Pourquoi les graines de ginkgo sentent-elles si mauvais ?
― Ça pue à l'extérieur. C'est l'intérieur, qu'on mange, qu'il faut surveiller
En automne, le long des allées de ginkgos, une odeur puissante monte du sol. Elle vient de l'acide butyrique et d'autres acides accumulés dans la partie externe de la graine. Il en suffit d'une trace pour que ça sente : marcher sur une seule graine tombée suffit à embaumer les alentours. Pourtant, ce qui demande vraiment de la prudence, c'est l'intérieur, qui lui ne sent rien.
Un matin d'octobre, vous marchez sur le trottoir d'une allée de ginkgos. Les feuilles sont encore vertes, mais le sol est jonché de nombreux fruits ronds et jaunes.
Par mégarde, vous en écrasez un du pied, et aussitôt une odeur entêtante s'élève. Un mélange indescriptible de vieux fromage et de chaussettes après le sport.
Pourtant, la même graine, une fois décortiquée et grillée, devient fondante et savoureuse. Comment ce fruit puant et ce petit grain vert du chawanmushi (flan salé japonais) peuvent-ils être liés ?
Deux raisons seulement expliquent cette puanteur
La partie molle qui entoure le fruit jaune contient beaucoup d'acide butyrique et d'acides apparentés. L'acide butyrique appartient à la même famille de composés que ceux du beurre rance ou de la transpiration des pieds.
L'acide butyrique est une substance à laquelle le nez humain est particulièrement sensible. Une trace minuscule dans l'air suffit à le sentir : il suffit d'écraser une seule graine pour que ça pue tout autour.
Autrement dit, la puanteur ne vient pas seulement de la quantité émise. Elle vient aussi du fait qu'il s'agit d'une substance perceptible en quantité infime. Voyons d'abord ce qu'il y a à l'intérieur de la graine.
Le « fruit » du ginkgo est fait de quatre couches
Ce que nous appelons le « fruit du ginkgo » est en réalité la graine elle-même du ginkgo. La couche molle la plus externe est à l'origine de l'odeur. À l'intérieur se trouve une coque blanche et dure, elle-même enveloppée d'une fine peau brune, qui protège la partie comestible.
Regardez la figure 1. Dans la coupe transversale à gauche, seule la couche jaune externe est à l'origine de l'odeur et des irritations cutanées. La partie comestible, une fois la coque cassée, ne sent presque rien. En revanche, elle contient un autre composé.
Pourquoi l'acide butyrique prend-il autant au nez ?
L'acide butyrique est un acide à petite molécule. Cette petite taille lui permet de s'échapper peu à peu dans l'air, même à température ambiante. En écrasant la graine, la partie jusque-là enfermée est brusquement exposée à l'air, et l'odeur s'intensifie.
De plus, le nez humain est très sensible à l'acide butyrique. On estime qu'une odeur est perceptible dès qu'il s'en trouve environ 0,0002 molécule pour un million de molécules d'air. Autrement dit, environ une molécule pour cinq milliards.
C'est pourquoi même une infime trace de pulpe suffit à rendre l'air ambiant « suffisamment concentré pour sentir ». Si de la pulpe reste collée sous une semelle et rentre à la maison, c'est pour cela que l'entrée se met à sentir.
Fait amusant : en combinant l'acide butyrique avec un alcool, on obtient un composé au parfum sucré rappelant l'ananas. Une légère différence dans la forme de la molécule, et l'impression olfactive s'inverse complètement.
La partie comestible demande une autre vigilance, sans rapport avec l'odeur
La graine, une fois décortiquée, contient un composé dont la forme ressemble beaucoup à celle de la vitamine B6. Ce composé « imite » la vitamine B6 dans l'organisme et vient gêner son action.
La vitamine B6 est indispensable à la fabrication d'une substance qui calme l'excitation cérébrale. Quand cette action est perturbée, le cerveau peut devenir trop excité, provoquant nausées ou convulsions. C'est ce qu'on appelle l'intoxication au ginkgo.
Le problème, c'est que ce composé résiste à la chaleur. Qu'on la grille, qu'on la fasse bouillir ou qu'on l'ajoute au chawanmushi, la graine en perdrait très peu, semble-t-il. Cuire ne suffit donc pas à se rassurer.
Ce sont surtout les enfants qui doivent faire attention. Plus le corps est petit, plus une même graine représente une quantité importante rapportée au poids. Essayez de faire varier le nombre de graines mangées avec le curseur de la figure 2.
Chez l'adulte, les cas d'intoxication rapportés concernent le plus souvent la consommation de 40 graines ou plus. Chez l'enfant en revanche, des cas sont rapportés dès environ 7 graines. Ce chiffre correspond globalement au calcul de la figure 2. Mieux vaut donc considérer que « pour un enfant, quelques graines suffisent, pas plus ».
Le ginkgo existe sous forme d'arbres mâles et d'arbres femelles. Seuls les arbres femelles produisent des graines. Pour éviter les odeurs, on choisit parfois de ne planter que des arbres mâles le long des rues. Notons au passage que Sakugoro Hirase, qui a étudié le mode de pollinisation du ginkgo, a découvert en 1896 que le ginkgo produit des spermatozoïdes nageurs. Ce fut, chez les plantes à graines, la toute première découverte de ce type au monde.
Alors, que faire ?
- Si un enfant en mange, limiter à quelques grainesLes adultes aussi devraient éviter d'en manger beaucoup d'un coup.
- Porter des gants pour les ramasserLa pulpe externe peut irriter la peau. Éviter de la toucher à main nue.
- En cas de vomissements, tremblements ou convulsions après en avoir mangé, consulter immédiatement un médecinEn cas de convulsions ou de trouble de la conscience, appelez sans hésiter les secours.
L'intoxication au ginkgo se manifeste souvent quelques heures après l'ingestion, par des nausées ou des convulsions. Griller ou faire bouillir les graines ne réduit que très peu le composé en cause. Si un enfant en a mangé beaucoup, même en l'absence de symptômes, ne restez pas dans le doute : consultez un médecin. En cas de vomissements persistants, la déshydratation est aussi à surveiller. En cas de convulsions, appelez immédiatement les secours.
En résumé
Si le ginkgo sent si mauvais, c'est parce que sa couche externe molle accumule de l'acide butyrique et des acides apparentés, et parce que le nez humain les perçoit en quantité infime. La source de l'odeur se limite à l'extérieur : la partie comestible, à l'intérieur de la coque, ne sent rien. Mais elle contient un composé qui gêne l'action de la vitamine B6, et la cuisson ne le réduit pas. Plus le corps est petit, comme chez l'enfant, plus l'effet apparaît avec peu de graines.
Ce qui pue, c'est l'extérieur ; ce qu'il faut surveiller, c'est l'intérieur.
10 graines pour un enfant équivalent à 40 graines pour un adulte.
Sur les odeurs de la saison automnale, voir aussi « Pourquoi remarque-t-on le parfum de l'osmanthe « un matin, tout à coup » ? » ; sur le mécanisme qui fait jaunir les feuilles de ginkgo, voir « Pourquoi les feuilles d'automne se colorent-elles de rouge et de jaune ? ».
- Le long d'une allée de ginkgos, repérez les arbres qui ont des fruits tombés au sol et ceux qui n'en ont pas. Ceux qui en ont sont les arbres femelles. Essayez de compter si mâles et femelles sont plantés en mélange.
- Là où des fruits sont tombés, placez-vous au vent puis sous le vent pour comparer l'odeur. À combien de mètres l'odeur cesse-t-elle d'être perceptible ?
- Avec des gants, rincez à l'eau les graines ramassées pour enlever la pulpe externe. Une fois qu'il ne reste que la coque blanche, vérifiez que l'odeur a presque disparu.
※Ne touchez jamais la pulpe à main nue, et jetez ou lavez les gants utilisés aussitôt après. Si vous mangez les graines ramassées, adultes comme enfants doivent en manger peu.
Pour aller plus loin ― termes, formules et liens avec les programmes scolairesDu collège aux matières universitaires spécialisées, le niveau de chaque point est indiqué
- CollègeCe qui s'apprend en sciences au collège
- LycéeCe qui s'apprend en « chimie » ou « biologie » au lycée
- Lycée+Contenu avancé du lycée, ou traité comme encart dans les manuels
- UniversitéContenu non enseigné au lycée, relevant de matières universitaires spécialisées (biochimie, pharmacologie)
- RechercheUn sujet encore à l'étude, pas même enseigné à l'université comme « établi »
CollègeVocabulaire : ce phénomène porte des noms précis
- Tégument externe : la couche la plus externe de la graine. Chez le ginkgo, jaune et molle, elle ressemble à une pulpe de fruit.
- Acide butyrique : petit acide à quatre atomes de carbone. C'est aussi le composé responsable de l'odeur du beurre rance ou des pieds.
- Seuil de perception olfactive : la concentration la plus faible à partir de laquelle une odeur commence à être perçue.
- Espèce dioïque : plante chez laquelle les pieds mâles et femelles sont séparés. Le ginkgo en fait partie.
CollègeLycéeVérification par le calcul : combien de grammes d'acide butyrique faut-il pour faire sentir une pièce ?
Calculons la quantité d'acide butyrique nécessaire pour amener l'air d'une pièce d'environ 13 m² tout juste au « seuil de perception ». Pour un gaz, il est plus simple de raisonner en « moles » (un regroupement de molécules) plutôt qu'en poids.
| Écrite avec des symboles | m = V × c × M ÷ Vm |
| Écrite en mots | Poids d'acide butyrique nécessaire = volume d'air de la pièce × seuil de perception × masse molaire ÷ volume molaire du gaz |
| D'où vient cette formule | Elle combine la loi d'Avogadro (« à même température et même pression, une mole de gaz occupe toujours le même volume, quel que soit le gaz ») et la définition de la concentration (rapport de volumes). |
| Symbole | Signification et unité |
| m | Poids d'acide butyrique nécessaire pour percevoir l'odeur (grammes) |
| V | Volume d'air de la pièce (litres) |
| c | Seuil de perception olfactive (proportion pour un million de particules d'air) |
| M | Masse d'une mole d'acide butyrique (grammes) |
| Vm | Volume d'une mole de gaz (litres) |
| Air d'une pièce d'environ 13 m² (V) | Environ 30 000 litres (30 mètres cubes) |
| Seuil de perception de l'acide butyrique (c) | Environ 0,00019 pour un million de particules d'air |
| Masse d'une mole d'acide butyrique (M) | Environ 88 grammes |
| Volume d'une mole de gaz (Vm, à 25 °C) | Environ 24,5 litres |
| Volume de gaz d'acide butyrique (en millionièmes de litre) | 30 000 × 0,00019 = 5,7 |
| Converti en moles (en millionièmes de mole) | 5,7 ÷ 24,5 ≒ 0,23 |
| Converti en poids (en millionièmes de gramme) | 0,23 × 88 ≒ 20 |
| Fraction d'un gramme (1 gramme = 1 000 000 microgrammes) | 1 000 000 ÷ 20 = 50 000 |
Il suffit d'environ 20 microgrammes d'acide butyrique pour faire sentir toute une pièce. Soit un cinquante-millième d'une pièce d'un gramme. Rien d'étonnant, donc, à ce qu'une infime trace de pulpe fasse sentir toute une entrée.
| Formule (symboles) | q = N ÷ W (quantité rapportée au poids = nombre de graines ÷ poids du corps) |
| Un enfant de 15 kg qui mange 10 graines | 10 ÷ 15 ≒ 0,67 |
| Un adulte de 60 kg qui mange 40 graines | 40 ÷ 60 ≒ 0,67 |
| L'adulte pèse combien de fois plus que l'enfant ? | 60 ÷ 15 = 4 |
Si le poids est quatre fois moindre, le nombre de graines nécessaire pour produire le même effet devrait, en gros, être quatre fois moindre aussi. Mais la sensibilité réelle dépend aussi d'autres facteurs, comme la quantité de vitamine B6 déjà présente dans l'organisme : ce calcul reste donc indicatif.
LycéeLycée+Acides carboxyliques et esters : même squelette, odeurs opposées
LycéeL'acide butyrique (acide butanoïque) appartient à la famille des « acides carboxyliques », qui possèdent un groupe carboxyle. Les acides carboxyliques à faible nombre de carbones sont appelés « acides gras à chaîne courte » : beaucoup sont volatils et dégagent une odeur âcre et désagréable. En faisant réagir l'acide butyrique avec de l'éthanol, on obtient du butyrate d'éthyle, un ester au parfum fruité.
Lycée+Le tégument externe du ginkgo contiendrait, outre l'acide butyrique, d'autres acides gras comme l'acide heptanoïque (acide œnanthique). Les irritations cutanées sont attribuées à un composé appelé acide ginkgolique, dont la structure ressemble à celle de l'urushiol, responsable des irritations causées par le sumac laqueur (urushi).
UniversitéGinkgotoxine et vitamine B6 : le mécanisme des convulsions
Le composé responsable de l'intoxication au ginkgo est la 4'-O-méthylpyridoxine, aussi appelée ginkgotoxine. Sa structure ressemble beaucoup à celle de la pyridoxine, une forme de vitamine B6. Dans l'organisme, la vitamine B6 est convertie en sa forme active, le phosphate de pyridoxal (PLP), qui assiste de nombreuses enzymes. L'une d'elles, la glutamate décarboxylase, fabrique le GABA, un neurotransmetteur qui calme l'excitation. Lorsque ce composé perturbe le métabolisme de la vitamine B6, le PLP vient à manquer, la production de GABA diminue, et les convulsions deviennent plus probables. C'est pourquoi le traitement consiste notamment à apporter de la vitamine B6.
📖 Pour la dérivation des formules et pour aller plus loin : Phosphate de pyridoxal (Wikipédia, en japonais) ／ Constante d'Avogadro (Wikipédia, en japonais)
RechercheCe qui reste encore mal compris
- Pourquoi une telle mauvaise odeur, exprès ? Une hypothèse veut que l'odeur attire des animaux qui dispersent les graines. Les ancêtres du ginkgo remontent à l'époque des dinosaures, et une théorie propose que de grands animaux les dispersaient alors, mais cela n'a pas été confirmé. Au Japon actuel, on observe par exemple des tanukis (chiens viverrins) en manger.
- Des différences individuelles dans l'apparition des symptômes. Pour un même nombre de graines, certaines personnes développent des symptômes, d'autres non. On pense que la quantité de vitamine B6 déjà présente dans l'organisme joue un rôle, mais aucun seuil précis de danger n'a pu être établi.
- Des teneurs variables. La quantité du composé en cause varierait selon l'arbre, la région et la période de récolte. Estimer précisément la quantité contenue dans une seule graine reste, à ce jour, difficile.
Le contenu de cet article reflète donc « ce que l'on comprend à ce jour ». En particulier, le chiffre « jusqu'à combien de graines c'est sans danger » doit être pris comme un simple repère.
Liens avec les programmes scolaires (par niveau)
| Niveau | Matière / unité | Où dans cet article |
|---|---|---|
| Collège | Sciences, « classification des plantes (gymnospermes) » | Structure de la graine du ginkgo, arbres mâles et femelles |
| Lycée | Chimie, « quantité de matière », « acides carboxyliques et esters » | Calcul avec les moles, acide butyrique et butyrate d'éthyle |
| Lycée+ | Chimie, « composés organiques naturels » | Acide ginkgolique et irritations dues au sumac laqueur |
| Université | Biochimie, pharmacologie, « coenzymes », « neurotransmetteurs » | Vitamine B6, GABA, mécanisme des convulsions |
| Recherche | Écologie végétale, hygiène alimentaire | Rôle de l'odeur, variabilité individuelle des symptômes |
| ― | Lien avec la vie quotidienne | Gants pour ramasser les graines, quantité à donner aux enfants |
- Ministère de la Santé, du Travail et des Affaires sociales du Japon, « Profil de risque des toxines naturelles : plantes supérieures : ginkgo » (厚生労働省「自然毒のリスクプロファイル：高等植物：ギンナン」)
- Nagata Yoshio, Takeuchi Norifumi, « Résultats de la mesure du seuil de perception des substances odorantes par la méthode du sac olfactif à comparaison triangulaire », Bulletin du Centre japonais d'hygiène de l'environnement (1990) (永田好男・竹内教文「三点比較式臭袋法による臭気物質の閾値測定結果」日本環境衛生センター所報)
- Wada Keiji et al., « Isolation and identification of a toxic principle, 4'-O-methylpyridoxine, in ginkgo seeds », Chemical and Pharmaceutical Bulletin (1985)
- Wikipédia « Acide butyrique » (酪酸, en japonais)
- Wikipédia « Ginkgo » (イチョウ, en japonais)
※Cet article est une vulgarisation scientifique destinée au grand public. Les valeurs indiquées sont des repères et des approximations destinés à faciliter la compréhension. Si vous vous sentez mal après avoir mangé des graines de ginkgo, ne vous fiez pas à votre seul jugement : consultez un médecin et suivez les indications du personnel médical ou des autorités sanitaires.