1) Les molécules odorantes

Camphrée , musquée, florale, mentholée, éthérée, acre ? L'odeur correspond à la perception par le sens de l'odorat d'une molécule chimique , souvent qualifiée de molécule odorante, ou de fragrance dans le cas des fleurs. Il s'agit donc d'une rencontre, d'un rendez-vous dans les profondeur des fosses nasales entre les molécules qui s’échappent des fleurs, des fruits ou des parfums, et les quelque 10 millions de cellules réceptrices qui forment notre appareil olfactif.

Dans le monde complexe des odeurs, celles-ci sont avant tout des gaz, comportant des molécules dites odorantes (car ce sont elles qui sont responsables des odeurs). 

 

Avec le développement de la chimie organique, on a pû partager les molécules odorantes en deux familles distinctes ayant chacunes leurs caractéristiques :

  • Les molécules oxygénées - Ce sont les plus odorantes. Elles regroupent :
    - Les aldéhydes caractérisés par leur groupement -CHO, exemple : la vanilline à l'odeur de vanille.
    - les cétones caractérisés par leur groupement >C=O , exemple : civétone à l'odeur de musc.
    - les esters caractérisés par leur groupement RCOOR' (R et R' différant selon les alcool/acide réagissant) , exemple : coumarine à l'odeur d'herbe coupée 

  •  Les hydrocarbures - Molécules non-oxygénées. Cette famille regroupe :
    - les alcènes, exemple : le limonène à l'odeur d'agrume.
    - les terpènes, exemple : la pinène présente dans la menthe ou la sauge.

 

 

Plusieurs notions de chimie interviennent dans les propriétés des molécules odorantes.

Tout d'abord, la polarité. La polarité d'un composé peut varier de δ = 0 (composé apolaire) à δ = 1 (composé ionique). Entre les deux, on trouve des composés plus ou moins polaires de polarité δ+- . On peut donc classer les composés en fonction d'une échelle de polarité.

Echelle de polarité de quelques composés chimiques classiques.

  • Hydrocarbures (apolaires)
  • Ethers (très peu polaires)
  • Esters (peu polaires)
  • Aldéhydes et cétones, alcools (plus polaires)...
  • Eau (très polaire)

La polarité des composés. La valeur de δ peut varier de 0 à 1 selon la nature du composé.

 

D'autre part, la solubilité est une propriété fondamentale des molécules odorantes.

Selon le proverbe qui veut que "qui se ressemble s'assemble", les composés peu polaires ou apolaires se solubilisent dans des solvant peu ou apolaires, et les composés très polaires ou ioniques se solubilisent dans des solvants polaires (au premier rang desquels l'eau). Pour un arôme, la solubilisation va bien entendu dépendre de la nature des composés d'arôme, mais le plus généralement ceux-ci étant faiblement polaires voir apolaires, ils vont préférentiellement se solubiliser dans des solvants peu polaires ou apolaires tels les huiles, les graisses et certaines protéines. Ceci aura des répercussion sur les méthodes d'extraction des composés d'arômes.

La troisième notion majeure est la chiralité, moins utilisée mais determinante.

 

La chiralité est une propriété tridimensionnelle : deux molécules chirales sont des images dans un miroir l'une de l'autre. Il en découle qu'elles ne sont pas superposables. On cite souvent comme exemple les deux mains droite et gauche qui sont des images dans un miroir l'une de l'autre, mais non superposables.

La chiralité. Deux objets chiraux, images l'un de l'autre dans un miroir et non superposables, sont appelés des énantiomères. Un mélange comportant en égale proportion les deux énantiomères est dit racémique, il ne dévie par la lumière polarisée.

Deux molécules chirales ont la même composition chimique et les mêmes propriétés chimiques et physiques à l'exception du sens de déviation de la lumière polarisée. Elles correspondent donc à la même substance chimique et portent le même nom. En revanche, la chiralité influence souvent l'activité des molécules biologiques. En effet, les deux configurations ne sont pas forcement à même d'établir les mêmes interactions moléculaires basées sur une reconnaissance tridimensionnelle (comme il n'est pas aisé d'enfiler des gants en inversant la droite et la gauche). Citons pour les arômes le cas de la carvone ,molécule dont l'énantiomère gauche (l ou (-) carvone) est associée à la menthe douce, alors que l'énantiomère droit (d ou (+) carvone) est associé au carvi (plante fournissant des fruits aromatiques éponymes / fruit aromatique utilisé en assaisonnement, issu de la plante portant le même nom).

La carvone. Selon l'énantiomère considéré, la sensation perçue sera différente bien qu'il s'agisse de la même molécule.

Pour finir,l' isomerie de certaines molecules odorantes entrainent des odeurs distinctes. Rappelons qu'en chimie organique, on parle d'isomérie lorsque deux molécules possèdent la même formule brute mais ont des formules semi-développées ou des formules développées différentes. Ces molécules, appelées isomères, ont des propriétés physiques, chimiques et biologiques différentes. Ainsi, l'acetate d'isoamyle à l'odeur de banane est comparé à l'acide heptanoique (odeur de gras). De formule C7H12O2, ce sont des isomeres de fonctions : ester et acide.

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