Perception des arômes
Nos sens appartiennent à deux catégories : chimique et
physique. La vue, l’ouie et le toucher réagissent aux stimulus physiques ; le
goût et l’odorat aux stimulus chimiques. Ce sont donc ces derniers qui permettent la
perception des arômes. Nous ne les percevons que lorsque le corps goûté ou senti est
mis en contact physique avec les organes du goût ou de l’odorat. Ainsi, les arômes
entrent en contact avec les terminaux nerveux de ces organes qui transmettent les stimulus
au cerveau afin de les analyser.
Les terminaisons nerveuses du goût sont réparties dans toute la
bouche mais la majorité se trouve sur la langue. L’olfaction a pour support deux
petites taches de l’épithélium olfactif ( situé
dans la partie supérieure de la fosse nasale ) qui détectent toutes les particules
odorantes qui les atteignent. Il est nécessaire de différencier les arômes des parfums.
En effet, le mot arôme est attribué aux substances odorantes (sous forme de molécules
volatiles ) émises par des produits destinés à la consommation alors que les parfums
sont réservés à l’usage externe. Ils sont donc perçus lors des inspirations alors
que les arômes, eux, stimulent les récepteurs du nez, lorsqu’ils remontent par les
fosses rétronasales,
lors de la mastication des aliments.
1) Le fonctionnement de l'odorat
2) Le fonctionnement du goût
3) Ce qui peut modifier la perception des
arômes
1)
Le fonctionnement de l'odorat
Il est reconnu que l'être humain n'utilise que très peu ses
facultés olfactives comparé aux autres animaux. D'ailleurs, chez l'homme, les cellules
olfactives n'occupent que cinq centimètres carrés environ de la cavité nasale, alors
que celles d'un chien de grande taille peuvent couvrir environ cent mètres carrés !
Toutefois, il semble que le potentiel de transmission et de réception des stimulus
olfactifs chez l'homme soit grand. Le bulbe olfactif humain est beaucoup plus important
que celui des autres animaux et les connexions neurales y sont nettement plus nombreuses.
L'organe de l'odorat se situe dans la partie haute des fosses nasales.
Ces deux cavités communiquent d'un coté avec l'extérieur, de l'autre vers l'intérieur,
avec la partie supérieure du pharynx par deux orifices appelés choanes (du grec choàne
signifiant entonnoir, cavité).
Chaque constituant odorant de l’aliment émet une tension de
vapeurs ; toutes rassemblées, elles constituent l’arôme de cet aliment. Cette
ambiance gazeuse est entraînée vers la fosse nasale selon deux mécanismes : par
voie externe avec le courant normal de l’inspiration pulmonaire ; par voie
rétronasale, lorsque l’ambiance se trouve dans la bouche. Cette dernière peut être
très différente de celle perçue par voie directe, en effet, de nombreux changements
sont intervenus : la température de l’aliment, la surface d’échange qui a
pu être modifiée par une mastication, des modifications dues à des dissolutions dans la
salive ou à des actions enzymatiques (amylases salivaires ), des fixations de substances
à l’intérieur de la cavité buccale.
Les cellules sensorielles de l'odorat sont ancrées dans
l'épithélium olfactif, tissu situé à la base du bulbe olfactif, et sont partie
intégrante du cerveau. L’épithélium olfactif est composé de trois types de
cellules: les cellules de soutien, ou interstitielles, qui forment sur leur bordure
superficielle un feutrage de microvillosités; les cellules
sensorielles, ou neurorécepteurs olfactifs, insérées entre les précédentes et sont
des neurones; enfin, les cellules basales situées dans la profondeur de
l’épithélium. Ces dernières donnent au système olfactif une propriété très
originale. En effet, elles ont la propriété de se diviser pour donner naissance, tout au
long de la vie, à de nouveaux neurorécepteurs. Ces neurones olfactifs, présents par
dizaines de millions, sont des cellules nerveuses bipolaires : elles sont prolongées
vers l'intérieur par des axones ( sortes de "câbles" véhiculant les signaux
électriques provenant des neurones), qui passent à travers la lame criblée de l'os ethmoïde,
et qui se terminent vers l'extérieur par de nombreuses dendrites. Elles entrent en
connexion synaptique, dans l’os ethmoïde, avec les neurones de deuxième ordre, les
cellules mitrales, dont les corps cellulaires sont situés dans la profondeur de cet os.
Les relations synaptiques entre les axones des neurorécepteurs et les dendrites des
cellules mitrales sont réalisées dans des formations sphériques les "glomérules
olfactifs". Le bulbe olfactif contient également deux principales catégories de
neurones locaux (les cellules périglomérulaires et les cellules granulaires) qui,
excités synaptiquement par les cellules mitrales, leur adressent en retour une inhibition
régulatrice de leur activité. Ce sont toutes ces cellules nerveuses qui confère à
l’organe olfactif une extrême sensibilité que l’on peut estimer 1000 fois
supérieure à celle du goût. 
La surface totale des cils olfactifs est cent fois plus importante
que l'aire olfactive elle-même, ce qui offre un large potentiel de réception. Ces cils
ont pour fonction de capter les substances volatiles présentes dans la cavité nasale.
Lors de leur passage dans le nez, elles sont réchauffées par l'air ambiant, et, selon
leur poids, atteignent plus ou moins rapidement les sites récepteurs. Il semblerait que
les molécules odorantes se lient à des protéines hôtes, enclenchant ainsi la chaîne
de signaux émis par le neurone olfactif et aboutissant au bulbe olfactif puis vers les
parties du cerveau chargé de traiter et d'interpréter cette information.
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2)
Le sens du goût
La saveur est un mélange complexe d'informations sensorielles du
goût (la gustation), de l'odeur (l'olfaction) et du sens tactile activé lors de la
mastication. Bien que le mot goût désigne fréquemment la saveur, le terme ne
s’applique au sens strict qu'aux sensations reçues par les cellules gustatives de la
bouche. La perception gustative humaine est décrite au moyen de quatre qualificatifs:
salé, acide, sucré et amer. Toutefois, certains ont proposé l'existence d'un
cinquième, l'umami, d'un mot japonais qui signifie délicieux et désigne la sensation
produite par le glutamate, l'un des 20 acides aminés qui composent les protéines. Sous
forme de monosodium de glutamate, il est également un agent de sapidité; c’est à dire
qu’il accroît la sensibilité des récepteurs gustatifs. Néanmoins, nous verrons
que le goût est un sens plus complexe que la simple combinaison de ces catégories
fondamentales.
Les détecteurs gustatifs
Les cellules sensorielles sont localisées dans des structures
spécialisées, nommées bourgeons gustatifs, situées surtout sur la langue et sur le
voile du palais. Sur la langue, la majorité de ces bourgeons sont regroupés dans les
papilles, les petites granulosités qui donnent à la langue son aspect rugueux.
Toutefois, les papilles de la langue les plus nombreuses, les papilles filiformes, ne
contiennent pas de bourgeons gustatifs : elles sont responsables des sensations tactiles.
Parmi celles qui contiennent des bourgeons gustatifs, les papilles fongiformes (en forme
de champignon) de la partie antérieure de la langue sont les plus visibles: elles
contiennent un ou plusieurs bourgeons et ressemblent à des points rosâtres répartis sur
le bord de la langue. A l’arrière, de la langue, disposées en un V inversé, une
dizaine de papilles de plus grande taille, nommées caliciformes, contiennent également
des bourgeons gustatifs. Enfin, on trouve aussi des bourgeons gustatifs dans les papilles
foliées, en forme de feuille, qui forment de petites tranchées sur les cotés de la
région postérieure de la langue.
Les bourgeons du goût sont des amas sphériques, en forme
d'oignons, qui contiennent entre 50 et100 cellules gustatives. Au sommet de chacune, de
fines projections, nommées microvillosités, font saillie à travers un pore gustatif,
une ouverture à la surface du bourgeon du goût. La gustation fonctionne uniquement en
milieu liquide. Les substances contenues dans la nourriture ingérée (les substances
sapides) doivent d’abord être dissoutes par la salive avant d’atteindre et
d’interagir avec les cellules gustatives. Elles interagissent avec deux types de
protéines de la surface de ces cellules : les premières sont des récepteurs
gustatifs, les secondes des pores nommés canaux ioniques.
À l'intérieur des cellules gustatives, ces interactions modifient les
concentrations des arômes chargés électriquement, des ions. Comme dans les neurones,
les ions ont des concentrations différentes de part et d'autre de la membrane des
cellules gustatives. Cette différence de concentration en ions impose une différence de
potentiel : la charge interne résultante est négative, tandis que la charge externe est
positive. Les substances sapides modifient cet état en augmentant la concentration en
ions positifs à l'intérieur des cellules gustatives : la différence de potentiel
diminue. En raison de cette dépolarisation, les cellules
gustatives libèrent des messagers chimiques, des neurotransmetteurs, vers les neurones
qui entourent la base des cellules gustatives ; ces neurones captent les
neurotransmetteurs, ce qui crée des signaux électriques, propagés, via plusieurs
relais, jusqu'au cerveau.
Toutes les molécules sapides n’agissent pas de la mêmes façon.
Les ions hydrogènes (saveur acide) ou les ions sodium (saveur salée) agissent
directement sur les canaux des membranes cellulaires, modifiant directement le potentiel
électrique des cellules réceptrices en ajoutant leur charge électrique à la charge
totale de la cellule. Les composés des autres saveurs, eux, doivent se lier à des
molécules (des protéïnes) appelées "récépteurs" comme expliqué dans le
shéma ci-dessous prenant comme exemple la molécule amère.
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3) Ce qui peut
modifier la perception des arômes
Le sel :
Le chlorure de sodium est une molécule sapide qui stimule les
récepteurs des papilles : a-t-il d’autres vertus gustatives ? Est-il cet exhausteur
de goût que certains évoquent ? Récemment, des chercheurs ont tenté de savoir si
le sel filtrait sélectivement les saveurs, affaiblissant les saveurs déplaisantes (tels
l’amer) et rehaussant les saveurs agréables.
Il paraît logique que l’ajout de sucre diminue l’amertume
mais il est plus étonnent d’apprendre que le sel permet une réduction plus grande
de l’amertume que le sucre. Les mélanges de sucre, d’urée (amer) et de sel sont
moins amer et plus sucrées que les mélanges de sucre et d’urée non salés !
Le caractère sucre est donc augmenté par l’ajout d’acétate de sodium. Ceci a
certainement lieu car le sel diminue l’affaiblissement de l’intensité sucrée
au contact de l’urée. Ainsi, en absence d’urée, l’ajout d’acétate
de sodium n’augmente pas l’intensité sucrée.
On peut conclure que le sel supprime sélectivement l’amertume et
sûrement d’autres saveurs désagréables tout en augmentant les saveurs agréables.
Le sel n’est donc pas un exhausteur de goût mais un modificateur de saveurs. On
ignore encore aujourd’hui comment la stimulation des récepteurs gustatifs explique
ces effets.
L'environnement des arômes :
Un verre de vinaigre, imbuvable, devient supportable si on ajoute
une grande quantité de sucre. Pourtant l'acidité mesurée par la concentration en ion
hydrogène ne change pas. Pourquoi la sensation acide est-elle alors affaiblie? Parce que
la perception des saveurs dépend de l'environnement des récepteurs gustatifs. Les mêmes
interactions existent autour des récepteurs olfactifs.
La plupart des aliments sont composés à la fois d'eau et de matières
grasses, insolubles dans l'eau; selon leur composition chimique, les arômes se
répartissent différemment dans ces phases (cf. II, 1). Puis quand les aliments sont mis
en bouche, les molécules aromatiques ou sapides atteignent les récepteurs gustatifs
après avoir diffusé dans la salive (solution aqueuse) et dans les phases de types huiles
des membranes cellulaires, où se trouvent les récepteurs gustatifs. Simultanément, ils
passent en phase vapeur, dans l'air contenu dans la bouche, d'où ils migrent vers les
récepteurs olfactifs, logés aussi, comme les récepteurs gustatifs, dans des phases
huiles.
On a constaté grâce à de diverses expériences que selon la texture
des aliments, et la composition des arômes, ces derniers passent plus ou moins rapidement
d'une phase à une autre. Ainsi si un composé est peu soluble dans l'huile, il aura
tendance à la quitter rapidement pour atteindre la phase supérieure. Autrement dit le
transfert d'une phase liquide à la phase gazeuse qui le surmonte est plus rapide que le
transfert entre deux phases liquides.
De tels phénomènes se retrouvent pour la gustation : pensons vinaigre
additionné de sucre. Ils expliquent que la texture des aliments détermine les goûts et
arômes en modifiant la durée pendant laquelle les molécules sapides ou aromatiques
restent en bouche ainsi que les vitesses de diffusion de ces molécules, des aliments vers
les récepteurs olfactifs ou gustatifs.
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