Expériences

1/ Révélation cafeïne

Protocole d’extraction de la caféine d’une boisson énergisante : le Red Bull

Hypothèse : les boissons énergisantes contiennent de la caféine

Objectif : on cherche à révéler la présence de caféine en grande quantité dans une boisson énergisante

Expérience : extraction de la caféine dans une boisson de Red Bull

Matériel :

-      Red Bull

-      8 Béchers

-      6g carbonate de sodium

-      Balance

-      Glaçons

-      Papier à pH

-      Ampoule à décanter

-      Potence

-      Chloroforme (4 x 20mL)

-      Eprouvette graduée

-      15g de granules de sulfate de sodium anhydre

-      Cyclohexane

-      Ether de prétrole

-      Chauffe-ballon avec ballon

-      Réfrigérant à boules

-      Support élévateur

-      1 erlenmyer

1. On verse du Red Bull standard (250mL) dans un bécher
2. On pèse 6 g de carbonate de sodium (Ca2CO3)

3. On refroidit l'échantillon à l'aide de glaçons et

4. On ajoute les 6g de carbonate de sodium.

5. Afin d’éviter toute interaction avec la caféine, on vérifie que cette solution est basique, on teste donc le pH de cette solution à l’aide de papier pH.

6. On obtient un papier de couleur vert/bleu, pH = 8, cette solution est alors bien basique.

7. On transfère 250 mL de cette solution dans une ampoule à décanter et on y ajoute 20mL de chloroforme. On agite ensuite cette ampoule pendant 3 minutes pour mélanger la solution obtenue.

7. On décante ensuite les deux phases en gardant celle du dessous dans un bécher. On rajoute ensuite 20 mL de chloroforme dans la phase aqueuse (phase du dessus) et on refait une décantation

8. On refait cette décantation 3 fois avec 15 mL de chloroforme à chaque fois

9. On ajoute 15g de granules de sulfate de sodium anhydre dans le but d'éliminer toutes traces d'eau.

10. On prépare le montage ci-dessous avec un chauffage au chauffe ballon, muni d’un réfrigérant à boules. Le liquide qui s’évapore est recueilli dans un erlenmeyer.

11. On arrête la distillation lorsque la majorité du solvant s’est évaporée. La caféine (impure) est au fond du ballon.

12. On ajoute du cyclohexane chaud et de l''éther de prétrole dans le ballon pour dissoudre la caféine. On mélange en le chauffant lentement.

13. Une fois la caféine totalement dissoute, on la recristallise en mettant le ballon dans un bain de glace. Lorsque la caféine est bien solide, on la filtre et on la fait sécher.

Résultats :

La caféine obtenue est impure. Il est difficile d’obtenir de la caféine pure lors d’une extraction à petite échelle comme celle-ci. Néanmoins, par cette expérience, nous avons pu prouver qu’il y a bien de la caféine en quantité importante dans une boisson énergisante (ici Red Bull). L'hypothèse est vérifiée.

 

2/ TP : Mise en évidence du glucose dans les boissons énergisantes

 

Hypothèse : Toutes les boissons énergisantes contiennent du glucose.

Objectif : Reconnaitre la présence du glucose dans différentes boissons énergisantes.

Matériels :

·         Liqueur de Fehling

·         Trois types de boissons énergisantes

·         Glucose (témoin)

·         Support + 5 Tubes à essai

·         Une plaque chauffante

Protocole expérimental :

  1. Dans un premier tube à essai, on verse de la liqueur de Fehling, pour pouvoir comparer avec les autres tubes à essai.
  2. Dans un second tube, on verse du glucose, qui va nous servir de témoin, puis on ajoute 1ml de liqueur de Fehling.
  3. Dans un troisième tube, on verse du Redbull puis on ajoute 1mL de liqueur de Fehling.
  4. Dans un quatrième tube, on verse du Redbull « sans sucre » puis on ajoute de liqueur de Fehling.
  5. Dans un cinquième tube, on verse une boisson énergisante « Carrefour » aromatisée aux fruits rouges et on ajoute 1mL de liqueur de Fehling.
  6. On agite tous les tubes à essai pour homogénéiser.
  7. Avec l’aide d’une plaque chauffante, on fait bouillir un tube et lorsqu’il est bouillant, on le repose sur le support de tubes à essai. On répète cette manipulation pour tous les autres tubes.  

 1.jpg

       2.jpg              

Dans un premier tube, on peut voir notre témoin qui est le glucose avant l’expérience. Puis dans un second tube, du Red Bull ; le troisième tube contient du Red Bull « sans sucre » et un quatrième contient une boisson énergisante « Carrefour »                        

4.jpg5.jpg

Lors du chauffage des tubes on observe un changement de couleur.

6.jpg

Pour comparer les couleurs, dans le premier tube on a versé de la liqueur de Fehling, dans le second on observe la réaction entre le glucose et la liqueur de Fehling qui est de couleur orange. Dans le troisième tube, on peut remarquer la couleur orange du Red Bull avec la liqueur de Fehling. Dans le quatrième tube, on observe une couleur jaunâtre du red Bull « sans sucre » avec la liqueur. Dans le cinquième tube contenant une boisson énergisante discount et de la liqueur de Fehling, on remarque une couleur jaunâtre.

Observation et compte-rendu de la mise en évidence du glucose dans différentes boissons énergisantes.

                Dans un premier tube, nous avions versé uniquement de la liqueur de Fehling qui est un réactif permettant de mettre en évidence les sucres réducteurs comme le glucose. Nous comparons ensuite les couleurs et les changements d’états des autres tubes à essais. La liqueur de Fehling est initialement de couleur bleu.

                Dans un second tube, on introduit du glucose, qui sera notre témoin, avec 1mL de liqueur de Fehling, après avoir agité la solution pour homogénéiser puis l’avoir fait bouillir, on observe un changement de couleur orange. Comme ce tube était notre témoin on peut donc déjà conclure que si les autres tubes à essais deviennent orange alors il y a la présence de glucose.

                Dans un troisième tube, on verse du Redbull et on ajoute 1mL de liqueur de Fehling, après avoir respecté le protocole, on va observer un changement de couleur de la solution, elle devient orange comme notre témoin, donc le Redbull contient du glucose.

                Dans un quatrième tube, on verse du Redbull « sans sucre » avec 1ml de liqueur de Fehling, on fait de même que pour les autres tubes, et on observe un changement de couleur jaune, donc on peut en conclure que le Redbull « sans sucre » ne contient pas de glucose.

                Dans un cinquième tube, on verse une boisson énergisante aromatisée aux fruits rouges de la marque Carrefour avec toujours 1mL de liqueur de Fehling, après avoir suivi le protocole, et il y a eu une légère projection de la solution lors de l’ébullition (car elle a chauffé trop vite), on a quand même pu observer un changement de couleur jaune similaire à celui du Redbull « sans sucre ».

On peut conclure qu’il n’y a pas de glucose dans cette boisson énergisante mais peut-être un autre composant similaire : c’est de l’aspartame et l’acésulfame K, d’après le site officiel de la société.

3/ Expérience sur la tension et le pouls

A) Description de l’étude

Nous avons effectué une expérience sur 10 sujets de 15-16 ans au cours de 2 cours de sport .

Durant le premier cours de sport :

Nous avons mesuré la tension maximale, la tension minimale et le pouls des 10 sujets au repos, après les avoir fait asseoir pendant une dizaine de minutes au calme. Les mesures obtenues sont les mesures avant effort sans Red Bull.

Une fois cela fait, les 10 sujets ont suivi un entraînement de 20 minutes, puis un exercice d’effort intensif de 2 minutes. Leurs tensions et leur pouls sont mesurés juste après l’effort.

Durant le deuxième cours de sport :

Nous avons fait boire à nos 10 mêmes sujets 250 mL de Red Bull, 30 minutes avant le cours de sport. Nous avons ensuite mesuré les tensions minimale et maximale et le pouls des sujets après les avoir fait asseoir pendant une dizaine de minutes. Les mesures obtenues sont celles avant effort, avec Red Bull.

Ensuite, les 10 sujets ont suivi le même entraînement de 20 minutes, suivi du même exercice d’effort intensif de 2 minutes que le cours précédent. Leurs tensions et leur pouls sont mesurés juste après l’effort.

B) Résultats (bruts)

 

Avant sport, sans Red Bull

N°1

N°2

N°3

N°4

N°5

N°6

N°7

N°8

N°9

N°10

Tension max1

11,6

12,9

12,7

12,0

11,7

13,4

12,7

13,1

14,7

13,8

Tension max2

11,5

12,7

10,2

10,5

14,5

13,7

10,2

11,9

11,9

15,0

Tension min1

7,4

8,1

8,7

7,4

8,2

8,8

7,1

7,9

9,8

9,6

Tension min2

7,8

6,5

5,7

7,1

9,7

8,8

7,4

9,1

8,7

8,3

Pouls (batt/min)1

88

66

74

60

80

82

78

81

79

78

Pouls (batt/min)2

94

82

96

60

81

102

81

63

93

78

 

 

 

Après sport, sans Red Bull

N°1

N°2

N°3

N°4

N°5

N°6

N°7

N°8

N°9

N°10

Tension max1

15,2

13,9

14,6

9,4

12,4

14,8

10,7

15,5

13,4

15,5

Tension max2

15,9

10,1

16,0

16,0

15,8

15,3

13,7

18,2

14,5

16,4

Tension min1

9,9

8,7

9,0

5,8

8,9

8,8

8,5

8,5

9,2

7,3

Tension min2

9,0

5,8

8,8

7,8

10,0

10,2

9,6

10,7

9,9

7,8

Pouls (batt/min)1

166

160

144

174

188

197

140

170

156

148

Pouls (batt/min)2

134

106

106

128

162

182

145

130

157

134

 

 

 

Avant sport, avec Red Bull

N°1

N°2

N°3

N°4

N°5

N°6

N°7

N°8

N°9

N°10

Tension max1

13,6

11,7

12,5

10,6

13,6

15,4

16,5

13,0

11,4

14,4

Tension max2

7,2

12,0

12,2

10,6

13,0

15,4

17,2

15,1

11,8

14,2

Tension min1

5,8

7,0

9,0

7,2

8,9

9,5

10,8

8,2

6,9

8,6

Tension min2

5,9

8,3

8,3

7,4

8,3

9,7

10,5

8,2

7,0

8,0

Pouls (batt/min)1

100

101

85

78

92

93

99

82

91

76

Pouls (batt/min)2

93

95

85

76

83

90

95

92

85

86

 

                                                                                                                                                                    

 

Après sport, avec Red Bull

N°1

N°2

N°3

N°4

N°5

N°6

N°7

N°8

N°9

N°10

Tension max1

13,8

17,5

14,6

15,8

14,5

16,5

13,7

18,1

19,3

15,4

Tension max2

14,2

16,5

16,4

16,2

18,7

16,7

13,5

16,1

17,4

17,5

Tension min1

10,6

8,0

7,8

8,6

8,3

10,4

7,2

10,7

10,9

9,3

Tension min2

10,6

9,1

10,3

8,5

8,4

11,1

6,9

10,5

9,0

8,8

Pouls (batt/min)1

115

143

140

113

171

187

144

152

168

167

Pouls (batt/min2

145

132

119

124

135

159

137

125

134

133

 

C)  Analyse des résultats

                1) Effets du Red Bull sur le pouls

                               a) Différence des pouls avant/après effort

      graph 1

     graph 2

Au vu de ces graphiques, on constate que sans Red Bull, le pouls augmente en moyenne de 70 battements/min ; avec Red Bull, le pouls augmente seulement de 50 battements par minutes.

On en déduit que le Red Bull a pour effet de limiter l’augmentation du pouls lors d’un effort.

 

                               b) Différence des pouls avec/sans Red Bull

 

    graph 3

 

    graph 4

On remarque qu’avant l’effort, le pouls avec Red Bull est plus élevé que le pouls sans Red Bull de 20 battements/min environ (graphique 3).

Après l’effort, le pouls après Red Bull est inférieur au pouls sans Red Bull de 10 battements environ (graphique 4).

On en déduit que le Red Bull augmente le pouls au repos mais diminue son augmentation lors de l’effort.

 

Bilan : A partir des interprétations des 4 graphiques, on conclut le Red Bull a pour effet d’accélérer le rythme cardiaque sans effort, mais il limite son augmentation lors d’un effort. Par cela, la boisson favorise l’effort physique.

                2) Effets du Red Bull sur la tension artérielle minimale

                               a) Différence des tensios minimales avant/après effort

 

   graph 5

 

 

 

On constate que sans Red Bull, la tension minimale augmente de 1 mm de mercure, alors qu’avec Red Bull, elle n’augmente que de 0,5 mm de mercure.

On en déduit que le Red Bull diminue l’amplitude de la tension minimale avant/après effort.

 

                               b) Différence des tensions minmales avec/sans Red Bull

 

   graph 7

 

 

 

On constate qu’avant l’effort, la tension minimale sans Red Bull est plus ou moins équivalente à celle avec Red Bull. Après l’effort, la tension minimale avec Red Bull est supérieure à la tension sans Red Bull de 1 mm de mercure.

On en déduit que le Red Bull a tendance à augmenter la tension minimale après l’effort.

 

Bilan : le Red Bull limite l’amplitude de la tension minimale avant/après effort, ce qui favorise l’effort physique. Mais il augmente trop la tension minimale lors de l’effort, et par cela il constitue un danger pour l’organisme.

 

                3) Effets du Red Bull sur la tension artérielle maximale

                               a) Différence des tensions maximales avant/après effort

 

 

 

On constate que sans Red Bull, la tension maximale augmente d’environ 1,5 mm de mercure ; avec Red Bull, la tension maximale augmente d’environ 3 mm de mercure.

On en déduit que le Red Bull amplifie l’augmentation de la tension maximale ors d’un effort.

 

                               b) Différences des tensions maximales avant/après Red Bull

 

     graph 11

 

   graph 12

 

On constate qu’avant l’effort, la tension maximale avec Red Bull est supérieure à cella sans Red Bull de 1 mm de mercure. Après l’effort, la tension maximale avec Red Bull est également supérieure à celle sans Red Bull.

Nous ne pouvons pas faire de conclusion significative car notre expérience a porté sur trop peu de sujets et que la fiabilité d'un test dépend de la taille de l'échantillon testé.

 

Bilan : Le Red Bull agit négativement sur la tension artérielle maximale, il l’augmente trop durant l’effort. Ceci pourrait d’ailleurs entraîner, à terme, un accident vasculaire.

 

Il faut toutefois porter un regard critique sur cette étude. En effet, une étude n’est vallable que si elle est faite sur un très grand nombre d’individus (3000 à 5000), puisque plus le nombre de sujets est grand, plus la marge d’erreur est diminuée. Notre étude ne portant que sur 10 personnes, elle n’est pas validable.

Il en va de même pour les études effectuées par la marque Red Bull, afin de vanter les mérites de sa boisson. En réalité, les études de Red Bull sont effectuées sur 10 à 15 individus chacune. Les conclusions qu’ils en tirent ne sont donc pas plus valables, et ne constituent en aucune façon la preuve que la boisson a bel et bien les propriétés miraculeuses qu’on lui prête.

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