Pourquoi le piquant du piment
ne part-il pas avec de l'eau ?
Vous mangez un plat très épicé, et votre bouche se met à brûler. Vous buvez de l'eau en urgence : le soulagement n'est que momentané, la brûlure revient aussitôt. En réalité, ce « piquant » n'a rien à voir avec le sucré ou le salé. C'est une « douleur » que la langue confond avec de la chaleur. Une fois qu'on comprend cela, on comprend aussi pourquoi l'eau ne marche pas, pourquoi le lait fonctionne, et pourquoi le piment est devenu piquant.
Vous êtes allé avec des amis dans un restaurant de ramen très épicés. Dès la première bouchée, votre bouche s'embrase et la sueur perle sur votre front. Vous buvez d'un trait un verre d'eau, mais la brûlure revient presque aussitôt. En revanche, en buvant le lassi (boisson au yaourt) que vous aviez commandé, le calme revient étrangement vite.
N'est-ce pas étrange ? Si la bouche était vraiment « chaude », l'eau froide devrait être la solution la plus efficace. Or, si l'on mesure avec un thermomètre, la température de la bouche n'a presque pas augmenté.
Ce qui brûle, ce n'est pas la température, c'est le capteur.
Deux mécanismes suffisent à tout expliquer
La bouche contient des capteurs qui détectent une chaleur dangereuse, autour de 43 °C. Le composant piquant du piment appuie directement sur ce capteur, sans qu'il fasse réellement chaud. Le cerveau croit donc que « la bouche brûle ».
La capsaïcine, le composant piquant, est une substance qui se lie à l'huile : l'eau ne la rince pas. Les graisses du lait ou du yaourt, elles, dissolvent la capsaïcine et la détachent du capteur.
Avec ces deux mécanismes, presque tous les mystères des plats épicés s'expliquent. Voyons cela dans l'ordre.
« Chaud » et « piquant » actionnent le même bouton
Notre langue et la muqueuse de notre bouche sont truffées de capteurs sentinelles chargés de signaler une « chaleur dangereuse ». Quand du thé brûlant fait dépasser environ 43 °C dans la bouche, ce capteur s'active et envoie au cerveau le signal : « c'est chaud, ça va brûler ! »
La capsaïcine, le composant piquant du piment, a par hasard une forme qui s'emboîte comme une clé exactement dans le même interrupteur de ce capteur. La température n'a pourtant pas du tout augmenté, mais le capteur s'active, et le signal « chaud » arrive au cerveau. Le cerveau n'a aucun moyen de distinguer une vraie chaleur de la capsaïcine. C'est pourquoi un plat très épicé donne littéralement l'impression de « brûler ».
La transpiration s'explique de la même façon. Le cerveau ayant jugé que « le corps est chaud », le mécanisme de refroidissement se met en marche — alors qu'il ne fait en réalité pas chaud. À l'inverse, la sensation de fraîcheur donnée par la menthe vient d'un composant (le menthol) qui appuie sur le capteur du froid.
Pourquoi l'eau ne marche pas et le lait, si
La capsaïcine se dissout bien dans l'huile, mais presque pas dans l'eau. L'huile pimentée, obtenue en faisant infuser du piment dans de l'huile végétale, se colore en rouge vif : preuve que le composant piquant s'y dissout.
Même en buvant de l'eau, la capsaïcine liée à la muqueuse reste en place, sans être rincée. Le soulagement momentané vient simplement du froid de l'eau, qui brouille un peu le signal. En revanche, le lait et le yaourt contiennent une grande quantité de gouttelettes de graisse, qui dissolvent la capsaïcine, la détachent du capteur et l'emportent. On pense aussi que la caséine, une protéine du lait, agit comme un savon en enveloppant la capsaïcine pour la faire flotter. Ce n'est donc pas un hasard si le lassi est traditionnellement bu dans les pays des currys très épicés.
Pourquoi le piment est-il devenu piquant, au juste ?
Pour un piment, se faire manger devrait être un problème majeur. Pourquoi alors fabriquer volontairement un composant piquant ? Un indice : certains animaux ressentent le piquant, d'autres non.
Les mammifères comme nous mâchent le fruit avec leurs molaires, et broient les graines en même temps. Pour le piment, se faire manger par un mammifère est donc une perte. Mais le capteur de chaleur des oiseaux a une forme légèrement différente, sur laquelle la capsaïcine n'a aucun effet. L'oiseau avale le fruit entier sans ressentir de piquant, sans broyer les graines, et les transporte au loin en volant avant de les déposer.
Autrement dit, le piquant du piment serait un dispositif de tri : repousser les mammifères qui broient les graines, et ne se faire manger que par les oiseaux qui les transportent. Que l'être humain, pourtant mammifère, s'amuse volontairement avec cette substance d'avertissement, est assez étrange du point de vue de l'évolution.
Les amateurs de plats très épicés n'ont pas moins de capteurs que les autres. On sait qu'un capteur exposé de façon répétée à la capsaïcine devient de moins en moins réactif (un phénomène appelé désensibilisation). Autrement dit, la tolérance au piquant relève en grande partie de l'habitude. Cette propriété est d'ailleurs exploitée dans des patchs médicaux à base de capsaïcine, utilisés pour engourdir les capteurs de la douleur.
En résumé
La véritable nature du piquant du piment tient en deux points : ① c'est une « fausse chaleur » qui active le capteur de chaleur sans qu'il fasse réellement chaud, ② le composant piquant se dissout dans l'huile, pas dans l'eau. Voilà pourquoi l'eau ne l'efface pas, pourquoi le lait fonctionne, et pourquoi le corps se met même à transpirer. Ce piquant s'est révélé être une stratégie végétale ingénieuse pour ne faire transporter ses graines que par les oiseaux.
Dans un plat très épicé, ce qui brûle, ce n'est pas la bouche, c'est le capteur.
Et le cerveau ne peut pas mettre en doute ce rapport d'incendie.
D'autres plantes utilisent aussi des substances chimiques pour se défendre. Le mécanisme qui fait pleurer quand on coupe un oignon est expliqué dans cet article.
- Quand votre bouche pique après un plat épicé, prenez d'abord de l'eau froide en bouche et observez comment la sensation évolue
- Ensuite, prenez du thé tiède ou du riz blanc (chaud) et comparez la façon dont le piquant change
- Enfin, essayez du lait ou du yaourt, et comparez l'effet avec celui de l'eau
L'eau froide devrait soulager momentanément, et le piquant devrait revenir plus fort avec quelque chose de chaud en bouche. Puisque le capteur est une « sentinelle de température », il réagit aussi à la vraie chaleur. Faites cet essai avec un niveau de piquant que vous supportez bien.
Pour aller plus loin ― vocabulaire, formules et liens avec les manuelsDu collège aux matières spécialisées de l'université, le niveau de chaque partie est indiqué
- CollègeNiveau des sciences au collège
- LycéeNiveau « chimie de base » et biologie au lycée
- Lycée+Contenu approfondi du lycée, ou encart de manuel
- UniversitéContenu de matière spécialisée universitaire (neurosciences, biologie moléculaire), non vu au lycée
- RechercheSujet encore en cours d'étude par les chercheurs, pas encore enseigné comme un « fait établi » même à l'université
CollègeVocabulaire : ce phénomène a un nom
- Capsaïcine : composant piquant du piment. Produite principalement dans la partie blanche autour des graines.
- Récepteur de la capsaïcine (TRPV1) : nom officiel du « capteur de chaleur » du texte. Une protéine sentinelle de la douleur, activée par une chaleur d'environ 43 °C ou plus, par la capsaïcine, ou par des acides.
- Échelle de Scoville : unité de mesure de l'intensité du piquant. Définie à l'origine par « le facteur de dilution nécessaire pour ne plus percevoir le piquant ».
- Désensibilisation : baisse de la réactivité d'un capteur exposé de façon continue à un stimulus.
CollègeLycéeVérifions avec une formule : comparer le piquant grâce à l'échelle de Scoville
L'échelle de Scoville indique « combien de fois il faut diluer pour ne plus percevoir le piquant ». Le nombre est donc directement un facteur de dilution. Comparons quelques valeurs représentatives.
| En symboles | W = S × m |
| En mots | Quantité de liquide de dilution nécessaire pour effacer le piquant = échelle de Scoville × quantité de piment |
| D'où vient cette formule | De la définition même de l'échelle de Scoville. Puisque c'est le facteur de dilution nécessaire pour ne plus percevoir le piquant, le multiplier par la quantité donne la quantité de liquide de dilution nécessaire |
| Poivron | 0 (pas de piquant) |
| Tabasco (sauce) | environ 2500 à 5000 |
| Piment oiseau (séché) | environ 50000 |
| Habanero | environ 300000 |
| Capsaïcine pure | environ 16000000 (16 millions) |
| L'habanero est combien de fois plus piquant que le piment oiseau ? | 300000 ÷ 50000 = 6 (fois) |
| La capsaïcine pure est combien de fois plus piquante que l'habanero ? | 16000000 ÷ 300000 ≒ 53 (fois) |
| Quantité d'eau nécessaire pour effacer le piquant de 1 g de piment oiseau (d'après la définition) | 50000 × 1 = 50000 (g) = 50 kg |
Pour diluer et effacer le piquant d'un seul gramme de piment oiseau, il faudrait, selon ce calcul, environ 50 kg d'eau, soit près d'un quart d'une baignoire. On comprend mieux, chiffres à l'appui, pourquoi un simple verre d'eau ne fait pas le poids.
LycéeLa chimie du « se dissout dans l'huile, pas dans l'eau »
Comme on l'apprend en chimie de base, la molécule d'eau présente une polarité électrique, et ce sont les substances elles aussi polaires qui s'y dissolvent bien. La molécule de capsaïcine possède une longue chaîne carbonée et présente globalement une faible polarité : elle se dissout donc à peine dans l'eau, mais bien dans l'huile et les graisses (elles aussi peu polaires). Le grand principe de dissolution « le semblable dissout le semblable » explique ainsi l'efficacité du lassi. L'alcool dissout lui aussi la capsaïcine dans une certaine mesure, ce qui le rend plus efficace que l'eau pour se rincer la bouche.
UniversitéTRPV1 : le capteur qui a valu un prix Nobel
Le récepteur de la capsaïcine, TRPV1, a été découvert en 1997 par David Julius et son équipe, en recherchant le « gène qui réagit à la capsaïcine ». Ce récepteur est un canal ionique qui s'ouvre aussi bien sous l'effet d'une chaleur d'environ 43 °C, de la capsaïcine, que d'un acide, laissant passer des ions positifs qui excitent le nerf. C'était la preuve moléculaire que « la chaleur et le piquant sont une seule et même sensation ». Le récepteur TRPM8, sensible au froid et au menthol, a été découvert par la suite, et ces travaux qui ont élucidé les bases moléculaires de la perception de la température ont valu le prix Nobel de physiologie ou médecine 2021. La détermination de la structure tridimensionnelle de TRPV1 par cryo-microscopie électronique (2013) a également marqué un tournant pour la biologie structurale.
📖 Pour aller plus loin : TRPV1 (Wikipédia, en japonais) ／ Échelle de Scoville (Wikipédia, en japonais)
RechercheCe qui reste encore mal compris
Le mécanisme moléculaire du piquant est aujourd'hui bien élucidé, mais des questions non résolues subsistent.
- Pourquoi les humains peuvent-ils apprécier un « piquant censé être douloureux » ? Ce comportement qui consiste à apprécier délibérément un signal d'alerte est exceptionnel chez les animaux ; on évoque la psychologie du « frisson que l'on sait sans danger » ou le rôle de substances libérées par le cerveau en réponse à la douleur, mais aucune explication définitive n'existe encore.
- Pourquoi l'intensité du piquant varie-t-elle selon l'origine ou l'individu ? Chez les piments sauvages, une étude a montré que les régions où les champignons attaquant les graines sont nombreux comptent davantage d'individus piquants, ce qui suggère que le composant piquant jouerait aussi un rôle de défense contre les champignons. Le tableau d'ensemble des facteurs ayant guidé l'évolution du piquant reste un sujet de recherche en cours.
- Un « antidouleur sans effets secondaires » ciblant TRPV1 n'a pas encore vu le jour. On espérait qu'un médicament bloquant ce capteur donnerait un nouvel antidouleur, mais l'obstacle a été que cela dérègle aussi la régulation de la température corporelle. La recherche se poursuit pour concevoir une molécule qui ne bloquerait que la réponse à la douleur, sans toucher à la réponse à la chaleur.
Le contenu de cet article reflète donc « ce que l'on comprend à ce jour ». Dans le simple piment de table se cache toute la pointe de la recherche en neurosciences, en évolution et en pharmacologie.
Liens avec les manuels (par niveau)
| Niveau | Matière / chapitre | Passage correspondant de l'article |
|---|---|---|
| Collège | Sciences ・ stimuli et réactions ／ propriétés des solutions aqueuses | Le signal entre capteur et cerveau, le composant piquant insoluble dans l'eau |
| Lycée | Chimie de base ・ polarité et dissolution, biologie ・ récepteurs et perception des stimuli | « Le semblable dissout le semblable », le mécanisme du capteur qui se trompe |
| Lycée+ | Contenu approfondi de biologie (diversité des récepteurs) | La différence de forme du capteur entre oiseaux et mammifères, la désensibilisation |
| Université | Neurosciences ・ biologie moléculaire | Découverte et structure de TRPV1, fonctionnement en tant que canal ionique |
| Recherche | Écologie évolutive ・ sciences pharmaceutiques (non résolu) | La psychologie du plaisir du piquant, la variation géographique du piquant, les antidouleurs ciblant TRPV1 |
| ― | Liens avec la vie quotidienne | Efficacité du lassi et du lait, huile pimentée, patchs médicaux à base de capsaïcine |
- Caterina, M. J. et al., The capsaicin receptor: a heat-activated ion channel in the pain pathway, Nature 389, 816–824, 1997 (découverte de TRPV1).
- Document explicatif de la Fondation Nobel sur le prix de physiologie ou médecine 2021 (découverte des récepteurs de la température et du toucher).
- Jordt, S.-E. & Julius, D., Molecular basis for species-specific sensitivity to "hot" chili peppers, Cell 108, 421–430, 2002 (pourquoi le TRPV1 des oiseaux ne réagit pas à la capsaïcine).
- Tewksbury, J. J. & Nabhan, G. P., Directed deterrence by capsaicin in chillies, Nature 412, 403–404, 2001 (dispersion des graines par les oiseaux et évitement par les mammifères).
- Tewksbury, J. J. et al., Evolutionary ecology of pungency in wild chilies, PNAS 105(33), 2008 (défense contre les champignons et variation géographique du piquant).
- Liao, M. et al., Structure of the TRPV1 ion channel determined by electron cryo-microscopy, Nature 504, 107–112, 2013.
※Cet article est une vulgarisation scientifique destinée au grand public. Les valeurs indiquées sont des repères et des ordres de grandeur donnés pour faciliter la compréhension. Les aliments extrêmement épicés peuvent fortement irriter les muqueuses et le système digestif. Adaptez votre consommation à votre constitution et à votre état de santé, et veillez à ne pas mettre de piment en contact avec les yeux ou une plaie.