Exercice 1 - Identification d'espèces chimiques · Bac Physique-Chimie Métropole 2026 (sujet 2)

Exercice 1 – Le kéfir de fruit (9 points)

Le kéfir de fruit est une boisson fermentée, naturellement pétillante et peu sucrée, obtenue par la fermentation à l’aide de grains de kéfir. Ces grains sont constitués de levures et de bactéries, micro-organismes responsables du processus de fermentation.

L’objectif de cet exercice est d’étudier différents paramètres de la préparation du kéfir susceptibles d’influencer ses caractéristiques gustatives, en particulier les paramètres liés à la fermentation.

On peut trouver sur internet une recette permettant de produire 1 litre de kéfir de fruit:

ingrédients: 20 g de grains de kéfir;

20 g de sucre;

2 tranches de citron;

1 figue sèche;

quantité suffisante d’eau du robinet pour obtenir 1 L de boisson;

recette: introduire tous les ingrédients dans un grand bocal fermé;

laisser fermenter à température ambiante dans un endroit sec, à l’abri de la lumière, durant au moins 24 h.

3. Arôme de la boisson végétale de kéfir

La recette étudiée propose d'ajouter quelques tranches de citron pour donner un goût acidulé. Cet agrume contient dans son écorce des espèces chimiques telles que le limonène et le citral; son jus est riche en acide citrique.

On se propose dans cette partie d'identifier les espèces présentes dans la boisson préparée et qui pourraient alors être responsables du goût acidulé de la boisson.

Données

Données de spectroscopie infrarouge:

Liaison

O–H

C–H

C=C

C=O

Nombre d'onde (en cm⁻¹)

3200 – 3700

2850 – 3100

1620 – 1680

1650 – 1730

Allure de la bande caractéristique

Forte et large

Forte

Faible et fine

Forte et fine

Données de solubilité de différents composés présents dans le citron:

Espèce chimique

Solubilité dans l'eau

Solubilité dans l'acétate d'éthyle

Solubilité dans le cyclohexane

Limonène

Faible

Convenable

Grande

Citral

Très faible

Convenable

Grande

Acide citrique

Grande

Grande

Nulle

Miscibilité des différents solvants avec l'eau:

Solvant

acétate d'éthyle

cyclohexane

Miscibilité avec l'eau

faible

nulle

Q15.

Attribuer chacun des deux spectres présentés au citral et à l'acide citrique. Justifier.

On souhaite identifier les espèces présentes dans le kéfir préparé. Pour cela, on réalise leur extraction à l'aide d'un solvant.

Q16.

Choisir, en justifiant, parmi l'eau, l'acétate d'éthyle et le cyclohexane, le solvant le plus approprié pour extraire simultanément le citral, l'acide citrique et le limonène présents dans le kéfir.

Après l'extraction, on réalise une chromatographie sur couche mince pour analyser l'extrait, noté K. Après révélation avec une solution de permanganate de potassium, on obtient un chromatogramme dont une représentation est donnée en figure 6.

Q17.

En analysant le chromatogramme obtenu, déterminer l'espèce issue du citron que l'on retrouve dans la boisson et qui pourrait être responsable du goût acidulé du kéfir.