Lorsque l'on chauffe un composé, il se produit un changement d'état, en général du solide vers le liquide, ou du liquide vers le gazeux.

La coagulation de l'œuf semble être une situation paradoxale au regard des phénomènes de fusion et d'évaporation.

Que se passe-t-il au niveau microscopique ?

1- Qu'est-ce qu'une protéine ?

On décrit une protéine en parlant de quatre structures :

-> Structure Primaire :

La structure primaire d'une protéine est l'enchaînement des acides aminés qui la composent :

~ Acide Aminé :
Un acide aminé est une molécule possédant une fonction acide carboxylique et un groupe amino en alpha de la fonction acide. Soit :

La structure primaire d'une protéine s'écrit donc en utilisant les abréviations des acides aminés :

~ Chaîne d'acides aminés liés par liaisons peptidiques :
-Gly-Val- (ici : glycine, valine ...)

-> Structure secondaire :

La structure secondaire est un arrangement à courtes distances de la chaîne peptidique. On distingue l'hélice alpha, le feuillet plissé bêta et le coude bêta turn.

Ces arrangements à courte distance ont une cohésion due à des interactions faibles, telles que les liaisons hydrogènes entre l'oxygène de la fonction acide et l'hydrogène du groupe amine d'un autre acide aminé

-C=O---H-N-

~ Hélice alpha :

Structure compacte.

Stabilisée par des liaisons hydrogène entre l'atome d'oxygène de C=O et l'atome d'hydrogène de N-H.

Radicaux à l'extérieur de l'hélice.

~ Feuillet plissé :

Liaisons hydrogène entre les mêmes groupements que précédemment, sauf qu'elles s'établissent entre deux segments différents.

-> Structure tertiaire :

C'est l'arrangement spatial des structures secondaires qui aboutit à une forme globale spécifique de la protéine. Cette structure est maintenue par différents types d'interactions (voir les groupements entourés en bleu).

-> Structure quaternaire :

Ce sont les protéines qui s'organisent en agrégats (pelotes).

2- Comment cuit un oeuf ?

Avec l'augmentation de la température, il y a dénaturation des protéines, c'est-à-dire que les liaisons hydrogènes se cassent. Il y a alors un réarrangement de la structure tertiaire des protéines.

a) Formation de ponts disulfure

Un pont disulfure est un lien covalent dort, qui se forme par oxydation des deux fonctions thiols de deux cystéines, dans une protéine.

b) La coagulation

Lors de l'augmentation de température, les protéines se déplient, deviennent linéaires et se lient entre elles en emprisonnant les molécules d'eau. Ce phénomène correspond à la coagulation.

On élève la température :

On a dénaturation d'un certain type de protéines. Il y a formation d'un petit réseau de protéines dénaturées qui retiennent un peu d'eau. L'œuf commence à se solidifier légèrement les molécules d'eau deviennent moins mobiles.

On élève à nouveau la température :

On a dénaturation supplémentaire d'un autre type de protéines. Le réseau de protéines se densifie et retient encore de l'eau. Les molécules perdent de leur mobilité et l'œuf se durcit davantage.

On élève à nouveau la température :

On a dénaturation supplémentaire d'un autre type de protéine. Le réseau est encore plus dense et retient encore plus de molécules d'eau. Les molécules perdent réellement de leur mobilité, l'œuf est presque totalement dur.

On élève encore la température :

Le dernier type de protéine se dénature. Le réseau de protéines dénaturées est très dense, les molécules d'eau sont retenues par les protéines. Elles ne sont plus mobiles (ou très peu). L'œuf est totalement cuit.

Nous avons compris maintenant le mécanisme de la cuisson de l'œuf, réalisons une petite expérience :
- dans un four à 55°C, on place un œuf pendant 3minutes ;
- dans un four à 55)C, on place un œuf pendant 3jours.
Lequel des deux œufs sera le plus cuits ?
Aucun des deux ! Seule une augmentation de température permet le dépliement de toutes les protéines et leurs liaisons par des ponts disulfures. Pour cuire un œuf, cela de sert à rien de le laisser très longtemps cuire, il suffit juste de le laisser à une température suffisamment élevée pour provoquer la coagulation, donc la dénaturation des protéines, leurs liaisons par les ponts disulfures et l'emprisonnement des molécules d'eau.

3- Comment décuit un oeuf ?

Pourquoi un œuf dur, et cuit, mis dans du vinaigre, devient liquide ?

C'est la rupture des ponts disulfures qui provoque la décuisson de l'œuf.

cystine Cystine

La rupture de la liaison -S-S- s'effectue selon le mécanisme suivant :

Cette séparation a lieu grâce à la présence du vinaigre qui libère des ions H+, ce qui permet d'avoir un milieu acide.

Les protéines de l'œuf sont donc séparées, il n'y a plus de cohésion entre elles. Par ce phénomène chimique, on procède à la décuisson de l'œuf.

On peut conclure que ce sont les ponts disulfures qui sont responsables de la cuisson de l'œuf.

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Pourquoi est-ce qu'un oeuf durcit ?

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