Tspé SVT/TP/Montrer que le maïs à pop-corn a fait l’objet d’une sélection

Le pop-corn, un petit plaisir lorsque l’on va au ciné !

Le maïs est une céréale largement cultivée en France et particulièrement en Alsace. Certains maïs servent à nourrir les bêtes, d’autres les humains notamment le maïs à pop-corn… C’est donc que le maïs à fait l’objet d’une sélection par le cultivateur.

Du coup, tous les maïs ne font pas du pop-corn: encore faut-il le démontrer !

Nous allons le découvrir en travaillant sur deux catégories de maïs:

• le maïs denté : il ressemble à une dent
• le maïs à pop-corn : on le dit aussi corné

Matériel :

• Échantillon de grains de maïs à pop-corn
• Échantillon de grains de maïs denté
• Balance
• Un épi de maïs
• Bécher recouvert d’un film étirable percé
• Pissette d’eau distillée
• Matériel de chauffage : un four à micro-onde
• Matériel de dissection: pince forte et scalpel
• Eau iodée et compte-gouttes
• Pipette Pasteur
• Loupe binoculaire
• Microscope
• Lames et lamelles
• Sucre et huile (pour les pop-corn)

Expérience comparée sur le maïs à pop-corn et le maïs denté :

Observation à l’œil nu et comparaison des grains avant chauffage

Un grain de maïs est recouvert d’une enveloppe extérieure jaune rigide appelée péricarpe formant une coque imperméable entourant la graine.

De l’extérieur, on peut voir la trace du style, une partie blanche en forme d’écusson et la zone d’insertion du grain sur l’épi.

A l’intérieur, la graine est formée d’un embryon auquel est attaché à un seul cotylédon (= angiosperme du groupe des monocotylédones) le tout recouvert par un albumen.

1. Observez ces différents éléments à la loupe binoculaire
2. Pesez un grain de maïs : notez sa masse.
3. Comptez le nombre de grains porté par l’épi de maïs
4. Estimez la masse totale des grains de maïs porté par un seul épi
5. Dessinez une vue externe d’un grain de maïs
6. Coupez en deux un grain de maïs corné et un grain de maïs denté
7. Observez l’intérieur
8. Dessinez ce que vous voyez
9. Colorez cette demi-graine avec de l’eau iodée: qu’en déduisez-vous.
10. Réalisez un tableau de comparaison (ressemblances et différences) entre le grain de maïs denté et le grain de maïs à pop-corn.

D’après: https://www.snv.jussieu.fr/bmedia/Fruits/mais.htm

Chauffage des grains

• Placez quelques grains de maïs à pop-corn dans un bécher recouvert du film étirable, dans lequel on aura fait des trous
• Faites chauffer le récipient contenant les grains au micro-onde (puissance maximale) pendant 2 minutes (+1 minute si nécessaire)
• Reproduisez l’expérience avec les grains de maïs denté dans les mêmes conditions de chauffage

Observation à l’œil nu et comparaison des grains après chauffage

• Notez les différences observées après le chauffage pour chaque variété de maïs (état de l’enveloppe, forme, taille, couleur, etc.).

Conclusion :

• Les variétés de maïs ne sont pas identiques à l’œil nu: taille, couleur des grains, aspect de l’enveloppe;
• Les variétés de maïs n’ont pas les mêmes comportements dans certaines conditions : les grains de maïs pop-corn éclatent à une certaine température, ce qui n’est pas le cas des grains de maïs denté.
• Il existe une seule variété de maïs capable de produire du pop-corn : le maïs à pop-corn ! Les autres variétés n’éclatent pas.

Donc les variétés sont sélectionnées en fonction de leur utilisation.

Explications sur l’éclatement d’une grain de maïs

Changements générés par une hausse de la température :

1. L’eau concentrée au centre du grain de maïs pénètre dans les granules d’amidon. Cette eau contenue alors dans les granules d’amidon, entre en ébullition et se transforme en vapeur. Elle repousse l’amidon en périphérie. Celui-ci, du fait de la température et de la pression, commence à cuire et devient visqueux, mou et malléable, permettant l’agglutination des granules entre eux.
2. Aux alentours de 180 °C, la pression de la vapeur d’eau devient trop forte (la vapeur d’eau occupe un plus grand volume que l’eau liquide), l’enveloppe extérieure (péricarpe) est alors soumise à une forte pression, jusqu’à 9 atmosphères!, et se brise subitement, entraînant son explosion.
3. Visuellement le grain éclate! La vapeur d’eau s’échappe rapidement projetant l’amidon dans différents sens, alors que l’enveloppe est «noyée» dans l’amidon. Très rapidement l’amidon se refroidit et redevient solide en prenant la forme reconnaissable du pop-corn. Le pop-corn occupe alors un volume 10 à 30 supérieur au volume initial de la graine.
4. Les grains de maïs à éclater sont plus petits que ceux du maïs denté mais ils ont une enveloppe beaucoup plus solide et résistante (on dit cornée, comme la corne des ongles), qui ne se fissure pas, mais qui explose quand les conditions de pression deviennent trop fortes.

À l’inverse, pour le grain de maïs denté (l’aspect fait penser à une dent), l’imperméabilité et la résistance de l’enveloppe sont moindres. Le grain se déchire rapidement, permettant ainsi à l’humidité et à la vapeur d’eau de s’échapper plus facilement.

Éléments de correction: