Bienvenue sur notre TPE sur les oignons

Pourquoi les oignons font-ils pleurer ?

Pour information, nous avons obtenu la note de 19/20 au Bac avec notre TPE

Prologue

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En effet, nous voulions un support qui permette :
- la modification aisée et rapide du TPE
- une organisation simple entre texte/images et qui lit les images animées si besoin s'en faisait sentir
- un design que nous pourrions totalement adapter à nos envies et à notre imagination.
- utiliser un support en relation avec nos capacités informatiques (nous ne savons pas utiliser powerpoint par exemple).
De plus, laissez votre souris sur les mots colorés en vert pour obtenir plus d'informations.

Introduction

La plupart des gens le savent bien, la coupe de l'oignon est une pratique, si l'on peut dire, à risques (tout est relatif). En effet, lors de la coupe des oignons, une envie insoutenable de verser des larmes nous prend bien malgré nous. Nous savons qu'il peut y avoir de nombreuses raisons à ce réflèxe et nous avons choisi de les considérer dans deux grands types de larmoiement :
- Ceux qui sont dûs à des phénomènes n'affectant pas directement les yeux. Dans ce cas le larmoiement traduit une émotion (comme par exemple subir une très forte douleur physique à la jambe).
- Ceux qui sont la conséquence d'un phénomène affectant de manière directe les yeux. Dans ce second cas, le larmoiement sert à défendre l'oeil (comme quand nous avons un grain de sable dans l'oeil par exemple).
Pressentant alors que en aucune manière, le premier type de larmoiement ne peut justifier la réaction subite des yeux lors de la coupe d'un oignon (enfin sauf si l'on se coupe), nous nous orientons vers le deuxième type de larmoiement. Nous allons donc essayer de comprendre ce qui se passe exactement, et pour ce faire répondre aux interrogations suivantes :
- Pourquoi les oignons font-ils pleurer (lors de la coupe) ?
- Quels sont les moyens d' éviter le larmoiement ?
Pour cela nous allons premièrement définir et décrire tous les systèmes rentrants en compte dans notre TPE. Ensuite en seconde partie, nous étudierons les réactions chimiques qui expliquent le larmoiement. Enfin pour finir, nous expérimenterons puis commenterons et analyserons différents moyens de l'éviter.

I - Définitions

A - L'oignon

Le terme « oignon » définit à la fois une plante herbacée, fine et haute de la famille des Alliaceae (comme les poireaux, l'ail et la ciboulette par exemple) ; mais également son bulbe, plus connu dans le monde culinaire pour son goût fort et piquant en bouche.

Mais d’abord un peu d'histoire : l'oignon est déjà connu à l'époque de l'Antiquité, et faisait partie des mets qu'appréciaient les Romains mais aussi les Gaulois. Les hommes préhistoriques auraient déjà appris à déguster l’oignon, mais ce ne sont que rumeurs.. Il reste cependant fortement probable que ce légume soit originaire d’Asie occidentale, il y a 5000 ans. Plusieurs variétés d’oignons existent. Elles se caractérisent par leur couleur mais aussi par leur saveur. On peut donc goûter aux oignons blancs, aux oignons légèrement jaunes, voire même aux oignons rouges.

D’un point de vue diététique, l’oignon contient de la vitamine C en grande quantité ; mais également des vitamines B1, B3, B6 et B9, ainsi que des vitamines E. Il est ainsi un désintoxiquant apprécié du corps humain.. Appliqué de façon extérieure, l’oignon possède des vertus cicatrisantes et aseptisantes efficaces. Il favorise également la prévention de maladies graves telles que la goutte, le cancer et participe à l’évacuation des impuretés au niveau des reins. Il s’agit en somme d’un légume excellent pour la santé.
Ses apports nutritionnels proviennent essentiellement de sa grande teneur en glucides (plus de 7% de la masse totale de l’oignon), en comparaison avec les protides et lipides qui ne composent que 1.5% à eux deux. De même, l’oignon contient du potassium en forte quantité. Il est également à noter que l’oignon est constitué à 90% d’eau.

D'une approche plus scientifique, l'oignon est un ensemble de cellules eucaryotes chlorophylliennes. Il est extrêmement aisé d’observer cette structure au microscope. Le protocole est simple : il suffit de prélever un fragment d’épiderme d’oignon, puis la poser sur une lame sur laquelle se trouve une goutte d’eau. Il faut ensuite poser délicatement la lamelle sur le petit ensemble et passer à l’observation.
On observe plusieurs parties sur ce schéma : la membrane cytoplasmique qui délimite la cellule ; le cytoplasme, qui entoure le noyau porteur de l’information génétique ; et enfin la vacuole, qui représente ici près de 80% de la surface.

[ici il y a une image : Schéma d'une cellule d'oignon]
Schéma d'une cellule d'oignon

B - L' oeil

L’œil est un des bijoux de l’anatomie humaine. Cet organe, bien que très petit relativement au reste du corps, n’en est pas moins un des plus importants. En effet c’est le berceau d’un des cinq sens si indispensables à l’Homme.
Voici un schéma de l’appareil visuel :

[ici il y a une image : Schéma de l'oeil]
Schéma de l'oeil

C - Le système lacrymal

A la coupe de l'oignon, nos yeux se mettent à verser des larmes, qui sont appelées en termes plus scientifiques « liquide lacrymal ». Ce liquide est sécrété par les glandes lacrymales, qui se situent juste au dessus des yeux. Il coule ensuite sur la sclérotique et la cornée, pour humidifier et protéger l'oeil. Ces deux organites sont en fait les composants de la partie superficielle de l’œil. C'est aussi ce pourquoi nous battons machinalement des paupières : il s’agit du geste d'étalement du liquide lacrymal (à la façon d’un essuie-glace, si cette métaphore permet de clarifier la situation). Celui-ci s'écoule par les canalicules et est déversé dans le sac lacrymal, tout proche du nez. En cas de surplus dû à un larmoiement, le liquide lacrymal est évacué vers la narine par le conduit lacrymo-nasal.
Voilà donc la raison de l'écoulement du nez que nous subissons lors du larmoiement.

[ici il y a une image : Schéma du système lacrymal]
Schéma du système lacrymal

II - Réactions Chimiques

A - Dans l'oignon

Lorsque le couteau s’enfonce dans l’oignon, nous ne voyons qu’un banal geste de cuisine ; cependant il se passe un véritable cataclysme à l’échelle micrométrique. Les vacuoles se déchirent, le cytoplasme se répand partout sur les cellules, le noyau déverse son matériel génétique, les organites se croisent et s’entremêlent.
C’est dans ce chaos indécelable pour nous qu’il se forme une réaction : une substance, appelée précurseur et nommée 1-propényl L-cysteine sulfoxyde s’échappe du cytoplasme que la membrane retenait, entre en contact avec une enzyme, l’allinase, que contenait la vacuole. Celle-ci catalyse alors la réaction et, avec une molécule d’eau, le précurseur se transforme en de l’acide propénylsulfénique, de l’acide pyruvique et un peu d’ammoniac.
Voici l’équation de la réaction :

C6H11O3NS + H2O -- Allinase --> NH3 + C3H6OS + C3H4O3


L’acide pyruvique, qui ne fait pas partie des facteurs de larmoiement (à l’instar de l’ammoniac), est par ailleurs une des molécules qui donne sont goût piquant caractéristique à l’oignon. L’acide propénylsulfénique, seul suspect encore en lice, n’est pourtant pas la responsable des larmes. Une partie de celle-ci se condense et se transforme en thiosulfinate , en l’occurrence de l’allicine dans le cas de l’ail et de l’oignon. L’autre partie rencontre une nouvelle enzyme, le « Lacrymo-factor synthase ». Son nom ne laisse rien au hasard : au terme de la catalyse, il se forme une molécule de même formule mais de structure tridimensionnelle différente : le propanthial S-oxyde, qui lui est irritant.

C3H6OS -- Lacrymo-Factor --> C3H6O-S+



C’est donc sous cette forme que notre mystérieux élément quitte l’organisme d’où il fut crée et se répand dans l’air.

B - Dans l'air

Le propanthial S-oxyde, qui est une substance volatile, se répand donc dans toutes les directions. Cependant, au contact du dioxygène de l’air, il se passe une nouvelle réaction chimique :

2C3H6O-S+ + O2 ----> C6H10SO4 + H2S


Il se forme alors du sulfate de diallyle, ainsi que du sulfure d’hydrogène qui se perdra dans l’air. C’est cette première molécule qui entrera en contact avec la surface de l’œil.

C - Dans les yeux

Le sulfate de diallyle entre alors en contact avec notre œil. Le réflexe défensif n’est cependant pas sollicité à ce moment là. Cependant, avec la présence de molécules d’eau sur la surface de l’œil (grâce au liquide lacrymal), le sulfate de diallyle réagit et forme un composé d’acide sulfurique et d’alcool allylique. Voici l’équation bilan de la réaction :

C6H10SO4 + 2H2O ----> 2H+ + SO42- + 2C3H6O


Nous tenons enfin le coupable : l’acide sulfurique est, comme son nom le suppose, irritant et possède a un pH inférieur a 7 ; il est d’autant plus caustique que lorsque il entre en contact avec une membrane aussi fragile qu’est la cornée. C’est à cause de cette acidité que l’organisme produit une certaine dose de liquide lacrymal pour diluer et évacuer l’acide; ce sont les larmes.
En conséquence, les oignons cachent bien leur jeu. Il se passe une chaîne de réactions chimiques pour que le simple précurseur innocent vienne au final brûler nos yeux. Après tout, ce n’est peut-être qu’une question de revanche de l’oignon que nous n’avons eu aucun scrupule à mettre en tranches pour le déguster.
Il existe toutefois, ou du moins il paraît, des moyens simples pour empêcher les pleurs à la coupe d’un oignon. Hormis la méthode logique et non moins pittoresque du masque de plongée en cuisine, nous verrons les différentes rumeurs qui circulent sur la façon de neutraliser le larmoiement et les expérimenterons pour les valider ou les dénigrer.

III - Expériences

Avant toute chose, nous remarquerons qu’au départ nous avons tenté ces expériences avec des oignons blancs.
[ici il y a une image : expérience]
Nous nous sommes rendu compte que ceux-ci ne faisaient couler aucune larme, même à la coupe simple et nette à température ambiante sans protection. Cependant, par un jugement relativement arbitraire, nous avons défini l’oignon rouge aussi lacrymogène que l’oignon jaune. Possédant ce dernier en plus grande quantité, nous avons retenté notre chance avec cette variété. Voici les résultats :

A - Alumette

Nous avons premièrement expérimenté la coupe de l'oignon une allumette dans la bouche :
- Placer une allumette, côté soufré à l'extérieur
- Couper l'oignon

Observation : Nous pleurons.

Interprétation : Placer une allumette en bouche n'est pas une solution pour empêcher de verser des larmes. Cette méthode est donc mauvaise.

Conclusion : Ne coupez pas vos oignons une allumette en bouche. Cela ne fonctionnera pas et vous aurez l’air ridicule en plus d’avoir gaspillé une allumette.

B - Sous l'eau

Deuxièmement nous avons coupé l’oignon sous un filet d’eau, puis immergé dans de l’eau.
- Laisser couler un filet d’eau et couper l’oignon
- Remplir un saladier d’eau, y plonger l’oignon et le couper

Observations : Nous ne pleurons quasiment pas pour la première partie, et pas du tout pour la deuxième.

Interprétations : L’eau semble empêcher la substance volatile (la propanthial S oxyde) de s’échapper de l’oignon.

Conclusion : Vous pouvez couper l’oignon sous un filet d’eau (attention a ne pas inonder votre plan de travail) voire même dans un saladier rempli d’eau pour être certain de parer à toute attaque de l’oignon.

C - A froid

Pour la troisième expérience, nous avons coupé un oignon sortant du réfrigérateur à 6 degrés.
- Placer l’oignon au réfrigérateur une vingtaine de minutes
- Le sortir et le couper à froid

Observation : Nous ressentons de légers picotements au nez, mais pas de larmes.

Interprétation : Le larmoiement est quasi nul. Apparemment, les enzymes sont neutralisées à basse température.

Conclusion : Cette méthode consistant à refroidir l’oignon empêche partiellement le larmoiement. Nous conseillons donc son utilisation au cas où. En effet, les enzymes deviennent inactives en dessous d’une température avoisinant les 10°C.

D - Avec de l'eau en bouche

Quatrièmement nous avons essayé en gardant de l’eau dans la bouche, que l’on a gardée ouvert durant la coupe.
- Remplir sa bouche d’eau
- Trancher l’oignon en gargarisant régulièrement

Observation : Nous pleurons.

Interprétation : A l’instar de la méthode précédente, mettre de l’eau dansa sa bouche et gargariser n’est pas une solution.

Conclusion : Evitez de placer de l’eau en bouche à la coupe de l’oignon. C’est à la fois inutile, peu pratique du fait qu’il faut constamment regarder en l’air et donc également dangereux au niveau du couteau. Ne vous blessez pas bêtement !

E - Lentille de contact

Pour cette partie nous n’avons pas fait l’expérience par nous même. Nous allons simplement faire part d’un témoignage d’une amie possédant des lentilles de contact. Elle affirme qu’elle peut couper autant qu’elle veut d’oignons sans verser la moindre larme.

Conclusion : les lentilles de contact empêchent la formation d’acide sulfurique sur la surface de l’œil. Heureux possesseurs de lentilles, vous pourrez taillader vos oignons a votre guise !



Au final, nous avons confirmé et infirmé différentes méthodes pour éviter le larmoiement. Pour maximiser les chances d’empêcher ce phénomène, laissez votre oignon au réfrigérateur puis coupez-le sous un filet d’eau… Jaune, rouge ou blanc, il laissera vos yeux tranquilles.

[ici il y a une image : expérience]

Conclusion

Au final, nous avons découvert que c'est une substance chimique qui nous fait pleurer. Celle-ci est le produit d'une suite de réactions chimiques, à la fois dans l'oignon, dans l'air mais aussi et surtout dans l'oeil.
De même, les oignons sont plus ou moins lacrymogènes selon leur espèce. Ainsi, les oignons blancs sont moins irritants que les oignons rouges et jaunes, qui se disputent la palme du plus apte à nous faire pleurer. D’après plusieurs personnes qui nous ont fait l’honneur de goûter aux trois oignons, ainsi que de notre avis, il n’y a aucune relation entre piquant en bouche et facteur lacrymogène. De toute façon, le goût est propre à chacun…

De plus, une partie des « méthodes de grand mère » qui nous ont été proposées et que nous avons testés pour empêcher ce larmoiement sont erronées. Nous avons vu que le coup de l'allumette en bouche, ainsi que l'eau en bouche ne sont qu'inepties. Au contraire, n'hésitez pas à placer votre oignon au réfrigérateur ou le couper sous l'eau pour faire de ce moment une partie de plaisir !

Bibliographie


Article wikipédia sur l'oignon
Article wikipédia sur l'acide pyruvique
Article wikipédia sur le thiosulfinate
Article wikipédia sur la vitamine B
Un article de food-info.net
Un fichier pdf informant sur les réactions chimiques

Ce TPE a été réalisé par deux élèves de la 1°S1 de l'année 2009/2010 du Lycée des Iles Sous-le-Vent d'Uturoa (LUT).

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