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I) INTRODUCTION
Depuis peu, des boissons dites énergisantes, comme le RedBull, connaissent un grand succès auprès des jeunes. De quoi s'agit-il ?
D'abord, sachez que cette boisson, interdite dans certains pays, commercialisée d'abord en Autriche, est un mélange (explosif, diront certains) de caféine en dose importante, de vitamines, de sucres (dont le glucoronolactone), de taurine, une substance encore mal connue à base d'acides aminés et découverte dans la bile du taureau, d'"herbes" de provenances diverses (ginseng, ginko biloba, garana, ...) de colorants, arômes, etc ... (réf. #1 Fr.acc.05/2002). Sa consommation par les jeunes dans des clubs, lors de soirées, combinée à l'alcool, à d'autres substances pas nécessairement licites, à la fatigue constitue un risque potentiel non négligeable . Pour en savoir plus sur ces composés et leurs effets lisez ces documents
Soif d'énergie (Fr.acc.03/2005) , un document pdf (page 14).
Les boissons énergisantes sont-elles appropriées à la pratique sportive ? Une réponse (Fr.ACC.08/2003)
un rapport (Eng. acc.08/2003) des Communautés Européennes
Un des composants de ce type de boisson déjà présent dans le mythique coca-cola est la caféine. Mais qu'est-ce que ce composé ?
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- Formule : C8H10N4O2
- Masse moléculaire : 194.19
- Nom : 1,3,7-trimethylxanthine
- Propriétés : poudre cristalline blanche, inodore, goût légèrement amer
- Point de fusion : 235-238°C
- Solubilité
- Chloroforme : facilement soluble
- eau, éthanol : partiellement soluble
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En spectroscopie UV ce composé présente un pic caractéristique. Sachant que l'absorbance est proportionnelle à la concentration de la substance (loi de Beer-Lambert), il va être possible de doser la caféine par spectrométrie UV à 272nm.
II) MODE OPERATOIRE
a) la courbe d'étalonnage
- préparer une solution stock de caféine (0,1g/L) H2SO4 0,5mol/L
- préparer à partir de la solution étalon, les différents échantillons. Prélever à la pipette un volume précis de la solution stock. L'introduire dans un ballon jaugé de 100ml et amener au trait avec une solution d'H2SO4 0,5mol/L
- Mesurer l'absorbance à 272nm (les valeurs d'absorbance sont données à titre d'exemple)
- A partir des mesures tracer la courbe d'étalonnage
On obtient
pipette |
concentration de la solution
en g/l |
absorbance
(exemple) |
10ml |
0,01 |
0,470 |
9ml |
0,009 |
0,422 |
8ml |
0,008 |
0,372 |
7ml |
0,007 |
0,321 |
6ml |
0,006 |
0,283 |
4ml |
0,004 |
0,184 |
3ml |
0,003 |
0,139 |
b) Préparation des échantillons
- On commence par récolter une série de canettes de boisson au cola ( coca-cola, pepsi-cola, ...) et énergisantes (Red Bull, Isostar, ...)
- Le contenu des canettes est transvasé dans un bécher ou un erlenmeyer et dégazé par agitation. De quel nature est ce gaz ?
- Prélever exactement (pipette) 5ml de la boisson à étudier. En ajoutant goutte à goutte de l'ammoniaque dilué, amener à un pH proche de la neutralité (pH=7). On vérifie en déposant une goutte sur une tigette de papier indicateur universel.
- En lisant la composition de ces boissons on se rend compte qu'à la caféine s'ajoute une série d'autres composants que nous n'étudierons pas ici. On va séparer la caféine du reste en se basant sur la très forte solubilité de ce composé dans le chloroforme.
- Extraire une première fois par 15cm3 de chloroforme, puis extraire 3 fois par 5cm3 de chloroforme. Réunir les phases organiques.
- Amener à sec la phase chloroforme par chauffage au bain-marie et reprendre par H2SO4 0,5mol/L le résidu que l'on transvase dans un ballon jaugé
de 250ml (pour les boissons riches en caféine : Red Bull, Black Booster, Clubber, Isostar, ...) ou de 100ml (pour les autres : Coca-Cola, Pepsi-Cola, Dr Pepper, ...). Amener au trait avec une solution de H2SO4 0,5mol/L.
c) Mesure et traitement des résultats
- on mesure l'absorbance pour les différents échantillons
- à partir de la courbe d'étalonnage on détermine les concentrations des différents échantillons
échantillon |
absorbance
|
concentration (g/l)
(exemple) |
concentration réelle
(g/l) |
Red Bull |
0,286 |
0,0061 |
0,305 |
Black Booster |
0,239 |
0,0051 |
0,255 |
Clubber |
0,271 |
0,0058 |
0,289 |
Isostar |
0,112 |
0,0024 |
0,119 |
Dr Pepper |
0,251 |
0,0054 |
0,107 |
Coca-Cola |
0,192 |
0,0041 |
0,082 |
Pepsi-Cola |
0,217 |
0,0046 |
0,093 |
- les valeurs ainsi déterminées doivent être adaptées en renant compte des dilutions (x20 pour Coca-Cola, Pepsi-Cola, Dr Pepper, ... et x50 pour Red Bull, Black Booster, Clubber, Isostar, ...). (Pour rappel : la prise initiale de l'échantillon est de 5ml et est ramenée en fin d'extraction à 100ml ou 500ml)
- L'exploitation des résultats peut se faire avec Excel. L'utilisation de l'outil régression linéaire peut s'avérer intéressante.
- Exemple de résultats :
III) QUELQUES LIENS
IV) LES PRODUITS
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