La cristallisation du miel

 

Cristallisés finement ou grossièrement, durs ou souples, pâteux, liquides plus ou moins limpides, les miels se présentent sous de nombreux aspects qui laissent quelquefois perplexes les apiculteurs eux-mêmes. La cristallisation des miels est une propriété extrêmement importante liée en partie à leur origine florale donc à leur composition, mais également aux traitements physiques qu’ils ont subis après la récolte, aux conditions de stockage ou encore à leur âge.

  

Comme nous l'avons vu dans l'étude de sa composition, le miel, étant formé de 80% de sucres et de 18% d'eau, est une sorte d'eau sucrée. Il est généralement liquide lors de sa production et de la récolte. Pourtant, une fois mis en pot, certains miels durcissent. Ce sont alors les sucres qui ont précipité. Les molécules d'eau constituent normalement de véritables couches isolantes autour des molécules de sucre, qui n'ont plus la possibilité de se combiner entre elles et de former un solide.

Nous avons observé au microscope au grossissement 10 différents miels, plus ou moins liquides à vue d'oeil, pour savoir s'ils étaient cristallisés ou non. Pour chaque miel, l'observation a été faite sans puis avec lumière polarisée analysée.

 

Le miel synthétique présente quelques cristaux de forme rectangulaire.

 

 

Le miel de montagne présente lui aussi quelques cristaux. Les tâches noires sur la photo de droite sont des bulles d'air présentes dans le miel.

 

 

Le miel de sapin est très peu cristallisé.

 

 

Le miel de fleur d'oranger ne présente pas de cristaux.

 

 

Le miel toutes fleurs est en grande partie cristallisé.

 

  

Le miel d'acacia comme le miel de fleur d'oranger n'est pas cristallisé.

 

 

Le miel de châtaignier est, comme le miel toutes fleurs, très cristallisé.

 

 

La tendance des miels à cristalliser  dépend :

  • De leur humidité

En effet, la teneur en eau de certains miels n'est pas toujours suffisante pour isoler les molécules de sucre, qui forment alors de petits cristaux. La cristallisation d’un miel est une sorte de « construction » dont les briques seraient des molécules d’eau et des molécules de sucres. À l’état liquide, ces molécules sont en mouvement permanent les unes par rapport aux autres. L’état cristallisé implique la formation d’un réseau cristallin avec stabilisation des molécules l’une par rapport à l’autre. La « construction » ne peut se faire sans le déplacement de ces molécules. Si la quantité d'eau est insuffisante, les liaisons hydrogène se font entre les sucres pour former des espèces de « super molécule », de plus en plus grosses et qui se déplacent de plus en plus mal. Faute de déplacements, la cristallisation devient impossible et le miel garde une forme visqueuse extrêmement épaisse, mais liquide.

  • De leur température de stockage

Tant qu’il se trouve dans la ruche, le miel est à la température de cette dernière. En principe, sauf refroidissement suite à une insuffisance d’ouvrières ou surchauffe en période de canicule, sa température est proche de 34°C. Dans les pays tempérés, son extraction, puis son stockage à température ambiante va l’amener à une température quelquefois beaucoup plus basse, avec pour conséquence immédiate la diminution de la solubilité des sucres. La solubilité des sucres dépend de la température. C’est à 14°C que la cristallisation des miels est la plus rapide. Quand on s’éloigne de cette valeur vers des températures plus élevées, les miels cristallisent de plus en plus difficilement parce que, d’une part la solubilité des sucres augmente mais aussi en raison de l’augmentation de l’agitation moléculaire qui est de moins en moins favorable à l’établissement d’un réseau cristallin. Quand on s’éloigne de cette température vers le bas, les miels cristallisent de plus en plus difficilement parce que la viscosité devient énorme et empêche l’établissement du réseau cristallin. A partir de 40°C, tous les miels sont liquides. Nous avons réalisé une expérience confirmant cette affirmation.

 

Nous avons placé dans le 1er tube à essai du miel de châtaignier et dans le 2ème du miel synthétique (nous avons vu antérieurement qu'il s'agit de deux miels cristallisés)

 

 

Les 2 tubes à essai ont été mis au bain-marie jusqu'à ce que le thermomètre indique 40°C.

 

 

A vue d'oeil, les 2 miels semblent bien liquides et sans cristaux.

 

A l'aide du microscope (grossissement 10), nous pouvons observer que le miel synthétique est désormais dépourvu de cristaux.

 

 

L'observation au microscope du miel de châtaignier montre également l'absence de cristaux.

Ainsi, chauffer un miel cristallisé à plus de 40°C permet bien de faire disparaître les cristaux et donc de le rendre liquide.

  

Ensuite, un miel normalement liquide à 14°C le restera même placé au congélateur. Il durcira quand même mais restera dépourvu de cristaux.

 

Le pot de miel d'acacia ci-dessus a été mis durant 6h au congélateur. Le miel ne s'écoule quasiment plus sur les parois du pot. Il a donc durci mais la photo de droite montre qu'il ne comporte pas de cristaux.

 

         

  • De leur composition en sucres  

Un autre paramètre influe sur la cristallisation du miel. Il s'agit de la quantité des deux principaux sucres du miel : le glucose et le fructose. Plus il contient de fructose, plus il est liquide. Au contraire, plus il contient de glucose, plus sa cristallisation est favorable. Ces deux sucres ont pourtant la même formule chimique (C6 H12 O6). Cette différence est en fait liée à la configuration des molécules de fructose qui sont bien plus favorables aux liaisons avec les molécules d'eau, donc mieux isolées les unes des autres.

                                        

     Une molécule de fructose                                                   Une molécule de glucose                                    

 

   Une molécule d'eau

 

Voici la solubilité à 20°C de quelques sucres présents dans le miel ( en grammes par 100 grammes d'eau) :

FRUCTOSE

78,9

GLUCOSE

47,2

SACCHAROSE

66,7

MALTOSE

43,8

RAFFINOSE

12,0

Ce tableau nous montre que le fructose est pratiquement 2 fois plus soluble dans l'eau que le glucose.

Nous avons mené une expérience pour montrer que la quantité de glucose et de fructose agit sur la cristallisation du miel.

   

Nous avons déposé 5mL de miel d'acacia (miel qui n'est pas cristallisé) dans chaque bécher auxquels nous avons ajouté du glucose en poudre pour les béchers 1 à 4 et du fructose en poudre pour les béchers 5 à 8.

Nous avons ensuite placé tous les béchers au réfrigérateur durant 24h puis nous avons observé au microscope au grossissement 10 un échantillon du contenu de chaque bécher.

 

Le bécher 4 comportait 0.2g de glucose. Nous observons que quelques cristaux sont apparus.

 

 

Le bécher 3 comportait 0.5g de glucose. Nous constatons la présence de quelques cristaux.

 

 

Le bécher 2 comportait 0.8g de glucose. De nombreux cristaux sont visibles.

 

 

Le bécher 1 comportait 1g de glucose. Le miel d'acacia est entièrement cristallisé.

 

 

0.2g de fructose ont été placés dans le bécher 8 et le miel est toujours dépourvu de cristaux (les tâches étant des bulles).

 

 

0.5g de fructose ont été déposés dans le bécher 7 et le miel n'a pas cristallisé.

 

 

0.8g de fructose ont été mis dans le bécher 6 et le miel n'a pas cristallisé.

 

 

1g de fructose était présent dans le bécher 5. Nous observons encore l'absence de cristaux.

En conclusion, le miel d'acacia demeure sans cristaux avec le fructose alors qu'il cristallise lors d'un ajout de glucose. Plus la quantité de glucose est importante, plus les cristaux sont nombreux.

 

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