Le complexe Iode et Amidon

Amidon

L'amidon (C₆H₁₀O₅)_n est un glucide complexe (de grande taille), présent chez les végétaux et les champignons, où il sert de molécule de réserve. Il s'agit d'un , c'est-à-dire d'une très longue répétition de molécules de glucose (de petite taille).
Le glucose (C₆H₁₂O₆), un glucide simple.

On distingue deux types de constituants dans l'architecture de l'amidon :
L'amylose, constituée d'un enchaînement linéaire de molécules de beta-D-glucose reliées par des liaisons glucosidiques alpha(1-4). Observez sa tendance à former une .
L'amylopectine est un enchaînement similaire au précédent, mais présentant en plus des ramifications, avec des liaisons alpha(1-6) ainsi que des liaisons alpha(1-4) . Voir la longue molécule avec des hélices plus courtes que l'amylose : .

Iode

La molécule d'iode (I₂) se dissout mal dans l'eau, à moins qu'elle ne soit sous la forme de l'anion iodure (I^-), avec lequel elle peut former des complexes solubles (I₃^-) et pentaiodure (I₅^-). Ceux-ci peuvent s'introduire dans l'hélice d'amylose. C'est ainsi que se forme un complexe de couleur bleu foncé.

En présence d'une solution iodo-iodurée (ou lugol), composée de complexes solubles de grandes tailles gigaiodure (I₉^-) et pétaiodure (I₁₅^-), l'empois d'amidon donne une coloration bleue qui disparaît à chaud ; il s'agit de l'inclusion (clathrate) des molécules d'iode dans l'hélice formée par l'amylose (l'iode est retenue par des liaisons de Van der Waals) qui provoque une intense absorption de la lumière, celle-ci disparaissant lorsque les molécules d'iode sont libérées à chaud parce que l'hélice se détend.

L'eau iodée est une solution d'iode (I2) et d'iodure de potassium (IK) dans l'eau.
Il n'y a aucun rapport avec l'eau de mer. Cependant l'eau de mer contient de l'iode mais à une concentration beaucoup plus basse que l'eau iodée.

Autres dénominations : réactif iodo-ioduré ou liquide de Lugol (par Jean Guillaume Auguste Lugol, 1786-1851).

Préparation simple d'une solution :
- dissoudre 2g d'iodure de potassium (IK) dans 200 mL d'eau distillée puis ajouter 1g d'iode bisublimé (I2) ;
- conserver dans une bouteille en verre brun.
S'utilise diluée et se décolore à la longue.

Exemples d'activités pratiques

1. Détection de la présence ou de l'absence d'amidon dans les aliments

Dans les pâtes, fabriquées à partir du blé, l'amidon a une teneur élevée en amylose (25 à 33%), alors que dans le riz cireux (ou waxy=collant=gluant) l'amidon est essentiellement composé d'amylopectine et de 1 à 2% d'amylose.
L'amylose combiné à l'iode et aux ions iodures est responsable de la couleur bleu foncé caractéristique de la réaction avec le Lugol.
En revanche, l'amylopectine, avec des hélices plus courtes, forme un complexe jaune brunâtre avec le réactif iodo-ioduré.

Source : Peter Keusch. Test for starch in foods. (Demonstration Experiments & Labs - Chemistry Visualized) University of Regensburg (Germany) :: Archived copy

Proportions d'amylose et d'amylopectine dans différentes molécules d'amidon.

Maïs : 28% d'amylose
Tapioca : 16% d'amylose
Pomme de terre : 20% d'amylose

Le « point de cuisson » du riz pour la paella.

Cuando un almidón se cuece en agua, forma una pasta que, al principio, presenta una superficie lisa y brillante. Pasadas unas horas, comienza a agrietarse la membrana y aparecen gotas de agua libre, proceso atribuible a la amilosa. En efecto, una vez bien hidratada por la cocción y ya en reposo, establece uniones con otras moléculas vecinas de amilosa, que se acercan sin impedimentos (por su estructura lineal), y se expulsa una parte del agua; no ocurre así con la amilopectina, cuyas ramificaciones impiden el acercamiento. Por ello, al preparar un arroz en paella se deja reposar unos minutos para que suelte una pequeña cantidad de agua y quede más húmedo en superficie.
Cita de P. Castells, Inv. Cien. sep 2009, p.41

2. Evaluation de la maturité des pommes :
« Évaluation du degré de maturité des pommes McIntosh et Red Delicious », fiche technique publiée sur le site canadien du Ministère de l'agriculture, de l'alimentation et des affaires rurales de la province de l'Ontario.
Activité à mener en complément de la démarche d'investigation « Pomme sucrée ou pomme acide ? Quelle pomme choisir ? », publiée sur le site acces.ens-lyon.fr

3. Localisation dans les cellules végétales chlorophylliennes

Cellules d'une feuille d'élodée préalablement éclairée en présence d'eau iodée - Observation réalisée au microscope optique (grossissement x400)

Cellules d'une feuille d'élodée maintenue à l'obscurité en présence d'eau iodée - Observation réalisée au microscope optique (grossissement x400)

4. En enzymologie, résultats de tests réalisés sur une plaque à cupules :

Empois d'amidon (sans enzyme) + eau iodée

Empois d'amidon + amylase + eau iodée