Le 29 juillet 2025
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par Tejasri Gururaj, Phys.org
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Sadie Harley,
examiné par Robert Egan
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Une nouvelle étude publiée dans Scientific Reports révèle que tout le café Arabica suit le même schéma de développement de couleur lors de la torréfaction, ce qui pourrait transformer le contrôle qualité et les normes de l'industrie.
Pendant longtemps, la torréfaction du café a mêlé science et art, car les torréfacteurs expérimentés dépendent de signaux visuels, auditifs et olfactifs pour déterminer la torréfaction idéale.
Cependant, de nouvelles recherches du UC Davis Coffee Center ont découvert quelque chose de remarquable. Malgré des profils de torréfaction, des techniques et des origines de café très différents, tout le café Arabica suit la même courbe de couleur universelle lorsqu'il passe de la fève verte à la torréfaction noire.
L'étude établit une relation mathématique qui pourrait enfin apporter des normes objectives et quantitatives à une industrie qui s'est appuyée sur des évaluations subjectives depuis des décennies. Les résultats proviennent de l'étude la plus approfondie jamais réalisée sur la dynamique de couleur de la torréfaction du café à l'échelle commerciale.
Phys.org a parlé à l'auteur correspondant Irwin R. Donis-González, professeur agrégé en génie post-récolte à la Cooperative Extension au Département de génie biologique et agricole de l'UC Davis.
« Depuis que j'ai commencé à travailler en post-récolte, je suis vraiment fasciné par l'importance de la couleur », a déclaré Donis-González. « La couleur n'est pas seulement une question d'apparence ; c'est un indicateur clé de la qualité pour de nombreux produits, y compris le café. »
Les chercheurs abordent un élément manquant de notre compréhension scientifique du café.
Bien que la couleur ait longtemps été considérée comme essentielle pour évaluer le niveau de torréfaction et la qualité, on en sait étonnamment peu sur la façon dont les variables de torréfaction comme la température et le temps dans les torréfacteurs commerciaux affectent le développement de la couleur.
La plupart des études antérieures se sont basées sur des fours de laboratoire simples réglés à des températures constantes, qui ne reflètent pas les conditions complexes et changeantes de la torréfaction commerciale. L'équipe de l'UC Davis a adopté une approche totalement différente.
« Nous avons établi les profils de torréfaction sur la base de différentes sources, notamment la littérature scientifique, l'expérience pratique antérieure et les directives industrielles établies », a expliqué Donis-González.
« En utilisant un torréfacteur à tambour commercial, nous avons varié de manière systématique les rampes de température, également connues sous le nom de taux de montée, pour observer leurs effets sur le développement de la couleur du café tout au long du processus de torréfaction. »
Les chercheurs ont testé sept profils de torréfaction radicalement différents, chacun durant exactement 16 minutes mais avec des dynamiques énergétiques très différentes, allant de profils de « démarrage rapide » avec une chaleur initiale élevée à des approches de « démarrage lent » avec des augmentations de température progressives.
Ils ont échantillonné le café en cours de torréfaction toutes les minutes, créant une image haute résolution sans précédent de l'évolution de la couleur tout au long du processus.
La découverte la plus frappante est survenue lorsque l'équipe a représenté graphiquement leurs mesures de couleur dans l'espace colorimétrique L*a*b*.
L'espace colorimétrique L*a*b* est un système colorimétrique scientifique conçu pour correspondre à la perception visuelle humaine. La coordonnée L* représente la luminosité, tandis que les coordonnées a* couvrent le spectre du vert au rouge et b* étend les nuances du bleu au jaune.
« L'espace colorimétrique L*a*b* est particulièrement adapté pour quantifier le développement de la couleur de la torréfaction car il peut détecter des variations subtiles qui pourraient échapper à l'œil humain, assurant une évaluation fiable dans des conditions d'éclairage différentes et réduisant le biais subjectif », a déclaré Donis-González.
Que ce soit avec des profils de torréfaction rapides, lents ou moyens, et que le café vienne d'Ouganda, d'Indonésie ou du Salvador, chaque échantillon a suivi le même chemin fondamental dans l'espace colorimétrique L*a*b*.
Les chercheurs ont pu décrire cette « courbe de couleur universelle du café torréfié » avec des équations mathématiques précises. Leurs équations polynomiales pouvaient prédire une coordonnée de couleur à partir d'une autre avec une précision de plus de 93 %.
La relation entre la luminosité (L*) et les coordonnées rouge-vert (a*) expliquait 93,4 % de la variance de couleur, tandis que les relations de luminosité et de bleu-jaune (b*) représentaient 97,7 %.
Cette cohérence suggère que les processus chimiques fondamentaux se produisant pendant la torréfaction - principalement les réactions de Maillard qui créent les couleurs brunes et les saveurs associées au café torréfié - suivent des voies prévisibles indépendamment des conditions spécifiques utilisées pour les déclencher.
Encore plus surprenant, malgré des timings et des dynamiques différents, tous les cafés atteignaient des valeurs de couleur pratiquement identiques aux principaux jalons de la torréfaction tels que le changement de couleur, la première fissure et la deuxième fissure, qui sont les étapes clés utilisées par les torréfacteurs pour évaluer le développement de la torréfaction.
'L'industrie n'était initialement pas au courant d'une découverte clé de notre étude. Malgré les variations dans les dynamiques des profils de torréfaction qui influent sur le développement de la couleur de la torréfaction, les cafés affichent de manière cohérente des valeurs de couleur L*a*b* approximativement les mêmes aux étapes de torréfaction importantes,' a noté Donis-González.
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Pour vérifier que leurs découvertes ne se limitaient pas à leur configuration spécifique, les chercheurs ont réalisé une revue systématique selon des protocoles scientifiques rigoureux.
L'équipe de recherche a analysé des données de couleur provenant de 20 publications différentes couvrant diverses méthodes de torréfaction, types d'équipement et origines de café. Cela représente un total de 392 mesures distinctes.
La validation était remarquable. La plupart des données existantes correspondaient parfaitement à leur courbe universelle, avec 86% des points de données ne montrant aucune différence de couleur perceptible par rapport aux valeurs prédites.
'Une revue systématique était essentielle pour confirmer l'existence d'une courbe de couleur universelle pour le café Arabica,' a déclaré Donis-González. 'Nous avons été particulièrement surpris par la cohérence, qui souligne les caractéristiques communes dans le développement de la couleur du café indépendamment de l'origine ou de la méthode de traitement.'
L'universalité s'étendait même au-delà du café. Les données de la cuisson du pain, un autre processus impliquant des réactions de brunissement de Maillard, suivaient également des relations de couleur similaires, suggérant que la courbe pourrait s'appliquer à d'autres applications de traitement alimentaire.
Actuellement, il n'existe pas de normes universellement acceptées pour des termes comme 'torréfaction légère', 'torréfaction moyenne' ou 'torréfaction foncée.' Une torréfaction légère d'un torréfacteur peut être plus sombre que la 'torréfaction foncée' d'un autre, créant de la confusion pour les consommateurs et des incohérences tout au long de la chaîne d'approvisionnement.
'Cette courbe universelle de couleur du café peut aider à standardiser les définitions de niveau de torréfaction à l'échelle de l'industrie en fournissant un moyen objectif et mesurable d'évaluer les niveaux de torréfaction à travers une analyse de couleur,' a expliqué Donis-González.
Les applications pratiques vont bien au-delà de la standardisation. Les torréfacteurs pourraient utiliser la courbe universelle pour un contrôle qualité en temps réel, sachant exactement où se situe leur café sur le chemin de couleur universel indépendamment de leur profil de torréfaction spécifique.
L'équipe de recherche travaille actuellement à relier leurs mesures L*a*b* aux échelles de niveau de torréfaction existantes, telles que Agtron et Colorette, afin de garantir que la courbe universelle puisse être utilisée avec l'équipement industriel actuel.
'Nous pouvons maintenant présenter la couleur universelle du café torréfié aux professionnels de l'industrie, qui, grâce à des enquêtes systématiques, peuvent aider à catégoriser et nommer les couleurs du café torréfié en fonction de leur expérience et des normes de l'industrie,' a déclaré Donis-González.
Rédigé pour vous par notre auteur Tejasri Gururaj, édité par Sadie Harley, et vérifié par Robert Egan—cet article est le résultat d'un travail humain soigneux. Nous comptons sur des lecteurs comme vous pour maintenir en vie le journalisme scientifique indépendant. Si ce reportage est important pour vous, veuillez envisager un don (surtout mensuel). Vous obtiendrez un compte sans publicité en guise de remerciement.
Plus d'informations: Laudia Anokye-Bempah et al, Une courbe de couleur universelle pour le café arabica torréfié, Rapports scientifiques (2025). DOI: 10.1038/s41598-025-06601-w
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