La poudre de café contient plus d’un millier de substances différentes dont certaines ne sont pas encore identifiées. La composition du café dépend de l’espèce (Arabica ou Robusta) et de la variété de café vert, mais aussi du terroir, des conditions climatiques, de culture, du degré de maturation des baies, des techniques de traitement, des conditions de stockage des grains de café vert et du mode de préparation du café. L’ensemble de ces facteurs combinés confère au café ses propriétés nutritionnelles ainsi que son goût et ses caractéristiques organoleptiques uniques.
Les macronutriments : glucides, lipides et fibres
Les grains de café torréfiés contiennent surtout des glucides (38–42 %), des lipides (11–17 %), des protéines et acides aminés libres (8 %), des minéraux (5 %), des acides chlorogéniques (3–4 %) et aliphatiques (3 %), de la caféine (1–2 %) et de la trigonelline (1 %).
Les glucides représentent jusqu’à 50% de la matière sèche du café, mais ce sont surtout des glucides insolubles constitutifs des parois végétales, polysaccharides du type lignine (2 %) sans valeur nutritionnelle.
Le café torréfié a une teneur élevée en lipides, environ 16 % pour l’arabica et 11 % pour le robusta. On y retrouve en particulier deux diterpènes, kahwéol et cafestol, 1,3 % pour l’arabica et seulement 0,2 % pour le robusta qui ne contient pratiquement pas de kahwéol. Pendant la préparation du café, l’essentiel des lipides reste dans la mouture de café et ne contribue au final qu’à une teneur de 1 à 40 mg par tasse, en fonction de la finesse du grain et de la porosité du filtre (1).
Quelques études récentes ont montré que le café pouvait être une source non négligeable de fibres alimentaires solubles (arabinogalactane de type II, galactomannane…) et insolubles (cellulose). Leur quantité varie en fonction du mode de préparation, de 0,47 à 0,75 g pour une tasse de café de 100 ml (2). Elles contribuent à la viscosité de la préparation et permettent notamment la rétention des composés aromatiques.
Globalement, une tasse de café filtre ou d’expresso, sans ajout de lait, crème ou sucre n’apporte que très peu de macronutriments ni aucune calorie à notre organisme.
La caféine, le composé le plus connu
La caféine est retrouvée dans environ 60 espèces végétales dont les grains de cacao, les noix de cola, les feuilles de thé et les grains de café sont les plus connus. De plus, la caféine est ajoutée à de nombreuses boissons gazeuses et est également retrouvée dans des médicaments stimulants, antalgiques ou des crèmes amincissantes. L’arabica contient deux fois moins de caféine que le robusta.
La caféine est un léger stimulant cérébral et représente la substance psychostimulante la plus consommée dans le monde. Une tasse standard de café apporte environ 80 – 100 mg de caféine. La caféine a des effets bénéfiques sur l’attention, la vigilance, la concentration, le bien-être et la performance physique. Chez certains individus, sa consommation peut perturber le sommeil (3). La teneur moyenne en caféine de divers aliments et boissons est donnée dans le tableau 1.
Tableau 1 : Quantités de caféine trouvées dans différents aliments et boissons (3).
| Teneur moyenne (mg/mL ou mg/g) | Valeurs extrêmes (mg) | |
| Café filtre | 85 mg/125 mL | 60-135 |
| Café instantané | 65 mg/125 mL | 35-105 |
| Café décaféiné | 3 mg/125 mL | 1-5 |
| Expresso | 60 mg/30 mL | 35-100 |
| Thé (feuilles ou sachet) | 32 mg/150 mL | 20-45 |
| Thé glacé | 20 mg/330 mL | 10-50 |
| Chocolat chaud | 4 mg/150 mL | 2-7 |
| Sodas caféinés | 39 mg/330 mL | 30-48 |
| Sodas sans sucre | 41 mg/330 mL | 26-57 |
| Boissons énergétiques | 80 mg/330 mL | 70-120 |
| Barres de chocolat | 20 mg/30 g | 5-36 |
| Chocolat noir | 60 mg/30 g | 20-120 |
| Chocolat au lait | 6 mg/30 g | 1-15 |
La caféine est une substance amère, avec un seuil de perception dans l’eau du même ordre de grandeur que sa concentration dans une tasse de café. Son goût amer typique est perçu différemment en fonction de la température du breuvage, et diminue chez les personnes âgées.
La caféine est stable et seule une faible proportion est perdue lors de la torréfaction. Au cours de la décaféination, on n’observe aucune transformation majeure de la composition du grain de café vert autre que le retrait sélectif de la caféine. La popularité du café décaféiné montre bien que le succès du café n’est pas seulement lié à la caféine qu’il contient.
Le café contient aussi des minéraux et des vitamines
Dans le café, on retrouve divers minéraux. Une tasse contenant 2 g de poudre de café lyophilisé contient les quantités suivantes de minéraux (4) : potassium, 80 mg ; phosphore, 7 mg ; calcium, 3 mg ; sodium, 1 mg ; fer, 0,09 mg ; zinc, 0,01 mg ; cuivre, 0,001 mg.
Une tasse de café instantané préparée à partir de 2 g de poudre contient les quantités suivantes de vitamines (4) : vitamine B2 (2 µg), B3 (400-1200 µg en fonction du degré de torréfaction), B5 (80 µg), B6 (0,6 µg). Les vitamines B1 et C sont détruites par la torréfaction.
Les acides chlorogéniques antioxydants
L’acide 5-cafféoylquinique est le composant le plus important du groupe des acides chlorogéniques du café, et avec les acides 5-féruloylquinique et 3,5-dicafféoylquinique, ils forment dans le café un complexe qui semble présent à parts égales avec la caféine. Les autres acides, caféique, férulique et quinique, ne sont formés qu’au cours de la torréfaction (1). Leurs concentrations respectives sont indiquées dans le tableau 2.
Tableau 2 : Acides chlorogéniques dans les cafés verts arabica et robusta (% du poids sec)(4)
| Composé | Arabica | Robusta |
| Acide 5-chlorogénique | 3,0-5,6 | 4,4-6,5 |
| Acide 4-chlorogénique | 0,5-0,7 | 0,7-1,1 |
| Acide 3-chlorogénique | 0,3-0,7 | 0,6-1,0 |
| Total | 3,8-7,0 | 5,7-8,6 |
| Acide 3,4-dicaféoylquinique | 0,1-0,2 | 0,5-0,7 |
| Acide 3,5-dicaféoylquinique | 0,2-0,6 | 0,4-0,8 |
| Acide 4,5-dicaféoylquinique | 0,2-0,4 | 0,6-1,0 |
| Total | 0,5-1,2 | 1,5-2,5 |
| Acide 3-féruloylquinique | traces | 0,1 |
| Acide 4-féruloylquinique | traces | 0,1 |
| Acide 5-féruloylquinique | 0,3 | 1,0 |
| Acide 5-féruloyl-4 caféoylquinique | 0 | traces |
| Total | 0,3 | 1,2 |
La quantité d’acides chlorogéniques dans le café vert varie en fonction des caractéristiques génétiques de la plante, de l’environnement, du climat, et des conditions de culture. Les acides chlorogéniques sont détruits par la torréfaction (5). Des pertes atteignent environ 60 % pour les cafés moyennement torréfiés et jusqu’à 100 % pour les cafés fortement torréfiés (6). Le contenu estimé en acides chlorogéniques d’une tasse de café varie de 15 à 325 mg.
Les acides chlorogéniques ont de remarquables propriétés antioxydantes, ils permettent d’éliminer les radicaux libres oxygénés toxiques pour l’organisme, sont capables de chélater les métaux, et d’induire la production d’enzymes antioxydantes et jouent un rôle important dans divers cancers en particulier (7, 8).
Le café contient aussi des mélanoïdines
Ce sont des produits azotés de couleur brune formés pendant la torréfaction. Leur concentration atteint environ 25 % du poids sec des grains de café torréfié. Dans le café prêt à être consommé, elles représentent jusqu’à 29 % (9) et contribuent à l’amertume du café.
Au-delà de leur activité antioxydante, les mélanoïdines semblent protéger du cancer du côlon, prévenir le développement des bactéries dans la cavité orale et l’apparition de caries, et posséder des propriétés anti-inflammatoires (9).
Autre composé d’intérêt : la trigonelline
La trigonelline est l’alcaloïde le plus abondant dans les grains de café vert après la caféine et représente environ 1 % de la matière sèche. Toutefois, environ 50−80 % de la trigonelline sont décomposés pendant la torréfaction.
La trigonelline a des activités biologiques, incluant des propriétés antidiabétiques, des capacités antimicrobiennes contre les caries. Elle est également associée à la régénérescence in vitro des dendrites et des axones des neurones corticaux, elle améliore la mémoire spatiale et inhibe l’invasion des cellules cancéreuses hépatiques in vitro (10).
Les composés volatils
Plus de 800 substances volatiles correspondant à environ 0,1 % de la masse totale ont été identifiées à ce jour. La multiplicité des substances aromatiques du café et leur diversité selon les espèces et les variétés sont utilisées pour la préparation et la personnalisation des cafés vendus dans le commerce. Les arabicas ont surtout des notes odorantes de caramel ou sucrées alors que les robusta ont des notes plus intenses épicées et terreuses. La compréhension de l’arôme du café est très complexe puisqu’elle résulte de l’interaction de plus de 800 éléments avec la muqueuse olfactive.
Références
- Viani R. The composition of coffee. In : Caffeine, Coffee and Health (S Garattini, Ed). New York: Raven Press Ltd ; 1993 : 17-41.
- Díaz-Rubio ME, Saura-Calixto F. Dietary fiber in brewed coffee. J Agric Food Chem 2007 ; 55 : 1999-2003.
- coffeeandhealth.org
- Viani R. Coffee, Vevey, Nestec, 1985 (2e édition).
- Hecimovic I, et al. Comparative study of polyphenols and caffeine in different coffee varieties affected by the degree of roasting. Food Chem 2011 ; 129 : 991-1000.
- Trugo LC, Macrae R. A study of the effect if roasting on the chlorogenic acid composition of coffee using HPLC. Food Chem 1984 ; 15 : 219-27.
- Bakuradze T, et al. Antioxidant effectiveness of coffee extracts and selected constituents in cell-free systems and human colon cell lines. Mol Nutr Food Res 2010 ; 54 : 1734–43.
- Boettler U, et al. Coffee constituents as modulators of Nrf2 nuclear translocation and ARE (EpRE)-dependent gene expression. J Nutr Biochem 2011 ; 22 : 426–40.
- Moreira AS, et al. Coffee melanoidins: structures, mechanisms of formation and potential health impacts. Food Funct 2012 ; 3 : 903-15.
- Allred KF, et al. Trigonelline is a novel phytoestrogen in coffee beans. J Nutr 2009, 139: 1833-8.