Comment goûtons-nous ?

Pour pouvoir percevoir tous les arômes des aliments, nous avons besoin à la fois de notre sens du goût et de notre sens de l’odorat, c'est-à-dire de notre bouche et de notre nez. Sur notre langue se trouvent de petits reliefs visibles à l’œil nu : les papilles. Elles sont formées de bourgeons du goût qui hébergent les cellules gustatives. Les cellules gustatives sont reliées au cerveau par des nerfs. Différentes cellules gustatives peuvent percevoir différents goûts. On a longtemps pensé qu’il n’existait que des cellules gustatives pour reconnaître l’amer, le sucré, l’acide et le salé. Une cinquième saveur est venue s’ajouter entre-temps : l'umami. Les cellules gustatives qui détectent l’umami entrent en jeu avec des aliments riches en protéines ou à la saveur charnue. Le terme « umami » (mot japonais issu des termes umai, « savoureux » ou « épicé », et mi, « essence ») a été inventé par le chimiste japonais Kikunai Ikeda qui, en s'appuyant sur ses études, a déjà proposé en 1909 le terme umami comme nom pour désigner une cinquième saveur.

Les bourgeons du goût sur la langue sont disposés en groupes de différentes formes. Ces structures sont appelées papilles. En fonction de la structure que prend un groupe de bourgeons du goût, c’est-à-dire une papille, on établit une distinction entre les papilles fongiformes, les papilles foliées et les papilles caliciformes. Les papilles caliciformes sont disposées en forme de V à l’extrémité postérieure de la langue. Les papilles foliées sont situées sur les bords arrière de la langue, alors que les papilles fongiformes se trouvent à la surface de la langue et sont bien visibles. La grande majorité des bourgeons du goût sont situés sur la langue, mais on en trouve également sur le voile du palais (la partie arrière molle du palais), dans le nasopharynx, la partie supérieure de l'œsophage, et dans le larynx.

Dans les bourgeons du goût, les différentes cellules gustatives associées aux cinq saveurs connues se trouvent les unes à côté des autres. Elles reçoivent le stimulus qu’elles transmettent au cerveau via les substances dissoutes dans les liquides ingérés ou la salive. Un bourgeon du goût fait saillie dans la bouche à travers un pore gustatif. Le pore gustatif est un rétrécissement qui protège les cellules gustatives sensibles contre la chaleur, le froid et l'action mécanique, tout en permettant la pénétration de liquide. Les cellules gustatives ont une durée de vie d’environ dix jours, après quoi elles se renouvellent. Si une cellule gustative reçoit le même stimulus pendant une période prolongée, elle s’adapte, si bien qu’en quelques secondes ou minutes, la sensation diminue considérablement. 

Le site Internet https://learn.genetics.utah.edu/content/basics/ptc/ (en anglais) propose une illustration intéressante qui représente les papilles, les bourgeons du goût et les cellules gustatives.

Plus nous possédons de papilles du goût, plus notre sens du goût est développé. Les nourrissons naissent avec environ 10 000 papilles du goût. Au cours de la vie, leur nombre se réduit à 5 000. Les personnes âgées n'en ont parfois plus qu'un petit millier. Le nombre de papilles du goût est spécifique à chaque espèce : les chevaux en possèdent beaucoup plus que les humains, à savoir quelque 35 000. Les chats, en revanche, ne disposent que d’environ 400 papilles du goût. Les chats sauvages ne mangent, dans l’idéal, que de la viande ou du poisson fraîchement chassé. Ils n’ont donc pas besoin d’un sens du goût développé qui les avertit de la présence d’aliments avariés. Les chevaux, en revanche, ne tolèrent pas toute une série de plantes présentes dans les pâturages. Ils doivent avoir un goût très développé qui les protège contre la consommation de plantes toxiques pour eux, comme le millepertuis, le séneçon de Jacob ou l'if. Les humains, en tant qu’omnivores (leur alimentation pouvant être composée de différents aliments d’origine animale ou végétale), ont un sens du goût relativement fin.

La perception de différents goûts peut être attribuée à diverses fonctions : de nombreuses plantes ou substances toxiques ont un goût amer, un goût salé indique la présence de minéraux (sodium), le sucre est un glucide très digeste et riche en énergie, l’umami indique la présence de protéines et un goût acide peut signaler un manque de maturité. Pour que les cellules gustatives perçoivent le goût amer, sucré, salé, acide ou umami d’une substance, celle-ci doit présenter un certain seuil de concentration, sinon les cellules gustatives ne déclenchent pas de stimulus. Pour le goût amer, ce seuil est beaucoup plus bas que pour les autres saveurs : il est environ 10 000 fois moins élevé que pour la perception du goût sucré. La perception du goût amer peut s’avérer très importante dans certains cas. Par exemple, dans des conditions de croissance défavorables, telles qu'une sécheresse prolongée, les courgettes que l’on cultive à la maison en utilisant ses propres graines peuvent développer des concentrations toxiques de curcurbitacines amères. Le goût amer devrait normalement dissuader les gens de manger ces courgettes. Des personnes âgées se sont toutefois déjà intoxiquées de cette manière. Mais attention ! Le goût ne suffit pas toujours à nous protéger contre les substances toxiques. L’acétate de plomb (II) est une substance cristalline blanche au goût sucré qui se dissout facilement dans l'eau. Or, cette substance aussi appelée « sucre de plomb » est toxique. Dans les romans policiers, l’arsenic est parfois utilisé comme poison. Il s’agit en fait de trioxyde d’arsenic inodore et insipide qui peut entraîner la mort, même à faible dose (< 0,1 g).

L'odeur des aliments livre aussi des indications sur leur digestibilité. Les odeurs désagréables peuvent empêcher l’ingestion de nourriture si elles sont perçues par l'intermédiaire de ce que l’on appelle le flux d’air orthonasal – l’air qui passe de l’extérieur vers l’intérieur par les narines.

Or, c’est surtout le flux d’air rétronasal qui joue un rôle dans la perception des goûts (agréables). Dans ce cas, l’air circule de la cavité buccale vers la cavité nasale en passant par le pharynx. Cet air contient l’odeur et la saveur d’un aliment  broyé dans la bouche que la langue fait aller et venir. La muqueuse olfactive, également appelée épithélium olfactif, est située dans la partie supérieure de la cavité nasale. Elle est brune et très fine (20 à 50 µm) et couvre 5 à 10 cm2 – soit environ 3 à 5 % de la surface totale de la muqueuse nasale. La muqueuse olfactive se renouvelle environ toutes les dix minutes. Elle sert à évaluer la nourriture, mais aussi à prendre des décisions au sein de la société (choix du partenaire) et a une fonction d'alerte (par exemple odeur de brûlé). La muqueuse olfactive perçoit des goûts ou des arômes plus différenciés que les saveurs de base (sucré, acide, salé, amer et umami).

L'olfaction se fait également par la dissolution de substances. Les parfums sont généralement hydrophiles (ils aiment l'eau) et se dissolvent donc dans le film muqueux de la muqueuse olfactive. Il existe plusieurs centaines de cellules olfactives différentes, chacune capable de reconnaître un groupe de molécules odorantes. Grâce à des combinaisons de différentes cellules olfactives qui transmettent un stimulus, les humains sont en mesure de percevoir environ 10 000 odeurs différentes. Le goût de fruits ou du sucre à la cannelle, comme dans notre expérience, est donc principalement dû à la stimulation des cellules sensorielles olfactives et moins à celle des cellules gustatives. Les élèves connaissent peut-être les bouteilles d’eau spéciales qui font précisément appel à ce principe. On remplit ces bouteilles d’eau du robinet et on place une capsule aromatique dans le bouchon de la bouteille. Lorsque l’on boit de l’eau, l'air passe devant la capsule et pénètre dans la cavité buccale. Les arômes de la capsule atteignent ainsi la muqueuse olfactive à travers le flux d’air rétronasal et on a l'impression que l’eau a un goût de citron, de menthe ou d’orange, selon l'arôme de la capsule.

Comme pour le goût, on distingue des odeurs de base, mais elles ne correspondent pas 1:1 à un type particulier de cellule olfactive. Pour pouvoir décrire et classer les odeurs, on définit donc des odeurs de base, à partir desquelles toutes les autres odeurs sont composées. Cette classification est toutefois arbitraire et il existe différentes listes. Une classification plus ancienne est le prisme des odeurs de Henning datant de 1915. Un prisme est constitué de deux triangles superposés, reliés par les angles. Les six coins du prisme représentent les composantes olfactives : floral, fruité, résineux, aromatique, fétide et brûlé. Toutes les autres odeurs sont des mélanges de ces six odeurs de base et sont localisées dans le prisme.

L’odorat est relié au système limbique du cerveau. Le système limbique joue entre autres un rôle dans l'apprentissage, la mémorisation et les émotions. Grâce à cette connexion avec l’odorat, les humains et les animaux peuvent très rapidement récupérer différentes informations qu’ils associent à des odeurs ou arômes déterminés. La perception des couleurs se situe également dans le système limbique. « On mange avec les yeux » – la perception des couleurs fait partie des informations mémorisées lors de l’ingestion d’aliments. Au cours de notre vie, nous apprenons ainsi que les fruits rouges sont plus mûrs que les fruits verts, par exemple, ou que les aliments ont généralement des couleurs déterminées. Les enfants sont encore bien moins réticents que les adultes à consommer des aliments d'un bleu éclatant.

Les chiens ont un odorat très fin et possèdent jusqu'à 50 fois plus de cellules olfactives que les humains. Ils distinguent aussi très bien l'intensité des odeurs qui parviennent à leur muqueuse olfactive par la narine gauche ou droite. C’est à cette capacité que fait appel le mantrailing, la recherche de personnes avec l’aide d’un chien spécialement formé. Les chiens sont en quelque sorte capables de sentir en trois dimensions grâce à la différence d’odeur entre la narine gauche et la narine droite, ce qui leur permet d’évaluer avec précision de quelle direction provient une odeur déterminée.

Nous mangeons aussi avec les yeux: Parfois, le sens du goût peut être "dérangé" par le sens de la vue.  Pour cela, tu peux choisir l'une de ces expériences de raccordement possibles :

1. Préparez à l’avance deux bols de couleurs différentes contenant le même yaourt (nature ou aromatisé). Il ne faut bien entendu pas attirer l’attention des élèves au préalable sur le fait que le contenu des deux bols est identique. Faites goûter aux élèves une cuillère de yaourt dans les deux bols. Chaque élève doit à présent dire quel yaourt il préfère.

Vous pouvez aussi choisir de colorer vous-même du yaourt nature avec deux colorants alimentaires différents (au goût neutre). Les élèves doivent goûter les deux types de yaourt et déterminer lequel a meilleur goût selon eux·elles.

Il est probable que de nombreux élèves ne remarquent pas qu’il s’agit du même produit et qu’ils·elles s’expriment en faveur de l’une des deux « variétés ».

Dites-leur qu'il s'agissait deux fois du même produit. Les enfants se rendent compte qu'ils ont été induits en erreur par la présentation du produit proposé.

2. Proposez aux enfants une boisson (par exemple de l'eau aromatisée à la menthe, ou de l'eau avec du sirop de citron ou de framboise) que vous avez coloré à l'avance avec un colorant alimentaire qui ne se superpose pas à la couleur du fruit. Exemples : eau aux framboises colorée en vert, eau au citron colorée en rouge, eau à la menthe colorée en bleu ou autre. Les enfants reconnaîtront-ils le goût ou seront-ils induits en erreur par la couleur ?

La rubrique « Idées pour l’enseignement des sciences à l’école fondamentale » a été élaborée en coopération avec le Script (Service de Coordination de la Recherche et de l’innovation pédagogiques et technologiques) et est destiné principalement aux enseignantes et enseignants de l’école fondamentale. L’objectif de cette rubrique est de vous épauler, dans votre rôle d’enseignant, avec de petits articles, afin de vous aider à transmettre la méthode scientifique. Pour ce faire, il n’est pas nécessaire que vous saviez déjà tout sur le thème de sciences naturelles en question. Il s’agit plutôt de créer un environnement dans lequel les élèves pourront expérimenter et observer. Un environnement, dans lequel les élèves apprendront à poser des questions et à formuler des hypothèses, à développer des idées et à trouver les réponses à travers l’observation.

C’est pourquoi nous structurons toujours nos articles selon le même schéma (question, hypothèse, expérience, observation/conclusion),* que l’expérience soit réalisée de façon autonome en classe ou qu’elle soit présentée par visionnage d’une vidéo. Ce schéma peut en fait être appliqué à tous les thèmes scientifiques.

Nous fournissons, en plus des connaissances de base, des explications supplémentaires afin de permettre aux enseignants intéressés de s’informer et de pouvoir répondre aux éventuelles questions. Cela donne également la possibilité aux élèves d’effectuer eux-mêmes des recherches sur science.lu.

Nous espérons que nos articles vous seront utiles et que vous pourrez les appliquer en classe. Nous serions heureux que vous nous fassiez part de votre feedback et de vos suggestions et nous sommes prêts à améliorer constamment nos articles. Vous pouvez nous contacter ici.

*Dans la pratique, le processus scientifique ne se déroule pas toujours de manière aussi linéaire. Cependant, pour des raisons de simplicité, nous procédons normalement de manière linéaire dans cette rubrique.

« École du Goût » - Brandenburg

Une initiative de la commune de Tandel et des parcs naturels Our, Sauer et Mëllerdall.

Site web : https://www.naturpark-sure.lu/projects/geschmacksschule-ecole-du-gout/

Park Sënnesräich

30 Duarrefstrooss

L-9762 Lullange

Tel: +352 99 47 84 – 45  

Email: info@sennesraich.lu

Site: https://www.sennesraich.lu/saal-der-sinne/

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Au SciTeach Center les enseignants peuvent emprunter du matériel d’information, d’expérimentation et d’exposition. Ils peuvent ainsi se familiariser avec l’apprentissage basé sur la „recherche-découverte“ centré sur l’élève lors de formations continues offertes par le centre.

Alors que notre rubrique vise à permettre aux élèves de s’accoutumer à la méthode scientifique à l’aide d’instructions, le concept de l’apprentissage basé sur la recherche et la découverte consiste à donner aux élèves une plus grande liberté de création. En tant qu’enseignant, vous ne ferez que mettre un peu de matériel à disposition ou poser quelques questions. Les élèves décident ensuite eux-mêmes ce qui les intéresse ou ce qu’ils ont envie d’essayer. Votre rôle en tant qu’enseignant est de les accompagner et de les soutenir dans leur travail.

Au SciTeach Center, l’apprentissage des compétences en cours de sciences naturelles doit être encouragé. Pour ce faire, le SciTeach Center offre aux enseignants la possibilité de développer de nouvelles idées et activités pour leurs cours de sciences naturelles, en collaboration avec d’autres enseignants et le personnel scientifique du SciTeach Center. Ce travail collectif a également pour but de renforcer la confiance dans son propre cours et d’évacuer les peurs éventuelles face à des expériences libres en classe. Les réunions sont animées par des collaboratrices scientifiques de l’Université du Luxembourg et par des enseignantes.