NOURRIR L’HUMANITÉ - Lycée Militaire d'Aix-en … · 2017-02-07 · Madame A va recevoir des...

PARTIE 1 (8 points)

NOURRIR L’HUMANITÉ

Madame A va recevoir des convives dans quelques jours et souhaite leur concocter un aïoli1. Elle veut accompagner

son plat d’une sauce aïoli, sorte de « mayonnaise » préparée uniquement à base d’ail et d’huile d’olive. Elle désire utiliser pour sa recette l’huile d’olive aromatisée à l’ail qu’elle a préparée la semaine précédente et qu’elle a conservée à température ambiante. Madame A pense que l’absence d’œuf dans sa sauce aïoli, et donc l’absence potentielle de salmonelles, lui permettra d’éviter tout problème d’intoxication alimentaire mais se demande comment cette émulsion peut tenir sans l’ajout d’un jaune d’œuf, nécessaire à la préparation d’une mayonnaise classique. Espérant trouver de l’aide, madame A pose des questions sur un blog culinaire. 1 aïoli : spécialité du sud de la France à base de légumes, poisson et fruits de mer

Document 1 : recettes de Madame A Recette de l’huile aromatisée à l’ail : Écraser quelques gousses d’ail et les mettre dans une bouteille. Ajouter de l’huile d’olive. Laisser macérer quelques jours à température ambiante. Recette de la sauce aïoli : Ingrédients : 2 gousses d’ail frais, 3 dL d’huile aromatisée à l’ail, une pincée de sel. Tout d’abord broyer l’ail frais dans un mortier avec le sel en une pâte bien fine. Ajouter l’huile aromatisée petit à petit afin de mélanger l’huile à la pâte. Le résultat doit être une émulsion épaisse. Ajouter des morceaux d’ail coupé qui se trouvaient dans l’huile aromatisée. Document 2a : composition de l’ail frais L’ail comporte 62% d’eau, 29,5 % de glucides, 7 % de protéines, 2 % de fibres, de nombreuses vitamines (B1, B2, C, E,…), divers minéraux (potassium, soufre, phosphore, calcium, magnésium…) et des oligo-éléments (fer, zinc, …). Il contient une molécule tensioactive. Le pH du jus d’ail est situé entre 5,3 et 6,5.

Source : d’après http://sante.lefigaro.fr Document 2b : composition d’un jaune d’œuf Le jaune d’œuf comporte entre autres 49,9 % d’eau, 31,5 % de lipides, 16,5 % de protéines, de nombreuses vitamines (A, D, E,…), divers minéraux (phosphore, calcium, potassium,…). Les lipides du jaune, contiennent la « lécithine », molécule tensioactive.

Source : d’après http://www.i-dietetique.com

Document 3: le botulisme Le botulisme est une intoxication alimentaire grave causée par la bactérie Clostridium botulinum. Cette bactérie se trouve partout dans la nature, sous forme de spores. Les spores sont une forme résistante de la bactérie, qui lui permet de survivre à des conditions extrêmes, comme le gel, la sécheresse et la chaleur. Quand les conditions favorables au développement des spores sont réunies, elles se transforment en bactéries actives, qui se multiplient rapidement et produisent une toxine extrêmement dangereuse voire mortelle, la toxine botulique. Clostridium botulinum est une bactérie anaérobie stricte, c’est-à-dire qu’elle ne peut se développer qu’en absence de dioxygène, comme dans une boîte de conserve ou un emballage sous vide, ou encore en dessous d’une couche épaisse d’huile qui coupe le contact avec l’air. Elle nécessite également un minimum d’eau, comme dans les aliments frais.

Source : d’après http://www.ricardocuisine.com

Simulation de la croissance d’une bactérie aux propriétés similaires à Clostridium botulinum, en fonction de la température et du pH

Source : d’après : Laurent Delhalle. Les modèles de croissance en microbiologie. Biotechnol. Agron. Soc. Environ. 2012

COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Vous êtes élève dans un lycée hôtelier et vous avez lu, sur un blog, l’intervention de madame A. Rédigez la réponse que vous pourriez faire à cette dame sur ce blog, en lui expliquant comment sa sauce aïoli peut faire une émulsion sans la présence de jaune d’oeuf. Vous illustrerez votre argumentation par une représentation schématique annotée de cette émulsion au niveau microscopique. Vous lui expliquerez également pourquoi vous lui déconseillez d’utiliser l’huile aromatisée à l’ail qu’elle a préparée. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires).

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Monsieur X souhaite créer un potager avec pour objectifs un rendement optimisé et le respect de l’environnement. Il hésite entre deux modes de culture : un jardin potager ou un système aquaponique. On cherche en quoi l’aquaponie est la meilleure solution pour atteindre les objectifs fixés par monsieur X. Document 1 : Résultats de l’analyse de la terre du jardin de monsieur X.

Nature du sol Sableux

Valeur du pH 5,5

Quantité en éléments fertilisants (azote par exemple) nécessaires à la croissance des plantes

Faible

Perméabilité à l’eau Importante (sol facilement lessivable)

Document 2 : Fertilité des sols Document 2a : Les types d’engrais Pour apporter les éléments nutritifs nécessaires à la croissance d’une plante et notamment l’élément azote N, il est possible d’utiliser : – des engrais chimiques : l’azote apporté étant sous forme d’ions nitrate NO3

– ou ammonium NH4

+, il est utilisable

directement par les plantes. – des engrais organiques comme le fumier de cheval, le lisier, la fiente de poule : la matière organique doit être

minéralisée sous l’action de bactéries présentes dans la terre (exemple : Nitrosomonas, Nitrobacter) qui transforment les composés azotés en ions utilisables par les plantes. Document 2b : Conditions d’activité des bactéries du sol Pour des conditions optimales d’activité, le sol doit être bien aéré, la teneur en eau suffisante et le pH doit être compris entre 7 et 9. Document 2c : Schéma des interactions entre le complexe argilo-humique et les ions du sol

Document 3 : Principe de l’aquaponie L’aquaponie est la culture de végétaux associée à un élevage de poissons. Les plantes se développent ici dans un bac de culture dont la terre provient directement du sol de la zone d’installation ou est importée (sac de terre végétale par exemple). Il s’agit d’un système dans lequel interviennent trois types d’organismes vivants : des poissons, des bactéries (présentes dans la terre) et des plantes à cultiver. L’eau de l’aquarium est pompée afin d’être injectée dans le bac de culture pour ensuite retourner vers les poissons. Le système utilisé repose sur le cycle de l’azote, c’est-à-dire la transformation de l’ion ammonium issu des déjections des poissons et d’autres déchets organiques (excès de nourriture) en ions nitrite sous l’action de bactéries Nitrosomonas puis en ions nitrate sous l’action d’autres micro-organismes tels que Nitrobacter et Nitrospira présents dans la terre.

D’après le site http://www.aquaponie.fr /

COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Monsieur X hésite entre un jardin potager et un système aquaponique. Développez un argumentaire permettant d’expliquer en quoi l’aquaponie est la meilleure solution pour atteindre les objectifs qu’il s’est fixés. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires).

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L’agroforesterie

L’agroforesterie consiste à associer, sur une même parcelle, une culture (ou une prairie pour l’élevage) avec une plantation d’arbres en croissance (voir illustration ci-contre). On cherche à comprendre en quoi l’agroforesterie est un exemple d’agriculture durable.

Photo : Christian Dupraz – INRA (Institut National de la Recherche Agronomique)

Document 1 : l’agroforesterie : une première réponse à certaines difficultés actuelles

Jusqu’au milieu du XXème siècle, le paysage agricole européen se présentait sous forme de bocage : les parcelles cultivées étaient morcelées et bordées de haies ou de lignes d’arbres. L’essor de la mécanisation et de l’industrie chimique a alors conduit à un arrachage massif des arbres de manière à pouvoir travailler de plus grandes parcelles. On constate cependant à l’heure actuelle une stagnation des rendements, une régression de la biodiversité, une résistance croissante des ravageurs et des mauvaises herbes ainsi que parfois une pollution des nappes phréatiques par les ions nitrate NO3

– .

Pour proposer des solutions aux problèmes rencontrés, des chercheurs de l’INRA ont mené plusieurs expérimentations de systèmes agroforestiers, dont une association blé-noyers, pendant plus de trente ans. Ils ont alors montré que pour des parcelles de même superficie, le rendement d’une parcelle agroforestière est globalement supérieur à celui cumulé d’une culture simple et d’une forêt isolée. Document 2 : quelques échanges de matière

Document 3 : les ions nitrate dans le sol Document 3a : concentrations en ions nitrate à proximité d’une haie (coupe verticale d’un sol) pour un apport d’engrais identique de chaque côté de la haie

Pour un système agroforestier blé-noyers, la distance entre deux rangées d’arbres est d’environ 25 m.

Source : d’après https://agro-transfert-bretagne.univ-rennes1.fr/

Document 3b : rôle du complexe argilo-humique L’altération de la roche mère et la décomposition de la matière organique dans le sol conduisent à la formation d’un agrégat, le complexe argilo-humique (C.A.H.). Celui-ci joue un rôle important lors de l’échange de matière entre le sol et les végétaux. Protocole de mise en évidence du rôle du C.A.H. : On prélève deux échantillons d’un même sol. Sur l’échantillon 1 on verse une solution d’éosine, sur l’échantillon 2 on verse une solution de bleu de méthylène. La couleur de chacune de ces solutions colorées est due à une espèce ionique.

Propriétés des colorants et observations des tests réalisés sur le sol

Charge électrique de l’espèce ionique colorée Couleur de la solution Observation

Éosine négative Orange filtrat 1 : orange

Bleu de méthylène positive bleu filtrat 2 : incolore

COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Présenter un ensemble d’arguments en faveur de l’agroforesterie comme exemple de pratique agricole respectant la qualité du sol et de l’eau. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires).

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Une famille, en vacances dans un village, visite une exploitation laitière de 90 hectares

(*).

Pour la production de lait, l’agriculteur explique à ses visiteurs qu’il nourrit ses 50 vaches essentiellement avec du maïs fourrage dont la culture nécessite un apport d’engrais.

On s’intéresse à la surface agricole consacrée à cette culture et à l’utilisation des engrais avec la qualité de l’eau du réseau communal. Document 1 : rendement annuel du système de production de lait Source des données : Produits laitiers.com : Chambre agriculture.fr

Production annuelle moyenne (en tonnes de matière sèche(**)

de :

maïs-fourrage sur un hectare(*)

pour nourrir une vache lait d’une vache nourrie au maïs fourrage

10 0,9

(*)1 hectare = 10 000 m². Le symbole de l’hectare est : ha

(**)la matière sèche (MS) est ce qui reste lorsqu’on retire l’eau.

Document 2 : l’utilisation des engrais Comme toutes les plantes, le maïs utilise les sels minéraux du sol. L’agriculteur reconstitue les ressources minérales par un apport d’engrais dont le principal constituant est l’azote sous forme d’ions nitrate. Document 2a : Rendement en maïs fourrage et pertes moyennes en ions nitrate par lessivage dans le cas d’une récolte de céréales, en fonction de l’apport d’engrais

Document 2b : nappe phréatique et culture du maïs

Document 3 : limites de qualité des eaux destinées à la consommation humaine Journal Officiel, 6 février 2007 Le réseau en eau potable du village est alimenté par une nappe phréatique. Des contrôles réguliers sont réalisés afin de vérifier le respect des limites de qualité.

Minéraux Valeur maximale autorisée (en mg.L

-1)

ions chlorure Cl– 250

ions sulfate SO42-

250

ions plomb Pb2+

0,010

ions sodium Na+ 200

ions nitrate NO3– 50

COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Expliquer pourquoi l’agriculteur consacre autant de surface agricole à la culture du maïs-fourrage, et comment il peut utiliser des engrais en veillant à n pas compromettre la qualité de l’eau distribuée sur le réseau communal. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires).

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La chabasite, une roche miracle !

En 1998, une canicule touche la partie côtière de l’Emilie-Romagne, région italienne réputée pour son jambon de Parme. Les odeurs qui s’échappent des élevages et du lisier* épandu dans les champs sont pestilentielles**. Le littoral est envahi d’algues vertes. Les riverains réclament le déménagement des porcheries, voire leur interdiction. Elio Passaglia, professeur en sciences de la Terre à l’université de Modène, effrite de la chabasite (roche volcanique), sur un échantillon de lisier. Les relents nauséabonds diminuent, jusqu’à quasiment disparaître. L’azote ammoniacal contenu dans le lisier, sous forme d’ions ammonium (NH4

+), est en partie responsable de l’odeur désagréable. Lors de l’épandage dans les champs, il pénètre dans le sol puis est transformé en ions nitrate (NO3

–). Devant ce constat, les éleveurs ont pris l’habitude de mélanger de la chabasite réduite en poudre à l’alimentation de leurs porcs. Et les algues ont pratiquement disparu. * Mélange de déjections de porcs et d’eau qui peut être utilisé comme engrais. ** odeurs désagréables. Document 1 : masse d’azote déversée par les rivières dans la mer et surface de littoral breton recouverte par les algues, en fonction du temps

Document 2 : impacts de l’utilisation de la chabasite pour l’élevage de porcs Dans plusieurs élevages on a comparé l’évolution de différents facteurs mesurés dans deux salles comptant le même nombre de porcs, nourris de façon traditionnelle (salle témoin) ou avec 3% de chabasite dans la nourriture.

Élevage témoin

Élevage avec chabasite

Gain moyen de masse (en g/porc/jour)

902 869

IC* 2,51 2,57

Ions ammonium (NH4+) présents dans les déjections de

porc (en g/porc/jour)

7,55 6,18

Odeurs nauséabondes importantes faibles

*IC = indice de consommation, quantité de nourriture donnée pour obtenir un kg de viande consommable Cette introduction de chabasite dans la nourriture entraîne un surcoût de 4 euros par porc, somme difficilement supportable pour les exploitants, compte tenu de la crise, dont une partie est prise en charge par les consommateurs.

D’après Ifip (Institut français du porc) Par contre le coût du ramassage et du traitement des algues a atteint 20 euros par m3 pour l’ensemble des plages allant de la Basse-Normandie à l’île de Ré en 2012.

D’après http://www.developpement-durable.gouv.fr/ Document 3 : échanges d’ions dans la partie terminale de l’intestin du porc

La composition chimique de la chabasite est proche de celle des argiles. Globalement, la chabasite est formée :

– d’un squelette tétraédrique portant une forte charge négative, symbolisé par : – des cations comme Ca2+, Na+ ou K+ assurant la neutralité électrique de l’ensemble.

*on s’intéressera uniquement aux ions NH4

+ présents dans l’intestin.

COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Certaines plages de Bretagne, région touristique qui compte de nombreux élevages porcins, sont régulièrement envahies par les algues vertes. Expliquer comment l’incorporation de chabasite dans l’alimentation des porcs de cette région permettrait de diminuer la prolifération des algues vertes et préciser les limites de son utilisation. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires).

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Les pratiques culturales doivent de plus en plus prendre en compte la rentabilité mais aussi la préservation de l’environnement, notamment lorsqu’il s’agit de stopper l’augmentation des teneurs en ions nitrate (NO3

–) du milieu aquatique et par là-même de garantir la potabilité des eaux. Des recherches agronomiques ont

été menées afin de réduire la quantité d’engrais de type ammonitrate (NH4NO3) utilisée, mais aussi de déterminer finement le moment où ces derniers doivent être fournis à la plante. Document 1 : Quantité totale d’azote absorbée par le maïs en unité.ha-1 en fonction du temps

D’après : www.manche.chambagri.fr et www.cda-vosges.fr Document 2 : Rendement de la culture de maïs en quintal.ha-1en fonction de l’apport d’engrais azoté en kg.ha-1.

D’après : www.yara.fr

Document 3 : Schéma de l’absorption d’azote par un plant de maïs

COMMENTAIRE RÉDIGÉ : La directive européenne dite Nitrates a pour objectif de réduire la pollution des eaux par les ions

nitrate d’origine agricole et cette réglementation précise entre autre : « en cas d’apport d’engrais azoté d’une dose supérieure à 60 unités d’azote par hectare, si un apport est réalisé avant la levée de culture, le fractionnement est obligatoire et un apport d’engrais doit être réalisé après la levée de la culture. » 1 unité d’azote par hectare = 1 kilogramme d’azote par hectare Expliquez sur quoi est fondée cette réglementation tout en montrant de quelle manière l’agriculteur peut optimiser cet apport d’engrais pour la rentabilité de sa production. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires).

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NOURRIR L'HUMANITÉ

Salade de fruits jolie jolie jolie…

Vous gérez des bénévoles au sein d’une association qui organise un festival de musique. Il a été décidé qu’une salade de fruits serait vendue pendant tout le festival qui durera du samedi midi au dimanche soir. Celle-ci sera préparée le samedi matin dans la cuisine de la salle polyvalente locale, à partir de pommes, poires, raisin, bananes et oranges.

Document 1 : Présence et développement des micro-organismes dans les aliments La peau des fruits est naturellement colonisée par de très nombreux micro-organismes : levures, bactéries, moisissures. Elle constitue une barrière efficace contre ces microorganismes et limite le risque de dégradation des fruits par ces derniers. Lorsqu’un fruit est coupé, la chair du fruit devient accessible aux micro-organismes qui y trouvent de l’eau et des nutriments pour se développer. Le pH naturellement bas de certains fruits comme la pomme limite cependant la prolifération de certains micro-organismes. Cependant des bactéries pathogènes comme les salmonelles ou Escherichia coli survivent et se développent dans des milieux à bas pH. On estime que les micro-organismes se développant dans le lait cru ont les mêmes caractéristiques que ceux se développant sur les fruits.

Influence de la température sur l'évolution des micro-organismes dans un lait cru.

Source : d’après MOLLERMADSEN, cité par MARION et MOREL, 1964)

Document 2a : L'oxydation des aliments

Le temps des légumes est revenu : leur couleur tendre est gage de leur fraîcheur. Hélas ! À peine émincés, avocats, salsifis ou champignons noircissent. Le brunissement des végétaux est dû à une modification des molécules de polyphénol des fruits et légumes. En présence de dioxygène, ces molécules se transforment en molécules de quinone, puis en molécules de pigments bruns de la même famille que la mélanine. L’oxydation des aliments peut être évitée par l’utilisation d’antioxydants naturels tels que la vitamine A ou la vitamine C.

Source : d’après Hervé This, Casseroles et éprouvettes, éd. Pour la Science, Belin, 2002.

Document 2b : Résultats d'expérience

a) Quartier de pomme laissé à une température de 25°C pendant 12h00, à l'abri de la lumière. b) Quartier de pomme placé au réfrigérateur (température de 5°C) pendant 12h00 à l’abri de la lumière. c) Quartier de pomme arrosé de jus d'orange, laissé à une température de 25°C pendant 12h00, à l'abri de la lumière.

Document 3 : Composition de la pomme et de l’orange

Fruits étudiés

Composition en g pour 100 g de matière

Pomme Orange

Eau 84,3 87,1 Glucides 12,6 8,7 Protéines 0,3 1 Lipides 0,3 0,16 Fibres 2,5 1,6

Teneur en vitamines en mg pour 100 g

de matière Pomme Orange

Vitamine C 5 60

d’après http://www.lapomme.org et http://www.composition-des-aliments.fr

COMMENTAIRE RÉDIGÉ :

Rédigez l’intervention orale prononcée devant les bénévoles qui prépareront la salade de fruits : celle-ci devra être vendable tout le week-end c'est-à-dire être appétissante et ne présenter aucun risque sanitaire.

Votre texte présentera de façon argumentée et justifiée les consignes et les précautions qui devront être prises lors de la fabrication et la conservation de cette salade de fruits.

Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et sur votre culture (qui intègre, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires).

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Le chuño témoigne de l´ingéniosité dont faisaient preuve les civilisations des Andes. Les plus anciennes traces de chuño ont été découvertes sur le site archéologique de Tihuanaco sur les rives du lac Titicaca dans la région de Puno au Pérou. Elles datent d’environ 1000 ans avant J.C. Cette technique est encore aujourd´hui pratiquée à grande échelle par les populations des Andes centrales.

Document 1 : Conditions et mode de préparation du chuño

Le chuño s’obtient à partir de variétés de pommes de terre amères endémiques* des Andes. Il est élaboré par les populations paysannes de l’Altiplano péruvien. Cette région de hauts plateaux se caractérise par des altitudes très élevées (jusqu’à 4800 m), des températures très froides (moyenne de -10 °C en hiver), un fort rayonnement solaire entraînant un contraste thermique important entre le jour et la nuit et un très faible taux d’humidité de l’air. Dans ces conditions climatiques, l’activité bactérienne peut tout de même subsister. Les pommes de terre sont étalées sur un lit de paille de grande surface par une nuit glaciale. Le jour suivant, en cours de décongélation, elles sont foulées au pied ; l’eau en est ainsi extraite et elles sont débarrassées de leur peau. Enfin, elles restent exposées au soleil durant les heures les plus chaudes. Ces opérations sont répétées durant une quinzaine de jours jusqu’à dessiccation** complète.

Lorsqu’elles sont sèches, les pommes de terre sont presque noires et très dures. Elles gardent leur valeur nutritive et perdent une partie de leur amertume. Le chuño peut se conserver durant plusieurs mois voire plusieurs années. Il constitue une réserve alimentaire permettant aux populations andines de lutter contre les pénuries liées essentiellement à la rudesse du climat.

D’après : "Des Andes à l'Amazonie" de Luigi Balzan

*variétés propres à un territoire bien délimité **séchage

Document 2 : Les méthodes de séchage

Les méthodes de séchage des aliments sont basées sur le phénomène d’évaporation régi par la loi de Dalton. Pour une température donnée, la masse m d’eau évaporée par unité de temps dépend essentiellement de la surface d’évaporation S et de la pression atmosphérique P qui elle-même diminue avec l’altitude.

Document 3 : Les glycoalcaloïdes. La pomme de terre contient des glycoalcaloïdes : la solanine et la chaconine. Dans les tubercules de pomme de terre, la concentration en glycoalcaloïdes est habituellement inférieure à 10 mg/100 g et elle diminue normalement avec l'épluchage mais dans les variétés amères, cette concentration peut atteindre 80 mg/100 g dans le tubercule et 150 à 220 mg/100g dans la peau. La présence de ces glycoalcaloïdes est imperceptible aux papilles gustatives à moins que la concentration ne soit supérieure à 20 mg/100 g, ce qui rend le goût amer. A de plus fortes concentrations, ils causent une sensation de brûlure persistante comme le piment rouge et deviennent toxiques. Les glycoalcaloïdes sont solubles dans l’eau mais ne sont pas détruits durant la cuisson normale car leur température de décomposition dépasse les 240 °C. Leur teneur dans la pomme de terre peut augmenter à la suite de meurtrissures produites au moment de la récolte ainsi qu’au cours d’un entreposage à des températures inférieures à 10 °C.

D’après : www.fao.org


Le chuño est un exemple de l’ingéniosité des peuples andins pour rendre consommables et conserver leurs pommes de terre.

Proposez des arguments scientifiques expliquant l’efficacité de cette technique.


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L’entomophagie au cœur de l’alimentation humaine du XXIème siècle

La croissance démographique, l'urbanisation et la montée des classes moyennes ont fait augmenter la demande mondiale en aliments, notamment en protéines d'origine animale. […] D’ici 2030, plus de neuf milliards de personnes devront être nourries, tout comme les milliards d'animaux élevés chaque année, entre autre, pour l'alimentation. La production animale intensive conduit à des effets néfastes sur l'environnement. De nouvelles solutions doivent être recherchées. L’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture s’intéresse à l’entomophagie c'est-à-dire à la consommation d’insectes par les humains.

D’après la FAO, organisation des nations unies pour l’alimentation et l’agriculture, mai 2013

Document 1 : élevage de grillons domestiques : mode d’emploi

COMMENT DEMARRER UN ELEVAGE ?

Pour démarrer un élevage, il faut : - quelques couples de grillons adultes reproducteurs ; - un vivarium permettant aux grillons de bénéficier de 12 à 14h de luminosité par jour ; - des cartons à œufs pour que les grillons puissent se cacher, se protéger, muer et se reproduire ; - deux ou trois pondoirs au fond du vivarium.

COMMENT FONCTIONNE L’ELEVAGE ?

Chaque femelle peut pondre une centaine d'oeufs en quelques jours. Le contenu du pondoir doit toujours rester humide afin d'éviter le dessèchement des oeufs. Au bout de 10 à 13 jours d’incubation, de minuscules grillons apparaissent. Ils deviendront adultes en huit à dix semaines. Les conditions d'élevage sont identiques pour les jeunes et pour les adultes. Les grillons adultes vivent deux ou trois mois. Il est possible d’en prélever régulièrement, en prenant soin de conserver toujours une dizaine de couples reproducteurs.

COMMENT ENTRETENIR UN ELEVAGE POUR QU’IL SOIT LE PLUS RENTABLE POSSIBLE ?

Pour un rendement optimal, les grillons ont besoin : - d’une température constante de 30°C dans le vivarium - de quelques gouttes d'eau par jour - d'une nourriture végétale variée : flocons d'avoine, germe de blé, morceaux de fruits et de légumes frais.

QUEL EST LE RAPPORT ENTRE NOURRITURE FOURNIE AUX ANIMAUX ET QUANTITE DE NOURRITURE PRODUITE

?

Y A-T-IL UN IMPACT ENVIRONNEMENTAL POUR UN TEL ELEVAGE ?

Un grillon produit au maximum 0,09 g de CO2 par kg de masse corporelle et par jour contrairement au bœuf qui produit 7,08 g de CO2 par kg de masse corporelle et par jour.

Document 2 : méthodes de conservation des insectes et sécurité alimentaire Dans les pays qui en consomment actuellement le plus (Afrique, Asie du Sud-est), plusieurs méthodes permettant la conservation des insectes existent : sécher au soleil, faire bouillir, frire ou rôtir, voire traiter au vinaigre. Sur le marché européen, on trouve aujourd'hui des insectes entiers déshydratés (séchés) ou encore de la poudre d’insectes incorporée dans des gâteaux. Les vers Buffalo : un exemple de conservation par ébouillantage* et séchage

* ébouillantage : action de faire bouillir

Ces méthodes de conservation sont déjà utilisées par l’Homme pour réduire le risque de pathogènes* alimentaires dans la viande. Pour la FAO, le risque pourrait être bien moindre qu’avec des animaux plus proches du point de vue évolutif, comme le boeuf qui héberge entre autres des Escherichia coli et des salmonelles (bactéries) : «De manière générale, les pathogènes des insectes sont différents de ceux présents chez les mammifères, et peuvent être considérés comme sans danger pour l’Homme». Il n'y a aucun

cas connu de transmission de maladies ou de parasites aux humains par la consommation d'insectes manipulés dans les mêmes conditions d'hygiène que tout autre aliment. Il peut y avoir des cas d'allergies, comparables aux allergies aux crustacés, qui sont également des invertébrés. * pathogène : microorganisme responsable de maladie

Document 3 : valeurs nutritionnelles de différents insectes et d'aliments plus "traditionnels"

Animaux Insectes Autres animaux

Fourmi rouge

Grillon Criquet Sauterelle Chenille Bœuf Poisson (cabillaud)

Teneur en protéines (g) pour 100g d’animal

13,9 19,8 12,9 20,6 6,7 27,4 28,5

Chez l’être humain, l’apport journalier de protéines recommandé est de 0,8 g par kg de masse corporelle et par jour. Pour une personne de 75 kg, cela correspond à 60g de protéines par jour.


Un responsable d’une entreprise européenne élevant des insectes souhaite développer un site internet pour vendre les produits transformés issus de ses élevages.

Rédiger, pour ce site, un article présentant les arguments en faveur de l'entomophagie par rapport à une alimentation riche en viande bovine.


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NOURRIR L'HUMANITÉ

Chaque dimanche, Monsieur Dufruit aime déguster un jus d'orange fait maison. Mais durant la semaine, il est toujours trop pressé : il cherche donc un équivalent en magasin. A son grand étonnement, le vendeur lui propose de choisir entre le jus X qu'il trouvera au rayon frais et le jus Y qu'il trouvera au rayon classique.

Document 1 : Caractéristiques de différents jus d'orange

Document 1a : Comparaison des deux jus d'orange X et Y

Jus d'orange de la marque X Jus d'orange de la marque Y

Description faite par le Fournisseur.

Jus obtenu avec des oranges fraîchement pressées. Stabilisé par pascalisation*. Ne contient pas de conservateur.

Jus obtenu à base de jus d'oranges fraîchement pressées. Stabilisé par pasteurisation**. Ne contient pas de conservateur.

Conseils de conservation. A conserver entre 0°C et +4°C. A conserver à l'abri de la lumière et de la chaleur.

pH 4 4 * : la pascalisation est un procédé de conservation consistant à augmenter la pression (à 500 MPa) pendant quelques minutes, à température constante. ** : la pasteurisation est un procédé de conservation consistant à augmenter la température (à 95°C) pendant quelques secondes, à pression constante.

Document 1b : Une propriété enzymatique des jus de fruit

Comme tous les jus de fruit fraîchement pressés, le jus d'orange contient une enzyme la méthylestérase. Celle-ci est responsable de la formation d'un trouble dans le jus. Inactive en dessous de 4 °C, celle-ci a une activité maximale entre 50°C et 70°C. Au-delà de 85°C, elle est détruite. En revanche, la pression, même très élevée, n'a aucune action sur son activité.

Document 2 : Effet de la pression et de la température sur certains micro organismes

Les levures et moisissures peuvent altérer les propriétés organoleptiques des aliments. Certaines souches de bactéries E. coli sont responsables d'infections intestinales plus ou moins graves. Les bactéries Clostridium botulinum sont pathogènes : elles produisent une toxine paralysante. Elles peuvent se transformer en spores, formes résistantes inactives ; celles ci germent en bactéries dès que les conditions sont favorables (température supérieure à 10°C, pH supérieur à 5).

Document 2a : Effet de la température sur les micro-organismes

Micro-organisme Température de développement optimal Température de destruction Levures et moisissures Entre 25°C et 30°C 50°C

Bactérie E. coli 37°C 70°C Bactérie Clostridium

botulinum 37°C 80°C

(supérieure à 120°C pour les spores)

Document 2b : Effet de la pression sur les micrio-organismes

UFC = Unité Formant Colonie

Source : www.revmedvet.com


Monsieur Dufruit, un peu méfiant vis-à-vis des produits industrialisés, ne comprend pas pourquoi les jus du même fruit peuvent afficher des conditions de conservation différentes.

Expliquez à Monsieur Dufruit qu'il peut consommer les jus de fruits X ou Y sans danger tout en justifiant les conseils de conservation de chacun.


PARTIE 1 (8 points)

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La listériose est une infection, d’origine alimentaire, due à la bactérie Listeria monocytogenes. Elle peut

se révéler grave en entraînant une infection du sang ou du système nerveux central.Chez la femme enceinte, elle peut provoquer un avortement, un accouchement prématuré ou une infection du nourrisson.

On a pu lire sur un forum internet :

par Camille

Je suis enceinte, la fromagère m'a dit que j'avais le droit de manger du Roquefort car il ne pouvait pas donner la listériose. C’est quasiment le seul fromage au lait cru qui ne peut pas être contaminé... Et moi, j'adore le Roquefort, alors qu'en pensez-vous, je peux ou non ? posté le 16/11/13

Document 1 : vitesse de croissance d’une population de Listeria monocytogenes dans différentes conditions. La vitesse de croissance, obtenue par simulation, est donnée en UFC/h (Unité Formant Colonie par heure)

D’après : http://www.pressesagro.be

L’activité de l’eau aw

traduit la quantité d’eau libre et donc disponible dans l’aliment. Elle diminue lorsque la quantité de sel augmente dans l’aliment.

D’après une conférence du Pr. Ivan Leguerinel - IUT de Quimper

Document 2 : teneur en sel et pH de différents types de fromages

Fromage Type de pâte Teneur en sel (mg/100 g) pH

Camembert Fleurie 1764 7,4 Edam Pressée 2184 5,4 Fourme d’Ambert Persillée 2321 6,3 Gruyère Pressée 910 6,2 Gorgonzola Persillée 3654 6,4 Mozzarella Filée 1021 5,3 Parmesan pressée 2747 5,2 Roquefort Persillée 3931 4,7

Document 3 : fabrication du Roquefort et évolution de quelques paramètres physico chimiques.

Le Roquefort est un fromage à pâte molle de type bleu ou persillée qui se caractérise par un développement interne de la moisissure Penicillium roqueforti. Il est préparé à partir de lait cru de brebis selon les étapes suivantes :

Principales étapes de la fabrication Evolution des paramètres physico-chimiques Contrôles sanitaires sur le lait Aucune Filtration pour éliminer les impuretés Aucune Conservation du lait en cuves en attendant les résultats des contrôles

Abaissement de la température jusqu’à environ 4°C

Réchauffage du lait Augmentation très rapide de la température jusqu’à 32 °C maximum

Emprésurage (*) et ensemencement notamment par des spores de Penicillium roqueforti

Acidification du mélange

Coagulation puis division en cubes ou lanières suivie d'un repos en cuve, drainage sur toile et chariot puis moulage lorsque les grains sont suffisamment fermes

Poursuite de l’acidification (le pH final est compris entre 4,5 et 4,8)

Egouttage Maintien de la température à 18 °C Salage au sel sec Augmentation de la teneur en sel Affinage durant 12 à 30 semaines Température de la cave 8 °C pouvant descendre à 0 °C

Diminution de l’activité de l’eau (aw)

(*) : L’emprésurage d’un lait est l’opération d’ajout d’un coagulant, la présure, pour obtenir du caillé.

COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Afin de répondre à Camille, expliquez-lui pourquoi en consommant du Roquefort elle a peu de risques d’être contaminée par la bactérie Listeria monocytogenes mais que cela ne la dispense pas de respecter certaines précautions.

Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires).

PARTIE 1 (8 points)

NOURRIR L'HUMANITÉ

L’utilisation croissante d'engrais dans les cultures conduit souvent à une production agricole qui stagne. Une équipe de chercheurs est parvenue à mettre au point une méthode de fertilisation inédite, fondée sur les vers de terre, qui réduit l’utilisation des engrais. Avez-vous déjà entendu ce vieux proverbe paysan ? « Dame Nature sait comment s’obtient la fertilité de la terre, elle en a confié le secret aux vers de terre. »

Document 1 : actions des vers de terre dans le sol et sur les micro-organismes qu'il renferme

Document 1a : structure d’un sol en présence de vers de terre Les vers de terre creusent des galeries. On trouve dans les sols non labourés jusqu’à 500 m de galeries par m² sur environ 20 cm de profondeur.

Document 1b : masse de vers de terre, porosité et micro-organismes d’un sol

Un sol poreux permet une bonne aération propice au développement des microorganismes. (Pores : petites cavités susceptibles d’être remplies d’air ou d’eau. Porosité : rapport du volume des pores sur le volume total du sol)

Document 2 : transformation de la matière organique

Dans la plupart des écosystèmes, les vers de terre sont des facteurs clé dans la fragmentation de la matière organique. L’activité conjointe des trois espèces de vers de terre (de surface, de petite profondeur, de profondeur) permet la dégradation fine de la matière organique ainsi que son enfouissement dans le sol en plusieurs étapes. Dans un premier temps, la litière à la surface du sol va être fragmentée par les vers de terre de surface. On estime que cette litière fragmentée sera à son tour consommée par les vers de terre de profondeur, la dégradant encore plus et permettant son enfouissement progressif dans le sol. Cette matière organique fortement dégradée et présente à différents niveaux du sol poursuit son cycle de transformation en matière minérale en étant ingérée par les vers de terre de petite profondeur. La terre et la matière organique digérées par les vers de terre sont excrétées sous forme de turricules ou "déjections" à la surface du sol, mais aussi au niveau de toutes les galeries profondes. La présence de micro-organismes (bactéries et champignons) au niveau des turricules achève la minéralisation de la matière organique. Les vers de terre n’augmentent pas les quantités d’éléments nutritifs, ils les rendent assimilables par les plantes. Plus de 90 pour cent des galeries sont colonisées par des racines de plantes qui les utilisent pour pénétrer sans résistance dans les couches profondes du sol où elles trouvent des conditions nutritives idéales. Composition des turricules et de la terre cultivable avoisinant les galeries :

Turricules en surface Terre cultivable 0 - 20 cm de profondeur

Azote global (%) 0,35 0,25 Carbone organique (%) 5,2 3,32 Humidité (%) 31,4 27,4 Elément N en mg/L (NO3

- ) 22,0 4,7

Elément P en mg/L (PO43-

) 150,0 20,8 Elément K en mg/L ( K2O) 358 32 Elément Ca disponible en mg/L (Ca

2+ ) 2793 1993

Elément Mg disponible en mg/L (Mg2+

) 492 162

Odette MENARD 'Colloque en agroenvironnement CRAAQ 2005

Document 3 : vers de terre et complexe argilo-humique (CAH)

Les déjections des vers de terre (turricules) forment des agrégats issus du mélange de matière organique (humus) et de matière minérale (argile). L'accrochage des argiles (charge négative) avec l'humus (charge négative) se fait par des ions positifs. La formation d’un CAH stable se réalise à l’intérieur du tube digestif du ver de terre, qui sécrète une « colle », la glomaline, qui stabilise le CAH et le rend résistant à la dégradation par l’eau.

COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Rédacteur du journal de votre lycée, dans le cadre de la semaine du développement durable, rédigez un article qui explique le bien fondé du vieux proverbe paysan : « Dame Nature sait comment s’obtient la fertilité de la terre, elle en a confié le secret aux vers de terre » et qui montre que les vers de terre sont une alternative possible à l’utilisation intensive d’engrais.


PARTIE 1 (8 points)

NOURRIR L'HUMANITÉ

Monsieur X est agriculteur, éleveur de porcs et céréalier ; il fertilise ses champs en épandant du lisier (déjections de porcs). Conscient des problèmes de pollution aux nitrates et soucieux de respecter la « directive nitrate » du Conseil de l’Union européenne, il envisage de faire évoluer ses pratiques agricoles vers une agriculture biologique. Monsieur X sait que cela nécessite une conversion progressive. Avant de prendre sa décision, il consulte un conseiller agrobiologiste.

Document 1 : la culture de la féverole. Document 1a : une pratique agricole, l’utilisation de la féverole en rotation.

La féverole est une plante de la famille des Légumineuses. Comme le pois, la féverole est riche en protéines et en amidon, ce qui en fait un aliment intéressant pour la nutrition des animaux : elle convient pour les ruminants, les volailles, les porcs. Pour l’agriculture, la féverole est considérée comme un relais azoté dans la rotation des cultures. Elle constitue ainsi un excellent précédent pour les céréales, notamment le blé dont les besoins azotés sont importants. A titre d’exemple, dans le Sud- Ouest de la France, une féverole d’hiver laisse dans le sol de quoi couvrir environ 67% des besoins d’une culture de blé. Par ailleurs, sa culture assure des rendements corrects, de l’ordre de 40 à 80 quintaux/ha selon le sol et la pluviométrie. L’un des atouts agronomiques de cette légumineuse est en outre qu’aucun apport d’azote n’est nécessaire pour sa culture.

D’après fiche technique de la culture de la féverole – Techn’ITAB

Document 1b : les échanges d’azote entre la plante et le sol.

Pour son métabolisme, la plante a besoin d’une source d’azote (N) qu’elle absorbe dans le sol : généralement les ions nitrate NO3

-,

ou ammonium NH4+ . Certaines plantes, de la famille des Légumineuses, présentent au niveau de leurs racines des nodosités qui

modifient leurs échanges d’azote.

Document 2 : schéma des interactions dans le complexe argilo-humique.

Document 3 : variation de la teneur en ions nitrate d'une eau souterraine en fonction des pratiques culturales.


L’agrobiologiste propose à Monsieur X d’utiliser la féverole en rotation pour commencer sa conversion de l’agriculture traditionnelle vers l’agriculture biologique. Développez l’argumentaire de l’agrobiologiste visant à montrer à Monsieur X l’impact de cette pratique agricole pour ses rendements ainsi que sur l’environnement et la santé.


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NOURRIR L'HUMANITÉ

Un simple clic pour mettre sous vide soi-même ses aliments

Privilégiée par les professionnels de la restauration depuis de nombreuses années, la mise sous vide est reconnue pour son efficacité. Aujourd'hui, pour permettre aux particuliers de conserver leurs produits frais jusqu'à 5 fois plus longtemps, des dispositifs de mise sous vide sont en vente. Ils permettent en quelques secondes la mise sous vide de la viande, du poisson, des légumes ...

Document 1 : la mise sous vide

La mise sous vide est un mode de conservation qui permet une meilleure hygiène alimentaire. En évacuant le dioxygène elle optimise la conservation des aliments tout en préservant leurs qualités nutritionnelles et organoleptiques*. De plus ce mode de conditionnement évite la transmission dans le réfrigérateur des odeurs qui altèrent le goût d'autres produits. *L'apparence, l'odeur, le goût, la texture constituent les qualités organoleptiques d'un aliment ou d'une boisson.

Document 2 : durée maximale de conservation de poissons d'eau de mer depuis leur jour de pêche

Durée maximale de conservation en jours en milieu oxygéné

0°C 5°C 10 °C

Saumon 11,8 8,0 3,0

Dorade 32,0 - 8,0

Cabillaud 14,0 6,0 3,0

Source : http://www.fao.org

Document 3 : effet de la température sur le taux de croissance de deux populations bactériennes

Shewanella putrefaciens et Photobacterium phosphoreum sont deux bactéries très répandues en milieu marin et donc naturellement présentes en surface de la peau des poissons pêchés. Elles sont responsables de l'altération des poissons crus marquée par l'apparition d'odeurs indésirables.

Document 3a : accroissement de la population de Shewanella putrefaciens en fonction de la température

Document 3b : accroissement de la population de Photobacterium phosphoreum en fonction de la température

Source : http://www.fao.org


Madame X amatrice de sushis (préparation à base de poisson cru), souhaite acheter un dispositif d'emballage sous vide. En effet, la notice du dispositif utilise notamment comme argument le fait de pouvoir conserver plus longtemps du poisson cru.

Expliquez à Madame X les gains en termes de conservation que lui apportera cette technique et quelle précaution supplémentaire elle devra respecter entre l'achat du poisson et la consommation des sushis afin de garantir leur qualité.


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NOURRIR L'HUMANITÉ

Document 1 : la qualité de l'eau du robinet

Le consommateur d’eau en bouteille est surtout influencé par la perception qu’il a de la qualité de l’eau du robinet. Des enquêtes spécifiques montrent que, dans certaines régions, 46 % des consommateurs préfèrent l’eau en bouteille dont 22,6 % du fait de la pollution (craintes de produits toxiques et de risques pour la santé).

Source : d'après « la revue du BRGM », mars 2007

(BRGM : bureau de recherches géologiques et minières)

L'eau du robinet est le produit alimentaire le plus surveillé. Elle est soumise à de multiples analyses, depuis son origine jusqu'au robinet, et à des contrôles quotidiens. […] Les résultats de ces mesures […] permettent de garantir que l'eau produite est conforme aux normes sanitaires. Dans de très rares cas, donnant lieu à des informations locales officielles (pollution des nappes dans certains secteurs après de fortes pluies, par exemple), l’eau du robinet n’est plus propre à la consommation. L'odeur d'eau de Javel qui se dégage parfois de l'eau du robinet est due au chlore ajouté à l'eau. Le chlore est utilisé pour garantir la totale qualité bactériologique de l'eau durant son transport dans les canalisations jusqu'à votre robinet. Il contribue aussi à la sécurité de votre eau, car il réagit avec la plupart des polluants.

Il faut enfin savoir que l'eau distribuée ne contient que très peu de plomb (5 microgrammes/L est un chiffre courant). Par contre, si l'eau a stagné dans les tuyaux (par exemple l'eau utilisée en début de journée), elle a pu se charger un peu en plomb si les canalisations (branchement d'immeuble, tuyauteries du bâtiment) sont encore en plomb. Voici quelques petites astuces : - avant de consommer l'eau, laissez-la couler quelques instants, - remplissez la carafe d’eau un peu avant de passer à table, - placez votre carafe d’eau au réfrigérateur. Fraîche, et ayant perdu son goût de chlore, elle sera appréciée. Attention : eau en bouteille une fois ouverte ou eau du robinet, ne doivent pas être consommées après un ou deux jours, car elles sont progressivement contaminées par les bactéries présentes dans notre environnement quotidien.

Source : d’après www.ecologie.gouv.fr

Site du ministère de l'écologie, du développement durable et de l'énergie

Document 2 : le prix de l'eau Lorsque vous achetez une bouteille d’eau, ce n’est pas le liquide que vous payez le plus cher mais l’emballage qui finira à la poubelle (coût du liquide : 20 % ; coût de l’emballage : 80 %).

Source : www.ecologie.gouv.fr Comparaison du prix moyen de l’eau selon les associations rassemblées au sein de la Maison de la Consommation et de l'Environnement :

Eau du robinet Eau minérale en bouteille

Prix moyen * (en euros/an/personne) 1,87 240

* Pour 1,5 L de boisson par jour

D'après le site du journal hebdomadaire L’Express www.lexpress.fr

Document 3 : eau en bouteille et environnement.

L’eau en bouteille, en plus de son prix élevé, engendre un coût énergétique important. En effet, le plastique utilisé dans sa fabrication, le polyéthylène téréphtalate (PET), un dérivé du pétrole brut, nécessite plusieurs millions de litres de pétrole par an. En effet, il faut près de 2 kg de pétrole brut pour fabriquer 1kg de PET. L'industrie de l'eau en bouteille génère chaque année plusieurs milliers de tonnes de déchets. Une eau qui parcourt en moyenne 300 km, de l'embouteillage au recyclage. Un recyclage dont les méthodes sont de plus en plus souvent pointées du doigt. En effet, dans certains pays, faute de structures adaptées ou à cause de coûts trop élevés, les bouteilles vides en plastique sont parfois exportées pour être traitées dans d'autres pays comme la Chine. L'eau du robinet, qui ne requiert aucun emballage, donc pas de pétrole, permettrait d'économiser environ 10 kg de déchets par an et par personne par rapport à l'eau embouteillée.

Source : d’après le site du journal hebdomadaire L’Express www.lexpress.fr


Vous êtes membre du club « développement durable » de votre lycée et vous découvrez une campagne publicitaire vantant la consommation de l’eau en bouteille.

Rédiger un article à paraître dans le journal du lycée présentant les avantages de l'eau du robinet par rapport à l’eau en bouteille auprès de vos camarades.

Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires).

PARTIE 1 (8 points)

NOURRIR L'HUMANITÉ

En 2010 selon l’ONU, 884 millions de personnes dans le monde n'avaient pas accès à une eau potable de qualité et plus de 2,6 milliards ne disposaient pas d'installations sanitaires de base. De ce fait deux millions de personnes, pour

la plupart des jeunes enfants, meurent chaque année des suites de maladies (choléra, diarrhées, légionellose) causées par une eau impropre à la consommation. Pour pallier ce problème, la désinfection de l’eau par le solaire est possible (procédé de SODIS). Ce procédé consiste à exposer à la lumière solaire pendant 6 heures, l’eau que l’on veut débarrasser de ses microorganismes pathogènes parmi lesquels de nombreux coliformes fécaux. Une notice explicative est proposée aux populations afin d’assurer la mise en œuvre du procédé dans les conditions optimales. Le procédé de SODIS (Désinfection solaire de l’eau)

Source : http://www.sodis.ch

Document 1 : quelques paramètres de potabilité d’une eau. D’après http://www.eaufrance.fr

En France, les critères de qualité, très stricts, sont fixés par le Ministère des Affaires sociales et de la Santé avec le Conseil Supérieur d’Hygiène Publique. Les normes portent sur :

Qualité microbiologique L’eau ne doit contenir aucun microorganisme pathogène (virus, bactérie).

Qualité chimique

Les substances chimiques autres que les sels minéraux font l’objet de normes très strictes. Ainsi des micropolluants tels que l’arsenic, le chrome, le nickel et certains hydrocarbures ne sont tolérés qu’à hauteur du millionième de gramme par litre à cause de leur toxicité.

Qualité physique et gustative

L’eau doit être limpide, claire, aérée et ne doit présenter ni saveur ni odeur désagréable.

Document 2 :

http://www.eaufrance.fr/

D'après : http://www.sodis.ch

Remarques : - Les coliformes fécaux vivent dans l’intestin humain (à 37°C et à l’obscurité). - Les radiations ultra-violettes (UV) font partie du spectre des ondes électromagnétiques émises par le Soleil et parvenant sur Terre. La dose d’UV utilisée est de 140 Wh.m

-2. Elle correspond à celle reçue au cours d’une journée peu ensoleillée.

Document 3 : la thermorésistance de microorganismes pathogènes

Microorganismes Durée et température nécessaires pour une destruction complète

Entérovirus 60 minutes à 62 °C

Rotavirus 30 minutes à 63 °C

Coliformes fécaux 1 minute à 80 °C

Salmonelles 6 minutes à 62°C ou 60 minutes à 58°C

Shigella 6 minutes à 61°C ou 60 minutes à 54°C D'après : http://www.sodis.ch


Actuellement dans les pays situés dans des zones à fort ensoleillement, ne proposant pas un accès à l’eau potable à l’ensemble de leur population, l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) préconise l'utilisation du procédé de SODIS pour traiter l'eau consommée à domicile.

Montrez en quoi ce procédé de désinfection solaire améliore la qualité de l’eau sans pour autant permettre de respecter tous les paramètres de potabilité.


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NOURRIR L'HUMANITÉ

Le « poisson aromatisé à la fumée » est préparé avec des arômes de fumée mais sans être soumis à un procédé de fumage. Au Canada, le règlement « B.21.025 », qui vise à assurer l'innocuité des produits de poisson aromatisé à la fumée distribués et vendus, impose un certain nombre de règles dont on cherche à comprendre l’intérêt.

Document 1 : conditions de conservation du poisson aromatisé à la fumée.

« Les emballages étanches à l'air (emballages sous vide) […] empêchent l'échange facile de l'oxygène avec toute portion du contenu. Le poisson aromatisé à la fumée contenu dans des emballages étanches à l'air et qui n'a pas été traité par un autre moyen de conservation doit porter la mention « Garder congelé jusqu'à utilisation ».

Ce règlement a été élaboré suite aux incidents de botulisme (une forme d'intoxication alimentaire) découlant de la consommation de poisson aromatisé à la fumée, emballé sous vide, mais non congelé au départ. La bactérie responsable, Clostridium botulinum de type E, est très répandue dans les milieux marins et, de ce fait, présente dans plusieurs poissons. Cet organisme présente un problème particulier de santé publique, car dans des conditions favorables, il peut proliférer […] sans que l'aliment ne montre aucun signe de détérioration. Le règlement B.21.025 interdit la vente d’animaux marins ou d’eau douce auxquels on a ajouté un arôme de fumée liquide s’ils sont emballés dans un contenant étanche à l’air sauf si le contenant a subi, après scellage, un traitement par la chaleur et pendant une période permettant de détruire toutes les spores de Clostridium botulinum, ou si la teneur en sel des produits dans le contenant est égale ou supérieure à neuf pour cent. »

D’après l’agence canadienne d’inspection des aliments

Document 2 : observation de l’aspect et de l’odeur du poisson au bout de 3 jours de conservation dans des conditions différentes

Conditions de conservation du poisson

Aspect

Emballé sous vide et placé au réfrigérateur

Non emballé et placé au réfrigérateur

Non emballé et placé à température ambiante

Aspect de la peau Pigmentation brillante. Pas de décoloration

Terne. Pigmentation en voie de décoloration.

Décoloration de la pigmentation bien avancée.

Aspect de la chair Lisse et brillante, pas de changement de couleur initiale

Terne. Terne.

Saveur et odeur Saveur douce. Pas de mauvaise odeur.

Aigre et presque nauséabonde.

Nauséabonde.

D'après l’agence canadienne d’inspection des aliments

Document 3 : les différentes formes de vie de Clostridium botulinum de type E et les passages d’une forme à une autre en fonction des conditions du milieu.

Lorsque les conditions du milieu deviennent défavorables (manque de nourriture, température inférieure à 3,3°C ; teneur en sel supérieure ou égale à 9%...), la bactérie se transforme en une spore très résistante, incapable de se multiplier ou de libérer la toxine botulique. Lorsque les conditions redeviennent favorables (présence de substances nutritives, température favorable (voir le tableau ci-dessous), teneur en sel inférieure à 9%), la spore germe pour donner une bactérie, qui pourra se multiplier et libérer la toxine botulique. Températures favorables au développement des bactéries Clostridium botulinum de type E

Température en °C Etape du cycle de vie de la bactérie

La plus favorable Minimale

Croissance de la population bactérienne

30 3,3

Germination de la spore en bactérie 37 10


Un consommateur, peu attentif aux mentions notées sur l’emballage du poisson aromatisé à la fumée emballé sous vide, veut conserver celui-ci dans son réfrigérateur, à 5°C. Convainquez-le de respecter la recommandation « Garder congelé jusqu'à utilisation », en expliquant notamment comment une réfrigération à 5°C limite les signes de détérioration mais ne garantit pas l’innocuité de ce produit.


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NOURRIR L'HUMANITÉ

De nombreuses restaurations collectives font le choix, pour leurs réalisations culinaires à base d'œufs crus ou peu cuits, d'utiliser des ovoproduits, comme des œufs entiers pasteurisés liquides ou de la poudre d'œufs, plutôt que des œufs en coquille. En effet, la réglementation pour l'utilisation de ces derniers est extrêmement contraignante. L'ensemble des ovoproduits représente actuellement environ 36 % de la consommation d'œufs en France.

Document 1 : bactéries responsables des ToxHnfections Alimentaires Collectives (TIAC)

Selon l'Institut de Veille Sanitaire français (lnVS), les salmonelles sont les bactéries pathogènes responsables de la majorité des TIAC mettant en cause les produits fabriqués à base d'œufs. Tableau descriptif des salmonelles

Mode de contamination

Effets toxiques Conditions physico-chimiques de développement

Salmonelles Principalement à cause de coquilles souillées

par des déjections infectées

Gastro-entérites appelées salmonelloses, souvent guéries en quelques jours, mais pouvant

être mortelles dans le cas de personnes affaiblies

10°C < Température < 50°C aw* > 0,91

* Dans un aliment, l'activité de l'eau, notée aw, représente la teneur en eau disponible. Comprise entre 0 (aucune eau disponible) et 1 (totalité de l'eau disponible), elle s'exprime sans unité.

D'après le numéro spécial « qualité de l'œuf », INRA Productions animales, 2010

Document 2 : caractéristiques des ovoproduits commercialisés

Types d'ovoproduits

Caractéristiques Œuf entier liquide Œuf entier en poudre

Principaux traitements subis Chauffage entre 65°C et 68 °C pendant 5 à 6 min puis refroidissement rapide à

4°C

L'eau est retirée de l'aliment à basse température (entre 25 et 40

°C) Durée de conservation (avant ouverture)

39 jours 12 mois

Température de conservation Entre 0°C et 4 °C Entre 5°C et 25°C Eau disponible aw* aw > 0,91 0,2 < aw < 0,3

* Voir définition dans le document 1. D'après le numéro spécial « qualité de l'œuf », INRA Productions animales, 2010

Document 3 : recommandations liées à l'utilisation des œufs en coquille

• Lors du contrôle de conformité à réception, il convient de s'assurer que le véhicule de livraison est propre et en bon état d'entretien, • La coquille des œufs doit être propre et intacte. • Le code figurant sur les œufs de poule est aujourd'hui le traceur le plus pertinent pour remonter à un élevage de poules pondeuses en cas de taxi-infection alimentaire collective. Il est recommandé de le relever et de le conserver durant une période de 7 jours après consommation. [ .... ] • Il convient de lutter contre les risques de contamination croisée, En particulier, le nettoyage-désinfection du matériel après chaque opération, la sensibilisation du personnel, le lavage des mains, constituent les règles élémentaires mais efficaces. • Il est recommandé de conserver les œufs en coquille à une température constante. En effet, il est important que la température lors du transport et du stockage ne subisse pas de forts écarts. En effet, toute condensation sur la coquille résultant d'une variation importante de température peut conduire au transfert des bactéries présentes sur la coquille à l'intérieur de l'œuf. • La température optimale de stockage des œufs est de 15"C. Il est toutefois recommandé de les stocker dans des enceintes réfrigérées (chambre froide à 4"C). Lors de l'utilisation des œufs, il est ensuite préférable de ne sortir des enceintes réfrigérées que la quantité d'œufs nécessaire. Dans ces conditions, les œufs en coquille peuvent être conservés jusqu'à deux semaines. • Casser les œufs dans un récipient différent de celui utilisé pour les fabrications. D'après une note de service du 7 août 2006 émanant du ministère de l'agriculture et de la pêche.

D'après une note de service du 7 août 2006 émanant du ministère de l'agriculture et de la pêche.


Agent des Services Vétérinaires, en charge de la prévention des risques de contamination des aliments, préparez une argumentation scientifique qui servira à expliquer aux responsables de cantine scolaire pourquoi il est conseillé de ne plus utiliser d'œufs en coquille au profit d'ovoproduits (œufs entiers liquides ou poudre d'œufs) pour la préparation des plats à base d'œufs crus ou peu cuits.

Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur /es documents et vos connaissances (qui intègrent entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires).

PARTIE 1 (8 points)

NOURRIR L'HUMANITÉ

Le 30 octobre 2011, le cap des sept milliards d'êtres humains a été franchi sur la planète. Subvenir aux besoins alimentaires de ces milliards d'êtres humains, tout en respectant l'environnement, est un des enjeux actuels majeurs. Les fermes hors sol peuvent-elles répondre à cette problématique ?

Document 1 : Les sols en danger Par ses activités, l'Homme modifie la structure des sols indispensables à l'agriculture. Le tableau suivant présente quelques conséquences des activités humaines sur les sols agricoles.

Activités humaines Conséquences Urbanisation Perte annuelle de 60 000 hectares de sol sous le béton Surpâturage Labours trop profonds

Altération des complexes argile-humiques du sol et donc accentuation de l'érosion des sols pour : • 45 % des sols en Europe • 25 % des sols en France

Selon l'institut national de la recherche agronomique (INRA), la vitesse de formation d'un sol est de 0,02 à 0, 1 mm par an alors que l'érosion moyenne exporte 1 mm de sol en un an. La résistance et la structure "d'éponge" du sol dépendent du complexe argilo-humique.

Document 2 : les fermes sur les toits au Québec

Ces fermes hors sol imaginées au Québec sont des serres placées sur les toits de bâtiments industriels, qui permettent la culture hors sol de fruits et légumes avec une utilisation optimale de l'eau et de l'énergie. Depuis 2011, une première serre d'environ 3000 m² approvisionne localement 2000 personnes en fruits et légumes chaque semaine.

Les serres de ces fermes hors sol sont capables de recréer des conditions de température et de lumière propices à la culture de chaque espèce cultivée. Elles utilisent l'eau de pluie en goutte à goutte, et utilisent des insectes, comme la coccinelle, pour lutter contre d'autres insectes. Ces fermes d'un nouveau genre proposent des fruits et légumes cultivés sans herbicide, sans fongicide et sans pesticide.

Document 3 : les cultures hors sol

Présentation

Les cultures hors sol ou sans sol se définissent comme des cultures de végétaux effectuant leur cycle complet de production sans que leur système racinaire soit en contact avec leur environnement naturel : le sol. Dans la plupart des systèmes hors sol, les racines des végétaux se développent sur un support solide (ou substrat généralement inerte). L'alimentation est assurée par un arrosage au goutte à goutte avec une solution nutritive qui apporte l'eau, l'oxygène dissous, et les éléments minéraux indispensables. Cette solution nutritive correspond à de l'eau enrichie par des engrais solubles qui respectent les besoins spécifiques des végétaux. Lorsque la plante a puisé dans cette solution nutritive ce dont elle a besoin, il reste la solution de drainage.

Exemple d'organisation d'une culture hors sol

Commentaires de l'INRA :

Les cultures hors sol permettent la maîtrise de plusieurs facteurs du milieu et une forte productivité. Leur récent développement s'accompagne malheureusement de rejet important de solution de drainage dans les cours d'eau ou les nappes souterraines. Pour limiter ce problème tout en gardant les avantages de la culture hors sol, il est recommandé d'estimer le plus précisément possible les besoins hydriques et minéraux de la plante et de recycler la solution de drainage.

D'après le site de l'INRA (Institut National de la Recherche Agronomique) : http://www.inra.fr


Responsable d'un site internet présentant les initiatives en faveur du développement durable, vous rédigez un article ayant pour titre : "Les fermes hors sol, une réponse possible aux besoins alimentaires des milliards d'êtres humains, tout en respectant l'environnement".


PARTIE 1 (8 points)

NOURRIR L'HUMANITÉ

La présence d'ions nitrate (N0

3-) en excès dans les eaux de surface et les nappes phréatiques pose des problèmes

sanitaires et environnementaux. C'est un enjeu de santé publique car l'eau de boisson doit répondre à des normes de potabilité. Le contrôle de la concentration en ions nitrate est également un enjeu de protection de l'environnement car une trop grande teneur des eaux de surface conduit à une surproduction d'espèces végétales aquatiques et, à terme, à la destruction de nombreuses espèces vivantes. Les ions nitrate proviennent de la fertilisation azotée des agrosystèmes, et aussi de la minéralisation naturelle des matières organiques du sol. Ayant été pendant longtemps incités à utiliser les engrais azotés pour accroître les rendements agricoles, les agriculteurs se voient aujourd'hui imposer des mesures pour lutter contre la pollution azotée. Document 1 : Document d'information édité par une chambre d'agriculture

SAU : surface agricole utile Zone vulnérable : Les zones géographiques dans lesquelles la concentration des eaux en ions nitrate est comprise entre 40 et 50 mg/L avec une tendance à la hausse sont jugées menacées par la pollution et qualifiées de zones vulnérables.

D'après : http://cda-vosges.fr

Qu'est - ce qu'une CiPAN ? Il s'agit d'une « Culture Intermédiaire Piège à Nitrates » (ray-grass, phacélie, moutarde blanche, ... ), implantée dans le but de prélever et de stocker les nitrates se trouvant dans le sol lorsque celui-ci n'est pas occupé par la culture principale (blé, maïs, ...). L'implantation de la CIPAN permet ainsi de retenir temporairement l'azote dans la biomasse végétale. Cette biomasse va ensuite être minéralisée et remettre une partie de l'azote prélevé à disposition de la culture suivante. La CIPAN doit être implantée au plus tard au 1 er septembre, et maintenue au moins jusqu'au 1er novembre.

Document 2 :

Le sol est un milieu complexe composé de matières minérales et organiques, d'air et d'eau. Les argiles (matières minérales) s'associent à la matière organique du sol (l'humus) pour former le complexe argilo-humique (CAH). La structure en feuillets des argiles confère au complexe une charge négative. Une partie des cations en solution dans le sol (Ca

2+, K

+, H

+, Na

+, ... ) peuvent alors s'y fixer. Le complexe argilo-humique est ainsi un véritable réservoir

d'éléments nutritifs pour la culture. Document 3 :

COMMENTAIRE RÉDIGÉ : Monsieur X est agriculteur dans les Vosges, dans la région de Neufchâteau qui est classée « zone vulnérable ». Expliquez à Monsieur X les intérêts de cette obligation d'implanter une CIPAN avant la culture de printemps. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires).

PARTIE 1 (8 points)

NOURRIR L'HUMANITÉ

Un journaliste d'investigation a recueilli la documentation suivante dans le but d'écrire un article dans la rubrique "santé et environnement" de son journal. il doit, en outre, illustrer son article par l'affiche ci-contre :

Document 1 : Composition moyenne et vitamines dans une pomme

La peau de la pomme concentre davantage de vitamine C que la pulpe (4 à 6 fois plus). Mais étant donné que son poids relatif est faible, elle ne représente qu'une fraction limitée (environ 25 %) de l'apport global de vitamine C de la pomme. Cependant, la peau concentre davantage de pesticides que la pulpe.

Source : APRIFEL (Agence Pour la Recherche et l''Information en Fruits et Légumes frais), http://www.lapomme.org

Document 2 : Teneur en pesticides mesurée lors du plan de surveillance 2009 des fruits et légumes

Les LMR, Limites Maximales de Résidus, représentent la quantité maximale de résidus de pesticides autorisée dans chaque

produit.

Sur l'ensemble de l'échantillon de pommes surveillées en 2009, les LMR n'ont été dépassées que pour 1,2% de l'échantillon. Le tableau ci-dessous présente trois exemples de ces dépassements.

Substances actives trouvées dans la peau des pommes

Teneur quantifiée (mg/kg) LMR (mg/kg) Effets sur la santé

Propargite 5,6 3 Cancérogène probable

Phosalone 0,07 0,05 Neurotoxique

Fluzilazole 0,06 0,02

Nocif en cas d'ingestion, effet cancérogène probable, risques pendant la grossesse d'effets

néfastes pour l'enfant

Source : Rapports de la DGCCRF(*) (03/12/2009 et 21/07/2011) et du ministère de l'agriculture

(*) DGCCRF : Direction générale de la Concurrence, de la Consommation et de la Répression des Fraudes

Document 3 : L'Organisation Mondiale pour l'Alimentation et l'Agriculture (FAO) a réalisé des estimations de l'impact de l'absence de

traitements phytopharmaceutiques sur différentes productions.

COMMENTAIRE ARGUMENTÉ : Vous êtes le journaliste chargé d'écrire l'article illustré par l'affiche, concernant les bienfaits et les précautions éventuelles à prendre lors de la consommation de pommes. Vous choisissez d'aborder aussi la question de l'utilisation des pesticides. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et sur votre culture (qui intègre entre autres les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires).

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Botulisme : la tapenade incriminée oblige au rappel des produits

D’après l’article de France soir du 9 septembre 2011 : Alors que huit personnes souffrent de botulisme après avoir consommé de la tapenade (à base d’olives mixées, anchois et huile d’olive) mal stérilisée, plusieurs produits en conserve ont été rappelés. Des analyses réalisées sur ces produits en conserve ont en effet révélé la présence de la bactérie Clostridium botulinum, qui sécrète la toxine botulique. Un problème de stérilisation : La préfecture a en effet indiqué que la tapenade était réalisée avec du matériel inadapté pour la stérilisation : une machine de type lessiveuse !

Document 1 : le botulisme

Cycle de sporulation/germination de Clostridium botulinum

Le botulisme est une maladie paralytique rare mais grave (paralysie locomotrice et respiratoire) due à une toxine bactérienne produite par des espèces de bactéries dont Clostridium botulinum. Cette intoxication résulte de l'ingestion d'aliments contaminés par des spores de Clostridium botulinum qui ont germé et ont produit de la toxine botulique. Quand les conditions de température, humidité, nourriture deviennent défavorables, cette bactérie se transforme en spore (sporulation). Les conditions redevenant meilleures, la spore germe pour redonner une bactérie qui est la cellule végétative (germination).

La spore est une forme de survie de la bactérie qui : - ne se nourrit pas ; - est incapable de se multiplier ; - est incapable de produire des toxines* ; - résiste à la sécheresse ; - survit jusqu’à 110°C ; - se forme entre 15 et 41°C ; - survit davantage en milieu huileux.

La cellule végétative est la forme sous laquelle la bactérie Clostridium botulinum :

- se multiplie (entre 30 et 37°C) ; - synthétise des toxines* ; - apparaît par germination de la spore entre 10° et 37°C ; - est détruite à partir de 65°C.

*Remarque : les toxines bactériennes sont détruites si elles sont portées vers 90°C pendant 3 à 10 minutes.

Document 2 : température d'ébullition de l'eau et pression

Document 2a : graphique montrant la variation de la température d’ébullition de l’eau en fonction de la pression

Document 2b : tableau liant pression atmosphérique et altitude

Lieu et altitude par rapport au niveau de la mer Température d’ébullition* Pression atmosphérique

Mer Morte (- 422 m) 101,3°C 1,05 bar

Marseille (0 m) 100°C 1,01 bar

Everest (+ 8848 m) 72°C 0,31 bar

Document 3 : Tableau de comparaison des processus de stérilisation en lessiveuse et en autoclave

LESSIVEUSE PRESSION ATMOSPHERIQUE

photographie des dispositifs de stérilisation

capacité 28 à 87 L à partir de 20 L

pression atmosphérique à l’intérieur du récipient lors du chauffage

1,013 bar 1,4 à 1,7 bar

température de l’eau dans le récipient 100°C jusqu'à 115°C


Certaines personnes réalisent leurs conserves dans l’ancienne lessiveuse de leur grand-mère. Un journaliste a lu, sur la foire aux questions d’un site internet de vente de matériel de stérilisation, les arguments avancés par quelques personnes sceptiques : « il est inutile de chauffer les conserves à plus de 110°C p uisque dès 80°C, la toxine est détruite ; le seul but est de vendre des appareils chers et inadaptés ». Sensibilisé aux intoxications dues à la tapenade, il décide alors de rédiger un article dans la rubrique "santé" de son journal, afin de sensibiliser la population sur la question de la réalisation des conserves.

Rédigez l’article de ce journaliste afin de convaincre les adeptes des conserves faites chez soi de prendre davantage de précautions. Votre argumentation s'appuiera sur les documents et vos connaissances personnelles (qui intègreront entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires).

Vous argumentation s'appuiera sur les documents et vos connaissances personnelles (qui intègreront entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires).

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NOURRIR L'HUMANITÉ

Mme B. est enceinte depuis trois mois et s’inquiète au sujet de son alimentation. Elle se demande s’il est prudent de consommer le reste de jambon blanc entamé la veille et laissé négligemment à l’air libre sur la table. Elle hésite à l’accompagner avec des tomates de son potager, stockées dans le réfrigérateur à 3°C.

Document 1 : Etiquette alimentaire du jambon acheté par Mme B.

JAMBON CUIT DE QUALITE SUPERIEURE Ingrédients : Jambon de porc, sel, conservateurs (nitrite de sodium), antioxydants (ascorbate de sodium), arômes naturels,

aromates et épices. Doit être conservé entre 0°C et +4°C. A consommer rapidement après ouverture. Conditionné sous atmosphère protectrice. A consommer jusqu’au # / # / #.

Source : Extrait d’une étiquette alimentaire d’un jambon cuit

Document 2 : Quelques conditions de pression et de température de vaporisation de l'eau

2a- Extrait d’article

Listeria est une bactérie très répandue dans les sols, les végétaux et les animaux, et elle peut proliférer dans de nombreux aliments (viandes crues, charcuteries, fruits de mer, lait cru, fruits et légumes mal lavés...). En consommant des denrées fortement contaminées, l'Homme peut contracter une listériose, infection qui, chez les personnes vulnérables peut provoquer des septicémies, des méningites ou des encéphalites, mortelles dans presque un cas sur trois.

Source : www.pourlascience.fr, d’après un article de B. Salthun-Lassalle, journaliste

2b- Graphique représentant l’évolution du taux d’accroissement de la population de Listeria par heure en fonction de la température :

Source : http://www.office-elevage.fr/vpc/254/127-coppet.PDF (modifié)

France AgriMer (Etablissement national des produits de l’Agriculture et de la Mer)

Document 3 : Se protéger face à toute contamination par la bactérie Listéria Même si elle est assez commune, la bactérie Listeria peut avoir des effets graves chez les personnes dont le système immunitaire est affaibli. La prévention repose sur un respect strict de l’hygiène.

COMMENTAIRE ARGUMENTÉ :

Soucieuse de sa grossesse, Mme B. demande conseil via un courrier électronique, à son ami diététicien.

Rédigez la réponse du diététicien à Mme B. dans laquelle vous argumenterez sur les risques éventuels de consommer ce jambon et ces tomates.

Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et sur votre culture (qui intègre entre autres les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires).

PARTIE 1 (8 points)

NOURRIR L'HUMANITÉ

En septembre 2011, huit cas graves de botulisme ont été recensés dans le sud de la France. Après avoir mené des recherches et effectué des analyses, les autorités ont trouvé l'aliment à l'origine des maux dont souffraient les huit patients : de la tapenade d'olives vertes, mal stérilisée dans un appareil de type lessiveuse. On cherche à comprendre si l'appareil de stérilisation est en cause.

Document 1 : Informations sur Clostridium botulinum, agent pathogène responsable du botulisme

Le botulisme est une maladie paralytique rare mais grave due à une neurotoxine bactérienne: la toxine botulique. Celle-ci est produite par différentes-espèces de bactéries anaérobies du genre Clostridium, la plus connue étant Clostridium botulinum.

Cycle de développement de Clostridium botulinum en fonction des conditions du milieu

Dans un milieu de vie Dans un milieu de vie favorable, défavorable : température Exemple : intestin humain, inférieure à 10°C, température à 37°C. absence d’eau …

Toxine botulique Paralysie notamment des muscles respiratoires Légende : conduisant à la mort par asphyxie Entraîne Produit Se transforme en… Formes de vie de la bactérie

Quelques températures importantes pour Clostridium botulinum

Température Croissance de la bactérie Entre 5 °C et 37 °C Transformation de la spore en bactérie Aux alentours de 37 °C Destruction de la toxine botulique et des bactéries Supérieure à 80 °C Destruction des spores les plus thermorésistantes Supérieure à 120 °C

Document 2 : Quelques conditions de pression et de température de vaporisation de l'eau

Pression en hPa* Température de vaporisation de l'eau

en °C Dans un stérilisateur de type lessiveuse 1 013 100 Dans un autoclave de type « cocotte minute » 2 061 121

* 1 hPa = 100 Pa

Document 3 : Appareils domestiques utilisés pour stériliser des conserves

Spores de Clostridium botulinum

Bactéries de Clostridium botulinum

Spores

Mise en place des bocaux dans un stérilisateur type « lessiveuse » ou dans un autoclave type « cocotte minute »

Stérilisateur de type « lessiveuse »

Autoclave de type « cocotte minute »

C'est une « marmite à pression » qui permet la cuisson à la vapeur ; cet appareil est muni d'un système de verrouillage permettant de cuire rapidement et à une température élevée : jusqu'à 121°C.

C'est une marmite dans laquelle les conserves doivent être stérilisées deux fois à 24 heures d'intervalle pour être certain d'éliminer toutes les formes de bactéries. Un premier chauffage à 100°C détruit les bactéries et les toxines. Seules les spores subsistent. La durée de stérilisation est fonction de l'aliment stérilisé. On laisse reposer 24 heures. Au cours du refroidissement, les spores germent en bactéries. On porte à ébullition une deuxième fois, pendant la même durée. Les bactéries issues des spores sont totalement détruites, avant d'avoir eu le temps de se transformer en spores à nouveau.


Suite à l'intoxication par la tapenade, on a pu lire dans le journal local: « ... La tapenade avait été réalisée avec un appareil de type lessiveuse, inadapté pour la stérilisation. » Expliquez au journaliste, auteur de l'article, que le respect du mode opératoire du stérilisateur de type « lessiveuse », tout comme celui de la « cocotte minute », aurait pu éviter cette intoxication alimentaire. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances.

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NOURRIR L'HUMANITÉ

Du 19 juillet au 3 septembre 2011, les Nations unies ont déclaré plusieurs régions de la Somalie en état de famine. D'autres régions sont également menacées si une assistance d'urgence n'est pas mise en place, car la situation des populations en matière d'accès à l'eau et à la nourriture y est extrêmement préoccupante. Des actions ont donc été mises en œuvre par des associations humanitaires en Somalie : - travaux et actions permettant aux populations d'avoir accès à de l'eau potable (construction et réhabilitation de puits, distribution de filtres en céramique, distribution d'eau par camion, création et maintenance d'un stock de plaquettes de chlore distribuées en cas d'urgence) ; - travaux assurant aux populations une meilleure situation sanitaire (construction de latrines* dans les camps de déplacés, organisation de séances de promotion à l'hygiène, distribution de kits de première nécessité non alimentaires). * latrines : WC

Source : www.solidarites.org/missions/Somalie/action-humanitaire.shtml

Document 1 : Les maladies liées à l'eau

Dans la nature, l'eau n'est pas toujours source de vie, loin s'en faut. Elle véhicule en particulier nombre de micro-organismes, bactéries et virus en tout genre, qui y vivent et s'y développent, ainsi que nombre de parasites qui ont besoin d'eau pour vivre ou se reproduire. Or de tels organismes peuvent engendrer des maladies parfois graves lorsqu'ils pénètrent dans le corps humain. L'eau est ainsi le vecteur de transmission privilégié de ces maladies que l'on dit hydriques.

Les micro-organismes abondent dans les eaux souillées par les déjections animales et humaines, et leur transmission à l'homme se fait par simple ingestion d'eau infectée. Ils se propagent donc rapidement dans les pays qui ne disposent pas de bonnes conditions d'hygiène. Certaines bactéries déclenchent de fortes diarrhées. Aujourd'hui, ces épidémies sont surtout le drame des pays chauds qui ne disposent pas de latrines septiques, ni de traitements des eaux. Dans ces conditions en effet, les matières fécales des personnes malades contaminent rapidement les eaux de boisson consommées par les personnes saines (…). Ces maladies hydriques sont à l'origine de la mortalité très élevée des populations des pays en voie de développement. Dans le monde, environ 6 millions d'enfants meurent chaque année des suites de gastro-entérites et 100 millions de personnes souffrent en permanence de gastroentérites hydriques. La raison principale de cette situation catastrophique est la pauvreté. Nombre de populations ne disposent pas d'eau potable, les aménagements indispensables aux traitements des eaux usées et à la fabrication d'eau potable étant trop coûteux, ni même des soins que ces affections nécessitent, les infrastructures médicales n'étant pas suffisantes.

Source : http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doseau/decouv/potable/maladEau.html (CNRS : Centre National de Recherches Scientifiques)

Document 2 : Filtres céramiques.

Les filtres céramiques pour le traitement des eaux sont en usage depuis plusieurs siècles. (…) Ils ont souvent la forme d'un pot de fleur ou d'un bol et sont imprégnés de fines particules colloïdales* en argent servant de désinfectant et empêchant la prolifération des bactéries dans le filtre. (…). Les tests en laboratoire ont montré que ces dispositifs, s'ils sont bien conçus et bien fabriqués, peuvent éliminer ou désactiver presque toutes les bactéries et parasites protozoaires. Leur efficacité contre les virus est inconnue. Le nettoyage et la maintenance du filtre sont critiques : (…) il est recommandé d'y joindre un programme éducatif sur un stockage salubre, le nettoyage du filtre et d'autres actions recommandées. Les avantages des filtres céramiques sont leur facilité d'emploi, leur longue durée de vie (s'ils ne se cassent pas) et leur coût relativement bas. Les inconvénients comprennent une possible recontamination de l'eau conservée sans chlore résiduel et un débit faible, en général un à deux litres par heure. * colloïdale: solution liquide contenant un corps dispersé sous forme de particules minuscules en suspension.

Source : http://drinking-water.org/html/fr/Treatment/Filtration-Systems-technologies.html

(site internet de l'Académie Nationale des Sciences, Washington, USA)

Document 3 : Quelques paramètres de potabilité d'une eau

Pour être consommée, l'eau doit répondre à des critères de qualité très stricts :

Paramètres Critères de qualité Normes microbiologique Parasites

Virus Bactéries

Présence non tolérée

chimique Sels minéraux Substances chimiques toxiques

Présence possible Normes très sévères (quantités très limitées)

physique et gustatif Aspect Saveur - odeur

Limpide Non désagréables


Un médecin en mission en Somalie désire écrire une lettre à une association humanitaire afin de demander l'envoi de matériel destiné à améliorer la situation sanitaire et à rendre l'eau potable. Rédigez vous-même ce courrier, en précisant le matériel demandé et en argumentant de façon à convaincre de la nécessité de cet envoi.


PARTIE 1 (8 points)

NOURRIR L'HUMANITÉ

La directive européenne du 12 décembre 1991 (dite « Directive Nitrates») définit des zones vulnérables aux nitrates comme les : « zones dans lesquelles les eaux souterraines ou superficielles dépassent, ou risquent de dépasser à court terme, une teneur en nitrates de 50 mg/L, ainsi que les secteurs où la valeur de 40 mg/L a été franchie, avec une tendance à la hausse ».

Le quatrième programme d'actions de cette directive, visant à protéger les zones vulnérables, a débuté en juillet 2009. Il impose notamment la réduction de l'épandage d'engrais azotés dans ces zones. On cherche à comprendre l'intérêt d'un tel programme d'action.

Document 1 : La pollution de l'eau par les nitrates

Les nitrates (N0

3-) sont des composés chimiques naturellement présents dans tous les écosystèmes. Dans les eaux non polluées,

leurs concentrations atteignent quelques milligrammes par litre (3 à 5 mg/L). Ces nutriments participent à la croissance et au développement des plantes. Eléments particulièrement solubles, ils constituent une forme très mobile de l'azote. Les fortes concentrations observées dans les cours d'eau témoignent d'un apport excessif d'azote dû aux activités humaines, principalement agricoles lors de la fertilisation des cultures. Ces apports excessifs posent d'une part, des problèmes tels que la prolifération d'algues vertes sur le littoral (dites marées vertes) et d'autre part, des difficultés de production d'eau potable car la limite règlementaire dans les eaux brutes destinées à la consommation humaine est de 50 mg/L. En cas de dépassement, les captages sont fermés ou par dérogation, il y a recours à des mélanges d'eau et/ou à des dispositifs de dénitratation, qui ont pour conséquence une augmentation du coût des traitements et du prix de l'eau potable distribuée.

D'après http://www.observatoire-eau-bretagne.fr

Schéma illustrant le trajet de l'eau et des nitrates du champ cultivé vers la rivière

1. Fertilisation des cultures par les ions nitrate (N0

3-).

2. Ruissellement. 3. Infiltration dans le sol et le sous-sol. 4. Circulation dans la nappe phréatique. 5. Prélèvement de l'eau de la nappe et distribution aux habitations. 6. Déversement dans la rivière qui finit par rejoindre la mer.

Modifié d'après http://archimede.bibl.ulaval.ca/

Document 2 : Schéma des interactions dans le complexe argilo-humique

Le complexe argilo-humique est une structure microscopique présente dans le sol.

Document 3 : Effet calculé d'une baisse de concentration en ions nitrate de la rivière Dournon, majoritairement responsable de la marée verte sur le littoral de Locquirec (d'après le portail de l'information environnementale en Bretagne)

Les ulves sont les principales algues responsables des marées vertes.


La gestion d'un agrosystème nécessite l'utilisation d'engrais contenant des nitrates. Justifiez l'intérêt des mesures de la «Directive Nitrates» visant à réduire l'épandage des engrais azotés, sur les sols des zones vulnérables. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances.

PARTIE 1 (8 points)

NOURRIR L'HUMANITÉ

Le conditionnement sous atmosphère modifiée à forte teneur en dioxygène est une technique récente de conditionnement des aliments, notamment des viandes fraîches présentées au rayon libre-service des supermarchés. On se propose d'étudier ici des avantages et des limites à cette méthode.

Document 1 : Fiche de renseignement sur le conditionnement sous atmosphère modifiée éditée par le Conseil des Viandes du Canada

« Le conditionnement sous atmosphère modifiée pose des défis uniques pour la viande rouge, car la réaction de la myoglobine avec des gaz atmosphériques affecte le pigment du produit carné. Système de conditionnement sous atmosphère modifiée à forte teneur en dioxygène. Avec un système de conditionnement sous atmosphère modifiée à forte teneur en dioxygène, la myoglobine fixe le dioxygène pour former un pigment stable qui donne à la viande une coloration d'un rouge brillant. C'est une caractéristique souhaitable que les consommateurs associent à la fraîcheur des produits. Toutefois, la forte concentration de dioxygène présente dans l'emballage favorise l'oxydation des lipides et la croissance d'organismes qui détériorent les aliments. La durée de conservation du produit est ainsi menacée. Système de conditionnement sous atmosphère modifiée à faible teneur en dioxygène. Avec un système de conditionnement sous atmosphère modifiée à faible teneur en dioxygène, les taux élevés de dioxyde de carbone ralentissent généralement la prolifération d'organismes responsables de la détérioration des aliments. Toutefois, sans dioxygène pour se fixer à la myoglobine, la viande arbore une coloration mauve peu attirante. Des associations de consommateurs s'opposent à l'utilisation de certains systèmes de conditionnement sous atmosphère modifiée, car leurs effets, comme la préservation de la coloration, peuvent vraisemblablement masquer la détérioration de la viande. Toutefois, les consommateurs doivent toujours considérer la date de péremption comme le principal indice de fraîcheur de la viande, ainsi que d'autres signes de détérioration ».

D'après Canadian Meat Council, Conseil des Viandes du Canada.

Document 2 : Besoins en dioxygène de microorganismes pathogènes

On étudie les préférences de certains microorganismes, correspondant aux conditions optimales de leur multiplication. Pour cela, on utilise des tubes à essais contenant un milieu de culture dans lequel du thioglycolate de sodium permet de faire varier la concentration en dioxygène dissous suivant la profondeur. Divers microorganismes pathogènes sont placés au sein de ce milieu de culture, dans les tubes. Leur croissance, déterminée par leurs besoins en dioxygène, est observée après quelques heures.

La quantité de dioxygène est décroissante dans les tubes. Au fond des tubes le milieu ne contient plus de dioxygène dissous.


Votre voisine est convaincue qu'une viande emballée sous atmosphère modifiée à forte teneur en dioxygène peut être consommée, même après sa date de péremption, tant qu'elle garde sa belle couleur

rouge.

A l'aide des documents et de vos connaissances, développez une argumentation pour convaincre votre voisine que le système de conditionnement sous atmosphère modifiée à forte teneur en dioxygène favorise l'appétence du consommateur, mais n'allonge pas la durée de conservation du produit.

PARTIE 1 (8 points)

NOURRIR L'HUMANITÉ

La production mondiale de noix s'élève à environ 1,6 million de tonnes par an. La France produit, pour sa part, près de 36 000 tonnes de noix chaque année. La noix est un aliment qui peut se consommer après ou sans transformation. La région de Grenoble (Région Rhône-Alpes, France) est à l'origine d'une grande partie de la production française de noix.

Document 1 : le séchage des noix de Grenoble

Après la récolte, les noix sont stockées dans des bâtiments appelés séchoirs à noix. L'extraction de l'eau présente dans les noix se réalise par pulsion d'un courant d'air chaud et sec autour des noix. L'air ventilé traversant les noix doit avoir une hygrométrie maximale de 40% pour sécher les noix. En fonction du moment de la récolte et des conditions dans lesquelles se sont faites les récoltes, la durée du séchage peut être variable. La réglementation impose d'arrêter le séchage lorsque les noix en coque ont atteint une teneur en eau de 12 %.

Document 2 : Les noix face aux moisissures

Document 2a : Les mycotoxines, des substances potentiellement toxiques

Les chercheurs de l'INRA (Institut National de la Recherche Agronomique) travaillent sur les mycotoxines, des substances secrétées par certaines moisissures. Les moisissures sont des champignons microscopiques. Les mycotoxines contaminent plus particulièrement les céréales mais aussi les fruits comme par exemple les noix. Chaque année, dans le monde, 25 % des récoltes mondiales sont contaminées ; un milliard de tonnes d'aliments sont perdues. La contamination par les mycotoxines peut avoir lieu pendant le stockage des aliments. Les mycotoxines sont des substances potentiellement toxiques pour l'homme et l'animal et peuvent être à l'origine d'intoxications alimentaires parfois mortelles.

D'après http://www.inra.fr

Document 2b : Les conditions de développement des moisissures

Un certain nombre de facteurs doivent être réunis pour que les moisissures se développent. Parmi les principaux facteurs de développement on trouve l'humidité et la chaleur.

- L'hygrométrie minimale .pour que commencent à se développer certaines moisissures est de 65-70 %. Des moisissures différentes s'installent au fur et à mesure que l'hygrométrie augmente. Elles deviennent de plus en plus nombreuses lorsque l'hygrométrie atteint 80-90%.

- La température La plupart des moisissures se développent autour de 20-25'C, température moyenne habituelle des aires de stockage non climatisées sous les latitudes européennes. D'après www.culture.gouv.fr. Les moisissures: nature, biologie et contamination Muséum national d'histoire naturelle Juin 1997

Exigences thermiques pour le développement des moisissures

Température maximale de développement 50°C

Température minimale de développement 0°C

Optimum de développement 15-30°C

Document 3 : Deux utilisations possibles des noix Document 3a : L'huile de noix

L'huile de noix, obtenue par pression à froid, se conserve pendant un an environ, ensuite elle a tendance à s'oxyder rapidement: ce phénomène s'appelle le rancissement. Pour mieux la conserver, il est conseillé de la stocker dans une bouteille en verre fumé et dans une pièce fraîche. D'après http://agriculture.sud-gresivaudan.org/2690-noix-de-grenoble-production-huile-de-noix.htm

Document 3b : La confiture de noix

La confiture est l'art de conserver par le sucre, fruits, légumes, tiges, racines, feuilles ou fleurs que l'on fait cuire afin de les amener à un degré de déshydratation suffisant pour en assurer la conservation pendant plusieurs années. Recette de la confiture de noix : Ingrédients 2kg de noix fraîches Même poids de sucre que de fruits 50cL d'eau par kilo de sucre

Recette 1. Jetez les cerneaux de noix fraîches dans une casserole d'eau bouillante, égouttez-les et mettez-les à tremper 48h dans une terrine d'eau froide (les cerneaux de noix sont les noix fraîches, tirées de leur coque encore verte). 2. Quand les noix sont bien tendres, égouttez-les et séchez-les. Pesez-les et préparez le même poids de sucre et l'eau. Versez l'eau sur le sucre dans la bassine à confiture et chauffez doucement jusqu'à ce que le sucre soit complètement fondu. Portez à ébullition. 3. Ajoutez les cerneaux de noix et faites cuire doucement pendant 1 heure. 4. Après 8 jours de repos, replacez le mélange sur le feu et chauffez le tout jusqu'à ce que la température du mélange atteigne 105'C. 5. Remplissez les pots.

D'après le Larousse des confitures


Les problèmes liés à la conservation des fruits après la récolte et des produits dérivés peuvent parfois engendrer des pertes importantes pour les exploitants agricoles. Conseiller à la chambre d'agriculture, expert en culture de noix, vous rédigerez un article avec différents conseils à destination des producteurs de noix et de produits à base de noix. Vous présenterez dans cet article la manière de limiter à la fois les pertes de production et de prendre en compte les risques alimentaires. Pour cela, vous envisagerez : - les méthodes de conservation afin d'éviter le rancissement et le développement des moisissures; - le contexte de fabrication de différents produits à base de noix. Votre argumentation s'appuiera sur les documents et vos connaissances personnelles (qui intègreront entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires).

NOURRIR L’HUMANITÉ - Lycée Militaire d'Aix-en … · 2017-02-07 · Madame A va recevoir des...

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