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Science des saveurs: comment nous goûtons le sucré, l'acide, le salé et plus

Chloe Hays September 25, 2020 Cuisine


Il y a plusieurs mois, j'ai publié un petit article sur la façon de faire une vinaigrette en remplaçant le vinaigre d'une vinaigrette occidentale typique par du shoyu-dashi japonais. J'ai trouvé l'idée plutôt cool, car une vinaigrette est, par définition, une sauce qui mélange l'huile avec un type de liquide acide (le plus traditionnellement du vinaigre). Le shoyu-dashi, quant à lui, est un condiment japonais qui associe la sauce soja au dashi, le bouillon japonais. C'est principalement salé et savoureux, sans la saveur du vinaigre ou du jus de citron. Tout au long de la pièce, j'ai utilisé les termes «aigre», «acide» et «acidulé» de manière interchangeable pour décrire la partie de la vinaigrette que j'omettais.
J'ai été surpris lorsque certaines personnes ont affirmé que mon article était trompeur. Shoyu-dashi, disaient-ils, est un acide parce que son pH est inférieur à 7. Par conséquent, j'avais remplacé un acide par un autre, et ma prémisse était donc défectueuse. Techniquement - scientifiquement - ils avaient raison. Mais culinaire, ils ne l'étaient pas. «Acide», dans la cuisine, ne fait référence à aucun et à tous les ingrédients chimiquement acides; il ne fait référence qu'à un plus petit ensemble d'ingrédients que nous utilisons pour leur acidité. De même, «sel» dans la cuisine signifie presque toujours le sel de table, qui est le chlorure de sodium (NaCl), et pas tous les autres sels sous le soleil - en fait, la grande majorité des sels n'ont pas ce que nous percevrions comme un goût purement salé.
Tout cela m'a fait réfléchir à la confusion de ces termes. Dans le laboratoire, des mots comme «acide» et «sel» ont des définitions très claires. Dans la cuisine, nous utilisons ces mêmes mots, mais pas exactement de la même manière. Que dit-il sur la façon dont notre perception du goût est liée à la science sous-jacente?

Comprendre le goût et la saveur

Familièrement, les mots «goût» et «saveur» sont souvent traités comme des synonymes. Je suis tout aussi susceptible de dire «j'aime le goût du napalm le matin» que de dire «j'adore la saveur du napalm le matin». Je citerais mal Apocalypse Now de toute façon (et j'aurais clairement besoin d'un rappel sur ce qu'est le napalm si je pensais qu'il était comestible), mais les deux mots font passer le sens. Pour cette discussion, cependant, nous allons être plus précis dans notre choix de mots.
Lorsque nous parlerons du «goût» ici, nous ne ferons référence qu'au très petit ensemble de cinq sensations que nos langues peuvent détecter: salé, acide, amer, sucré et umami. (Il y a de plus en plus de preuves que nous pouvons également avoir des récepteurs spécifiques sur nos langues pour la graisse, ce qui en ferait le sixième goût - et sans doute le plus délicieux -. Quand nous disons «saveur», nous nous référons à l'expérience sensorielle globale , qui comprend non seulement ces cinq ou six goûts, mais aussi la dimension incroyablement complexe et variée de l'arôme.
Pour beaucoup d'entre nous, la pensée du «goût» évoque immédiatement l'une de ces vieilles cartes gustatives. Vous connaissez ceux-là - des dessins de langues avec des régions délimitées, montrant que nous avons un goût amer sur les côtés, sucré à l'avant et amer à l'arrière. Mais ce n'est pas vraiment ainsi que cela fonctionne. Au lieu de cela, dit Crosby, nos langues sont couvertes de bosses, techniquement appelées «papilles», et chaque papille a des milliers de papilles gustatives dessus. Chaque papille gustative, à son tour, contient environ 100 cellules gustatives. Et chacune de ces cellules gustatives est conçue pour ne détecter qu'un seul de chacun des cinq (ou six) goûts. * Malgré ce que ces cartes des papilles gustatives nous ont toujours montré, la vérité est que les cellules sont assez bien réparties sur toute la langue.
* Il y a en fait un très petit chevauchement dans ce que les cellules peuvent détecter, mais pour des raisons pratiques, il est plus facile de penser que chaque cellule est capable de détecter un seul goût.
L'une des choses les plus importantes à comprendre sur notre capacité à goûter, selon Crosby, est que nous sommes génétiquement câblés pour le faire. Codé dans notre ADN sont les conceptions de récepteurs très spécifiques pour goûter le sel, l'acide et le reste; chacun est là dans le seul but de détecter ces substances dans nos aliments et d'alerter immédiatement notre cerveau. L'odorat, par contre, s'apprend. «Nous n'avons pas de récepteur spécifique pour l'odeur de bacon», dit Crosby. Au lieu de cela, nous utilisons les quelque 400 récepteurs d'odeurs différents dans notre nez pour créer une impression de bacon. Cela ne se produit pas dans le nez, cependant, c'est quelque chose que fait notre cerveau. Dans l'ensemble, notre cerveau peut capter les signaux envoyés par ces 400 récepteurs olfactifs et en rassembler environ 10 000 odeurs distinctes. «Notre sens du goût est fabriqué directement dans notre bouche», m'a dit Crosby. "Les odeurs sont fabriquées dans notre cerveau."
Il y a probablement de très bonnes raisons évolutives à cela. Notre corps a besoin de chlorure de sodium, ce que nous appelons communément le sel, pour réguler la quantité de liquide dans nos cellules et notre système sanguin; sans elle, nous mourons. Le sucre, quant à lui, est une énergie pure - notre cerveau en consomme à lui seul un quart de livre par jour pour continuer à fonctionner. L'acidité signale non seulement la détérioration (les aliments pourris deviennent souvent aigres) mais aussi la sous-maturité, ce qui est logique compte tenu de la quantité de sucre dont nous avons besoin. Mieux vaut retenir cette pêche acidulée et attendre qu'elle regorge de sucre avant de prendre une bouchée. Même si certains d'entre nous pensent que nous ne pouvons pas vivre sans bacon, notre ADN ne semble pas être d'accord.
Fait intéressant, notre sensibilité à chacun des goûts fondamentaux est liée à la quantité dont nous en avons (ou non) besoin. Nous avons besoin de beaucoup de sucre, et nous y sommes donc les moins sensibles; nous sommes environ 10 fois plus sensibles au sel qu'au sucre, ce qui nous oblige à en consommer moins; l'umami, qui indique la présence de protéines, est à peu près similaire à cet égard au sel; nous sommes 10 fois plus sensibles à l'acidité qu'au sel ou à l'umami; et puis nous sommes au moins 10 fois plus sensibles à l'amer qu'à l'acide. Une telle sensibilité élevée aux aliments acides et amers signifie que nous finissons par limiter plus strictement la quantité que nous mangeons - probablement une bonne chose, étant donné qu'ils sont souvent des signes de pourriture ou de poison. (Bien que, comme tout amateur de café, de chocolat ou de bière peut en témoigner, il est possible de surmonter certaines de ces aversions avec une vie de formation dédiée.)
Et, bien sûr, tous ces signaux sont encore compliqués par la façon dont notre cerveau les interprète, qui dépend de l'expérience passée et actuelle - votre histoire avec vos propres recettes familiales signifie qu'elles ont un goût différent pour vous de la façon dont elles le font à un étranger. , et une bière froide a vraiment meilleur goût par une journée chaude.

Comment nous goûtons

Maintenant que nous avons passé en revue les principes fondamentaux du goût et de la saveur, examinons de plus près comment nos langues détectent chacun de ces cinq goûts (ou, encore une fois, si nous comptons les gras, six).
Nos langues détectent la majorité des goûts - amer, sucré, umami et gras - en utilisant des récepteurs de protéines à la surface des cellules gustatives. Les récepteurs sont comme des verrous, et les molécules amères, sucrées, umami et grasses sont comme des clés: elles s'emboîtent de manière spécifique, et quand elles le font, les cellules envoient des signaux au cerveau signalant la présence des molécules.
Mais le sel et l'acide fonctionnent différemment. Selon Crosby, nos cellules de détection de sel et d'acide n'ont pas de récepteurs de protéines de type verrouillage et clé à leur surface. Au lieu de cela, ils ont des canaux qui permettent aux ions sel et acide d'entrer dans les cellules elles-mêmes. «Pensez-y comme au Lincoln Tunnel», dit-il. "Ils permettent le transport des ions de l'extérieur de la cellule, à travers la membrane de la cellule, vers l'intérieur." Et, parce que les ions sont chargés électriquement, ils modifient la charge électrique des cellules elles-mêmes, ce qui indique au cerveau qu'il a un goût de sel ou d'acidité.
Cela peut ne pas sembler très important, mais cela contient en fait au moins une partie de la réponse à la raison pour laquelle les cuisiniers et les scientifiques utilisent différemment les mots «acide» et «sel».

Sels et acides: un examen plus approfondi

Un sel est un composé qui résulte de la réaction d'un acide avec une base, et il se décompose en ions positifs et négatifs lorsqu'il est dissous dans l'eau; ces ions ont des charges électriques positives et négatives (positives en raison de l'absence d'électron et négatives en raison d'un électron supplémentaire). Ainsi, le chlorure de sodium (NaCl), lorsqu'il est dissous dans l'eau, se sépare en un ion sodium chargé positivement (Na +) et un ion chlorure chargé négativement (Cl-). Tout le sel se dissoudra toujours dans l'eau jusqu'à ce que l'eau atteigne son point de saturation.
En ce qui concerne la dégustation du sel, les canaux ioniques de nos cellules gustatives sensibles au sel sont très petits: juste assez grands pour laisser passer les minuscules ions sodium et chlorure, mais pas grand-chose d'autre, y compris la plupart des autres sels dissous. C'est la clé de la raison pour laquelle le chlorure de sodium est l'un des seuls sels qui ont réellement un goût salé pour nous. Si nous revenons à l'analogie du tunnel Lincoln de Crosby, c'est comme si le tunnel était juste assez grand pour laisser passer les MINI Coopers et VW Bugs, mais tout ce qui était de la taille d'une berline et plus se briserait contre l'entrée, ne jamais entrer dans la cellule. Parce qu'il y a si peu de sels qui produisent des ions aussi petits que le NaCl, il est très difficile d'en faire un substitut convaincant - le chlorure de lithium est l'un des seuls qui fonctionnerait, mais alors nous ingérerions tous un puissant stabilisateur d'humeur comme assaisonnement sur nos œufs et pommes de terre. Le chlorure de potassium n'a aucun des effets secondaires du lithium, mais il a une saveur nettement amère qui tache tout ce à quoi il est ajouté. (Certains substituts de sel résolvent ce problème en mélangeant du chlorure de potassium avec du chlorure de sodium pour essayer de réduire les niveaux de sodium tout en minimisant ce goût amer, mais ce n'est toujours pas une sonnerie morte pour notre NaCl pur et bien-aimé.)
Comme les sels, les acides peuvent également se dissocier en ions positifs et négatifs. Dans le cas des acides, cependant, l'ion positif est toujours l'hydrogène, et ces ions hydrogène (également appelés protons) produisent toujours un goût amer. La force d'un acide, cependant, est fonction non seulement de sa concentration, mais aussi de sa propension à se dissocier. L'acide chlorhydrique, par exemple, est très fort: ajoutez-le à l'eau et presque 100% de celui-ci se décomposera en ions hydrogène positifs et leurs homologues négatifs. Si vous étiez assez fou pour le manger (s'il vous plaît ne le faites pas), ce serait incroyablement acide, même à des concentrations très diluées. Comparez cela à l'acide acétique (l'acide du vinaigre), dont seulement environ 1% se dissocie dans l'eau - et pourtant c'est encore assez pour faire froncer la bouche. (La sauce de soja, pour référence, est environ 10 fois plus faible en acide que le vinaigre, en fonction de leurs valeurs de pH.) Le fait est que ce n'est pas parce qu'un aliment est techniquement acide qu'il aura toujours un fort, ou même une saveur acidulée perceptible; cela dépend du type d'acide en question et de sa concentration.

Ramener cela dans le monde réel

Tout cela est bien beau, mais avant de signer, il est important de se rappeler que les saveurs des aliments que nous mangeons sont bien plus compliquées que les types d'exemples scientifiques isolés ici. "La science pure est différente des applications culinaires parce que lorsque vous avez affaire à un aliment, vous avez affaire à un mélange complexe de choses, par opposition à des substances pures", m'a rappelé Crosby. À titre d'exemple, il a énuméré certaines des façons dont les goûts de base peuvent interférer les uns avec les autres: le sel supprime notre perception de l'amertume, et l'umami et les acides améliorent notre perception du sel, tandis que la graisse réduit notre capacité à goûter le sel. Ensuite, il y a la couche supplémentaire d'arôme en plus de cela, qui peut influencer notre perception de tout ce que nous mangeons de manière profonde. "Avec la sauce de soja, c'est beaucoup plus faible que le vinaigre en tant qu'acide, et puis vous avez tous ces autres composants, comme des niveaux élevés de sel et de glutamates", a-t-il déclaré. "Il contient tellement de molécules au goût puissant, en plus de son arôme, qu'elles submergent toute perception de goût amer."
Alors, la sauce soja est-elle un acide? Eh bien, techniquement, oui. Juste ... pas dans la cuisine.

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