Un détecteur d’aigreur simple

Concepts clés
Chimie
Science alimentaire
pH
Acidité

Introduction
Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi certains aliments ou boissons ont un goût acide alors que d’autres non ? Vous savez peut-être que votre langue capte toutes sortes de saveurs, notamment le salé, le sucré, l’amer et l’acide. Mais qu’est-ce qui donne un goût aigre à quelque chose ? Le goût aigre est en fait influencé par le pH et les acides présents dans les aliments. Dans cette activité, vous découvrirez à quel point différents aliments sont acides en testant la présence d’acides dans des aliments et des boissons avec du bicarbonate de soude. Selon vous, quel est l’aliment le plus acide que vous pouvez trouver dans votre cuisine ?

Contexte
Le goût est détecté par les papilles gustatives qui tapissent la langue et d’autres parties de la bouche. La langue humaine possède en moyenne 10 000 papilles gustatives individuelles ! À l’intérieur de chaque bourgeon gustatif se trouvent jusqu’à 100 cellules réceptrices. Chaque récepteur est le plus apte à ressentir une seule sensation et envoie des signaux au cerveau, qui identifie alors le sucré, le salé, l’amer, l’acide ou l’umami. Les différents récepteurs sont déclenchés par différents composés chimiques (ou molécules) présents dans l’aliment. Les récepteurs du goût aigre sont déclenchés par les acides, ou plus précisément les ions hydrogène (H+), et sont donc les détecteurs d’acide de la langue.

Qu’est-ce que cela signifie pour quelque chose d’être acide ou basique ? C’est une question d’ions. Dans l’eau (H2O), un petit nombre de molécules se séparent pour former des ions hydrogène (H+) et des ions hydroxyde (OH-). L’eau pure et les solutions qui contiennent un nombre égal d’ions hydrogène et d’ions hydroxyde sont neutres, c’est-à-dire qu’elles ne sont ni acides ni basiques. Un acide est une substance qui donne des ions hydrogène. C’est pourquoi, dans une solution acide, il y a plus d’ions hydrogène que d’ions hydroxyde. Cela signifie que plus un aliment est acide, plus il y a d’ions hydrogène disponibles pour déclencher les récepteurs du goût acide. Une base est une substance qui accepte les ions hydrogène. Lorsqu’une base est dissoute dans l’eau, l’équilibre entre les ions hydrogène et les ions hydroxyde se déplace dans le sens inverse, de sorte que les ions hydroxyde dominent. L’acidité d’une solution est mesurée par l’échelle de pH. Un pH de 7 est neutre ; tout ce qui a un pH inférieur à 7 est acide alors que les substances ayant un pH supérieur à 7 sont basiques, ou alcalines.

Mais il existe un moyen plus simple que de mesurer le pH pour savoir si un aliment est acide ou non – en utilisant du bicarbonate de soude. Également connu sous le nom de bicarbonate de sodium, c’est une base qui réagit avec les acides pour générer du gaz carbonique, une réaction bien connue des volcans de foire scientifique ou des fusées en bouteille. Le gaz qui s’échappe peut être facilement repéré car il forme des bulles lorsque l’acide entre en contact avec le bicarbonate de soude. Le « test de l’acide » est donc simple : Plus vous voyez de bulles de gaz, plus votre aliment est acide – et plus il doit avoir un goût aigre. Testez-le vous-même !

Matériels
Six tasses ou verres
Assiette
Vinaigre
Soda/boisson gazeuse
Jus de citron
Lait
Savon de vaisselle
Eau
Cuillère
Bicarbonate de soude (Il doit être frais ; s’il est trop vieux, il ne fonctionnera pas aussi bien.)
Compte-gouttes ou pipette
Fruits ou jus de fruits et autres aliments ou boissons, levure chimique (facultatif)

Préparation

• Prenez une tasse et remplissez-la d’eau du robinet. Ajoutez ensuite une giclée de savon à vaisselle pour obtenir une solution à tester. Remarque : C’est la seule solution que vous ne devez pas goûter ; les autres pourront être échantillonnées.
• Versez un peu des autres solutions à tester (eau, jus de citron, vinaigre, lait, bicarbonate) chacune dans sa propre tasse.
• Utilisez la cuillère pour recouvrir uniformément la plaque de bicarbonate de soude.

Procédure

• Commencez par le vinaigre d’abord. Prenez le compte-gouttes pour médicaments ou la pipette et aspirez un peu de vinaigre dans la tasse.
• Apportez le compte-gouttes à la plaque avec le bicarbonate de soude et projetez lentement une seule goutte sur le bicarbonate de soude sur la plaque. Que se passe-t-il une fois que la goutte de vinaigre touche le bicarbonate de soude ? Pouvez-vous voir des bulles ?
• Rincez votre compte-gouttes avec un peu d’eau, puis utilisez-le à nouveau pour prélever un échantillon de la boisson gazeuse. Encore une fois, projette une goutte avec précaution sur le bicarbonate de soude. Choisis un autre endroit sur la plaque. Une réaction se produit-elle ? Vois-tu du dioxyde de carbone se former ? Comment la réaction se compare-t-elle à celle du vinaigre ?
• Rincez à nouveau le compte-gouttes et passez à l’échantillon suivant : Prenez un peu d’eau et mettez une goutte de votre échantillon sur la plaque. Que se passe-t-il cette fois-ci ? L’eau est-elle acide ?
• Avec un compte-gouttes propre, aspirez un peu de jus de citron et déposez une goutte sur le bicarbonate de soude. Choisis un endroit frais sur lequel il n’y a pas encore de solution. Combien de bulles vois-tu ? A-t-il réagi plus que l’eau ou moins ?
• Répétez la même procédure avec le lait. Le bicarbonate de soude réagit-il avec le lait pour former des bulles ? Pensez-vous que le lait a un goût aigre ?
• Testez votre dernier échantillon, qui est la solution de savon à vaisselle. Pouvez-vous dire, d’après la réaction, si elle contient beaucoup d’acides ? A votre avis, quel est le pH de la solution de savon ?
• D’après toutes vos observations, pouvez-vous faire des prédictions sur lequel des liquides contient le plus d’acides ou aurait le goût le plus acide ? Vous pouvez répéter le test du bicarbonate de soude sur tous vos échantillons une fois de plus. Lequel est le plus acide, lequel est le moins acide ?
• Extra : Faites des recherches pour connaître le pH de toutes vos solutions d’essai. Vos résultats sont-ils en accord avec vos découvertes ?
• Extra : Pouvez-vous trouver d’autres liquides à tester ? Tu peux aussi utiliser différents fruits ou légumes et les presser pour obtenir du liquide afin de tester s’ils sont acides ou aigres. Faites un test de goût par la suite pour voir si vos observations correspondent à votre goût.
• Extra : Répétez la même procédure mais cette fois-ci, utilisez de la poudre à pâte au lieu du bicarbonate de soude. Faites des recherches pour savoir quelle est la différence entre les deux et comparez les réactions avec les mêmes solutions d’essai. Voyez-vous plus de bulles avec le bicarbonate de soude ou avec la poudre à pâte pour chacun des mêmes échantillons ?
• Extra : Au lieu de mettre une goutte de votre solution test sur le bicarbonate de soude, essayez de faire le même test dans l’autre sens. Prenez un peu de bicarbonate de soude et mettez-le dans le verre avec votre solution de test. Que se passe-t-il lorsque le bicarbonate de soude entre en contact avec le liquide ? La réaction est-elle la même que lorsque vous mettez la solution sur le bicarbonate de soude ou différente ?
• Extra : Si vous avez accès à du papier tournesol (qui est utilisé pour mesurer le pH d’une solution), mesurez le pH de chacun de vos échantillons d’essai. Quel est le pH de chacun d’eux et est-ce que tous les échantillons acides ont formé des bulles pendant votre test au bicarbonate de soude ?

Observations et résultats
Avez-vous obtenu de belles bulles pour certaines de vos solutions d’essai ? Vous auriez dû voir une formation vigoureuse de bulles avec le jus de citron ainsi qu’avec le vinaigre. Ils contiennent tous deux beaucoup d’acides. Le jus d’un citron contient environ 5 à 6 % d’acide citrique, qui donne également au citron son goût aigre. Le vinaigre contient 5 à 20 % d’acide acétique, qui est l’acide qui réagit avec le bicarbonate de soude pour former du dioxyde de carbone. Avec la boisson gazeuse, vous devriez également avoir vu des bulles se former, mais pas autant qu’avec le jus de citron et le vinaigre. La raison de cette réaction acide est l’acide phosphorique qui est ajouté aux boissons gazeuses pour les conserver et en améliorer le goût. C’est une des raisons pour lesquelles c’est si mauvais pour les dents (en plus du sucre) ; cet acide peut endommager l’émail des dents.

Le lait est une solution assez neutre – semblable à l’eau pure – et ne devrait pas avoir réagi avec le bicarbonate de soude. Le savon, en revanche, est une solution basique, ce qui signifie que son pH est supérieur à 7. Il ne contient aucun acide susceptible de réagir avec le bicarbonate de soude et n’aurait pas dû entraîner la formation de dioxyde de carbone. Cependant, lorsque vous avez utilisé de la levure chimique au lieu du bicarbonate de soude, vous avez peut-être remarqué que les réactions de chacun de vos échantillons étaient plus prononcées. Vous avez probablement même vu de petites bulles dans les solutions qui n’ont pas réagi avec le bicarbonate de soude. Cela est dû au fait que la levure chimique est un mélange de bicarbonate de soude et d’acides faibles. Lorsque la poudre à pâte devient humide, ces acides peuvent réagir avec le bicarbonate de soude et former du dioxyde de carbone.

Lors d’un test de goût, vous avez peut-être remarqué que certains aliments ou boissons n’avaient pas du tout un goût acide, même s’ils contiennent beaucoup d’acides. L’astuce est que le goût acide est souvent masqué par l’ajout de beaucoup de sucre. La boisson gazeuse que vous avez testée en est un bon exemple. Regardez sa liste d’ingrédients – quelle quantité de sucre contient-elle ? Pensez-vous que vous l’aimeriez toujours sans le sucre ?

Nettoyage
Verse toutes tes solutions d’essai dans l’évacuation de l’évier. Vous pouvez jeter le bicarbonate de soude dans votre poubelle ou le rincer avec de l’eau dans l’évier.

Plus à explorer
Comment la langue a un goût acide, de Nature News
Phon approximatif des aliments et des produits alimentaires, de la Food and Drug Administration des États-Unis
Comment acide ou comment sucrée est votre limonade ?, de Scientific American
Rocketology : Bicarbonate de soude + vinaigre = décollage, de Science Buddies
La différence entre le bicarbonate de soude et la poudre à pâte, de Phys.org
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