DÉTERMINATION DES CENDRES: MÉTHODES ET EXEMPLES - CHIMIE - 2025

La détermination des cendres est une technique ou un processus permettant d'estimer la quantité totale de minéraux normalement présents dans un échantillon d'aliments. Il correspond à l'une des analyses essentielles dans les études de qualité et la caractérisation de l'industrie alimentaire.

On entend par cendres les résidus non volatils obtenus lors de l'incinération des aliments. Ceux-ci sont essentiellement constitués d'oxydes métalliques et sont riches en ions métalliques qui représentent la teneur en minéraux des aliments. Selon le produit, la quantité de cendres affecte sa qualité, étant un facteur à prendre en compte dans l'analyse de la qualité.

Les cendres représentent les résidus inorganiques non volatils qui restent après l'incinération d'un matériau ou d'un aliment.

La détermination de la teneur en cendres est réalisée à l'intérieur d'un moufle (four à haute température), plaçant l'échantillon dans des récipients réfractaires appelés creusets. Il existe de nombreux matériaux, le plus utilisé étant la porcelaine. Ladite teneur est exprimée en pourcentage sur une base sèche ou humide; c'est-à-dire en tenant compte ou non de l'humidité de l'aliment.

D'autre part, certaines analyses soutiennent que l'échantillon est transformé en cendres par une méthode humide. De cette manière, on analyse les «cendres volantes» qui, du fait des températures élevées du moufle, finissent par s'échapper du creuset.

Méthodes de détermination des cendres

La détermination des cendres est effectuée selon trois méthodes: sèche, humide et plasma à basse température. Chacun d'eux a ses avantages et ses inconvénients par rapport aux autres; cependant, la méthode sèche est de loin la plus familière et la plus intuitive: incinérer l'échantillon jusqu'à ce qu'il soit brûlé.

Sec

L'échantillon est traité selon la méthode standard (nationale ou internationale). Il est pesé dans un creuset préalablement chauffé et pesé avec son couvercle, jusqu'à ce que sa masse ne varie pas. Cela réduit l'erreur de pesage due à l'humidité ou à des résidus négligeables.

Le creuset, avec l'échantillon à l'intérieur, est ensuite placé dans le ballon et laissé chauffer à une température de 500 à 600 ºC pendant 12 à 24 heures. Ici, la matière organique de l'échantillon réagit avec l'oxygène pour devenir de la vapeur d'eau, du dioxyde de carbone et des oxydes d'azote, ainsi que d'autres composés gazeux.

Une fois le temps imparti écoulé, le creuset est laissé à refroidir et est transféré dans un dessiccateur pour l'empêcher d'absorber l'humidité de l'environnement. Une fois complètement refroidi, il est pesé sur la balance et la différence de masse entre le creuset et l'échantillon à l'extrémité est égale à la masse des cendres, M _cendres.

Ainsi, le pourcentage de cendres est:

% _cendres = (M _cendres / M _{échantillon sec}) 100 (base sèche)

% de _cendres = (M _ash / M _échantillon) 100 (base humide)

Ce pourcentage sur une base sèche signifie que l'échantillon a été déshydraté avant même d'être pesé pour l'incinération.

Étouffer. Werneuchen

Humide

Le problème avec la méthode sèche est qu'elle consomme beaucoup d'électricité, car le moufle doit fonctionner pendant une journée entière. De plus, les températures élevées volatilisent certains minéraux qui ne se trouvent pas dans les cendres; comme ceux des éléments fer, sélénium, mercure, plomb, nickel et cuivre.

Pour cette raison, lorsque vous souhaitez analyser les minéraux des métaux mentionnés ci-dessus, vous utilisez la méthode humide de détermination des cendres.

Cette fois, l'échantillon est dissous dans des acides ou des agents oxydants puissants et chauffé jusqu'à ce que ses composants organiques soient digérés.

Dans le processus, la matière organique finit par se volatiliser, même lorsque le four fonctionne à des températures ne dépassant pas 350 ºC. Les minéraux hydrosolubles restent en solution pour une analyse spectroscopique (absorption et émission atomique) ou volumétrique ultérieure (titrages de précipitation ou complexation avec EDTA).

Le problème avec cette méthode est que, bien qu'elle soit beaucoup plus rapide, elle est plus dangereuse en raison de la manipulation de substances corrosives. Également plus difficile en termes d'expertise technique.

Plasma à basses températures

Dans la troisième méthode la plus utilisée. L'échantillon est placé dans une chambre en verre, où il est partiellement déshydraté sous vide. Ensuite, un volume d'oxygène est injecté, qui est décomposé par l'action d'un champ électromagnétique, pour générer des radicaux qui oxydent violemment l'échantillon, tout en se déshydratant à une température inférieure à 150 ºC.

Exemples

Les farines

La teneur en cendres des farines est particulièrement intéressante car on pense qu'elle affecte la qualité de vos produits de boulangerie. Une farine de blé avec beaucoup de cendres révèle qu'elle a été moulue avec trop de son riche en minéraux, et qu'il est donc nécessaire d'affiner sa pureté, ainsi que d'améliorer son broyage.

Ce pourcentage de cendres doit être compris entre 1,5 et 2%. Chaque farine aura sa propre teneur en cendres en fonction de la terre où elle est récoltée, de son climat, des engrais et d'autres facteurs.

Biscuits

La teneur en cendres des biscuits dépend de la farine avec laquelle ils sont fabriqués. Par exemple, ceux fabriqués à partir de farine de banane auront la plus grande quantité de cendres ou de minéraux. On peut donc s'attendre à ce que les biscuits aux fruits soient plus riches en minéraux que les biscuits au chocolat; ou du moins au début.

Croquettes pour chiens et chats

Les chiens et les chats ont besoin que la teneur en cendres de leurs croquettes soit d'au moins 2%; sinon, ils seront très pauvres en minéraux. Pour les aliments pour chiens, ce pourcentage ne doit pas dépasser 6,5%; tandis que pour les chats, le pourcentage de cendres dans leurs croquettes ne doit pas être supérieur à 7,5%.

Lorsque leurs croquettes ont des pourcentages de cendres très élevés, les chiens et les chats courent le risque de développer des calculs rénaux, tout comme l'excès de minéraux nuit à l'assimilation d'autres éléments essentiels à leurs fonctions physiologiques.

viandes

Pour le dosage des cendres dans les viandes, elles sont d'abord dégraissées, car la graisse interfère lors de l'incinération. Pour ce faire, ils sont macérés dans des solvants apolaires et volatils, de sorte qu'ils s'évaporent complètement lorsque l'échantillon est placé à l'intérieur du ballon.

Suivant le même raisonnement, une viande avec plus de cendres signifie que sa teneur en minéraux est plus élevée. En général, les viandes sont riches en protéines, mais pauvres en minéraux, du moins par rapport aux autres produits du panier alimentaire. Parmi les viandes, le poulet et les saucisses contiennent le plus de cendres.

Des fruits

Les nectarines sont des fruits riches en cendres ou en minéraux. Source: Pixabay.com

On dit que les fruits à teneur relativement élevée en cendres sont riches en minéraux. Cependant, cela n'implique pas qu'ils ne sont pas déficients en d'autres minéraux, puisque chaque métal est analysé séparément de ses cendres. De cette manière, un tableau nutritionnel est construit qui met en évidence quels minéraux composent le fruit en plus ou moins grande abondance.

Par exemple, les nectarines contiennent beaucoup de cendres (environ 0,54%), tandis que les poires sont pauvres en cendres (0,34%). Les poires sont également pauvres en calcium, mais riches en potassium. C'est pourquoi le pourcentage de cendres à lui seul n'est pas un bon indicateur pour déterminer la valeur nutritive d'un fruit.

Une personne ayant une carence en potassium ferait mieux de manger des poires ou des bananes, tandis que si son corps a besoin de calcium, les pêches seraient mieux pour elles.

Références

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