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Le piment est une espèce connue depuis des millénaires. Aujourd’hui, le piment est connu dans le monde entier. Il  a des vertus diverses. Il est principalement utilisé dans le domaine de la cuisine pour son rendu piquant dans les plats. Utilisé dans les pays chauds,  il arrive petit à petit dans les pays du nord et en Europe. Il est aussi grandement utilisé par les populations pauvres pour son efficacité et sa capacité  à tuer les bactéries. C’est pour cela qu’il est aussi présent dans la médecine pour vaincre différentes maladies. Mais ce ne sont pas les seuls domaines où le piment est utilisé. Comment le piment peut alors avoir toutes ces vertus. Ce qui va nous interpeller le plus et que peu de personnes connaissent, pourquoi le piment provoque cette sensation de brûlure. C'est pour cela que nous nous demanderons : Comment expliquer les sensations de brûlures dues à l’absorption de piment par l’organisme.

Pour répondre à cette question nous aborderons différents points: l'histoire de  l'utilisation du piment, la classification des différents piments et les différentes idées reçues que peuvent avoir les personnes sur celui-ci. Par la suite, nous verrons alors plus précisément ce qu'est le piment avec ses différentes caractéristiques. En commençant par la composition du piment, ainsi que les différents effets du piment.

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Pour pouvoir aborder le sujet du piment nous allons nous  intéresser à  son histoire et sa classification. Par la suite, nous aborderons les idées reçues.

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Le piment provient d'une culture très ancienne. Au Mexique, à Tehuacan, le piment était déjà cultivé 7500 ans avant J.C. . C’est l'une des premières plantes qui a été cultivée en Amérique du Sud. Les Sud-Américains utilisaient les piments pour leurs propriétés médicinales ainsi que pour relever leurs plats. Le piment était alors inconnu dans le reste du Monde. Ils ont ensuite été introduits en Europe à la fin du XVe siècle par Christophe Colomb suite à l'un de ses voyages en Amérique.

À la base, la culture du piment était faite pour des fins décoratives. Par la suite, on l’utilisa en médecine puis pour sa valeur gustative dans la cuisine. De nos jours, on le cultive sur tous les continents. C'est au Mexique ainsi que dans les Antilles qu'on le retrouve en grande quantité et avec de nombreuses variétés.
En Europe, lors de son arrivée, le piment ne fit pas du tout l’unanimité, au contraire il n'était pas apprécié. Ce n'est que plus tard, suite à une crise due à l'augmentation des prix des épices venant d'Inde et d'Egypte, que le piment eut un autre succès grâce à son coût moindre et sa facilité à le cultiver.

Wilbur Scoville

Scoville est connu pour avoir mis au point en 1912 la seule échelle mesurant la force des piments. En 1912, ses travaux le conduisent à étudier la pipérine, qui est la molécule présente dans le poivre et à l'origine de la sensation de piquant. Ce n'est que plus tard qu'il s'intéresse à la capsaïcine qui provoque  une sensation de chaleur. Ses recherches ont été effectuées lors de sa carrière au sein de la société pharmaceutique Parke-Davis de Détroit .

L'échelle de Scoville

C'est le biologiste Wilbur Scoville qui invente en 1912 un test organoleptique pour évaluer le degré de chaleur du piment. Aujourd'hui, le «Scoville» est toujours utilisé.
Pour établir son classement, Wilbur Scoville, scientifique et biologiste, préparait une solution de piment frais et entier réduit en purée mélangée avec de l’eau sucrée. Cette solution était généralement testée par plusieurs personnes et tant que la sensation de brûlure du piment subsistait, il en augmentait le nombre de dilution. Lorsque la sensation de brûlure disparaissait, la valeur du nombre de dilution servait de mesure à la force du piment.
Par exemple, un piment doux, ne contenant pas de capsaïcine, avait un degré de zéro. Ceci signifie qu'aucune sensation de brûlure est détectable même sans dilution. À l'opposé, pour les piments les plus forts, un taux de 300 000 signifiait que leur extrait devait être dilué 300 000 fois avant que la sensation de brûlure ne disparaisse.

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Classification de différents piments sur l'échelle de Scoville
source: https://www.alimentarium.org

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Le piment est un légume très connu pour son goût et le côté épicé qu'il rajoute au plat. Mais la plupart des personnes ne savent pas grand chose sur lui. De nombreuses idées reçues nous sont transmises depuis tout petit, comme par exemple que son côté piquant provient des graines. C’est un légume très atypique souvent associé à des régions précises comme par exemple le piment d’Espelette du pays Basque ou encore le piment de Cayenne venant de Guyane. Il peut aussi faire la spécialité de certains plats, comme le piment oiseau qui fait la fierté du rougaille saucisse, le plat réunionnais.

Nous nous sommes penchés sur les idées reçues du piment, pour cela nous avons créer un sondage que nous avons partager sur les réseaux sociaux et à notre entourage. En premier lieu nous avons demandé aux internautes leur tranche d'âge et si ils consommaient régulièrement du piment. Après analyse des résultats, nous en concluons que les participants ont entre 10 et 19 ans et que plus d'un participant sur deux mange du piment occasionnellement.

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La troisième question portait sur le nom de la molécule présente dans le piment qui procure cette fameuse sensation de piquant et nous constatons que seul un quart des participants connait la vraie molécule concernée, dont nous apprendrons la réponse dans une prochaine partie

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Nous les avons ensuite interrogés sur les moyens d’atténuer la sensation de brûlure.Sans surprise, 57% des personnes savent comment s'en débarrasser en nous répondant que le pain était la meilleure solution. Notre manque de connaissance sur le sujet au moment du questionnaire ne nous a pas permis de placer la réponse la plus efficace que nous verrons dans la partie II.B: les effets du piment.

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De même qu'à la question 3: plus de la moitié des internautes (62.7%) se sont trompés sur la partie la plus piquante du piment en nous répondant que  les graines en étaient responsables. Ce qui est une idée reçue très répandue et totalement fausse. C’est en réalité, la membrane qui tient les graines qui est à la cause de cette sensation.

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Et pour finir, nous leur avons demandé comment sont classés les piments. Mais les réponses proposées étant trop explicites ils ont donc répondu sans difficulté que c’est évidemment avec le nombre de dilutions avant qu’il n’y ait plus de sensation de brûlure que l’on détermine leur place dans l’échelle de Scoville.

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Suite à ce sondage nous pouvons confirmer que le piment n’est pas connu comme il devrait l’être et a de nombreuses idées reçues  dans le monde.  Nous allons essayer de répondre à ces idées reçues pour que tout soit bien clair.

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Nous avons pu constater que le piment était très mal connu, nous allons essayer de mieux l'étudier. Nous verrons la composition du piment et les principaux effets de celui-ci.

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Nous le savons le piment est connu pour ses sensations de brûlure mais connaissons nous vraiment sa composition?
Le piment est constitué de colorant comme la capsanthrine, colorant naturel rouge ou encore de la béta-carotène. Les piments sont constitués aussi de provitamines A, C, E, B1, B2. La provitamine est une substance qui peut être transformée en vitamine par des tissus animaux. Les sels minéraux sont aussi présents comme le calcium, le magnésium, le phosphore et le potassium qui vont avoir un rôle dans les effets de brûlure du piment. Nous retrouvons dans le piment des huiles essentielles qui sont un mélange d’hydrocarvite avec des acides gras et du méthyle ester d’acides gras. Les flavonoïdes, aussi présents, sont des molécules dans les plantes qui sont responsables de la couleur des fleurs et des fruits.

Mais le principal constituant qui va nous intéresser dans le piment est la capsaïcine. Cette molécule de formule brute  C18H27NO3 fait partie de la famille des alcaloïdes. La molécule de capsaïcine a été découverte en 1816  par le pharmaco-chimiste allemand Christian Friedrich Bucholz, et fut appelé capsaïcine par L. T. Thresh. La première synthétisation de la capsaïcine fut réalisée  en 1930 par E. Spath et F. S. Darling. En 1878, E. Hogyes, un médecin hongrois, démontra que celui-ci cause non seulement un effet d'irritation en bouche, mais aussi augmente la sécrétion de liquide gastrique. La capsaïcine est une molécule qui est  un irritant de l’épithélium des cellules des mammifères. C'est cela qui produit la sensation de brûlure dans la bouche à travers des cellules, nous verrons plus précisément cela dans la prochaine partie.
Formules de la capsaïcine
Source: https://fr.wikipedia.org/wiki/Capsa%C3%AFcine#/media/File:Kapsaicyna.svg

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Pour savoir si la capsaïcine est présente dans le piment. Nous avons voulu réaliser une expérience. Pour cela nous voulons comparer un piment ainsi qu’une gélule médicale composée exclusivement de capsaïcine.
Pour cela nous avons d’abord réalisé un broyat de piment mélangé à de l’éthanol. Nous avons laissé macérer ce broyat pendant 3 semaines.  Après cette attente, nous avons voulu enlever les solides avec une filtration au Büchner afin d'obtenir une solution homogène. Avec la gélule nous avons réaliser une dissolution contenant comme solvant de l'éthanol. Pour vérifier si le piment présente bien des traces de  capsaïcine, nous avons alors comparé les deux solutions grâce à une chromatographie sur couche mince avec comme éluant  50/50 de cyclohexane et de l'acétone.

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Cependant trouver le bon éluant n'a pas été facile puisque nous avons d'abord voulu essayer avec du dichlorométhane avec une révélation sous lampe UV.  Mais les résultats n'ont pas été convaincants puisque aucune tache n'est apparue.

Résultat chromatographie sur couche mince avec révélation à la lampe UV (éluant: dichlorométhane)

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Après quelques recherches et l'aide de notre professeur, nous avons donc appris que nous pouvions faire une révélation non pas sous lampe UV mais en plongeant la chromatographie sur couche mince dans du permanganate de potassium. Nous avons alors de nouveau réalisé  l’expérience toujours avec le même éluant le dichlorométhane. Cette fois- ci nous avons obtenu des résultats. Ces résultats n’ont alors pas été convaincants pour nous puisque nous avons bien la présence d’une tâche mais seulement du côté de la gélule. Ce résultat ne va pas nous aider puisque nous ne pouvons pas affirmer la présence de capsaïcine dans le piment. Nous avons donc dû émettre des hypothèses.
Il est scientifiquement prouvé que la capsaïcine est présente dans le piment. Nous ne pouvons donc pas énoncer que celle-ci n’est pas présente dans le piment. Nous nous sommes alors penchés sur la composition de la gélule qui est soit disant constituée exclusivement de capsaïcine. En recherchant, nous avons trouvé qu’il y avait d’autres substances. Les tâches présentes sur la chromatographie peuvent alors être ces autres composés. Nous nous sommes aussi interrogés sur la concentration du piment puisque que nous l’avons dilué dans de l’éthanol. Il n'est alors pas concentré seulement en capsaïcine. Pour être certains de nos hypothèses et pouvoir les renforcer, nous avons voulu réaliser une troisième fois l’expérience mais cette fois ci en changeant l’éluant. Nous avons alors utilisé un mélange 50/50 cyclohexane et de l'acétone

Résultat chromatographie sur couche mince avec révélation au permanganate de potassium (éluant: dichlorométhane)

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Pour être sur de nos hypothèses et pouvoir les renforcer nous avons voulu réaliser une troisième fois l’expérience, cette fois ci en changeant l’éluant. Nous avons alors utilisé un mélange 50/50 cyclohexane et de l'acétone.
Voici ci -dessous, les résultats de la chromatographie sur couche mince avec un mélange de cyclohexane et de l'acétone comme éluant. Nous voyons clairement une traîné pour le piment et du coté de la gélule nous avons deux taches. Une tache au niveau de la limite de migration que nous avons expliqué comme étant des composés de la gélules.  nous apercevons une autre tache qui est au même niveau que la hauteur de la fin de traîné de la tache du côté du piment. Nous pouvons donc supposer que cette tache correspond à celle de la capsaïcine présente dans le piment et dans la gélule.
Nous pouvons alors supposer que la capsaïcine est bien présente dans le piment.

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Résultat chromatographie sur couche mince

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La capsaïcine est la molécule qui interagit avec les neurones sensoriels des muqueuses de la bouche lors de l’ingestion  d’un piment et les activent très fortement. Ces neurones sensoriels possèdent des récepteurs qui envoient des signaux de douleur et de chaleur au cerveau. Ces récepteurs sont appelés récepteurs TRPV1, ce sont des récepteurs ionotropiques qui font partie de la superfamille des TRP . Leurs canaux ioniques s’activent donc en présence de ligands ( les ligands sont des molécules qui se posent sur le récepteur ce qui lui fait ouvrir son canal ionique ). Les récepteurs TRPV1 sont sensibles aux molécules de la famille des vanilloïdes , telle que la capsaïcine.

Quand leurs canaux ioniques s'ouvrent les ions des sels minéraux présents dans le piment ( comme l'ion sodium Na+ et l'ion calcium Ca2+ ) s'y introduisent. Une information de sensation de brûlure est envoyée à notre cerveau via un  neurotransmetteur libéré dans une synapse qui envoie l'information de la sensation de brûlure au cerveau. Cette sensation de brûlure est donc due à l’interprétation faussé du cerveau. Les oiseaux, qui ne possèdent pas ces récepteurs ,  ne ressentent donc rien lors de l’ingestion de piment. Sur le corps humain, les récepteurs TRPV1 sont placés dans les muqueuses de la bouche mais aussi dans d'autres cellules du corps dont les yeux , la peau, l'estomac  et les intestins. C'est pour cela qu'il ne faut surtout pas se frotter les yeux après avoir été en contact avec un piment car la capsaïcine réagirait de la même façon avec les récepteurs TRVP1 placé sur la muqueuse des yeux et la sensation de la brûlure y serait encore plus désagréable.

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Schéma du fonctionnement de la transmission de l'information de brûlure 

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Schéma du fonctionnement de la transmission de l'information de brûlure 

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(Fait sur Paint)

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Les effets du piment (négatif et positif)

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Les effets du piment (négatif et positif)

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La capsaïcine est utilisée dans différents domaines. Principalement dans la cuisine afin de donner un coté plus épicé aux plats.
Elle est aussi utilisée dans le domaine médical, comme pour vaincre le cancer du poumon et de la prostate par apoptose.
Ou encore dans le domaine de l'ORL, la capsaïcine en spray nasal permet  une diminution significative et à long terme des symptômes de la rhinite perannuelle non allergique et non infectieuse.
La capsaïcine est présente dans les armes anti-émeute utilisée dans les gaz lacrymogènes ou aussi appelé gaz poivre.
Dans le domaine du dopage hippique, la capsaïcine est présente en appliquant une pommade sur les jambes des chevaux. Leurs jambes sont alors plus sensibles et ils ont tendance à sauter plus haut pour éviter de heurter les obstacles.
Lors d'un régime amincissant, la capsaïcine peut être intéressante. Cette molécule stimule la production de deux hormones l'adrénaline et la noradrénaline qui permettent de brûler les sucres et les graisses de réserve.

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La formule de la structure moléculaire de la capsaïcine nous montre clairement que la molécule possède deux parties:
- Une petite partie (à gauche de l'image) où l'on peut remarquer un groupe hydroxyle et un oxygène. Cette partie de la molécule est donc polaire. On pourrait donc penser que la capsaïcine est soluble dans l'eau car la molécule H20 est fortement polaire.
- Mais il reste une plus grosse partie sur la molécule (à droite sur l'image) qui est une longue chaîne carbonée.L'hydrogène et le carbone forment des liaisons qui ne sont pas polarisées. Toute cette longue chaîne est apolaire.
On peut donc en conclure que la molécule est très peu soluble dans l'eau car la majeure partie de la capsaïcine est apolaire.
La molécule de capsaïcine est en fait liposoluble, c'est-à- dire soluble dans la graisse.  Les acides gras présents dans le pain, les produits laitiers, etc possèdent une très longue chaîne carbonée qui est totalement apolaire. C'est pour cela qu'il faut manger du pain ou boire du lait pour diminuer les sensations de brûlure. Les molécules de capsaïcine se dissoudront dans le gras et ne seront plus captées par les récepteurs TRVP1.
Généralement pour lutter contre ces effets, nous avons le malheureux réflexe de boire de l'eau. Mais c'est la chose à ne pas faire. Comme nous l'avons vu précédemment, la capsaïcine n'est pas ou peu soluble dans l'eau. Donc boire de l'eau ne va alors rien changer à notre état puisque que la molécule se trouvera toujours dans notre bouche. En l’occurrence, la capsaïcine est liposoluble. Se rincer la bouche avec de l'huile va alors permettre d'évacuer la capsaïcine. Le lait permet lui aussi de vaincre la sensation de brûlure. Grâce à la protéine caséine présente dans le lait qui va agir comme un "nettoyant". Comme la capsaïcine est aussi très soluble dans l'alcool. Boire de l'alcool va alors calmer les brûlures (mais avec modération). Ils existent d'autres solutions "maison" pour vaincre la douleur, comme manger du chocolat, du miel. En Inde pour accompagner les plats épicés, on mange du riz car les féculents permettent d'apaiser la brûlure des piments.

Molécule de la capsaïcine en modèle 3D

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Pour conclure, nous avons vu la présentation générale du piment où nous en avons plus appris sur son histoire, les idées reçues à propos de sa composition, ses effets et enfin ses différentes caractéristiques. Puis nous nous sommes plus intéressés à sa composition pour trouver le responsable de cette sensation de brûlure: c'est la molécule de capsaïcine. Nous avons donc essayé de prouver la présence de capsaïcine dans un piment brut. Nous nous sommes servis comme témoin d'une gélule médicinale constituée à 100% de capsaïcine. Après nos expériences , notre sondage et nos nombreuses recherches, nous pouvons conclure que la sensation de brûlure ressentie après l'ingestion d'un piment est due à la molécule de capsaïcine. Celle-ci réagit avec les récepteurs TRVP1 tapissant nos muqueuses buccales pour envoyer un message nerveux au cerveau via une synapse qui procure cette sensation de brûlure.