Changement de couleur chez les crustacés à la cuisson

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     Avez-vous déjà remarqué qu'un homard, une langoustine, une écrevisse ou une crevette change de couleur lorsqu'on les cuit ? Ces crustacés passent tous de couleurs sombres, bruns-gris, bleus-verts foncés, ...et même transparents ...à une couleur orange-rouge à la cuisson.

     Ce phénomène est dû à la structure de certaines molécules de leur carapace pouvant varier avec les caractéristiques environnantes. Ainsi, en les cuisant on change radicalement le milieu dans lesquels tous ces crustacés évoluent de leur vivant, c'est-à-dire l'eau de mer ou l'eau douce. Tout est une question de visibilité du spectre de la lumière: celle-ci est en fait constituée d'une série de couleurs (visibles dans l'arc-en-ciel après un orage) qui forment la couleur blanche et chaque couleur est associée une longueur d'onde particulière (voir figure 1 et annexe 1).

Figure 1. Spectre visible de la lumière*

Longueur d'onde

(λ**; en nm***)

Fréquence

(THz****)

Apparence

(couleur)

<350

>850

ultra-violet (U-V)

420

730

violet

450

650

bleu

535

600

vert

600

510

jaune

670

465

orange

740

415

rouge

>850

<350

infra-rouge (I-R)

*valeurs approximatives **Lambda *** nanomètre = 10-9 mètre **** térahertz = 1012 hertz

     Lorsque vous regardez un objet, ce dernier peut absorber certain(s) rayonnement(s) de la lumière pour ne laisser apparaître que les autres couleurs de son spectre. A ce propos, je ne peux que vous recommander l'intéressante documentation offerte gratuitement par le cours de l' UVED (Université Paris 1 Panthéon Sorbonne) à la section 3.1 Lumière et couleurs du chapitre 3 Les compositions colorées (https://e-cours.univ-paris1.fr/modules/uved/envcal/html/compositions-colorees/2-lumiere-visible-couleurs/3-2-interaction-lumiere-matiere.html). En fait, un rayon de soleil peut agir de 3 façons différentes sur un objet et par là permettre la perception visuelle d'une ou plusieurs couleurs du spectre lumineux. La figure qui suit montre les 3 cas que peut prendre la direction de la lumière lorsqu'il rencontre un objet.

Figure 2. Réflexion, transmission et absorption des rayons lumineux

Réflexion

Transmission

Absorption

 

 

 

 

 

 

 

 

     La couleur dépend donc de la structure des molécules de cet objet, c'est-à-dire des éléments qui la composent et de leurs agencements [liaisons simple(s), double(s) ou multiple(s)]. Ainsi, un objet rouge absorbe les rayonnements de longueurs d'onde plus courtes du spectre visible et un objet bleu absorbe ceux de grandes longueurs d'onde de ce spectre.

     Un chromophore1 n'est qu'un groupe d'atomes comportant une ou plusieurs doubles liaisons qui forment avec le reste de la molécule une séquence de liaisons alternant simples et doubles liaisons du type CH2 =CH - CH = CH2.

     Mais il se peut que parfois sous l'influence d'un ou de plusieurs facteurs la structure d'une molécule peut se déformer et passer d'un état à un autre, engendrant ainsi un changement de couleur.

     Chez les crustacés, on trouve un pigment, l'astaxanthine2, qui appartient à la famille des caroténoïdes qui se présente sous une forme solide violacée. Il s'agit d'une petite molécule proche de celle du β-carotène3 (trouvé dans la carotte et le maïs) qui prend une couleur rose-orangée lorsqu’elle est solubilisée dans des graisses (et huiles). Elle est responsable de la couleur des crevettes cuites, des plumes de certains oiseaux (comme les flamants rose et ibis rouges; crues), de la chair des saumons (crues ou cuites) et des truites saumonées (alimentées avec des concentrés comprenant du krill qui sont de toutes petites crevettes pêchées principalement en eaux froides, comme l'océan Antarctique).

     Chez les crustacés vivants, l'astaxanthine n'est pas libre, mais est liée (complexe) à une chromo-protéine présente dans la carapace du crustacé (cette protéine est absente de la chair du saumon): la crustacyanine4. Cette dernière ne laisse pas exprimer la vraie couleur de la première, car les propriétés optiques de l'astaxanthine sont modifiées par ce complexe ...et donc apparaît généralement bleue ou incolore. Cela confère donc un avantage pour se camoufler !

     Lors de la cuisson du crustacé, la protéine crustacyanine est dénaturée, libérant ainsi l’astaxanthine qui retrouve la couleur orange-rouge des crustacés que l'on mange.

Crustacyanine non dénaturée (dans le complexe) -> astaxanthine de couleur bleue (pourpre/noirâtre)

Crustacyanine dénaturée (libérée par la chaleur) -> astaxanthine de couleur rouge (rose/orangé)

     En fait quand la protéine est dénaturée, le pigment astaxanthine retrouve une géométrie et un environnement du type pigment libre possédant de nombreuses doubles liaisons dites conjuguées (= alternance de liaisons simples et doubles, mentionnée plus haut) et absorbe le bleu permettant de rendre visible la couleur rouge.

Références:

http://biologie.univ-mrs.fr/upload/p259/m_thode_analyse.ppt

http://fr.vikidia.org/wiki/Astaxanthine#L.27astaxanthine•http://pourquoilecielestbleu.cafe-sciences.org/page/12

https://wikimonde.com/article/Spectre_%C3%A9lectromagn%C3%A9tique

http://www.bulletins-electroniques.com/vigies/viewtopic.php?id=3004

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC125020

http://www2.agroparistech.fr/IMG/pdf/fiche_20_homard_lfet_mcf_16dec14.pdf

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Annexe 1: Spécificité du spectre lumineux

     Le rayonnement est la propagation d'énergie sous forme de particules ou vibrations. Cette oscillation se caractérise par une longueur d'onde ou fréquence.

(Source: https://fr.wikipedia.org/wiki/Longueur_d'onde)

(Source: https://parlonssciences.ca/ressources-pedagogiques/documents-dinformation/quels-sont-les-differents-types-de-rayonnement)

     Ainsi, longueur d'ondes et fréquence sont liées entre elles par la formule suivante:

λ = c ν-1 (ou λ = c/ν),

  • "λ" (lettre grecque Lambda) est la longueur d'onde exprimée en nanomètre (nm);

  • "c" est la vitesse de la lumière dans le vide, c'est-à-dire 3 x 108 mètres par seconde (m.s-1) qui est une importante constante physique;

  • "ν" (lettre grecque Nu) est la fréquence exprimée en THz (térahertz = 1012 hertz)].

     La fréquence est le nombre de fois qu'un phénomène périodique (qui se reproduit identique à lui-même au bout d'un intervalle de temps constant.) revient par unité de temps, dans le cas des ondes "par seconde".

     En physique, le blanc n'est pas une couleur mais une sensation colorée résultant du mélange de l'ensemble des radiations lumineuses présentes dans le spectre, c'est-à-dire plusieurs couleurs. Chaque couleur correspond à une radiation électromagnétique de fréquence et de longueur d'onde particulières. Autrement dit, une couleur unique est caractérisée par une longueur d'onde unique. Le spectre de la lumière "visible" peut s'étaler de 350 à 850 nm, mais sa perception dépend de chaque individu (car les couleurs comme les goûts peuvent varier grandement).

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1 Un chromophore est un groupement d'atomes dont l'absorption lumineuse cause la couleur. Il est donc responsable de l'aspect coloré des colorants organiques, comme le β-carotène, l'anthocyanine et ceux dans des molécules biologiques comme la chlorophylle ou l'hémoglobine.

2 Anti-oxydant, anti-inflammatoire

3 Précurseur de la vitamine A; le β-carotène intervient entre autres dans le processus de la vision crépusculaire.

4 Ce qui perturbe ses niveaux électroniques, pour lesquels les écarts en énergie correspondent à des couleurs différentes.

Quelle est le deuxième caractère du mot bmzxqf ?

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