Lorsque
nous goûtons un produit alimentaire, la sensation de plaisir que nous
ressentons utilise nos cinq sens. Tout d’abord on peut parler de l’ouïe durant
la cuisson, suivie par la vue selon l’aspect du produit, ensuite l'odorat qui a
un rôle important, puis sa texture, par le touché, aussi bien dans la découpe
du produit que grâce à la mastication, et enfin le goût qui est le facteur
déterminant pour la dégustation d’un produit.
Le goût est lui-même
caractérisé par quatre principales saveurs qui sont : le sucré, le salé,
l’acide et l’amer que chacun sait distinguer sans aucune difficulté.
Contrairement à cela il y a l’umami, une saveur mystérieuse qui se trouve de
nos jours dans nos assiettes au quotidien. L’umami est d’ailleurs considéré
aujourd’hui comme la cinquième saveur. Mais alors comment l’homme utilise et
perçoit cette saveur ? Et jusqu’où vont nos connaissances à propos de
cette saveur ?
Une saveur venue du pays du soleil levant.
Etymologiquement,
le mot umami vient du japonais « Umai » qui signifie délicieux et
« mi » qui signifie le goût, l’umami serait donc le goût du
délicieux, du savoureux. Avant la découverte japonaise, cette saveur avait été
mentionnée par le théoricien en cuisine française Jean Anthelme Brillat-Savarin en 1805 dans un
de ses ouvrages (La physiologie du goût) où il a nommé cette nouvelle
saveur osmazone. Mais sans réelle recherche scientifique, sa découverte a très
vite été oubliée. L’umami a finalement été identifiée et nommée par le
chercheur japonais Kikunae Ikeda en 1908 lorsqu’il identifie une saveur ne correspondant
à aucune autre des quatre saveurs déjà existantes, dans une soupe
traditionnelle japonaise. Même si dans son pays d’origine, le terme d’umami est
particulièrement reconnu et utilisé, elle reste quand même une énigme pour les
occidentaux qui l’utilise dans leurs plats sans vraiment en avoir
conscience.
Contrairement aux
idées reçues, la saveur umamique n’est pas seulement caractéristique de la
cuisine japonaise et elle peut être perçue dans beaucoup d’aliments, que ce
soit des fruits, légumes, du fromage, traditionnels de la cuisine occidentale.
Certains aliments vont voir, en vieillissant, leur saveur augmenter et donc
l’umami se développer. Cela s’explique par le fait que ces aliments en
vieillissant et en se raffinant, transforment certaines de leurs protéines en
acide glutamique donnant alors un goût particulièrement savoureux au niveau de
la langue. Même s’il est difficile de donner une réelle définition de la
sensation que peut procurer l’umami, on peut dire qu’il s’agit d’une saveur que
tout le monde a déjà ressentie sans le savoir, et même pour certains chercheurs
la première saveur ressentie par l’intermédiaire du lait maternel.
Bien
que l’acide glutamique se trouve naturellement dans beaucoup d’aliment, son
équivalent chimique appelé glutamate monosodique ou sous l’appellation E621,
est beaucoup utilisé dans l’industrie
agro-alimentaire comme exhausteur de goût, et parallèlement à cela comme
additif. Au Japon, ce glutamate synthétisé est même vendu aux particuliers dans
le même format que serait vendu du sel. Mais une association à une autre saveur
est indispensable car ce glutamate n’a pas vraiment de goût agréable consommé
seul. Même s’il est beaucoup utilisé dans les aliments industriels, des
recherches sont encore en cours pour reconnaître une toxicité de la molécule
sur le corps humain. Le Glutamate monosodique agirait tout de même sur le
cerveau humain comme additif, modifiant le fonctionnement des récepteurs
responsables de l’inhibition de l’appétit, poussant alors le consommateur à
manger sans faim. Il faut donc bien faire une différence entre l’acide
glutamique naturel et le glutamate synthétisé qui ne provoque qu’une sensation
de saveur.
Un goût ou une saveur ? Quelle est la
limite et comment sont-ils perçus?
Tout
d’abord il faut savoir que la langue a
trois types de papilles pour le goût et que chacune de ces papilles est
constituée de papilles gustatives. Un Homme adulte possède en moyenne dix mille
papilles gustatives. Elles sont composées de cellules possédant à leur surface
des récepteurs qui reçoivent les substances non volatiles libérées lors de la
mastication d’un aliment. La langue humaine effectue des mécanismes lui
permettant de détecter les quatre saveurs de bases et aussi l’umami. Ainsi les
informations des différentes saveurs vont être transmises au cerveau par le
système nerveux. L’umami est considérée comme une saveur plutôt qu’un goût. En
effet, le goût est la réunion entre les saveurs perçues par la langue et
l’arôme perçu par le système olfactif. Ici l’existence de ces récepteurs
spécifiques à cette saveur sur la langue, et transmettant un signal par les
nerfs du goût, indique une nécessité physiologique de reconnaître cette saveur
de base.
Figure
1 : Perception du goût et de la saveur chez l’Homme [1]
Certains
scientifiques se sont alors posés la question : « Qu’est-ce que
cela produit sur la langue et les papilles et comment ? ». C’est
ainsi qu’ils ont découvert que la saveur umamique était dûe aux différents constituants
de l’umami à savoir le glutamate, l’inosine monophasphate(IMP) et la guanosine
monophosphate (GMP.
Les bourgeons
gustatifs sont un amas de cellules gustatives qui se situent dans les papilles
de n’importe quel type, ce sont ces cellules qui permettent de détecter les
différents goûts et qui pourra les interpréter en signaux nerveux. Il peut y
avoir de 50 à 100 cellules dans un bourgeon, elles se décomposent en 4 types (2
servant de soutien, 1 a la détection du goût et une dernière ayant un rôle de
remplacement). Parmi les nombreuses cellules servant à la détection du goût il
y a deux sortes de cellules. Les cellules réceptrices (non innervées) répondent
aux stimuli sucré, amer et umami et les cellules pré- synaptiques (innervées)
qui répondent directement aux stimuli
acides et salés. Les signaux de cellules non
innervées vont se diriger vers les cellules présynaptiques pour que
l’information arrive au cerveau. Toutes les
cellules comportent à leur sommet des petites villosités qui permettent
de capter toutes les molécules gustatives ainsi que le glutamate et les autres
substances qui donnent le goût umami.
Les récepteurs
gustatifs qui détectent ce goût mystérieux sont en fait dans toutes les
papilles gustatives de notre langue. Tout d’abord il y a trois récepteurs a
l’origine de la reconnaissance du glutamate :
•
L’hétérodimère
T1R1/T1R3, qui détecte le glutamate et l’aspartate. De plus T1R1/TR1R3 à une
structure identique à 50% aux récepteurs au sucre. On les retrouve
majoritairement sur notre palais et sur les bords de la langue.
(Un héterodimère est une protéine qui
possède deux sous unités différentes)
•
Des variantes des
récepteurs mGluR1 et mGluR4, qui détectent aussi le glutamate
(Les récepteurs mGLuR1 et mGluR4 sont
des protéines qui inhibent la cascade de l’AMP cyclique, puisqu’ils sont
simplement des dérivés dans le cas présent, ils servent à détecter l’umami)
Ces récepteurs sont
couplés à des protéines de type G ce qui
va provoquer la libération du calcium dans les cellules et qui va entrainer la
libération de l’ATP et de neurotransmetteurs comme la sérotonine. Les cellules
réceptrices du goût n’ont pas de liaison entre elles (ou synapses) donc c’est
l’ATP qui va transmettre l’information aux nerfs qui eux vont le transmettre au
cerveau et analyser le goût.
De plus le récepteur
T1R1/TR1R3 ne détecte pas uniquement le glutamate et l’aspartate, il s’est
avéré qu’il répond également à des ribonucléotides, c’est-à-dire des composants
de l’ARN, tels que l’IMP (inosine monophosphate) et GMP (guanosine
monophosphate). C’est ainsi que Akira Kuninaka découvrit que le glutamate,
élément essentiel de l’umami, pouvait en étant associé à un de ces deux
composés, amplifié la saveur umamique. C’est ainsi que s’explique l’association
d’aliments formant nos plats traditionnels et définissant nos différentes
cultures gastronomiques. La synergie de ces composés avec l’umami a initié un nouvel additif autre que l’E621 composé
uniquement de glutamate monosodique (GMS), qui est l’E635 composé de l’IMP et
le GMP visant à rehausser les aliments contenant du glutamate.
Selon La température,
l’odeur, l’aspect, et les conditions dans lesquelles nous mangeons un aliment,
celui-ci aura un goût différent, de plus, les quatre autres saveurs
primordiales vont ou masquer, ou révéler encore plus la cinquième saveur,
l’umami. Par exemple si le sel est présent en trop grande quantité dans
l’aliment, la langue se focalisera sur cette saveur qui est assez imposante et
c’est également le cas pour la saveur sucrée, donc l’umami ne sera pas très
bien détectée, l’acidité ou l’amertume peut donner des arrière goûts dans la
bouche ce qui peut masquer le goût persistant et durable de l’umami.
Il y a en fait trois
substances présentes dans l’umami connues à ce jour : le glutamate, l’inosine
monophosphate et le guanosine monophosphate. Le glutamate est un acide aminé
commun que l’on trouve abondamment dans la nature. Les deux autres molécules
participant à la saveur umamique sont présentes dans beaucoup de produits
alimentaires. Ce sont les japonais qui sont à l’origine de la découverte de ces
trois molécules.
Le glutamate est
aujourd’hui le plus étudié parmi ces constituants majeurs. On peut le retrouver
dans les protéines de nombreux aliments. Il existe également sous forme libre
naturellement également dans des produits alimentaires tels que la viande, les
fruits de mer et les végétaux. Comme exemple on peut citer la tomate qui est
particulièrement riche en glutamate ce qui explique sa grande utilisation aux
quatre coins du monde proposant ainsi une grande variété de plats à la saveur
umamique.
Le glutamate est très
important et intéressant pour nos scientifiques car il est très présent dans
notre corps. En effet 2% de notre masse corporelle correspond au glutamate. On
le retrouve dans des organes vitaux comme les muscles, les reins, le foie ainsi
que d’autres organes, mais surtout dans le cerveau. Un Homme consomme en
moyenne une quinzaine de grammes de glutamate lié dans une protéine et un
gramme de glutamate libre dans son alimentation quotidienne et son corps
synthétise une cinquantaine de grammes de glutamate libre. Chez un bébé le
glutamate est très important, il constitue l’acide aminé le plus présent dans
le lait maternel parmi les 20 acides aminés essentiels et favorise ainsi l’acceptation
du lait maternel par le corps de l’enfant. Des tests ont montré que cela est
vrai particulièrement pour l’Homme.
Figure
2 : Pourcentage massique du glutamate dans différents laits maternels [2]
Lors
de l’ascension de la nourriture asiatique dans les années 1960 d’autres
expériences sur l’umami ont été effectuées. En effet la nouveauté de cette saveur
était associée à ce que l’on appelait « le syndrome du restaurant
chinois ». De nombreux scientifiques ont donc étudié cette saveur afin de
démontrer qu’elle n’était pas néfaste pour la santé. Ainsi cette saveur a pu se
développer jusqu’à aujourd’hui.
L’umami synthétisé par l’Homme :
le Glutamate monosodique.
Pourtant
aujourd’hui l’umami n’est pas définie et personne ne saurait l’expliquer.
Certaines expériences ont été réalisées afin de mieux connaître les propriétés
du glutamate monosodique qui correspond à la saveur synthétique de l’umami par
ce dérivé du glutamate. Des étudiants ce sont portés volontaires et ont ainsi
participé à une expérience consistant à goûter séparément trois
« aliments » : l’eau, le glutamate monosodique, et à un des deux
ribonucléotide souvent associés au glutamate pour accentuer son effet
d’exhausteur de goût. A ce stade chaque composé était sans saveur voire
déplaisant. Après cela les mêmes étudiants ont dû boire un cocktail composé des
trois éléments associés c’est ainsi qu’une saveur végétale agréable est
apparue. Cette expérience fût associée à l’observation de l’activité cérébrale
de chaque individu par IRM, ce qui a conduit à l’observation de la plus forte
et plus longue activation des neurones du cortex frontal associée au plaisir du
goût.
Des tests cliniques
ont été effectués pour mieux comprendre comment l’Homme ressent l’umami. Pour
cela différentes concentrations d’umami ont été testées sur des patients
atteints de déficience gustative et de témoins, sans déficience, de tous âges,
et à différents emplacements dans leur bouche. Tout d’abord il était important
de détecter un seuil de sensibilité ou de reconnaissance à l’umami afin
d’effectuer les tests suivants. Ainsi les expériences ont montré que l’Homme
sans désordre alimentaire pouvait détecter l’umami entre une concentration de
50 et 200 mM. Les tests ont permis de savoir que l’umami est mieux captée à
l’avant de la langue qu’à l’arrière et que sur le palais. De plus cette saveur
est perçue de la même manière à tous les âges. Pour finir un patient ayant une
déficience gustative, à le même seuil de sensibilité à l’umami, après
traitement, alors qu’avant, le seuil de sensibilité était plus haut (il
nécessitait une plus forte concentration d’umami) à tous les sites de la bouche
testés. [3]
D’autres expériences
sont encore à effectuer car la question des scientifiques était de savoir à
quoi servait cette saveur. En effet les autres saveurs sont toutes associées à
certaines particularités essentielles chez l’homme : le sucre, est la
présence de glucide essentiel pour l’organisme, le salé est un élément
essentiel à notre organisme, l’acide prévient de la pourriture d’un aliment et
l’amertume provoque une sensation de danger de notre corps face à un aliment
toxique. Certes l’umami est associée au goût des protéines car il est provoqué
par un acide aminé mais même si cet acide aminé, le glutamate, est essentiel
pour nos neurones en particulier c’est un acide aminé déjà produit en quantité
suffisante par l’homme. Cet hypothèse laisse penser que les lipides eux aussi
aurait une saveur propre nommée oleogustus et qui serait alors la sixième saveur.
En 1908, le professeur Kikunae Ikeda isole dans une algue
l'acide glutamique. Le professeur, en voulant vérifier que l'acide glutamique
était bien responsable du goût umami, effectua différents tests sur différents
sels de glutamate, tels que le sodium, calcium ou encore magnésium. Tous ces
sels étaient similaires à l'umami, d'un point de vue gustatif, avec un
arrière-goût dû aux minéraux. Cependant, le sel de sodium était plus savoureux
et plus simple à fabriquer et cristalliser. Ainsi Kikunae Ikeda a appelé ce
produit : Glutamate monosodique (ou GMS). La production industrielle démarre en
1909 avec les frères Susiki, sous le nom « Essence du goût ».
Le
Glutamate monosodique est produit de trois façons différentes : soit en
hydrolysant des protéines végétales avec de l'acide chlorhydrique, soit en
faisant une synthèse avec de l'acrylonitrile, et enfin la méthode actuelle, la
fermentation bactérienne. Au départ, on utilisait le gluten de blé pour sa
forte concentration en glutamate et glutamine. Mais avec la demande mondiale
croissante, les scientifiques ont recherché d'autres méthodes de synthèse du
GMS.
De nos
jours, la production se fait majoritairement via la fermentation bactérienne :
il s'agit d'un processus comparable à celui de la fermentation du vin. Les
bactéries utilisées sont sélectionnées, comme le genre corynéformes par
exemple, puis mise en culture en présence d'ammoniac, et des glucides issus,
par exemple, de canne à sucre. Ces bactéries vont excréter alors le L-glutamate
qui sera isolé. S'en suive des étapes de filtration, concentration,
acidification et cristallisation, ce qui permet d'obtenir le glutamate sous une
forme de poudre blanche pur. En solution, il se dissout en glutamate de sodium
dans l'eau, mais pas dans des solvants organiques. Enfin lorsqu'on le cuisine,
le GMS est particulièrement stable, mais des réactions de Maillard (réaction
correspondant à l'action des sucres sur les protéines), peuvent se produire si
le GMS est en présence de sucres à haute température.
Le GMS a
pour principal intérêt de sublimer les autres composants actifs du goût en
équilibrant le goût global des plats. Il est beaucoup utilisé avec la viande,
la volaille, le poisson, mais aussi les légumes et autres soupes. Cependant, à
l'image du sucre, le dosage est important. En effet, si la dose est trop forte,
le plaisir de manger et la sapidité chute rapidement. Le GMS permet aussi de
réduire l'apport en sel, en effet la teneur en sodium du GMS est trois fois
inférieure à celle du sel, mais avec une sapidité équivalente.
L'un des
inconvénients du glutamate est son absorption très rapide dans l'intestin
grêle, entrainant un taux de glutamate dans le plasma sanguin important. Or
l'acide glutamique (un produit de la dégradation du glutamate) est classé dans
la catégorie des composés chimiques neurotoxiques, dont un dosage élevé
présente des effets nocifs sur certaines parties du cerveau. Un débat existe au
sein du monde scientifique : en effet certains scientifiques pensent qu'une
forte concentration en GMS dans le sang est directement liée à des lésions au
cerveau. Ces réflexions, menées par les recherches de John Olney, s'opposent à
la pensée des scientifiques n'y voyant aucune corrélation. Le fait est que ces
tests ont été effectués sur des souris. Concrètement, deux théories
s'affrontent : L'une disant que les effets neurotoxiques observé chez les
souris pourraient parfaitement s'appliquer à l’homme, l'autre disant que
l'impact observé sur les souris n'aurait pas lieu chez l'homme, due à la
différence de physiologie observé.
L’umami est une association entre plusieurs composés donnant une
sensation de plaisir dès la naissance. Il est difficile à sentir car il joue un
rôle d’exhausteur de goût et qu’il est présent dans des types d’aliments variés
comme le fromage ou les tomates. L’Homme sans le définir l’utilise depuis
longtemps à travers de nombreuses méthodes de transformation alimentaire et au
travers de plats traditionnels par association des différents composés de
l’umami, toujours à la recherche du savoureux.
WEBOGRAPHIE
• [1] Qu’est‐ce que le
goût ?.
•
L’express.(2015). Umami: tout ce qu'il faut savoir sur cette cinquième saveur. http://www.lexpress.fr/styles/saveurs/umami-tout-ce-qu-il-faut-savoir-sur-cette-cinquieme-saveur_1659760.html.
[page consultée le 22/03/16]
•
Proceedings of the National Academy of Sciences
of the United States of America. (2008). Molecular
mechanism for the umami taste synergism. www.pnas.org/content/105/52/20930.full.
[page consultée le 16/04/16]
•
Popular Science. (2015). Science: Put the science of umami to work for you.
www.popsci.com/hidden-secrets-umami.
[page consultee le 16/04/16]
•
[2] Eat
Well, Live Well, Ajinomoto. What is
umami?. www.ajinomoto.com/features/aji-no-moto/en/umami/ [page
consultée le 16/04/16]
•
[3] PLOS
one. (2014). Development of an Umami
Taste Sensitivity Test and Its Clinical Use. http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0095177.
[page consultée le 18/04/16]
•
UMAMI in Foods: EAL Workgroup. Umami in Foods: What is Umami and how do I Explain It. https://www.andeal.org/vault/2440/web/Umami%20in%20Foods%20White%20Paper.pdf.
[page consulté le 23/04/16]
•
INK-CHROMA. (2012). The MSG Files, Part III: Umami. https://inkchromatography.wordpress.com/2012/04/26/the-msg-files-part-iii-umami/.
[page consultée le 23/04/16]
•
Additifs Alimentaires, la face cachée de
l’alimentation transformée. E621 : Glutamate
de sodium, glutamate monosodique, GMS. www.additifs-alimentaires.net/E621.php.
[page consultée le 04/05/16]
•
UMAMI, Information Center. (2016). What is
Umami ? : The composition of
umami. www.umamiinfo.com/2011/02/the-composition-of-umami.php.
[page consultée le 04/05/16]