Grain de café

Un grain de café est une graine de la plante Coffea et la source du café. C'est le noyau à l'intérieur du fruit rouge ou violet souvent appelé cerise. Tout comme les cerises ordinaires, le fruit du café est également un fruit à noyau. Même si les grains de café ne sont pas techniquement des grains, ils sont désignés comme tels en raison de leur ressemblance avec les vrais grains. Les fruits; les cerises de café ou les baies de café, contiennent le plus souvent deux pierres avec leurs côtés plats ensemble. Un petit pourcentage de cerises contient une seule graine, au lieu des deux habituelles. C'est ce qu'on appelle un "peaberry". Le peaberry ne se produit qu'entre 10% et 15% du temps, et c'est une croyance assez courante (mais scientifiquement non prouvée) qu'ils ont plus de saveur que les grains de café normaux. Comme les noix du Brésil (une graine) et le riz blanc, les grains de café sont principalement constitués d'endosperme.

Les deux variétés de caféier les plus importantes d'un point de vue économique sont l'Arabica et le Robusta; ~ 60% du café produit dans le monde est Arabica et ~ 40% est Robusta. Les haricots Arabica sont constitués de 0,8 à 1,4% de caféine et les haricots Robusta de 1,7 à 4% de caféine. Le café étant l'une des boissons les plus consommées au monde, les grains de café sont une culture de rapport majeure et un produit d'exportation important, représentant plus de 50% des recettes en devises de certains pays en développement.

Table des matières

• 1 Historique
  • 1.1 Dates importantes
  • 1.2 Distribution
• 2 Étymologie
• 3 Caféier
  • 3.1 Transformation
• 4 Composition
  • 4.1 Alcaloïdes non volatils
  • 4.2 Protéines et acides aminés
  • 4.3 Glucides
  • 4.4 Lipides
  • 4.5 Acides chlorogéniques non volatils
  • 4.6 Composés volatils
• 5 Références
• 6 Liens externes

• 1.1 Dates importantes
• 1.2 Distribution

• 3.1 Traitement

• 4.1 Alcaloïdes non volatils
• 4.2 Protéines et acides aminés
• 4.3 Glucides
• 4.4 Lipides
• 4.5 Acides chlorogéniques non volatils
• 4.6 Composés volatils

Histoire

Selon la légende, le un caféier a été découvert en Éthiopie par un éleveur de chèvres nommé Kaldi, qui a observé une activité physique accrue chez ses chèvres après avoir consommé des grains de café.

Dates importantes

• Le premier caféier a été trouvé dans les montagnes du Yémen. Puis vers 1500, il était exporté vers le reste du monde via le port de Mocha, au Yémen.
• Première culture en Inde (Chikmagalur) - 1600
• Première culture en Europe (également première culture en dehors de l'Afrique de l'Est / Arabie) - 1616
• Première culture à Java - 1699
• Première culture dans les Caraïbes (Cuba, Hispaniola (Haïti et République dominicaine), Jamaïque, Puerto Rico) - 1715–1730
• Première culture en Amérique du Sud - 1730
• Première culture dans les Indes néerlandaises - 1720
• Les plantes ont été introduites pour la première fois dans les Amériques vers 1723.
• Grains torréfiés vendus pour la première fois sur le marché de détail (Pittsburgh) - 1865
• Importantes techniques de séchage par atomisation développées dans les années 1950, qui, avec la lyophilisation, sont une méthode pour créer du café instantané

Distribution

Le Brésil produit environ 45% du total des exportations mondiales de café, la plupart étant cultivé au Brésil. Les États-Unis importent plus de café que tout autre pays. En 2015, les Américains consommaient environ 400 millions de tasses de café par jour, faisant des États-Unis le premier consommateur de café au monde.

Les plants de café poussent dans une zone définie entre les Tropiques du Cancer et le Capricorne, appelé la ceinture de haricots ou la ceinture de café.

Etymologie

Le dictionnaire anglais d'Oxford suggère que les langues européennes semblent généralement avoir obtenu le nom du turc kahveh , vers 1600, peut-être à travers le café italien. qahwah arabe, prononcé en turc kahveh , le nom de l'infusion ou de la boisson; dit par les lexicographes arabes avoir signifié à l'origine "vin" ou un type de vin, et être un dérivé d'une racine verbale qahiya "n'avoir aucun appétit". Une autre théorie courante est que le nom dérive de la province de Kaffa, en Éthiopie, où l'espèce pourrait être originaire.

Caféier

Le caféier mesure en moyenne 5 à 10 m (16 à 33 ft) de hauteur. Au fur et à mesure que l'arbre vieillit, il se ramifie de moins en moins et porte plus de feuilles et de fruits.

Les plants de café sont cultivés en rangées espacées de plusieurs pieds. Certains agriculteurs plantent des arbres fruitiers autour d'eux ou plantent le café sur les flancs des collines, car ils ont besoin de conditions spécifiques pour s'épanouir. Idéalement, les grains de café Arabica sont cultivés à des températures comprises entre 15 et 24 ° C (59 et 75 ° F) et le Robusta entre 24 et 30 ° C (75 et 86 ° F) et reçoivent entre 150 et 300 cm (59 et 118 po) de précipitations par an. De fortes pluies sont nécessaires au début de la saison lorsque le fruit se développe et moins tard dans la saison à mesure qu'il mûrit.

Deux espèces moins connues cultivées pour la consommation sont Coffea liberica et Coffea racemosa .

Transformation

Quand le fruit est mûr, il est presque toujours cueilli à la main, en utilisant soit la «cueillette sélective», où seuls les fruits mûrs sont retirés, soit la «cueillette en bandes», où tous les fruits sont retirés d'un membre en même temps. Cette cueillette sélective donne aux producteurs des raisons de donner à leur café une certaine spécification appelée "opération rouge cerise" (OCR). Dans de rares circonstances, la civette asiatique mange des baies de café et excrète les grains. Ces grains sont appelés kopi luwak et peuvent être transformés en un café rare et cher.

Deux méthodes sont principalement utilisées pour traiter les baies de café. Le premier processus, "humide" ou "lavé", a été traditionnellement mis en œuvre en Amérique centrale et dans certaines régions d'Afrique. La chair des cerises est séparée des graines, puis les graines sont fermentées - trempées dans l'eau pendant environ deux jours. Cela adoucit le mucilage, qui est un résidu de pulpe collante qui est toujours attaché aux graines. Ensuite, ce mucilage est lavé à l'eau.

La méthode de "traitement à sec", moins chère et plus simple, était historiquement utilisée pour les haricots de qualité inférieure au Brésil et dans une grande partie de l'Afrique, mais elle apporte désormais une prime lorsqu'elle est bien faite. Les brindilles et autres objets étrangers sont séparés des baies et les fruits sont ensuite étalés au soleil sur du béton, des briques ou des plates-bandes surélevées pendant 2 à 3 semaines, retournés régulièrement pour un séchage uniforme.

Composition

Le terme «grain de café vert» fait référence aux grains de café mûrs ou immatures non torréfiés. Ceux-ci ont été traités par des méthodes humides ou sèches pour éliminer la pulpe externe et le mucilage et ont une couche de cire intacte sur la surface externe. Lorsqu'elles sont immatures, elles sont vertes. À maturité, ils ont une couleur brune à jaune ou rougeâtre et pèsent généralement de 300 à 330 mg par grain de café séché. Les composés non volatils et volatils dans les grains de café vert, comme la caféine, dissuadent de nombreux insectes et animaux de les manger. En outre, les composés non volatils et volatils contribuent à la saveur du grain de café lorsqu'il est torréfié. Les composés azotés non volatils (y compris les alcaloïdes, la trigonelline, les protéines et les acides aminés libres) et les glucides sont d'une importance majeure dans la production de l'arôme complet du café torréfié et pour son action biologique. Depuis le milieu des années 2000, l'extrait de café vert est vendu comme complément nutritionnel et a fait l'objet d'études cliniques pour sa teneur en acide chlorogénique et pour ses propriétés lipolytiques et amaigrissantes.

Alcaloïdes non volatils

La caféine (1,3,7-triméthylxanthine) est l'alcaloïde le plus présent dans les grains de café verts et torréfiés. La teneur en caféine est comprise entre 1,0% et 2,5% en poids de grains de café vert secs. La teneur en caféine ne change pas pendant la maturation des grains de café vert. Des concentrations plus faibles de théophylline, théobromine, paraxanthine, libérine et méthyllibérine peuvent être trouvées. La concentration de théophylline, un alcaloïde connu pour sa présence dans le thé vert, est réduite pendant le processus de torréfaction, généralement environ 15 minutes à 230 ° C (446 ° F), alors que les concentrations de la plupart des autres alcaloïdes ne sont pas modifiées. La solubilité de la caféine dans l'eau augmente avec la température et avec l'ajout d'acides chlorogéniques, d'acide citrique ou d'acide tartrique, tous présents dans les grains de café vert. Par exemple, 1 g (0,035 oz) de caféine se dissout dans 46 ml (1,6 US fl oz) d'eau à température ambiante et 5,5 ml (0,19 US fl oz) à 80 ° C (176 ° F). Les alcaloïdes de la xanthine sont inodores, mais ont un goût amer dans l'eau, qui est masqué par les acides organiques présents dans le café vert.

La trigonelline ( N -méthyl-nicotinate) est un dérivé de vitamine B6 qui n'est pas aussi amère que la caféine. Dans les grains de café vert, la teneur est comprise entre 0,6% et 1,0%. À une température de torréfaction de 230 ° C (446 ° F), 85% de la trigonelline est dégradée en acide nicotinique, laissant de petites quantités de molécule inchangée dans les grains torréfiés.

Protéines et acides aminés

Les protéines représentent 8% à 12% des grains de café vert séchés. La majorité des protéines sont du type de stockage 11-S (alpha - composant de 32 kDa, beta - composant de 22 kDa), dont la plupart sont dégradés en acides aminés libres lors de la maturation des grains de café vert. En outre, les protéines de stockage 11-S sont dégradées en leurs acides aminés individuels à la température de grillage, ce qui constitue une source supplémentaire de composants amers en raison de la génération de produits de réaction de Maillard. Une température et une concentration d'oxygène élevées et un pH bas dégradent les protéines de stockage 11-S des grains de café vert en peptides et acides aminés de faible poids moléculaire. La dégradation est accélérée en présence d'acides organiques tels que les acides chlorogéniques et leurs dérivés. D'autres protéines comprennent des enzymes, telles que la catalase et la polyphénol oxydase, qui sont importantes pour la maturation des grains de café vert. Le café mature contient des acides aminés libres (4,0 mg d'acides aminés / g de café robusta et jusqu'à 4,5 mg d'acides aminés / g de café arabica). Dans Coffea arabica , l’alanine est l’acide aminé le plus concentré, soit 1,2 mg / g, suivi de l’asparagine à 0,66 mg / g, alors que dans C. robusta , l'alanine est présente à une concentration de 0,8 mg / g et l'asparagine à 0,36 mg / g. Les acides aminés hydrophobes libres dans les grains de café vert frais contribuent au goût désagréable, rendant impossible la préparation d'une boisson souhaitable avec de tels composés. Dans le café vert frais du Pérou, ces concentrations ont été déterminées comme suit: isoleucine 81 mg / kg, leucine 100 mg / kg, valine 93 mg / kg, tyrosine 81 mg / kg, phénylalanine 133 mg / kg. La concentration d'acide gamma-aminobutyrique (un neurotransmetteur) a été déterminée entre 143 mg / kg et 703 mg / kg dans les grains de café vert de Tanzanie. Les grains de café torréfiés ne contiennent aucun acide aminé libre; les acides aminés dans les grains de café vert sont dégradés à la température de torréfaction en produits de Maillard (produits de réaction entre le groupe aldéhyde du sucre et le groupe alpha-amino des acides aminés). En outre, les dicétopipérazines, par ex. la cyclo (proline-proline), la cyclo (proline-leucine) et la cyclo (proline-isoleucine) sont générées à partir des acides aminés correspondants et sont la principale source du goût amer du café torréfié. La saveur amère des dicétopipérazines est perceptible à environ 20 mg / litre d'eau. La teneur en dicétopipérazines dans l'espresso est d'environ 20 à 30 mg, ce qui est responsable de son amertume.

Glucides

Les glucides représentent environ 50% du poids sec des grains de café vert. La fraction glucidique du café vert est dominée par les polysaccharides, tels que l'arabinogalactane, le galactomannane et la cellulose, contribuant à la saveur insipide du café vert. L'arabinogalactane représente jusqu'à 17% du poids sec des grains de café vert, avec un poids moléculaire de 90 kDa à 200 kDa. Il est composé de chaînes principales galactanes liées en bêta-1-3, avec des membres fréquents de résidus arabinose (pentose) et galactose (hexose) au niveau des chaînes latérales comprenant des propriétés immunomodulatrices en stimulant le système de défense cellulaire (réponse Th-1) du corps. Les grains de café mûrs brun à jaune contiennent moins de résidus de galactose et d'arabinose sur la chaîne latérale des polysaccharides, ce qui rend le grain de café vert plus résistant à la dégradation physique et moins soluble dans l'eau. Le poids moléculaire de l'arabinogalactane dans le café est plus élevé que dans la plupart des autres plantes, améliorant le système de défense cellulaire du tube digestif par rapport à l'arabinogalactane de poids moléculaire inférieur. Des monosaccharides libres sont présents dans les grains de café mûrs brun à jaune-vert. La partie libre des monosaccharides contient du saccharose (gluco-fructose) jusqu'à 9000 mg / 100g de grain de café vert arabica, une quantité inférieure dans les robustas, soit 4500 mg / 100g. Dans les grains de café vert arabica, la teneur en glucose libre était de 30 à 38 mg / 100 g, fructose libre de 23 à 30 mg / 100 g; galactose libre 35 mg / 100 g et mannitol 50 mg / 100 g de grains de café séchés, respectivement. Le mannitol est un puissant capteur de radicaux hydroxyles, qui sont générés lors de la peroxydation des lipides dans les membranes biologiques.

Lipides

Les lipides présents dans le café vert comprennent: l'acide linoléique, l'acide palmitique, l'acide oléique, l'acide stéarique, l'acide arachidique, les diterpènes, les triglycérides, les acides gras insaturés à longue chaîne, les esters et les amides. La teneur totale en lipides du café vert séché est comprise entre 11,7 et 14 g / 100 g. Les lipides sont présents à la surface et dans la matrice intérieure des grains de café vert. En surface, ils comprennent des dérivés d'acide carboxylique-5-hydroxytryptamides avec une liaison amide aux acides gras (insaturés en C6 à C24) représentant jusqu'à 3% de la teneur totale en lipides ou 1200 à 1400 microgrammes / g de grain de café vert séché. De tels composés forment un revêtement en forme de cire à la surface du grain de café (200 à 300 mg de lipides / 100 g de grain de café vert séché) protégeant la matrice intérieure contre l'oxydation et les insectes. En outre, ces molécules ont une activité antioxydante en raison de leur structure chimique. Les lipides du tissu intérieur sont les triglycérides, l'acide linoléique (46% du total des lipides libres), l'acide palmitique (30% à 35% du total des lipides libres) et les esters. Les grains d'arabica ont une teneur en lipides plus élevée (13,5 à 17,4 g de lipides / 100 g de grains de café vert séchés) que les robustas (9,8 à 10,7 g de lipides / 100 g de grains de café vert séchés). La teneur en diterpènes est d'environ 20% de la fraction lipidique. Les diterpènes trouvés dans le café vert comprennent le cafestol, le kahweol et le 16-O-méthylcafestol. Certains de ces diterpènes ont été montrés dans des expériences in vitro pour protéger le tissu hépatique contre l'oxydation chimique. Dans l'huile de café de grains de café vert, les diterpènes sont estérifiés avec des acides gras saturés à longue chaîne.

Acides chlorogéniques non volatils

Les acides chlorogéniques appartiennent à un groupe de composés appelés acides phénoliques, qui sont antioxydants. La teneur en acides chlorogéniques des grains de café vert séchés d'arabica est de 65 mg / g et de robusta 140 mg / g, selon le moment de la récolte. A la température de torréfaction, plus de 70% des acides chlorogéniques sont détruits, laissant un résidu inférieur à 30 mg / g dans le grain de café torréfié. Contrairement au café vert, le thé vert contient en moyenne 85 mg / g de polyphénols. Ces acides chlorogéniques pourraient être une source précieuse et peu coûteuse d'antioxydants. Les acides chlorogéniques sont des composés homologues comprenant l'acide caféique, l'acide férulique et l'acide 3,4-diméthoxycinnamique, qui sont reliés par une liaison ester aux groupes hydroxyle de l'acide quinique. La capacité antioxydante de l'acide chlorogénique est plus puissante que celle de l'acide ascorbique (vitamine C) ou du mannitol, qui est un piégeur sélectif de radicaux hydroxy. Les acides chlorogéniques ont un goût amer à de faibles concentrations telles que 50 mg / l d'eau. À des concentrations plus élevées de 1 g / l d'eau, ils ont un goût amer. Les acides chlorogéniques augmentent la solubilité de la caféine et sont d'importants modulateurs du goût.

Composés volatils

Les composés volatils des grains de café vert comprennent les acides gras à chaîne courte, les aldéhydes et les aromatiques azotés molécules, telles que les dérivés des pyrazines (odeur verte-herbacée-terreuse). En bref, ces composés volatils sont responsables de l'odeur et du goût moins agréables du café vert par rapport au café torréfié. Le succès commercial a été réalisé par Starbucks en créant des rafraîchisseurs de haricots verts en utilisant un processus qui isole principalement la caféine des haricots verts, mais n'utilise pas réellement le liquide trempé des haricots. De nombreux consommateurs expérimentent la création d'un «extrait» de haricots verts en faisant tremper des grains de café verts dans de l'eau chaude. Souvent, les temps d'infusion recommandés (20 minutes à 1 heure) extraient trop de caféine pour donner un goût agréable. Un temps de trempage de 12 minutes ou moins fournit un liquide plus agréable au goût qui peut être utilisé comme base pour une boisson contenant plus de nutriments et moins de caféine qu'avec un extrait de caféine isolé. La base de bouillon alcaline qui en résulte peut être associée à des extraits acides ou fruités, avec ou sans édulcorant, pour masquer le goût végétal de l'extrait.

Lorsque les grains de café vert sont torréfiés, d'autres molécules avec l'arôme agréable typique du café sont générées, qui ne sont pas présentes dans le café vert frais. Pendant la torréfaction, la majeure partie des composés volatils au goût désagréable sont neutralisés. Malheureusement, d'autres molécules importantes telles que les antioxydants et les vitamines présentes dans le café vert sont détruites. Des composés volatils à odeur nauséabonde pour l'homme ont été identifiés, notamment l'acide acétique (odeur piquante et désagréable), l'acide propionique (odeur de lait aigre ou de beurre), l'acide butanoïque (odeur de beurre rance, présent dans le café vert à 2 mg / 100 g de grains de café), acide pentanoïque (saveur fruitée désagréable, présent dans le café vert à 40 mg / 100 g dans les grains de café), acide hexanoïque (odeur gras-rance), acide heptanoïque (odeur grasse), acide octanoïque (odeur rance huileuse répulsive ); acide nonanoïque (légère odeur de gras de noix); acide décanoïque (odeur aigre répulsive) et dérivés de ces acides gras - acide 3-méthyl-valérique (aigre, vert-herbacé, odeur désagréable), acétaldéhyde (odeur piquante-nauséabonde, même lorsqu'il est fortement dilué, présent dans les grains de café vert séchés à des concentrations d'environ 5 mg / kg), du propanal (effet d'étouffement sur le système respiratoire, pénétrant-nauséabond), du butanal (effet nauséabond, présent dans les grains de café vert séchés à 2 à 7 mg / kg), ou du pentanal (effet nauséabond très répulsif ).