Un solide insoluble dans l’eau se dépose au fond du récipient, c’est le caillé. Le liquide qui surnage est appelé lactosérum. Il est constitué d’eau, de lactose, de sels minéraux et de quelques protéines solubles dans l’eau.
Question 4 :
En exploitant le document 2, expliquer pourquoi on peut faire l’hypothèse que le lactosérum est acide.
On amène le pH du lait écrémé a un pH de 4,6 (pH < 7 donc le lait écrémé est acide). Le lactosérum est ensuite obtenu à partir du lait écrémé. On peut donc faire l’hypothèse que le lactosérum est également acide.
Question 5 :
En utilisant le document 3, proposer un protocole expérimental permettant de prouver la présence d’ions chlorure dans le lactosérum. On pourra formuler la réponse sous forme de texte et/ou de schémas.
Pour vérifier la présence d’ions chlorure dans le lactosérum, on utilise la solution de nitrate d’argent.
On verse quelques millilitre de lactosérum dans un tube à essais puis on ajoute quelques gouttes de solution de nitrate d’argent. Si on observe la formation d’un précipité blanc qui noircit à la lumière, il y a présence d’ions chlorure dans le lactosérum.
