La sensation piquante produite par le piment est due à une molécule appelée capsaïcine, qui est son principe actif. Cette sensation est mesurable grâce à une échelle inventée en 1912, par le pharmacologue Wilbur Scoville ; cette mesure s'étend de 0 à 16 000 000, où 0 s'identifie aux poivres les plus doux, et 16 000 000 à la capsaïcine pure.
La capsaïcine, le principe actif du piment
Extraction et solvants
La capsaïcine a pour formule chimique C₁₈H₂₇NO₃ et s’extrait de différentes façons du piment. Il faut cependant respecter un certain protocole pour réaliser cette extraction, en commençant par choisir un solvant approprié qui permet d’obtenir un bon rendement du composé recherché. Les solvants utilisés pour son extraction sont le méthanol (Frosch et al, 2009), l’éthanol, l’acétonitrile et l’eau. Les techniques d’extraction comprennent la macération (Zaki et al, 2018), l’agitation magnétique (Frosch et al, 2009), l’extraction enzymatique, l’extraction assistée par micro-ondes, l’extraction par ultrasons (EAU), l’extraction Soxhlet (Bouchelta, Boughdad & Blenzar, 2005), l’extraction par fluide supercritique (Sarrade & Benaissi, 2013) et l’extraction PLE.Propriétés biologiques
La Capsaïcine possède quelques propriétés biologiques importantes. Tout d’abord, c’est un antimicrobien (Ramsaywack et al, 2018), car il ralentit la croissance des bactéries et permet de conserver la viande dans certains pays chauds. Même s’il est brûlant, c’est un anti-inflammatoire (Dallel & Raboisson, 1999) par sa capacité à réduire les stocks de substance P ; un principe qu’on retrouve dans les crèmes chauffantes pour les dos. C’est un antioxydant (Tanrıkulu-Küçük et al., 2019), car il protège les cellules contre la sénilité prématurée. La capsaïcine a une activité anticancéreuse (Stéphan, 2013), en provoquant l’apoptose des cellules malades, empêchant ainsi leur prolifération. En dehors de ces caractéristiques, ils sont aussi anti-obésité en augmentant la thermogénèse (Yokoyama et al., 2020), et contribuent à protéger le système cardiovasculaire en réduisant le cholestérol.
Dimension mathématique de l’échelle de Scoville
Le score SHU et le principe de dilution
SHU signifie « Scoville Heat Units » ; c’est une mesure de l’intensité du piquant du piment. Avant, pour déterminer le SHU d’un piment, la méthode consistait à broyer des piments et à procéder à des dilutions successives via des mélanges avec des quantités d’eau sucrée, de plus en plus importantes. Des personnes étaient invitées à goûter les mélanges résultants, successivement, jusqu’à ce que la sensation de piquant disparaisse. Le niveau de dilution indiquait ainsi le nombre de SHU correspondants. Pour le piment Habanero qui peut atteindre 350 000 SHU, il faut diluer 1 gramme de ce piment dans 350 litres d’eau pour ne plus sentir la sensation de piquant.De nos jours, les techniques pour mesurer le score SHU ont évolué. Il y a l’HPLC, pour« Chromatographie liquide haute performance »), une méthode de laboratoire beaucoup plus précise qu’une équipe de gouteurs. Avec cette méthode qui conserve néanmoins le concept de dilution, on obtient un chiffre qui est converti en SHU. La formule utilisée est la suivante : SHU = Concentration en ppm×15 (Danis & Ünal, 2021). Donc, si une analyse HPLC parvient à déterminer qu’il y a 1000 ppm de capsaïcine dans un produit, cela signifie 1 000×15=15 000 SHU.
La loi logarithmique de Weber-Fechner
La loi de Weber-Fechner en stipulant que « la sensation perçue est proportionnelle au logarithme de l’intensité du stimulus » (Piéron, 1928), s’inscrit comme un principe fondamental de la psychophysique. D’un point de vue chimique, le piquant suit un modèle linéaire ; c'est-à-dire que 100 000 SHU est 10 fois plus élevé que 10 000 SHU. Mais la loi de Weber-Fechner explique comment « des changements dans l’intensité des stimuli sont perçus de façon non linéaire par nos systèmes sensoriels ». Un exemple facile à comprendre est de considérer la luminosité dans un environnement donné : une infime augmentation de l’éclairage dans un endroit sombre est plus détectable que dans un environnement déjà bien éclairé. S=k.ln(I) Où S est la sensation et I l’intensité du stimulus. L’usage du logarithme permet en outre de simplifier l’échelle de Scoville comme c’est le cas de l’échelle de Richter pour tasser les valeurs. La loi logarithmique de Weber-Fechner nous dit donc que pour un amateur de piments, passer d'un piment Habanero (un SHU compris entre 100 000 et 350 000) à un piment Bhut Jolokia/Ghost pepper (un SHU compris entre 855 000 à 1 041 000) représente plus qu’un doublement de la concentration chimique. Mais le piquant perçu ne sera pas multiplié par plus de deux. L'augmentation de la douleur est bien sûr considérable, mais ne correspond pas proportionnellement à l’augmentation de la concentration de la capsaïcine. La loi de Weber-Fechner est ainsi liée au concept de JND (« Just Noticeable Difference ») qui correspond au plus petit changement dans le stimuli sensoriel qu’un humain peut détecter dans 50% des cas. Pour le piquant, il est aisé de faire une différence entre 0 SHU et 1000 SHU. Mais difficile de différencier un piment de 990 000 SHU et un autre de 1 000 000 SHU, bien que la différence de 10 000 SHU corresponde au piquant du piment Serrano, qui lui, est 2 à 4 fois plus piquant que le piment Jalapeno.
Conclusion
La présentation de l’échelle de Scoville est cohérente avec celle de concepts de base chimiques, mathématiques et biologiques tout au moins, pour en comprendre les spécificités : principe actif du piment, mesure de la concentration via l’HPLC et la perception humaine du piquant via des échelles logarithmiques de Weber-Fechner.
Références bibliographiques
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