ANALYSES DES DOCUMENTS

Quelles parties du corps sont utiles pour définir le goût d’un aliment ?

En réalité, un aliment n’a pas de goût, mais il est constitué d’un assemblage de molécules qui possèdent chacune un goût. Le goût de l’aliment correspond donc à la somme non linéaire des goûts des molécules qui le compose. Ces molécules vont stimuler les récepteurs situés sur la langue, mais également ceux du nez.
Le goût implique plusieurs sens.

La gustation est liée à la stimulation des récepteurs sensoriels de la langue.

Trois types de papilles participent à la gustation (doc B et schéma p. 11 du TDC papier) : les papilles fongiformes, très nombreuses sur le devant de la langue et qui sont les plus petites, les papilles foliées, situées sur les côtés de la langue, et les papilles caliciformes, situées à l’arrière de la langue et qui sont les plus grosses. Notons que les papilles filiformes, d’aspect conique, nombreuses et qui recouvrent les deux tiers antérieurs de la langue, sont dépourvues de bourgeons du goût et ont un rôle abrasif ; ce sont elles qui donnent à la langue sa texture particulière.

La gustation est à l’origine de la détection de la saveur d’un aliment.

Lors de la mastication, des molécules odorantes ou sapides sont libérées dans la cavité buccale. La mastication accentue donc le goût des aliments.

La cartographie de la langue avec des zones dédiées au salé, à l’amer, au sucré et à l’acide est totalement invalidée actuellement. En effet, les papilles gustatives sont sensibles à de nombreuses molécules. Seule la sensation amère est mieux perçue dans le fond de la langue, mais ce n’est pas une zone dédiée à cette saveur. 

La détermination du goût est donc basée sur la stimulation d’un ensemble de récepteurs, et c’est la combinaison de ces stimulations qui est à l’origine du goût attribué à un aliment. Cela permet la discrimination d’un très grand nombre de saveurs avec relativement peu de types de récepteurs.

Les cellules nerveuses (cellules gustatives) impliquées sont regroupées en bourgeons du goût (doc c) qui, eux-mêmes, forment les papilles gustatives. Chaque bourgeon est constitué de 50 à 100 cellules gustatives. Ce regroupement de cellules ménage un orifice appelé « pore », qui autorise le passage de la salive. Les molécules sapides dissoutes dans la salive peuvent ainsi atteindre les microvillosités de chaque cellule gustative et se fixer éventuellement sur leurs récepteurs.

Les papilles fongiformes sont petites, car elles ne sont constituées que d’un seul bourgeon gustatif. En revanche, les papilles foliées et caliciformes sont composées de plusieurs bourgeons qui débouchent dans un sillon où circule la salive.

Un bourgeon du goût correspond à un ensemble de cellules : les cellules de soutien, les cellules basales et les cellules gustatives. Ces dernières font chacune synapse avec une fibre nerveuse gustative afférente. Ces cellules gustatives ont une durée de vie restreinte (environ 15 jours) et sont régénérées à partir des cellules basales.

La part importante de la génétique dans nos préférences gustatives tient au fait que les récepteurs impliqués sont des protéines, donc codés par des gènes dont il existe plusieurs allèles.

En général, il existe une prédisposition génétique à l’attirance pour le goût sucré et à l’aversion pour le goût amer. Cela est dû au fait que le sucré est associé à un apport énergétique, alors que les molécules toxiques sont souvent amères. Ce comportement est donc lié à la préservation de l’organisme.

Concernant les récepteurs, quelques précisions peuvent être apportées à titre d’exemple, puisque des récepteurs spécifiques ont été identifiés au niveau des cellules gustatives, notamment ceux impliqués dans la détermination du goût sucré ; il s’agit du couple de récepteurs T1R2-T1R3. De même pour le goût amer, de nombreux récepteurs de la famille T2R ont été identifiés. Ainsi la saccharine aura-t-elle un goût différent du saccharose dans la mesure où ce dernier ne stimule que les récepteurs T1R2-T1R3, alors que la saccharine se fixe non seulement sur les récepteurs T1R2-T1R3, mais également sur des récepteurs de type T2R, ce qui explique l’association sucré-amer qui lui est attribuée lorsqu’elle est mise en bouche.

L’olfaction rétronasale (doc A et schéma p. 11) contribue au goût, car elle correspond à la stimulation des récepteurs sensoriels par les molécules odorantes, qui diffusent de la bouche vers l’arrière-gorge pour atteindre la muqueuse nasale. Cette olfaction permet d’accentuer le goût des aliments.

Lors d’un rhume, par exemple, les molécules olfactives ne peuvent plus se fixer sur les récepteurs de la muqueuse olfactive ; le goût est donc très fortement atténué, ce qui montre l’importance de cette voie dans la perception des saveurs. L’olfaction rétronasale donne ainsi des indications sur l’arôme d’un aliment.

De même que la gustation, l’olfaction implique une fixation de molécules sur des récepteurs sensoriels, déclenchant ainsi la naissance d’un message nerveux, véhiculé jusqu’au cerveau. Chaque molécule olfactive peut stimuler plusieurs récepteurs. Or, un arôme correspond à plusieurs centaines de molécules odorantes, d’où la diversité des sensations ressenties, d’autant que le seuil d’activation de ces récepteurs est bas.

La sensibilité somesthésique est liée à l’innervation par le nerf trijumeau des muqueuses de la face. Les terminaisons nerveuses des neurones nociceptifs de ce nerf ne sont associées à aucun organe sensoriel spécifique : ce sont des terminaisons nerveuses libres. Cette sensibilité permet de détecter la température, la texture, le pétillant, le piquant, le frais, etc. (par exemple, la brûlure ressentie lors de la mise en bouche d’un piment n’est pas de l’ordre du goût ; c’est une molécule insoluble dans l’eau, la capsaïcine, qui stimule des récepteurs thermiques).

Le nerf trijumeau innerve les deux tiers antérieurs de la langue, alors que le nerf glossopharyngien, au rôle somesthésique identique, innerve le tiers postérieur. Cette voie correspond à une sensibilité chimique des nerfs crâniens trijumeau et glossopharyngien.

Ces trois voies ont des projections au niveau du thalamus, ce qui permet d’associer l’ensemble des informations provenant des différentes voies et donc d’avoir un goût global et spécifique pour un aliment : il se forme alors une image multisensorielle de cet aliment. De même, on constate une intégration de ces diverses informations et du message hédonique au niveau du cortex cérébral.

Formation d’une image multisensorielle

Des chercheurs ont montré que le plaisir de manger un aliment pouvait être scindé en deux composantes : le liking (aimer) et le wanting (vouloir). Ces deux composantes s’expliquent par des circuits et des neuromédiateurs différents.

Au niveau du cerveau, diverses régions sont impliquées : le cortex singulaire (associé aux émotions), l’hippocampe (associé à la mémoire, il relie un aliment à son contexte environnemental et à sa valeur hédonique), une aire du langage, le cortex frontal (prise de décisions), l’insula, l’amygdale (qui assure l’adéquation entre le comportement et une situation donnée plaisante ou déplaisante), l’aire tegmentale ventrale (réaction aux stimuli associés à la nourriture) et le noyau accumbens (qui détermine la valeur hédonique d’un aliment, sert de jonction entre le système limbique et la planification des actes).

L’interconnexion de l’ensemble de ces structures est à l’origine de l’adéquation entre nos sensations et notre comportement alimentaire.

Produisant des images tridimensionnelles ou en coupe de très haute précision, qui doivent ensuite être interprétées, les techniques d’imagerie médicale ont permis de faire des progrès considérables dans l’identification des régions cérébrales impliquées et la compréhension de ces mécanismes. Parmi ces techniques, où l’on détecte une activité cérébrale plus ou moins importante de chaque zone du cerveau, on rencontre aujourd’hui la tomographie à émission de positons (TEP) : l’augmentation du débit sanguin (donc l’augmentation de l’activité cérébrale) est repérée par l’oxygène 15, un traceur radioactif émetteur de positons.

L’imagerie par résonance magnétique nucléaire (IRM) est une technique fondamentale. Elle est basée sur l’analyse d’un processus physique : la résonance magnétique nucléaire des noyaux des atomes d’hydrogène (présents en grande quantité à cause de l’eau de notre corps). Ces protons sont soumis à un champ électromagnétique, de sorte qu’ils absorbent l’énergie reçue et la restituent plus ou moins rapidement en fonction des propriétés magnétiques des atomes qui les entourent. Ainsi, l’augmentation du débit sanguin peut être détectée, et par conséquent l’augmentation de l’activité cérébrale, puisque cela entraîne une modification locale des propriétés magnétiques.

Le doc D est un cliché obtenu lors d’expériences d’imagerie fonctionnelle sur le dégoût alimentaire. La technique utilisée est l’IRM.

Cette image montre que, lors de la présentation d’un verre de jus de fruit où surnage une mouche, par exemple, la zone activée du cerveau est le cortex insulaire. D’autres clichés montrent également l’implication de l’amygdale.

En effet, sur ces images, les zones actives du cerveau – c’est-à-dire celles au niveau desquelles le débit sanguin est augmenté pour répondre aux besoins accrus des cellules – apparaissent colorées en rouge orangé par un logiciel, ce qui permet de les localiser in situ. Ce sont donc des zones identifiées comme impliquées dans la réponse au phénomène étudié.

Des études permettent également d’identifier les molécules mises en jeu.

La dopamine, qui fut identifiée comme la molécule du plaisir, n’est actuellement plus définie comme la seule en jeu, mais sa libération au niveau du noyau accumbens donne à un aliment sa composantes désirable ou aversive.

La sérotonine et les opiacés endogènes (enképhalines et endorphines) sont également impliqués. La sérotonine, sécrétée au niveau du noyau accumbens et synthétisée à partir de tryptophane, est à l’origine de la satiété. L’ingestion de glucides provoque l’augmentation de tryptophane, augmentant la synthèse de la sérotonine. Il n’existe donc pas un centre du plaisir, mais un réseau de circuits.

La fixation de chaque molécule olfactive ou sapide sur son ou ses récepteur(s) déclenche la transduction du signal, qui aboutit au départ d’un message nerveux sur la fibre gustative ou olfactive concernée, permettant ainsi l’élaboration d’une image sensorielle au niveau du cerveau.

Les fibres gustatives du nerf facial innervent le tiers antérieur de la langue, alors que celles du nerf glossopharyngien innervent le tiers postérieur de la langue.

À partir de l’ensemble des informations qu’il reçoit, le cerveau construit une représentation de l’environnement ou, comme ici, du goût d’un aliment. Cette représentation sera associée à une mise en mémoire de l’information hédonique, qui aura une grande importance lors des rencontres ultérieures avec ce même aliment. Cette valeur hédonique est évolutive et pourra donc être modifié avec l’âge.

Des expériences (certaines proposées dans les activités) montrent que la vision est également importante. Elle fournit des informations sur le goût potentiel d’un aliment par la couleur et la forme. La vue peut donc tromper le goût.

Le doc E, extrait du blog du physico-chimiste Hervé This, cocréateur de la gastronomie moléculaire, propose une ouverture à la problématique du goût. Certes, les sens sont importants dans la notion de goût (l’auteur détaille à nouveau les phénomènes physico-chimiques mis en jeu), mais de nombreux autres facteurs beaucoup plus subjectifs sont à prendre en compte. L’environnement extérieur, la façon de déguster, l’état physique et psychologique du dégustateur, sont autant d’éléments qui illustrent le titre du document : « Tout compte dans le goût ».

ACTIVITÉS

Commencer par un « remue-méninges » (brainstorming, en anglais) à partir de questions ouvertes afin de définir les représentations initiales des élèves et de dégager une problématique de départ.

Dans le cadre d’une démarche expérimentale, la problématique, l’hypothèse et les conséquences doivent être définies avant chaque expérience.

Problématique : Qu’est ce que le goût ?

Hypothèse : Le goût correspond à la sensation ressentie lors du contact d’un aliment avec la langue.

Conséquence vérifiable : Si l’on met un aliment sur la langue, il est possible de définir son goût.

• 1 Le rôle de la salive
  Expérience témoin : Tirer la langue et y déposer un morceau de chocolat. Ce morceau de chocolat a-t-il du goût ?
  Résultat : La personne détecte le goût du chocolat.
  
  Expérience : S’essuyer la langue avec du papier absorbant, puis y déposer un morceau de chocolat. Celui-ci a-t-il du goût ?
  Résultat : Le chocolat n’a pas de goût. Pourquoi ?
  Conclusion : La seule différence entre les deux expériences est la présence de salive. On en conclut que celle-ci est impliquée dans la perception du goût d’un aliment. En effet, les molécules sapides se dissolvent dans la salive, qui les véhicule dans les pores des papilles gustatives.
  
  Remarque : Pour faire ressortir les papilles gustatives, on peut boire un verre de lait, puis déposer sur sa langue un colorant alimentaire. Les papilles en relief ressortent en rose et contrastent avec le reste de la langue, coloré en blanc par le lait, ou en couleur par le colorant.
  
  
• 2 Les grandes catégories de saveurs et leur perception
  Expérience : Se mettre un bandeau sur les yeux, puis du sucre dans la bouche. Décrire le goût de cet aliment. Se rincer ensuite la bouche, et faire de même avec du citron, du cacao sans sucre et du sel.
  Résultat : Les quatre grandes catégories (amer, sucré, salé, acide) sont identifiées, permettant de décrire la saveur principale qui ressort d’un aliment.
  
  La problématique suivante peut ainsi être posée : Comment la langue discrimine-t-elle les différentes saveurs ? Existe-t-il des récepteurs du goût spécifiques pour chacune de ces catégories ? Plus généralement, comment sommes-nous capables d’identifier différents goûts ?
  À cette expérience, il est possible d’associer une demande sur la valeur hédonique de l’aliment goûté.
  Une recherche documentaire complémentaire sur les mécanismes de perception du goût pourra être lancée (voir également les documents proposés). Dans un premier temps, ce sont les récepteurs qui seront décrits, pour ensuite aboutir à la problématique suivante : comment discriminer des milliers de saveurs alors que le nombre de récepteurs gustatifs est limité ?
  
  Problème : La gustation par la langue est-elle le seul sens impliqué dans la détermination du goût d’un aliment ?
  Hypothèse : La vue et l’odorat sont également impliqués dans la perception du goût.
  Conséquence vérifiable : Si l’hypothèse est juste, alors l’inhibition de l’odorat ou de la vue modifie la perception du goût d’un aliment.
  
  
• 3 Le rôle de l’odorat
  Dégustation nez bouché ou avec une odeur perturbatrice
  Préparation préalable : Réaliser différentes solutions aromatisées de même couleur en mélangeant 1/2 litre d’eau, 1/2 litre d’un jus de fruit distinct pour chaque préparation (orange, ananas, citron, pamplemousse, etc.) et quelques gouttes de colorant alimentaire jaune pour obtenir une teinte homogène et identique entre chacune des boissons préparées.
  
  Expérience : Verser chaque solution dans un verre. Boucher le nez d’un élève et lui faire déguster les différents liquides en veillant à ce qu’il se rince la bouche entre chaque dégustation.
  Question : Il est possible de poser une question ouverte (par exemple, « Quel est l’arôme de chaque boisson ? ») ou de partir sur une question bien plus dirigée (« Les boissons ont-elles le même goût ? ») en fonction du temps dont on dispose.
  
  Expérience : Recommencer l’expérience sans boucher le nez de l’élève, mais en plaçant celui-ci sous une forte odeur de menthe (à l’aide d’un thé à la menthe très fortement infusé placé à côté des verres à déguster). Pour que l’élève ne soit pas influencé directement par l’odeur des boissons à déguster, il peut être utile de les lui faire boire à l’aide d’une paille. Toujours veiller à ce qu’il se rince la bouche entre chaque dégustation.
  Question : Répondre à la même question.
  
  Expérience : Recommencer une dernière fois l’expérience dans des conditions normales, sans odeur dérangeante et nez débouché.
  Question : Répondre à la même question.
  
  Résultats : L’élève ne peut pas reconnaître (ou très difficilement) les arômes des boissons dans les deux premières expériences. Une étude statistique à partir de plusieurs groupes d’élèves confirme ces résultats.
  Conclusion : L’odorat nous influence largement lors d’une dégustation ; l’odeur est impliquée dans la détermination du goût d’un aliment et participe donc au plaisir ou au déplaisir de manger cet aliment.
  
  
• 4 Le rôle de la vue
  Le test de la solution verte
  Préparation préalable : Réaliser une solution verte en mélangeant 1 litre d’eau minérale, 20 grammes de saccharose, 2,4 millilitres d’arôme citron, 2,4 millilitres de colorant alimentaire vert. Verser cette solution dans un verre.
  Expérience :
  
  • Observer la solution et essayer de deviner à partir de quelle fleur ou de quel fruit elle a été préparée.
    La couleur verte laisse supposer qu’il s’agit de menthe à l’eau.
  • Sentir la solution et décrire l’odeur perçue.
    Ce n’est pas de la menthe.
  • Goûter la solution en se bouchant le nez et décrire la saveur.
    Ce test n’apporte aucune indication sur la composition de cette solution.
  • Goûter la solution sans se boucher le nez et décrire l’arôme perçu.
    Un arôme de citron est détecté.
  Conclusion : Le goût d’un aliment n’est pas lié à la couleur, mais nos représentations gustatives font que nous associons une couleur à un goût. La vue est donc également impliquée dans notre perception gustative. Elle peut être trompeuse, dans la mesure où elle correspond à une anticipation du goût réel d’un aliment.
  
  
• Le test de préférence des boissons
  Évaluation de l’emballage : Présenter aux élèves trois bouteilles de boissons au cola de marques différentes (Coca, Pepsi et un premier prix).
  Dégustation « à l’aveugle » : Préparer trois verres sans signe distinctif, contenant chacun l’une des trois boissons précédentes, codés 1, 2 et 3.
  Dégustation en présence de l’emballage : Préparer un verre de chaque boisson et l’associer à son emballage.
  Comparer les résultats pour un même élève, puis pour l’ensemble de la classe.
  Conclusion : Ce test montre que l’emballage, et par conséquent la vue, mais également les habitudes alimentaires, l’éducation, le milieu social, etc., interviennent dans la perception du goût d’un aliment. Un élève peut aimer une boisson sans connaissance de l’emballage ou ne pas l’aimer lorsqu’elle est associée à son emballage, et inversement.
  Ces expériences peuvent être réalisées avec toutes sortes de produits.

Conclusion générale

L’analyse des documents montre que le goût est déterminé par les cinq sens.

La gustation définit la saveur, l’olfaction directe et l’olfaction rétronasale l’arôme, et la somesthésie la texture, la température, le piquant, le frais, etc.

La vue donne une idée du goût qui va être ressenti et permet également le déclenchement de la salivation, si importante dans la gustation.

L’ouïe renseigne sur le croquant, par exemple, et le toucher sur la texture.

Si les cinq sens sont impliqués, il va de soi que la gustation et l’olfaction rétronasale sont les principales actrices de la détermination du goût.

Bien d’autres paramètres interviennent, comme la température de l’aliment consommé, mais aussi des paramètres plus difficiles à mesurer et cependant bien réels (doc E) : l’ambiance dans laquelle l’aliment est consommé, notre humeur, notre appétit, nos habitudes alimentaires, etc.