Objectif : effectuer un dosage de biomolécules courant en bio-analyses et contrôles : la détermination du pourcentage d’acide gras libres dans une huile alimentaire.

Les huiles alimentaires sont constituées à 100 % de lipides (environ 99 % de triglycérides, le reste étant composé principalement de lécithines - suivant l'huile - et de vitamine E), elles ne contiennent pas d'eau et sont très caloriques. Les triglycérides sont des molécules constituées par l’estérification d’une molécule de glycérol par trois acides gras :

La bonne qualité d’une huile alimentaire peut être étudiée par l'altération des triglycérides en quantifiant la proportion d'acides gras (AG ou acides carboxyliques) qu'ils libèrent au cours de leur vieillissement.

Afin de déterminer si une huile est de bonne qualité, il faut calculer les indices qui rendent compte de la quantité d'acides gras libérés par le triglycéride au cours de son altération et de la quantité d'acides gras totaux (estérifiés sur le triglycéride et libres en solution). Ces indices sont respectivement appelés indice d'acide I_A et indice de saponification I_S.

Un industriel de l’agro-alimentaire souhaite révolutionner l’alimentation des seniors en mettant au point un complément alimentaire semi-solide vendu en sachet ; la composition reste confidentielle (secteur recherche et développement) mais le laboratoire chargé du contrôle qualité sait qu’elle renferme des protéines, des matières grasses ainsi que des micro-organismes probiotiques. Ce produit doit :

• Avoir une teneur de 150 g de protéines par kilogramme de plat cuisiné (soit 15 %) 
• Avoir un rapport d’indice d’acide I_A sur indice de saponification I_S inférieur à 10 % 

DETERMINATION DE L'INDICE D'ACIDE D'UNE HUILE ALIMENTAIRE

Rédiger les schémas légendés du montage de la procédure opératoire (essai, témoin)

Calculer l’intervalle des masses considérées comme fiables pour la pesée de l’huile d’olive.

Rechercher un danger éventuel, sa nature, la ou les voie(s) d’exposition, les situations exposant à ce danger.
Proposer, si nécessaire la (les) mesure(s) de prévention adaptée(s).

Réalisation pratique

Essai (un seul essai)

a) Peser « exactement environ » soit à 10 % près, une masse m_huile = 5,0 g dans une fiole d'Erlenmeyer => m_{huile pesée} = 5,20 g
b) Ajouter :       
- 20 mL de solvant sobutanol-éthanol (dispensette préréglée sur ce volume, à introduire dans l’Erlen)
- 10 mL d'hydroxyde de potassium alcoolique à environ 0,2 mol.L^-1 (pipette jaugée)
c) Bien agiter, puis attendre 10 minutes exactement (E faire le dosage Témoin pendant cet intervalle de temps)
d) Ajouter trois gouttes de l’indicateur coloré de pH proposé par le centre d’examen (bleu de thymol ou phénophtaléine)
e) Neutraliser les ions HO^- restants dans le mélange réactionnel par la solution d'acide chlorhydrique de concentration connue (valeur fournie par le centre d’examen) versée à la burette graduée. L’équivalence est atteinte lors du virage de l’indicateur coloré du bleu au jaune (BBT) ou du rose vif au rose très pâle (phénophtaléine)
Soit V_{Eq HCl} le volume d'acide chlorhydrique versé à l’équivalence : V_{Eq HCl} = 11,55 mL

Témoins (un seul essai)
Un témoin sera réalisé dans les mêmes conditions que l'essai mais sans huile alimentaire.
Soit V_T le volume d'acide chlorhydrique versé à l’équivalence : V_T = 7,10 mL

Rendre compte de toutes les indications de mesure de la procédure sous une forme adaptée.

Etablir l’équation aux unités puis l’équation aux valeurs numériques pour calculer l'indice d'acide I_A de l'huile d'olive.

Equation aux grandeurs :

ATTENTION : V_T et V_{Eq HCl} doivent être exprimés en L

Donnée : M_KOH = 56,1·10³ mg.mol^-1-

Evaluer la qualité de l’huile alimentaire utilisée

Données :
- On considère qu'une huile est de bonne qualité si (I_A / I_S) · 100 < 10 % (m/m)
- L’indice de saponification I_S de cette huile a été préalablement mesuré : I_S = 28 mg KOH par g d'huile d'olive.

Document 1 : détermination des indices d’acide et de saponification

La détermination des indices permet de caractériser les corps gras.

Les corps gras liquides (huiles) et solide (beurres) sont des mélanges d’esters (corps résultant de l'action d'un acide sur un alcool avec élimination d'eau).
Ils dérivent pour la plupart du glycérol (qui porte trois fonctions alcool -OH) et de différents acides gras (qui portent chacune une fonction acide carboxylique = monoacides carboxyliques à chaîne aliphatique). Les constituants majoritaires des corps gras naturel sont des triglycérides.

Les indices déterminés sont :

• Indice d’acide : masse de KOH en mg nécessaire pour neutraliser l’acidité libre de 1 g de corps gras.

On dose une quantité connue de corps gras par une solution d’hydroxyde de potassium dans l’éthanol (« potasse alcoolique = KOH »), en présence de l’indicateur coloré de pH bleu de thymol.
C’est un dosage acide-base direct avec, en parallèle, un étalonnage de la concentration de la solution de KOH par HCl.

Réaction :                               R-COOH + KOH ==> R-COO^-K⁺ + H₂O
                                                                         Sel ou savon

• Indice de saponification : masse de KOH en mg nécessaire pour neutraliser l’acidité libre et saponifier les esters de 1 g de corps gras.

On fait réagir à chaud une quantité connue de corps gras avec un excès connu de potasse alcoolique. Les acides libres sont neutralisés, les esters sont saponifiés.

Lorsque la saponification est terminée, on dose la potasse en excès par un acide de concentration en quantité de matière connue, en présence de l’indicateur coloré de pH bleu de thymol.
Un dosage témoin, sans corps gras, permet de connaître la quantité initiale exacte de potasse alcoolique en excès mise en jeu.

• Indice d’ester : masse de KOH nécessaire pour saponifier les esters de 1 g de corps gras.

En réalité, cet indice se calcule : Ie = Is - Ia. Il est normalement élevé, puisqu’il indique la teneur en triglycérides. On peut utiliser cet indice pour évaluer la masse molaire moyenne des esters présents et déduire la longueur moyenne des chaînes grasses

Intérêts :