Caractéristiques nutritionnelles des aliments⚓
Les principaux macronutriments⚓
Désigner les macronutriments⚓
En nutrition on distingue deux types de composantes des aliments utilisés par l'organisme :
les macronutriments nécessaires en quantité relativement importante, regroupe les protéines, glucides et lipides ;
les micronutriments nécessaires en plus petites quantité sont constitués des vitamines et sels minéraux.
Les protéines sont principalement retrouvées dans les aliments d'origine animale (viande, poisson, fruits de mer, œufs, lait) mais aussi présents en bonne quantité dans certains végétaux (légumineuses et céréales).
Les lipides proviennent essentiellement des huiles végétales et des graisse animales.
Les glucides sont contenus dans les céréales (pain, pâtes, riz, etc.), les légumes (notamment les légumineuse) et les fruits.
source : Delagrave 2018
Introduction aux macronutriments
Représentation 3D de la molécule d'acide myristique, un acide gras du lait de vache à 14 atomes de carbone. Comme tous les acides gras saturés, sa molécule est linéaire, de formule CH3(–CH2)12–COOH.
Question⚓
Nommer les macronutriments
Question⚓
Justifier l'importance de diversifier son alimentation
Atomes et molécules⚓
Liaisons covalentes et interactions faibles⚓
Introduction
Est appelée « liaison chimique » une interaction attractive entre des atomes. L'origine de cette attraction peut être électrostatique (liaison ionique, liaison hydrogène) ou quantique (liaison covalente, liaison métallique, liaison de Van der Waals). Le but est, à chaque fois, de minimiser les énergies.
Les liaisons chimiques peuvent être classées en fonction de leur énergie de liaison.
source : FuturaSciences
Définition : Liaisons chimiques fortes : liaison covalente, liaison métallique...
Pour être brisées, les liaisons chimiques fortes nécessitent le recours à des énergies de quelques centaines de kilojoules par mole.
Sont classées dans la catégorie des liaisons fortes :
la liaison covalente : liaison peptidique, liaison de coordination, liaison responsable de la création de molécules de petite taille (H2, 02, etc.) ou des polymères ;
la liaison ionique : NaCl ;
la liaison métallique, responsable de la formation des cristaux métalliques.
Les composés peuvent aussi présenter des liaisons hybrides comme une liaison iono-covalente.
Question⚓
Expliquer comment les atomes constituent des molécules
Question⚓
Caractériser la liaison covalente
Définition : Liaisons chimiques faibles : liaison de Van der Waals...
Pour briser des liaisons chimiques faibles, il suffit d'avoir recours à des énergies de quelques dizaines de kilojoules par mole.
Sont classées dans la catégorie des liaisons faibles :
la liaison hydrogène qui relie les molécules et implique, comme son nom l'indique, un atome d'hydrogène ; elle est responsable de nombreux paramètres de la structure de l'eau ;
la liaison de Van der Waals, qui est à l'origine de la cristallisation des gaz rares à basse température et qui se retrouve, par exemple, entre deux feuillets de graphite.
Principaux constituants alimentaires non énergétiques⚓
Rôles physiologiques de l'eau dans l'organisme⚓
L'eau dans l'organisme
L'eau est le principal constituant du corps humain. La quantité moyenne d'eau contenue dans un organisme adulte est de 65 %, ce qui correspond à environ 45 litres d'eau pour une personne de 70 kilogrammes.
La teneur totale en eau du corps humain dépend de plusieurs facteurs. Elle est fonction de la corpulence : plus une personne est maigre, plus la proportion d'eau de son organisme est importante. Elle dépend également de l'âge : elle diminue avec les années, car plus les tissus vieillissent, plus ils se déshydratent, l'eau étant remplacée par de la graisse.
À l'intérieur de l'organisme, l'eau n'est pas répartie uniformément. Sa concentration varie d'un organe à l'autre, de 1 % dans l'ivoire des dents à 90 % dans le plasma sanguin. Outre le sang, les organes les plus riches en eau sont le cœur et le cerveau.
Le corps humain ne peut pas stocker l'eau. En effet, l'organisme élimine en permanence de l'eau via les excrétions (principalement l'urine), la respiration (au moment de l'expiration), et surtout la transpiration. Les quantités d'eau ainsi perdues varient en fonction des conditions atmosphériques et des activités : plus la chaleur et/ou l'activité physique sont importantes, plus la transpiration est abondante. L'homme doit donc chaque jour subvenir à ses besoins en eau, en buvant, et en mangeant car les aliments en contiennent beaucoup. La respiration apporte également de l'eau mais pour une faible part.
Pour maintenir l'organisme en bonne santé, les pertes en eau doivent toujours être compensées par les apports. La soif est d'ailleurs un mécanisme par lequel l'organisme " avertit " qu'il est en état de déshydratation et c'est pourquoi il n'est pas bon d'attendre d'avoir soif pour boire.
La quantité globale d'eau nécessaire à un adulte de taille moyenne, vivant en région tempérée et ne fournissant pas d'effort physique particulier, est d'environ 2,5 litres par jour dont environ 1 litre est apporté par les aliments et 1,5 litre par les boissons. Sans apport d'eau d'aucune sorte, il ne peut vivre plus de deux ou trois jours ; s'il boit sans manger, il peut survivre environ quarante jours, à condition de ne fournir aucun effort.
La plus grande part de toute l'eau de l'organisme siège à l'intérieur des cellules. Une autre partie occupe l'espace intercellulaire, servant de réserve aux cellules et aux vaisseaux sanguins. Le reste est contenu dans le sang et la lymphe, et circule en permanence dans tout l'organisme.
Outre d'être le constituant essentiel des cellules, l'eau remplit plusieurs fonctions :
elle participe aux nombreuses réactions chimiques dont le corps humain est le siège,
elle assure le transit d'un certain nombre de substances dissoutes indispensables aux cellules,
elle permet l'élimination des déchets métaboliques[*],
elle aide au maintien d'une température constante à l'intérieur du corps.
Au moment de la digestion, outre l'eau apportée par les boissons et les aliments ingérés, l'organisme fournit lui-même plusieurs litres d'eau à l'estomac et à l'intestin grêle pour faciliter la circulation et la digestion des aliments. En fin de digestion, une faible proportion de toute cette eau descend dans l'intestin qui l'élimine avec les résidus de la digestion sous la forme de fèces. Mais la plus grande part traverse les parois de l'intestin grêle et du colon pour aller rejoindre le sang et la lymphe, qui la transportent dans tout l'organisme, notamment vers les reins, la peau et les poumons, les principaux organes par lesquels elle sera ensuite éliminée de diverses manières :
les reins filtrent le sang : ils retiennent les déchets métaboliques qu'il contient en vue de leur élimination par l'urine,
les glandes dites sudoripares situées dans la peau "puisent" l'eau des capillaires sanguins qui les entourent, sous la forme d'une urine très diluée qui est ensuite éliminée par les pores cutanés sous la forme de sueur ; lorsqu'il fait chaud, la sueur, qui produit du froid en s'évaporant, permet de réguler la température corporelle,
à chaque expiration, les poumons rejettent de l'air qui contient de la vapeur d'eau.
source : cnrs.fr
Question⚓
Rappeler les principaux rôles de l'eau :
Rôles plastiques | Rôles fonctionnels |
|---|---|
|
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Rôles physiologiques des vitamines⚓
Treize familles de vitamines sont définies et classées en deux catégories :
les vitamines liposolubles (c’est-à-dire qui peuvent se dissoudre dans les graisses) : A, D, E, K. Stockées dans les tissus adipeux (D, E) et en quantité importante dans le foie (A), leur capacité à être accumulées par l’organisme entraîne un risque potentiel de toxicité en cas de surdosage ;
Les vitamines hydrosolubles (c'est-à-dire qui peuvent se dissoudre dans l'eau) du groupe B (B1, B2, B3 ou PP, B5, B6, B8, B9 et B12) et C. Elles peuvent être stockées, mais les risques de surdosage sont moins élevés en raison de leur élimination dans les urines.
Fonctions et sources alimentaires des vitamines
Vitamine A
La vitamine A est indispensable à une bonne vision, en particulier en situation de lumière crépusculaire. Elle participe également au maintien en bon état de la peau et des muqueuses. En outre, elle a une action sur le système immunitaire, la différenciation et la croissance cellulaire.
La vitamine A n'est présente que dans les produits animaux, les huiles de foies de poisson et les foies d'animaux en sont extrêmement riches.
Cette vitamine est sensible à l'oxygène et à la lumière. Pour la préserver au mieux, il est préférable de stocker peu de temps les aliments riches en vitamine A et de bien refermer les emballages, le cas échéant.
Béta-carotène
Le béta-carotène est en réalité une pro-vitamine. C'est un précurseur végétal de la vitamine A.
Il possède également des propriétés anti-oxydantes puisqu'il est capable de piéger des radicaux libres.
Les vitamines du groupe B
Les 8 vitamines du groupe B sont apportées par la quasi-totalité des groupes d'aliments (viande, poisson, œufs, produits laitiers, céréales, fruits et légumes). Au sein de l'organisme, elles sont impliquées dans des processus très divers.
Vitamine B1 (ou thiamine)
La vitamine B1 agit sur la transmission de l'influx nerveux. Elle joue également un rôle essentiel dans le métabolisme énergétique des glucides. Il faut donc veiller à avoir un apport suffisant en vitamine B1 si le régime alimentaire est riche en glucides.
Elle est particulièrement sensible aux hautes températures. Il est donc conseillé de cuire modérément les aliments riches en vitamine B1 et de les consommer rapidement après cuisson.
Vitamine B2 (ou riboflavine)
La vitamine B2 est impliquée dans l'ensemble des réactions biochimiques de production d'énergie à partir des glucides et des lipides. Par ailleurs, elle intervient dans les phénomènes de vision et favorise le maintien en bon état de la peau et des muqueuses.
Elle est sensible à la lumière. Pour la protéger, il suffit de conserver les aliments à l'abri de la lumière et de privilégier l'achat de produits très frais.
Vitamine B3 (ou vitamine PP ou niacine)
La vitamine B3 entre dans la constitution de systèmes enzymatiques qui sont essentiels au métabolisme des glucides, des lipides et des protéines. Ainsi, elle participe à la couverture des besoins énergétiques.
Elle intervient également dans le fonctionnement du système nerveux.
Vitamine B5 (ou acide pantothénique)
La vitamine B5 intervient dans le métabolisme des glucides, des lipides et des acides aminés. Elle favorise ainsi l'activité cellulaire, en particulier au niveau de la peau, des cheveux et des muqueuses.
Vitamine B6 (ou pyridoxine)
La vitamine B6 est impliquée dans le métabolisme des protéines. Il faut donc veiller à avoir un apport suffisant en vitamine B6 si le régime alimentaire est riche en protéines.
Elle intervient également dans la synthèse des neurotransmetteurs, la libération du glucose à partir du glycogène (forme de réserve du glucose) et dans la formation de l'hémoglobine des globules rouges.
Vitamine B8 (ou biotine)
La vitamine B8 participe à de nombreuses réactions biochimiques au niveau cellulaire, que ce soit pour le métabolisme des glucides, des protéines ou des lipides.
Vitamine B9 (ou folates)
La vitamine B9 joue un rôle clé dans le renouvellement de toutes les cellules de l'organisme : globules rouges et blancs, cellules de la peau, du foie, de l'intestin, cellules nerveuses, etc. De ce fait, les femmes en âge d'avoir des enfants doivent veiller à avoir un apport suffisant en cette vitamine.
Elle est également impliquée dans la synthèse des neuromédiateurs, indispensables au bon fonctionnement du cerveau et du système nerveux en général.
Enfin, la vitamine B9 agit sur les globules rouges et favorise une bonne oxygénation des cellules.
C'est une vitamine particulièrement fragile car elle est sensible à l'oxygène, à la lumière et à la chaleur. Ainsi, elle sera mieux protégée si vous stockez le moins possible les aliments frais, mais toujours à l'abri de la lumière. De même, il est conseillé de ne pas cuire trop longtemps les aliments et de les consommer rapidement après cuisson.
Vitamine B12 (ou cobalamines)
La vitamine B12 est nécessaire à la formation des globules rouges : elle est anti-anémique.
Elle est indispensable au renouvellement cellulaire et contribue de ce fait, au maintien en bon état de la peau et des cellules nerveuses.
Vitamine C
La vitamine C joue des rôles multiples. Elle stimule notamment les réactions de défense de l'organisme contre les attaques infectieuses (bactériennes ou virales) et renforce donc notre système immunitaire. Elle est aussi impliquée dans les mécanismes d'absorption intestinale du fer. Elle contrôle la formation du tissu conjonctif (collagène) et de la matrice protidique du tissu osseux.
Du fait de ses propriétés anti-oxydantes, elle peut piéger les radicaux libres et ainsi protéger les cellules de leurs effets toxiques.
Elle provient des fruits (agrumes, fruits rouges) et des légumes (poivrons).
Attention, la vitamine C est très fragile. Elle est sensible à l'oxygène, à la chaleur et elle est soluble dans l'eau ! Pour la préserver, il faut stocker le moins possible les aliments frais, limiter leur trempage, et enfin les cuire peu de temps et dans peu d'eau.
Vitamine D
La vitamine D joue deux rôles essentiels. D'une part, elle assure une minéralisation optimale des os lors de la croissance, mais aussi tout au long de la vie pour leur renouvellement. D'autre part, elle module l'absorption intestinale du calcium et contribue à la stabilité du taux de calcium dans le sang et dans les tissus.
Une partie de nos besoins est couverte par une exposition régulière et modérée de la peau au soleil, elle se trouve également dans les poissons de mer gras : saumon, hareng, sardine ;
Cette vitamine est sensible à l'oxygène et à la lumière. Pour bien la protéger, il est conseillé de stocker peu de temps les aliments riches en vitamine D, et toujours à l'abri de la lumière. De plus, il faut bien refermer les emballages, le cas échéant.
Vitamine E
La vitamine E possède des propriétés anti-oxydantes. Elle agit en particulier au niveau des membranes cellulaires et des lipoprotéines. La vitamine E se trouve notamment dans les oléagineux (olives, noix, graines de colza, ...), ou encore les huiles végétales et leurs dérivés. Cette vitamine est sensible à la lumière. Pour la préserver au mieux, il est préférable de stocker les aliments riches en vitamine E à l'abri de la lumière.
Vitamine K
La vitamine K est indispensable à la coagulation sanguine et favorise la fixation du calcium sur la matrice protidique de l'os.
Elle est sensible à l'oxygène et surtout à la lumière. Pour la préserver au mieux, il est préférable de stocker peu de temps les aliments riches en vitamine K, et toujours à l'abri de la lumière.
source : anses.fr
Question⚓
Caractériser les principales sources alimentaires des vitamines (hydrosolubles et liposolubles) et leurs rôles dans l'organisme, sous forme de tableau.
Rôles physiologiques des minéraux et oligo-éléments⚓
Quelle est la différence entre les minéraux et les oligoéléments ?
[…] Nous les connaissons tous mais pourtant nous oublions parfois qu'il s'agit de minéraux, je cite donc le calcium, le chlore, le magnésium, le phosphore, le potassium, le sodium ainsi que le soufre.
Parallèlement, d'autres éléments sont tout aussi vitaux. Il s'agit […] des oligo-éléments comme le chrome, le cobalt, le fer, le fluor, le cuivre, le germanium, le lithium, l'iode, le manganèse, le sélénium, le zinc et le silicium. La différence avec les minéraux est nos besoins quotidiens. En effet, nous avons des besoins plus infimes d'oligo-éléments que de sels minéraux. D'ailleurs OLIGO provient du grec ancien OLIGOS. Cela signifie « peu abondant », il s'agit alors d'éléments dont l'organisme a besoin en faible quantité.[…]
source : www.santenutrition.fr
Présentation et rôle des matières minérales dans l'organisme
Outre de l'eau et des matières organiques (macronutriments), les aliments nous apportent également des matières minérales, pour certaines indispensables au bon fonctionnement de notre corps. Une vingtaine de matières minérales présentent ainsi un caractère essentiel chez l'homme.
Le calcium
La fonction principale du calcium est celle, bien connue, d'édification et de renouvellement du squelette.
De plus, le calcium participe à la contraction musculaire et cardiaque, à la coagulation sanguine, aux échanges cellulaires, à la perméabilité membranaire, à la libération d'hormones et à la transmission de l'influx nerveux.
Le magnésium
C'est l'un des minéraux corporels les plus abondants. La moitié de la quantité de magnésium présente dans l'organisme se situe dans le tissu osseux. C'est également un régulateur du métabolisme glucidique et lipidique des tissus musculaires, cardiaques et nerveux.
Le phosphore
Le phosphore constitue, avec le calcium et le magnésium, la masse minérale du squelette osseux.
De plus il contribue au maintien de l'équilibre acido-basique (pH) et participe à la plupart des réactions biochimiques de l'organisme, notamment sous forme d'adénosine triphosphate (ATP), la principale forme de stockage et de transport d'énergie dans la cellule.
Enfin, c'est un constituant essentiel de divers composés biologiques (l'ADN, ARN, phospholipides des membranes cellulaires, ...).
Le sodium
Le sodium joue un rôle capital dans la régulation de la pression osmotique, de l'équilibre hydro-électrolytique et de la masse hydrique de l'organisme. C'est le principal ion des liquides extra-cellulaires.
Le fer
Dans l'organisme, le fer joue un rôle majeur constituant dans la fabrication et le fonctionnement de l'hémoglobine, une protéine des globules rouges qui véhicule l'oxygène depuis les poumons jusqu'aux cellules. Le fer entre également dans la constitution de la myoglobine, protéine responsable de l'oxygénation des muscles.
Le zinc
Le zinc intervient dans l'activité de plus de 200 enzymes, notamment celles qui participent à la protection contre les radicaux libres et celles qui sont impliquées dans la synthèse protéique (d'où son importance dans les phénomènes de renouvellement des cellules, de cicatrisation et d'immunité).
Le sélénium
Le sélénium est un constituant indispensable de certaines enzymes anti-oxydantes. Il participe ainsi à la lutte contre les radicaux libres. Il a également un effet stimulant sur l'immunité et contribue donc d'une manière générale aux réactions de défense de l'organisme.
Les matières minérales dans l'organisme
Les quantités de matières minérales dans l'organisme sont très variables : près de 1 kg pour le calcium et le phosphore, quelques grammes pour le fer, le zinc et le fluor et moins de 1 mg pour le chrome et le cobalt. Au total, les éléments minéraux représentent environ 4% du poids corporel mais interviennent dans une large gamme de fonctions : minéralisation, contrôle de l'équilibre en eau, systèmes enzymatiques et hormonaux, systèmes musculaire, nerveux et immunitaire. Par exemple, il n'y a pas de fabrication d'hormone thyroïdienne sans iode, pas de fabrication d'hémoglobine sans fer et pas de contraction musculaire sans calcium, potassium et magnésium. Excepté l'iode, le fluor et le cobalt, tous les autres éléments minéraux exercent des rôles multiples.
Les apports quotidiens en éléments minéraux permettent de compenser les pertes et une alimentation équilibrée et diversifiée permet de garantir ces apports. Les éléments minéraux sont solubles dans l'eau, d'où une perte plus ou moins importante en fonction des modes de préparation des aliments.
source : anses.fr
Question⚓
Différencier oligo-éléments et minéraux
Question⚓
Caractériser, sous forme de tableau, les principaux rôles et sources alimentaires des oligoéléments et minéraux. Repérer les oligoéléments
Rôles physiologiques des fibres alimentaires⚓
Les fibres alimentaires sont :
Des polymères glucidiques (DP[*] ≥ 3) d'origine végétale, associés ou non dans la plante, à de la lignine ou à d'autres constituants non glucidiques (polyphénols, cires, saponines, cutine, phytates, phytostérols…).
OU
Des polymères glucidiques transformés (physiquement, enzymatiquement ou chimiquement) ou synthétiques (DP[*] ≥ 3) […]
EN OUTRE, les fibres alimentaires ne sont ni digérées, ni absorbées dans l'intestin grêle.
Elles présentent l'une au moins des propriétés suivantes :
Augmentation de la production des selles
Stimulation de la fermentation colique
Diminution de la cholestérolémie à jeun
Diminution de la glycémie et/ou de l'insulinémie post-prandiale(s)
Question⚓
«Les fibres jouent un rôle uniquement fonctionnel dans l'organisme». Justifier cette affirmation