Des capteurs à base de nanotubes de carbone pour mesurer le piquant des piments

Une équipe de chimistes de l’Université d’Oxford a mis au point une méthode électrochimique pour mesurer la teneur en capsaïcinoïdes, dans une gamme de sauces au piment commerciales.

Les piments constituent un des additifs alimentaires les plus utilisés au monde et sont appréciés pour leur goût relevé, apporté par les capsaïcinoïdes. Les capsaïcinoïdes sont situés en majorité dans le placenta du piment qui contient les graines et leur concentration peut varier grandement selon l’espèce, les conditions climatiques et la maturité du fruit.

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Le piment dans tous ses états

Cette famille est composée d’environ 11 composants comme la capsaïcine et la dihydrocapsaïcine qui sont responsables d’environ 90 % du goût piquant des piments ; d’autres composants, comme la nordihydrocapsaïcine, l’homocapsaïcine, l’homodihydrocapsaïcine, etc. sont présents en plus faibles quantité. L’effet de la capsaïcine résulte de l’activation d’un récepteur dénommé récepteur vanilloïde (VR1) présent préférentiellement au niveau des terminaisons nerveuses périphériques et centrales des neurones sensoriels.

Les capsaïcinoïdes présentent des propriétés biologiques qui peuvent être intéressantes pour la santé humaine : ils possèdent un fort pouvoir antioxydant ainsi que des propriétés anti-tumorales, antimutagènes, antibactériennes et anticancéreuses. Ils ont également montré des effets protecteurs contre le cholestérol et l’obésité et ont été utilisés comme analgésiques locaux pour le traitement de certaines maladies comme la névralgie post-zona ou l’hypersensibilité chimique gastro-intestinale. Ils ont aussi été très largement utilisés dans les aérosols à base d’extraits de piment. Une méthode simple et précise pour déterminer la teneur en capsaïcinoïdes serait donc très utile en médecine, en pharmacologie ou en science des aliments.

L’évaluation des piments et des sauces piquantes est généralement réalisée en utilisant le « test organoleptique de Scoville » (voir encadré) Des méthodes alternatives, comme la spectrophotométrie et la chromatographie liquide, ont été utilisées. Toutefois, la méthode par chromatographie se caractérise par son encombrement, un coût élevé et par une certaine difficulté de préparation des échantillons.


Le test organoleptique de Scoville

Ce test tire son nom du nom du chimiste américain Wilbur Scoville
qui le mit au point en 1912. Dans cette méthode, les capsaïcinoïdes
sont extraits dans une solution d’alcool. Cette solution est ensuite
diluée dans une solution de sucre et d’eau jusqu’à ce que la sensation
de brûlure de la langue ne soit plus détectable par un groupe
de cinq volontaires spécialement formés. Le niveau de dilution de
l’extrait donne l’unité de Scoville qui mesure le piquant d’un piment
ou de tout produit dérivé des piments (comme les sauces fortes par
exemple). Cette unité est celle utilisée par l’industrie agro-alimentaire
 ; toutefois, le test de Scoville reste assez imprécis du fait de
sa subjectivité, augmentée par le fait que l’exposition prolongée des
goûteurs à la capsaïcine les rend insensibles à son piquant.

Les chercheurs d’Oxford, conduits par le professeur Richard Compton, estiment que leur nouvelle méthode est non seulement plus précise et plus fiable pour les standards alimentaires mais également qu’elle est plus rapide et moins onéreuse que la méthode de Scoville ; des tests pourraient même être réalisés sur les lignes de production. Dans cette méthode électrochimique, la capsaïcine est d’abord extraite des sauces testées (qui vont du classique Tabasco à la sauce Mad Dog’s Revenge). Elle est ensuite adsorbée sur des électrodes en graphite pyrolytique à base de nanotubes de carbone multi-parois (MWCNT-BPPGE) et l’équipe mesure ensuite le changement de courant électrique lorsque la capsaïcine est oxydée par réaction électrochimique (selon la méthode de voltamétrie à redissolution du composé adsorbé ou ASV pour adsorptive stripping voltammetry). Selon le professeur Compton, l’ASV se prête tout à fait à la mesure des teneurs en divers capsaïcinoïdes dans la mesure où ceux-ci présentent une réponse électrochimique identique. Les mesures peuvent ensuite être converties en unités de Scoville. Les chimistes d’Oxford ont développé plus avant leur méthode analytique en utilisant une électrode sérigraphiée à base de nanotubes de carbone multi-parois (MWCNT-SPE), démontrant ainsi que cette approche pourrait être intégrée en un capteur à la fois facile d’utilisation et peu cher à fabriquer.

Le professeur Compton a déposé une demande de brevet pour la technologie et ISIS Innovation, la filiale de transfert de technologie de l’Université d’Oxford, recherche des partenaires pour commercialiser la technique.


Sources :


Rédactrice : Dr Anne Prost

publié le 09/07/2008

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