Physiologie: Le milieu intérieur

1. Résumé

Ce TP nous a permis d'étudier les caséines du lait. En effet nous avons séparé les caséines des autres constituants grâce à la méthode de la précipitation au point isoélectrique, ce qui nous a donné un rendement de 141% de caséines pour 20 mL de lait de vache entier, rendement trop élevé surement du à des erreurs dans la manipulation augmentant le poids du culot de caséines. Ensuite nous avons quantifié le résidu de tyrosine dans les caséines grâce à une courbe d'étalonnage effectuée à partir d'un dosage colorimétrique. Nous avons pu en déduire la concentration massique de caséine qui est de 10,475g/L. Pour finir nous avons séparé les acides aminés des lots de tripeptides MA provenant d'hydrolysât de caséines grâce à la technique de chromatographie sur couche mince, et nous avons déterminer que dans le tripeptide MA1 il y a de l'Alanine, de la Proline et de la Leucine. Et dans le tripeptide MA2 il y a de l'Alaline, de la Glycine et de la Lysine.

1. Abréviations

pHi=point isoélectrique ; A=absorbance ; Tyr=Tyrosine ; Cm=concentration massique ; C=concentration molaire ;  n=nombre de moles ; V=volume ; m=masse ; M=masse molaire ; Rf = rapport frontal ; pH=potentiel hydrogène ; Hcl=chlorure d'hydrogène ; NaOH=soude ; l=longueur de trajet optique ;  ε=coefficient d'absorption molaire

1. Introduction

Aujourd'hui nous allons nous intéresser au lait. Il existe différents types de laits que ce soit de vache, de brebis, entier ou demi-écrémé...

Nous cherchons à savoir si nous pouvons réellement faire confiance aux étiquettes présentes sur les bouteilles.

Pour cela nous choisissons un litre de lait de vache entier en prenant les indications données sur la bouteille. Les différentes macromolécules de ce lait sont l'eau, les vitamines, glucides (48g), lipides (36g), le calcium (1,2g) et des protéines.

Avec une teneur de 35g pour 1L (ce qui est une proportion non négligeable) c'est aux protéines que nous avons décidés de nous intéresser pour vérifier les valeurs données par l'étiquette. Parmi la totalité des protéines présentes dans le lait 80% sont des caséines. C'est donc les caséines que nous allons étudier aujourd'hui.

Pour pouvoir travailler sur les caséines, il nous faudra les isoler des autres constituants du lait. Pour cela nous utiliserons  les propriétés du point isoélectrique afin de faire précipiter les caséines entre elles.

Ensuite nous chercherons à déterminer la concentration de caséines en solution. Pour ce faire il nous faudra doser la quantité d'un acide aminé constitutif : ici la tyrosine libre.

Pour finir nous ferons une chromatographie afin de séparer les acides aminés provenant d'hydrolysât de caséines de manière à déterminer la composition en acides aminés de chaque tripeptides qui compose la caséine.

1. Résultats et Discussion

1. Séparation des caséines

        Après avoir laissé sécher le culot de caséine obtenu à l'air libre, il est en théorie débarrassé de toutes autres molécules. Le culot pèse 0,72g.  Afin de calculer le rendement, il nous faut le comparer à la composition du lait donnée sur les bouteilles commerciales.

Nous avons pu y lire que pour 100mL, 3,2g sont des protéines. Nous avons travailler sur 20mL de lait donc :donc [pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

La concentration massique théorique de protéine est de 0,64g pour 20mL de lait. Néanmoins nous travaillons sur les caséines et non sur les protéines en général. Il nous faut donc calculer quelle serait la composition en caséines pour 20mL de lait. Nous savons que 80% des protéines sont des caséines. On applique alors les produits en croix :

0,64 → 100%[pic 5]

   ?   →  80%

La concentration massique théorique de caséine est donc de 0,51g pour 20mL de lait. Néanmoins nous n'obtenons pas le même résultat lors de la pesée. En effet nous obtenons une concentration massique expérimentale de 0,72g pour 20mL de lait de vache entier. Nous cherchons alors à calculer combien ce résultat représente en pourcentage. Pour cela nous utilisons à nouveau les produit en croix :

0,51 → 100%[pic 6]

0,72 →    ?

Nous obtenons donc un rendement de 141% de caséines pour 20mL de lait de vache entier.

        Nous observons une teneur en caséines bien plus importante que celle trouvée sur la bouteille commerciale. Nous pourrions donc en déduire que les informations écrites sur l'étiquette sont fausses. Mais il ne faut  pas négliger des erreurs dans notre manipulation. Celles-ci pourraient venir d'une mauvaise déshydratation des caséines ou encore, il se pourrait aussi que certaines protéines aillant un pHi proche de celui des caséines aient donc précipité avec celles-ci entraînant une mauvaise séparation. Cette mauvaise séparation peut aussi être dû  à une centrifugation insuffisante et/ou au fait que le surnageant n'a pas été enlevé dans sa totalité. Tout ceci  aurait donc pour conséquence d'augmenter le poids du culot.

1. Détermination de la concentration des caséines

On trouve grâce à la courbe d'étalonnage (cf. annexe 1, illustration 1) une concentration massique de Tyrosine de 45,5 mg/L pour l'hydrolysât de caséine dilué à ½, soit une concentration de 91 mg/L pour l'hydrolysât non dilué initial. Cependant, sachant que l'hydrolysât de caséine n'est hydrolysé qu'à 40%, nous en déduisons que la concentration massique en Tyrosine totale (100%) est de :

[pic 7]

Maintenant nous cherchons à déduire de ce résultat la concentration molaire de la Tyrosine dans cet hydrolysât.

[pic 8]

Nous savons que or donc  et que  alors[pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

Nous avons donc (avec Mtyrosine=181 g/mol et Cmtyrosine=227,5 mg/L)[pic 13]

La concentration molaire de la tyrosine dans l'hydrolysât est donc de 1,257.10-3 mol/L.

Maintenant nous cherchons la concentration molaire en caséine. Nous savons que chaque molécule de caséines a dans sa séquence en acide aminés 3 tyrosines. Elle est donc 3 fois moins concentrée dans l'hydrolysât que les tyrosines. Il nous suffit donc de diviser la concentration molaire en tyrosine par 3 pour obtenir la concentration molaire en caséines :[pic 14]

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