Pourquoi une glace fondue paraît-elle si sucrée ?
― Le sucre n'a pas augmenté. C'est la langue qui se réveille, et l'air qui s'est échappé
Au fond du pot, il reste de la crème glacée fondue. À la première gorgée, elle paraît sucrée au point de ne plus ressembler à la même glace qu'à l'état congelé. Pas un grain de sucre n'a été ajouté. Ce qui a changé, c'est la langue qui reçoit la saveur sucrée, et ce qui se trouve sur la cuillère.
Une glace à la vanille achetée un jour de chaleur. La première bouchée est bien fraîche, et juste assez sucrée.
Le temps de discuter, le contenu du pot a fondu et est devenu tout mou. Pour ne pas gâcher, on le boit d'un trait : il reste un goût sucré jusque dans la gorge.
C'est pourtant la même glace. Pourquoi devient-elle plus sucrée en fondant ? En réalité, les fabricants le savent depuis toujours, et ajoutent volontairement plus de sucre que nécessaire.
Seulement deux raisons
La pièce qui transmet le sucré aux nerfs fonctionne moins bien quand la température baisse. La glace congelée refroidit la langue, donc le même sucre transmet un signal plus faible.
Une partie du volume de la glace est faite de bulles d'air incorporées. En fondant, ces bulles disparaissent et le contenu se tasse, si bien qu'une même cuillère contient plus de sucre.
La première raison concerne la perception, la seconde la quantité ingérée. Les deux vont dans le sens d'une glace plus sucrée une fois fondue. Voyons-les en détail.
La langue sous-estime le sucré des aliments froids
À la surface de la langue se trouvent des amas de cellules qui captent les saveurs. Quand une molécule sucrée s'y fixe, un signal se transmet de proche en proche à l'intérieur de la cellule. Finalement, une petite « porte » à la surface de la cellule s'ouvre, et un signal électrique part vers les nerfs.
En 2005, une équipe de recherche belge a étudié les propriétés de cette porte. Elle s'est révélée très sensible à la température : entre environ 15 °C et 35 °C, plus il fait chaud, plus elle s'ouvre largement. La même étude a confirmé que le sucré perçu par une personne s'intensifie également avec la température.
Quand on met une glace en bouche, la surface de la langue se refroidit brutalement. La porte s'ouvre moins, donc même avec le même sucre, le signal « sucré » qui atteint le cerveau est plus faible. Une fois la glace fondue et tiède, la porte retrouve son ouverture normale. Le sucré qui était masqué à l'état congelé arrive alors pleinement.
Cette porte serait aussi utilisée pour les signaux d'amertume et d'umami. On pense que le même mécanisme explique pourquoi un plat refroidi paraît fade, ou pourquoi une bière tiède semble plus amère.
Une partie de la glace, c'est de l'air
La crème glacée se fabrique en refroidissant et en battant le mélange liquide des ingrédients. L'air se mélange alors en fines bulles, ce qui fait gonfler le volume. Les fabricants appellent ce taux de gonflement le « foisonnement » (overrun).
Pour une glace dont le volume a gonflé de 1,5 fois, un tiers de la cuillère est fait d'air. En fondant, les bulles s'échappent et ne reviennent pas. La quantité de liquide dans une même cuillère devient alors 1,5 fois plus grande, et le sucre aussi.
Regardez la figure 1. La colonne de gauche représente une cuillère de glace congelée, celle de droite une cuillère de glace fondue. En faisant varier la proportion d'air avec le curseur, on voit comment évolue le sucre par cuillerée.
Le taux de foisonnement varie beaucoup selon les produits. Les glaces qui misent sur l'onctuosité contiennent moins d'air, tandis que les glaces légères en bouche en contiennent souvent davantage. Plus une glace contient d'air, plus l'écart de sucré après la fonte est important.
Si l'on goûte le mélange liquide avant congélation, il paraît déjà très sucré. On pense que les fabricants, anticipant l'affaiblissement du goût sucré au froid, ajoutent davantage de sucre. Un sucré parfaitement dosé à l'état froid devient trop sucré une fois tiède. C'est aussi le cas des sorbets et des sirops de granité.
Une étude de 2000 rapporte que chez certaines personnes, réchauffer le bout de la langue sans rien y déposer suffit à faire percevoir du sucré. Alors qu'aucune substance sapide n'est présente, c'est la seule température qui produit un goût. On parle de « goût de la température » ; certaines personnes le perçoivent, d'autres non.
En résumé
Si une glace fondue paraît trop sucrée, ce n'est pas parce que le sucre a augmenté. C'est parce que le capteur de sucré de la langue, engourdi par le froid, retrouve son fonctionnement normal, et parce que les bulles s'échappent, faisant lui-même augmenter d'environ 1,5 fois le sucre contenu dans une cuillerée. Le « juste sucré » d'un aliment froid repose à la fois sur le froid et sur le gonflement par l'air.
Le sucré d'une glace est « réduit » par le froid et par l'air.
En fondant, cette réduction disparaît d'un coup.
L'essentiel de la perception des saveurs vient en fait du nez : ce sujet est développé dans « Pourquoi perd-on le goût des aliments quand on est enrhumé ? », et le fonctionnement de la porte sensible à la température sur la langue et la peau est détaillé dans « Pourquoi la menthe donne-t-elle une sensation de fraîcheur sans être froide ? ».
- Prélevez trois cuillerées de glace à la vanille dans un petit bol. Mangez la première telle quelle, congelée, et mémorisez son goût sucré.
- Laissez les deuxième et troisième cuillerées fondre complètement à température ambiante. Goûtez la deuxième telle quelle, tiède.
- Mettez la troisième au réfrigérateur environ 30 minutes après qu'elle a fondu, puis goûtez-la. Ne la recongelez pas.
La troisième cuillerée est dans l'état « air échappé, mais froide ». Si elle est plus sucrée que la première, mais pas plus que la deuxième, cela confirme que les deux raisons jouent toutes les deux un rôle. Rincez-vous la bouche à l'eau entre chaque cuillerée.
Pour en savoir plus ― vocabulaire, formules et liens avec les programmes scolairesDu collège à l'université, le niveau de chaque notion est précisé
- CollègeNiveau du programme de sciences du collège
- LycéeNiveau des matières « biologie » et « chimie » du lycée
- Lycée+Contenu d'approfondissement du lycée, ou traité en encadré dans les manuels
- UniversitéNon vu au lycée : matière spécialisée universitaire (physiologie sensorielle, génie alimentaire)
- RechercheNon encore établi comme « acquis » même à l'université : sujet encore étudié par les chercheurs
CollègeVocabulaire : ce phénomène a un nom
- Cellule gustative : cellule présente dans les bourgeons du goût (papilles) de la langue, qui capte les molécules sapides et envoie un signal aux nerfs.
- Foisonnement (overrun) : taux de gonflement de la crème glacée dû à l'air incorporé. Exprimé en pourcentage de gonflement par rapport au volume du mélange liquide.
- Densité : poids par mL. Une glace contenant des bulles a une densité plus faible que le liquide fondu.
CollègeLycéeVérification par le calcul : par combien le sucre d'une cuillerée augmente-t-il en fondant ?
Comparons le poids de sucre contenu dans une cuillère à soupe (15 mL) entre la glace congelée et la glace fondue. Les valeurs sont des repères pour le calcul.
| En notation symbolique | m = V × ρ ÷ ( 1 + r ) × w |
| En langage courant | Sucre par cuillerée = volume de la cuillère × densité du liquide ÷ ( 1 + taux de gonflement ) × proportion de sucre |
| D'où vient cette formule | C'est la relation poids = volume × densité. Quand les bulles font gonfler le volume de ( 1 + r ) fois, le même poids de liquide occupe plus de place, donc la densité correspond à la valeur divisée par ( 1 + r ). En fondant, r revient à 0. |
| m | Poids de sucre par cuillerée (g) |
| V | Volume de la cuillère (mL) |
| ρ | Densité du mélange liquide (g/mL) |
| r | Foisonnement (0,5 pour 50 %) |
| w | Proportion de sucre en poids |
| Volume d'une cuillère à soupe V | 15 mL |
| Densité du mélange liquide ρ | environ 1,1 g/mL |
| Foisonnement r | 50 % (volume multiplié par 1,5), hypothèse |
| Proportion de sucre w | environ 15 % |
| Poids d'une cuillerée de glace fondue | 15 × 1,1 = 16,5 g |
| Poids d'une cuillerée de glace congelée | 16,5 ÷ 1,5 = 11 g |
| Sucre dans la glace congelée m | 11 × 0,15 = 1,65 g |
| Sucre dans la glace fondue m | 16,5 × 0,15 ≒ 2,48 g |
| Facteur de multiplication en fondant | 2,475 ÷ 1,65 = 1,5 fois |
Rien que pour le sucre ingéré, on obtient environ 1,5 fois plus. À cela s'ajoute l'effet de la langue refroidie, qui transmet un sucré atténué. Si l'on prend le sucré de la glace congelée comme référence, la glace fondue a non seulement 1,5 fois plus de sucre, mais en plus elle a perdu la réduction de sucré due au froid.
LycéeLycée+Comment le signal du goût est-il influencé par la température ?
LycéeLes récepteurs du sucré, de l'amer et de l'umami sont des protéines qui traversent sept fois la membrane cellulaire (récepteurs couplés aux protéines G). Quand une molécule sucrée s'y fixe, une cascade de réactions impliquant des seconds messagers se déclenche dans la cellule, jusqu'à l'ouverture d'un canal ionique qui modifie le potentiel de membrane. C'est un exemple concret de « récepteur et transmission de l'information » vu en biologie au lycée.
Lycée+Un de ces canaux ioniques, perméable aux cations, est le canal TRPM5. L'étude de Talavera et al. (2005) rapporte que le courant de TRPM5 augmente brusquement avec la température, et que la réponse nerveuse au sucré ainsi que le sucré perçu par l'être humain s'intensifient également avec la température. De même que la vitesse des réactions chimiques varie avec la température, la facilité d'ouverture des protéines en dépend aussi. Le salé et l'acide empruntent d'autres voies, où l'effet de la température serait moindre.
UniversitéLes canaux TRP et la structure des bulles de la glace
TRPM5 appartient à la famille des « canaux TRP ». Il est apparenté à TRPV1 (chaleur) et TRPM8 (froid), qui s'ouvrent eux aussi sous l'effet de la température, et la force de cette dépendance thermique s'exprime par le coefficient de température (Q10). En physiologie sensorielle, on y voit un exemple de recoupement, au niveau moléculaire, entre le goût et la sensation de température. Côté génie alimentaire, la crème glacée est étudiée comme un « complexe de mousse et d'émulsion » entremêlant bulles d'air, cristaux de glace, globules de matière grasse et solution sucrée concentrée non congelée. La valeur du foisonnement influencerait aussi la texture en bouche, la sensation de froid et la vitesse de fonte.
📖 Pour la démonstration des formules et pour aller plus loin : Canaux TRP (Wikipédia japonais) ／ Talavera et al. (2005), TRPM5 et dépendance thermique du sucré
RechercheCe qui n'est pas encore bien élucidé
- La part respective des deux raisons. La proportion dans laquelle la température de la langue et la quantité de sucre contribuent chacune à l'augmentation du sucré perçu varie selon le produit et la façon de consommer, sans qu'un chiffre unique ne fasse consensus.
- Les différences individuelles dans le « goût de la température ». On ignore encore pourquoi certaines personnes perçoivent du sucré en réchauffant simplement leur langue, et d'autres non.
- Le rôle de la matière grasse et du froid. La façon dont le film de matière grasse laitière sur la langue, ou le froid lui-même, modifient la perception du sucré fait toujours l'objet de recherches.
Le contenu de cet article reflète donc « l'état actuel des connaissances ». Gardez aussi à l'esprit que la perception des saveurs varie d'une personne à l'autre.
Liens avec les programmes scolaires (par niveau)
| Niveau | Matière / chapitre | Passage correspondant de l'article |
|---|---|---|
| Collège | Sciences 4e « la densité », 3e « stimulus et réaction » | La baisse de densité due aux bulles, la réception des stimuli par la langue |
| Lycée | Biologie « récepteurs et transmission de l'information » | Récepteur du sucré et cascade de réactions intracellulaires |
| Lycée+ | Approfondissement de chimie « vitesse de réaction et température » | Variation de l'ouverture de TRPM5 avec la température |
| Université | Physiologie sensorielle, génie alimentaire | Canaux TRP, coefficient de température, structure des bulles de la crème glacée |
| Recherche | Recherche sur le goût | Différences individuelles du goût de la température, part des deux raisons |
| ― | Lien avec la vie quotidienne | Desserts froids, assaisonnement des plats refroidis |
- Talavera K. et al. "Heat activation of TRPM5 underlies thermal sensitivity of sweet taste." Nature 438, 1022–1025 (2005)
- Cruz A., Green B. G. "Thermal stimulation of taste." Nature 403, 889–892 (2000)
- Wikipédia (japonais), « Canal TRP » (TRPチャネル)
- Goff H. D., Hartel R. W. "Ice Cream" 7th ed., Springer (2013)
※Cet article est une vulgarisation scientifique à destination du grand public. Les chiffres indiqués sont des repères et des estimations destinés à faciliter la compréhension du mécanisme. La proportion de sucre et d'air varie selon les produits.