Enquête sur la teneur en caféine des variétés de café du Honduras

Cette étude, fruit d'une collaboration entre l'IHCAFE, le CDR et l'Accademia del Caffè Espresso, analyse la teneur en caféine des principales variétés cultivées au Honduras, de la Coffea arabica à la Robusta et aux hybrides modernes. À l'aide d'analyses spectrophotométriques réalisées avec le système CDR CoffeeLab^® sur des échantillons de café vert , la recherche évalue l'importance relative de trois variables clés : le profil génétique, l'altitude de culture et le vieillissement des grains. L'article analyse les données afin de préciser lesquels de ces facteurs déterminent réellement la concentration de l'alcaloïde, offrant ainsi de nouvelles preuves de la relation entre le terroir et la composition chimique.

La caféine est l'un des principaux métabolites secondaires du café, jouant un rôle clé dans la défense de la plante contre les insectes et les pathogènes et dans les propriétés stimulantes de la boisson pour le consommateur. La concentration de caféine dans le café vert, et par conséquent dans le produit torréfié, est influencée par plusieurs facteurs, notamment l'espèce botanique, la variété, les conditions environnementales et les pratiques agronomiques. En particulier, Coffea canephora (Robusta) est connu pour contenir des niveaux de caféine significativement plus élevés que Coffea arabica, tandis que les hybrides ont généralement des valeurs intermédiaires, en fonction du degré d'hybridation.

Outre la génétique, l'altitude de culture a souvent été étudiée en tant que modulateur potentiel de la teneur en caféine. Toutefois, la littérature sur ce sujet fait état de résultats contradictoires : dans certains cas, une altitude plus élevée est associée à des teneurs en caféine plus importantes, tandis que dans d'autres études, aucune différence significative n'est observée. Ces divergences peuvent résulter d'un manque de contrôle rigoureux des variétés et du bagage génétique des échantillons analysés, ainsi que des différences dans les conditions environnementales locales.

Cette étude, menée par l'Institut hondurien du café ( IHCAFE ) en collaboration avec nous (CDR srl) et l'Accademia del Caffè Espresso , représente une analyse unique en son genre car elle examine les principales variétés de café cultivées au Honduras , y compris l'Arabica , le Robusta et les hybrides , dans le but de déterminer la teneur réelle en caféine des échantillons analysés. Les échantillons, provenant de différentes altitudes et traités par fermentation lavée conventionnelle, permettent une évaluation intégrée de l'influence de la génétique et des conditions de culture sur la teneur en caféine, en mettant l'accent sur les hybrides et la comparaison entre l'Arabica et le Robusta.

La détermination de la teneur en caféine a été effectuée à l'aide du système d'analyse CDR CoffeeLab^®, qui utilise une méthode spectrophotométrique.

Après avoir retiré la parche, les échantillons de café vert ont été finement moulus et tamisés jusqu'à obtention d'une poudre homogène. Pour préparer l'échantillon, 5 g ont été mélangés à 50 ml d'eau distillée et à 1 g de carbonate de calcium ; la solution a été agitée pendant 10 minutes, puis laissée à décanter. Pour l'analyse finale, 1 ml du surnageant a été prélevé et mélangé à 1 ml d'une solution d'extraction spécifique, puis agité vigoureusement et centrifugé. La lecture spectrophotométrique(point final) a été effectuée dans un intervalle de 0,1 à 4,0 %.

Effet des variétés

Pour cette étude, plusieurs variétés de café ont été sélectionnées dans un même lieu, le Centre de recherche et de formation Las Lagunas, situé à Marcala, La Paz (1450 m d'altitude), afin d'évaluer l'effet de la génétique sur la teneur en caféine dans les mêmes conditions environnementales. Tous les échantillons ont été traités selon la même méthode de fermentation (lavage conventionnel), ce qui a permis d'éliminer le processus de fermentation des variables susceptibles d'influencer les résultats analytiques.

Les valeurs decaféine dans le café vert, exprimées en % du poids sec du café vert, dans le tableau ci-dessous représentent la moyenne de quatre échantillons indépendants pour chaque variété, afin d'assurer une plus grande robustesse et cohérence des données.

Tableau 1 : Teneur en caféine du café vert de différentes variétés

A la même altitude, les données montrent un net gradient dans la teneur en caféine du café vert : la variété Robusta a les valeurs les plus élevées, suivie par les hybrides avec des valeurs intermédiaires, tandis que les variétés Arabica ont les valeurs les plus basses. La variété Robusta (Nemaya) a la teneur en caféine la plus élevée, soit environ 2,0 %, tandis que les variétés d'Arabica pur (Geisha, Typica, Catuai) ont des valeurs plus faibles et plus concentrées (1,3-1,4 %). Les hybrides (IHCAFE-90, Lempira, IHCATÚ-75, Parainema) se situent dans une fourchette intermédiaire (1,4-1,9 %).

Cette tendance est tout à fait cohérente avec la littérature, qui identifie la caféine comme un métabolite fortement déterminé par le bagage génétique, avec des valeurs moyennes plus élevées chez Coffea canephora que chez Coffea arabica. Les hybrides ont tendance à maintenir des niveaux de caféine plus élevés que l'Arabica pur, en fonction du degré d'introgression génétique. Dans ce contexte, la valeur relativement élevée observée pour IHCAFE-90 (1,9 %) est cohérente avec sa classification en tant qu'hybride et l'hypothèse d'un héritage génétique significatif du Robusta, et il en va de même pour les autres variétés analysées.

Effet de l'altitude

Afin d'évaluer l'effet de l'altitude de culture sur la teneur en caféine du café vert, des échantillons provenant de deux sites différents ont également été analysés :

• Centre de recherche et de formation Las Lagunas (CIC-LL), Marcala, La Paz - 1450 m au-dessus du niveau de la mer.
• Centre de recherche et de formation Carlos Alberto Bonilla (CIC-CAB), Campamento, Olancho - 800 m au-dessus du niveau de la mer.

Afin de maintenir les conditions de traitement constantes, tous les échantillons ont été retraités par fermentation conventionnelle avec lavage.

Les valeurs de caféine dans le café vert figurant dans le tableau suivant représentent la moyenne de quatre échantillons indépendants pour chaque variété, afin de garantir une plus grande robustesse et cohérence des données.

Tableau 2 : Teneur en caféine dans le café vert de 3 variétés à différentes altitudes

La comparaison des échantillons d'Arabica cultivés à environ 700 m et 1600 m ne révèle pas de relation linéaire ou systématique entre l'altitude et la teneur en caféine du café vert. Pour certaines variétés (par exemple Lempira et Parainema), une légère augmentation de la caféine est observée à des altitudes plus élevées, tandis que pour d'autres (par exemple Obata), les valeurs restent essentiellement inchangées.

Ces résultats sont cohérents avec les nombreuses études rapportant l'absence de corrélation universelle entre l'altitude et la caféine, en particulier pour C. arabica. Bien que l'altitude influence le métabolisme des plantes (par le biais de la température, de la vitesse de maturation et du stress physiologique), son effet sur la caféine semble dépendre de la variété et des conditions environnementales locales, plutôt que de l'altitude elle-même.

Effet du vieillissement

Les cafés verts, correctement conservés (dans un endroit frais, sec et sombre), ont été analysés après 6 mois afin d'évaluer l'effet du vieillissement sur les niveaux de caféine.

Les résultats obtenus sont présentés dans le tableau :

Tableau 3 : Teneur en caféine du café après six mois de stockage.

Les résultats montrent que, pour toutes les variétés analysées, la teneur en caféine du café vert reste inchangée après six mois de stockage. Les valeurs mesurées dans le café frais correspondent exactement à celles trouvées dans le café vieilli, ce qui indique que, dans les conditions utilisées (frais, sec et à l'abri de la lumière), le vieillissement n'a pas eu d'effet sur la concentration en caféine.

Ce résultat suggère que la caféine est un composant chimiquement stable du café vert et qu'elle ne subit pas de dégradation significative dans le temps, du moins pendant la période considérée et en l'absence de facteurs environnementaux défavorables tels que l'humidité, les températures élevées ou l'exposition à la lumière.

Les résultats obtenus avec le CDR CoffeeLab® montrent que la teneur en caféine du café vert est fortement influencée par la génétique de la plante, tandis que l'altitude de culture, dans la fourchette considérée, a un effet secondaire et non unique.

Le choix de la variété de café, en particulier le degré de croisement avec Coffea canephor(Robusta), est un outil plus efficace et plus fiable que le seul choix de l'altitude pour influencer la teneur en caféine du café vert.

Du point de vue de la gestion, cela signifie que le fait de se concentrer sur des variétés et des hybrides spécifiques permet un contrôle plus direct et plus cohérent de la teneur en caféine, par rapport aux stratégies basées uniquement sur la zone de culture et l'altitude.

Enfin, les résultats suggèrent que l 'altitude affecte la teneur en caféine principalement de manière indirecte, par le biais de facteurs tels que la température, la période de maturation des fruits et les conditions de stress des plantes, plutôt que d'agir comme un facteur direct et décisif.

1. Olechno, E., Passos, C. P., & Moreira, A. S. P. (2021). Influence of various factors on caffeine content in coffee brews: A literature review (2010–2020). Beverages, 11 (5), 125.

2. Bobková, A., Demianová, A., Poláková, K., Capcarová, M., Lidiková, J., Árvay, J., … & Belej, Ľ. (2022). Variability of caffeine content in green and roasted Coffea arabica regarding origin, post-harvest processing, and altitude. Journal of Environmental Science and Health, Part B , 57 (12), 989–998.

3. Worku, M., et al. (2018). Effect of altitude on caffeine and other biochemical contents of coffee beans. Journal of Agricultural and Food Chemistry