Soutenance mémoire
Torréfaction du café : Définition, étapes et grades
La torréfaction ou roasting, en anglais, est simplement le fait de griller les grains de café à une température spécifique pendant un temps déterminé afin de développer et révéler l’arôme et le goût du café [17]. L’aspect du grain de café torréfié est mis en évidence dans la figure suivante. La torréfaction se divise en trois phases :
(i) La phase de séchage : c’est un procédé endothermique qui se produit quand la température de torréfaction atteint les 100°C. L’eau sous sa forme libre s’évapore et la teneur en humidité du grain de café passe de 12% à moins de 4% [20].
(ii) La phase de torréfaction proprement dite (roasting) : la teneur en eau du grain de café ayant descendu à moins de 6%, la température à l’intérieur du grain continue de monter de 150°C à 190°C et les réactions chimiques qui étaient jusque-là endothermique deviennent exothermiques (réactions pyrolytiques). Ces réactions ont pour effet de produire une quantité de gaz importante dans le grain de café qui vont entrainer son gonflement et par la suite, au fur et à mesure que la pression monte, il y a le déclenchement d’un bruit de craquement caractéristique des grains torréfiés appelé « first crack ». Dans le cas où les grains sont torréfiés sur une période plus longue, il y a production d’huile à la surface des grains et il y a un « second crack ».
(iii) La phase de refroidissement : il est impératif de stopper la réaction des grains de café une fois le degré de torréfaction désiré atteint [21] Le degré de torréfaction peut varier selon les régions et d’un torréfacteur à l’autre mais on peut toutes fois distinguer 4 types de torréfaction :
– La torréfaction blonde : Light Roast.
– La torréfaction moyenne (ambrée) : Medium Roast.
– La torréfaction moyennement poussée (robe de moine) : Dark Roast.
– La torréfaction poussée : Very dark Roast.
Nombreux sont les spécialistes qui s’accordent pour dire que la torréfaction proprement dite se situe entre 180 et 240°C, et que son optimum serait entre 210 et 230°C [22].
Les Réactions de Maillard, de Strecker et autres
Jusqu’à aujourd’hui, plus de 900 composés aromatiques ont été identifiés dans le café torréfié [19]. Les réactions chimiques à l’origine de la formation de ces arômes sont la réaction dite de brunissement non enzymatique connu sous le nom de réaction de Maillard et la réaction de dégradation de Strecker. La réaction de Maillard est la réaction de condensation des sucres réducteurs avec les acides aminés résultant en la formation de composés volatils et de mélanoïdines (pigments bruns). La dégradation de Strecker quant à elle est la réaction entre un acide aminé et un α-dicarbonyle pour former des aminocétones. Mises à part ces deux réactions, il existe également plusieurs réactions chimiques se déroulant durant la torréfaction du café vert. Parmi ces réactions, on compte la dégradation thermique de la trigonelline qui donne des composés avec des pyridines ou des cycles pyrroliques ; la dégradation de l’acide phénolique formant des dérivés phénoliques ; l’oxydation des lipides source d’aldéhydes, de cétones et de terpènes ; et la dégradation des acides aminés qui forment majoritairement des alkylpyrazines [4,21]. La figure 9, nous donne les principaux composés aromatiques formés lors de la torréfaction [21].
Les glucides
Les polysaccharides insolubles présents initialement dans les grains de café vert subissent des réactions de dégradation qui vont augmenter leur solubilité. Ensuite les polysaccharides, devenus alors solubles, vont donner par hydrolyse des oligosaccharides qui, à leur tour, donneront des monosaccharides (galactose, mannose, arabinose, ribose). Ce seront ces derniers qui vont plus tard réagir avec les protéines et les fonctions amines libres selon la réaction de Maillard et donner les composés aromatiques et les pigments bruns. A l’issu de la torréfaction, la perte en glucide peut atteindre 20 à 37% qui en pourcentage de matière sèche fait à peu près 8% [39].
Les cafés courants
Le terme « regular coffee » fait référence aux cafés couramment échangés sur le marché international dont l’Arabica, le Robusta et le Bourbon pointu. L’Arabica est la star des cafés sur le marché international. Les principaux pays cultivateurs et exportateurs de café Arabica sont le Mexique, la Colombie, le Brésil, l’Ethiopie, le Kenya et le Malawi. L’Arabica est très apprécié pour son arôme fruité et son corps léger. A Madagascar, l’Arabica est de moins en moins cultivé car, comme mentionné précédemment, il n’est pas adapté aux sols et climats malgaches. Cependant, il est possible d’en trouver dans des plantations familiales et chez certains paysans de la région d’Itasy, et dans la petite ville d’Ampefy. La figure 17 nous montre un pied de caféier Arabica. Le Robusta est le deuxième café le plus exporté sur le marché international. Il est connu pour sa forte teneur en caféine. A Madagascar, le Robusta assure jusqu’à 95% de la production et de l’exportation de café. Les principales régions qui en produisent sont les Zones Est et le Sambirano. Il se caractérise par des grains plus petits que ceux de l’Arabica. Le Bourbon Pointu quant à lui est l’un des cafés les plus cher du monde (160 euros le kilo). C’est une variété principalement cultivé à La Réunion. Il a été découvert en 1711 lors d’une escale d’Hardancourt, Directeur de la Compagnie Française des Indes Orientales, à l’île Bourbon. C’est alors une espèce endémique poussant à l’état sauvage, produisant des grains légèrement plus gros que ceux du Moka au Yemen et dont les extrémités sont pointues. Ses premières graines ont été récoltées en 1718 [74]. Le Bourbon Pointu est désigné par son nom scientifique C. arabica var. laurina. Il est issu de la mutation spontannée de la variété Bourbon en 1770.
Les cafés sauvages : Les Mascarocoffea
Les Mascarocoffea sont une section de caféiers spontanés de Madagascar et des îles de l’Océan Indien. Ces caféiers sauvages sont caractérisés par une diversité importante (arbre, floraison, fructification) et par l’absence de caféine dans leurs graines [75]. La figure 19 représente un exemple de caféier sauvage. Chevalier (1947) a divisé ces caféiers sauvages en huit séries selon les particularités de leurs feuilles, de leurs fleurs et de de leurs fruits [76,77]. Cette série a été réduite par Charrier (1978) à six dont : La série Verae Chev., avec trois espèces C. lanctjolia Chev.C. kianjavatensis Ler. et C. homolIei Ler.. Elle est localisée à l’est de Madagascar. La série Mauritanae Humblotianae, dont les espèces appartiennent à des localisations géographiques différentes : les îles Mascareignes (Mauritanae) et l’archipel des Comores (Humblotianae). La série Multiflorae Chev., renfermant une dizaine d’espèces et couvrant tout le territoire Malgache et est surtout concentrée sur la partie Est de l’île. Le complexe Millotii, une dénomination attribué par Leroy (1962), désignant un ensemble d’espèces à gros fruits. Ils sont localisés dans les régions de l’Est, du Nord de Sambava et de l’extrême Sud (Taolagnaro, Fort-Dauphin). La série Garcinoides Chev., avec les espèces C. dubardi Jumelle, C. mongeneti Dubard, C. tetragona Jumelle et Perrier, C. heimii Ler. et d’autres populations non décrites ayant les mêmes caractères. Cette série est localisée vers le Nord-Ouest de Madagascar. La série Subterminales, un groupe caractérisé par des adaptations pédoclimatiques variées : C. augagneuri Dubard (forêts les plus hygrophiles du domaine de l’Ouest), C. pervilleana (Bn.) Drake (zones dérivées du domaine de l’Est), C. tsirananae Ler. (zones xérophiles du domaine de l’Ouest), C. buxifolia Chev. (forêt hygrophile d’altitude du Centre), C. vatovavyensis Ler. (forêts denses humides de l’Est). Le nom de cette série lui a été attribué par Charrier (1978) en raison de la position typique de leurs inflorescences (en position axillaire sur les nœuds terminaux et subterminaux des axes aoûtés des feuilles). Il existe cependant des espèces qui se classent mal dans n’importe laquelle de ces séries en raison de leurs caractéristiques botaniques particulières (C.sp.A826) ou en raison de leur stade juvénile à l’époque des diagnoses [75].
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Table des matières
Chapitre 1 : Introduction
1.1. Le café en général
1.2. Bref historique et classification
1.3. Histoire du café malgache
1.4. Production et consommation mondiale du café
1.4.1. Méthode de production
1.4.2. Processus de transformation
Chapitre 2 : Etude bibliographique
2.1. Torréfaction
2.1.1. Notion d’arôme
2.1.2. Torréfaction du café : Définition, étapes et grades
2.1.3. Rôle de la torréfaction dans la transformation du café
2.1.4. Les Réactions de Maillard, de Strecker et autres
2.2. La composition chimique du café
2.2.1. Le café vert
2.2.2. Le café torréfié
2.3. La composition aromatique du café
2.3.1. Composition aromatique du café vert
2.3.2. Composition aromatique du café torréfié
Chapitre 3 : Matériel et méthode
3.1. Introduction : Objectif de l’étude comparative et approche
3.2. Matériel végétal étudié
3.2.1. Les cafés courants
3.2.2. Les cafés sauvages : Les Mascarocoffea
3.2.3. Les cafés hybrides : Les Ratelo
3.2.4. Echantillonnage du matériel végétal
3.3. Extraction des lipides totaux
3.3.1. Préparation des échantillons
3.3.2. L’extraction Soxlhet
3.4. Extraction des sucres totaux
3.4.1. Préparation des échantillons
3.4.2. L’extraction éthanolique
3.5. Torréfaction et analyse des cafés torréfiés
3.5.1. Préparation des échantillons
3.5.2. Teneur en eau et torréfaction
3.5.3. Collecte des données
3.6. Analyses statistiques
3.6.1. Analyse de variance
3.6.2. Analyse en composantes principales
3.6.3. Classification ascendante hiérarchique
Chapitre 4 : Résultats
4.1. Analyse de variance appliquée aux résultats d’extraction des fractions lipidiques
4.2. Analyse de variance appliquée aux résultats d’extraction des sucres totaux
4.3. Analyse des données expérimentales de torréfaction
4.3.1. Rendement, perte de masse et gonflement des grains
4.3.2. Classement des cafés torréfiés selon les critères de goût
4.4. Analyse en composantes principales des données expérimentales
4.5. Classification Ascendante Hiérarchique des cafés étudiés
Chapitre 5 : Discussion
5.1. Potentiel aromatique des grains de café verts
5.2. Conséquence de la torréfaction et analyses sensorielles
5.3. Classification
Conclusion
Références
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