« Drogues et Expériences/Café » : différence entre les versions

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[[Image:Atelier torréfaction chocolat Meunier.JPG|thumb|right|310 px|Ateliers de torréfaction de la chocolaterie Menier, construits en 1866]]
{{Chimiebox général|
nom = Caféine |
image = Caffeine molecule.png |
tailleimage = 200 px |
commentaire = Structure de la caféine |
formule = C<sub>8</sub>H<sub>10</sub>N<sub>4</sub>O<sub>2</sub> |
nom scientifique = 1,3,7-triméthylxanthine |
CAS = 58-08-2 |
ATC = |
apparence =
}}
{{Chimiebox psychotrope
| catégorie= Stimulant
| conso= Ingestion
| noms= voir [[Café]], [[Thé]],<br/> [[Cacao]], [[Guarana]]
}}
{{Chimiebox fin}}
 
La '''caféinetorréfaction''' est unel'action de torréfier un [[méthylxanthinealiment]]. présenteIl dansdonne deun nombreux[[arôme]] qui rappelle l’odeur des aliments commeun lespeu grainsgrillés, decalcinés. On utilise la torréfaction aussi bien dans les [[caféVin rouge|vins rouges]], que pour le [[thécafé]], ou le [[cacao]]. ([[chocolat]]),On lapeut [[noixaussi detorréfier kola]], ledes [[matéamande]]s, ou la graine dedes [[guarananoisette]]s...
Elle est bien connue pour ses propriétés de [[stimulant]] du [[système nerveux central]] et du [[Circulation sanguine|système cardio-vasculaire]]. Elle fait partie de la composition de boissons comme le [[cola]] ([[Coca-Cola]]) ou d'autres boissons énergisantes.
 
==Processus de torréfaction==
==Découverte==
===Vue d'ensemble===
[[Image:Koeh-234.jpg|thumb|left|Le [[guaraná]] ''Paullinia cupana'']]
Sous l'effet de la chaleur, les [[sucre]]s et l'eau donnent des caramels.
La caféine, anciennement appelée ''guaranine'', a été découverte en [[1819]] par [[Friedrich Ferdinand Runge]] et [[Von Giese]] et décrite en [[1821]] par Pierre Joseph Pelletier et [[Pierre Jean Robiquet]].
Quand il n'y a plus d'eau, les sucres et les acides développent les arômes.
La ''théine'', découverte en 1827 par [[Oudry]], a été démontrée, en 1838, identique à la caféine. La différence d'effet entre thé et café s'explique essentiellement par le fait que le thé contient une grande quantité de [[tanin]]s, qui ralentit l'assimilation de la caféine. C'est pourquoi son effet est plus doux et plus progressif, bien qu'il s'agisse de la même substance.
La source de chaleur est, soit du gaz, soit du fioul, le gaz étant préférable. En effet le [[fioul]], lorsque le [[brûleur]] est parfaitement réglé, ne dégage aucune odeur, mais, à la moindre poussière ou au moindre déréglage, il "fume" et donne à l'aliment des odeurs très désagréables.
===Réactions chimiques===
Deux réactions chimiques interviennent :
 
*La [[réaction de Maillard]] ou [[caramélisation]] qui est déterminante dans la constitution des arômes.
==Composition chimique==
*La [[réaction de Strecker]] intervenant dans le changement de [[pigmentation]].
La caféine — C<sub>8</sub>H<sub>10</sub>N<sub>4</sub>O<sub>2</sub>,
ou 1,3,7-tri[[méthyle|méthyl]][[xanthine]] ou encore 3,7-dihydro-1,3,7-trimethyl-1H-[[purine]]-2,6-dione —
est une molécule de la famille des [[méthylxanthine]]s, qui comprend également la [[théophylline]] et la [[théobromine]]. Dans sa forme pure, elle consiste en une poudre blanche d'un goût extrêmement amer.
 
==Torréfaction du café==
Une tasse normale de [[café]] filtre contient de 80 à 130 mg de caféine. Une dose de 30 à 40 g d'[[espresso]], quant à elle, en contient environ 100, atteignant les 130 mg.
Des pilules [[stimulant]]es peuvent en contenir jusqu'à 200 mg chacune.
 
===Du grain vert aux teintes blondes, brunes ou noires===
==Mécanisme d'action==
Le grain vert n'ayant aucun arôme ni saveur, ce sont les arabes qui ont découvert fortuitement le [[processus (suite d'états ou de phases)|processus]] au {{XIVe siècle}}. La torréfaction du café doit être réalisée le plus près possible du moment où il sera bu.
La caféine inhibe la [[phosphodiestérase]], responsable de l'inactivation de l'[[AMPc]].
L'accroissement du taux d'AMPc intra-cellulaire amplifie ses actions de « second messager », ce qui le rend responsable des principales actions pharmacologiques de la caféine.
 
===La cuisson===
== Effets de la caféine ==
L'opération se déroule dans un grilloir circulaire ou cylindrique, le [[torréfacteur]] : un appareil muni d'un tambour et chauffant au gaz dans la majeur partie des cas, en rotation permanente pour que les grains, toujours en mouvement, soient torréfiés de façon uniforme et sans brûler.
De façon générale, la caféine est un psychostimulant qui a pour principaux effets d'accélérer le rythme cardiaque au bout de quelques minutes puis de provoquer une sensation de réveil.
 
Ce n'est pas la flamme qui va torréfier le café mais la chaleur diffuse au travers d'un four constitué de briques et dalles réfractaires :
La caféine entraîne une vasodilatation. Elle présente des effets au niveau des systèmes cardiovasculaire, respiratoire et gastro-intestinal.
le café vert, après dernier époussiérage, arrive par une trémie située en haut de l'appareil. Il est alors introduit dans un cylindre horizontal, muni de pales métalliques qui vont l'agiter pendant toute la durée de la torréfaction. Lorsque le café est introduit dans le cylindre, la température est de 220°. Bien entendu, l'arrivée d'une masse de matière froide la fait chuter à 120°. Elle va remonter à 220° en 20 minutes. En France et en Espagne on rajoute un peu de sucre pour obtenir des grains légérement caramélisés, les italiens un peu de beurre ce qui donne une apparence plus huileuse au café.
De plus, elle agit au niveau des muscles squelettiques, du flux sanguin rénal, de la [[glycogénolyse]] et de la [[lipolyse]].
La source de chaleur doit être régulée car les réactions du café évoluent au cours de la torréfaction : en début le café est [[endotherme]] (il absorbe la chaleur), en fin de torréfaction il est [[réaction exothermique|exotherme]] (c'est lui qui libère de la chaleur). Le contrôle de la torréfaction est automatique pendant les 17 premières minutes. Mais, à partir de ce moment, seul l'homme peut juger de la parfaite torréfaction du café (Œil-Nez-Oreille).
Pour ce faire, il dispose d'un hublot en mica qui lui permet de voir le café à l'intérieur, mais surtout d'une sonde avec laquelle il retire quelques grains de café, ce qui lui permet d'évaluer correctement. Quand le café est torréfié à point, le conducteur ouvre la porte métallique du cylindre et le café tombe dans un bac de refroidissement équipé de pales, de brosses et d'un puissant ventilateur.
 
===Le refroidissement===
Une prise trop importante de caféine peut conduire à une intoxication. Ces symptômes sont l'insomnie, la nervosité, l'excitation, flushing cutané (un visage tout rouge), l'augmentation de la [[diurèse]], et des troubles gastrointestinaux. Chez certaines personnes, ils peuvent apparaître après une prise aussi faible que 250 mg par jour. Plus d'un gramme par jour peut générer des contractions musculaires involontaires, des pensées et propos décousus, de l'arythmie cardiaque ainsi qu'une agitation psychomotrice. Les symptômes de l'intoxication à la caféine sont similaires à ceux de la [[panique]] et d'une [[anxiété]] généralisée. La [[Dose létale 50|LD<sub>50</sub>]] de la caféine par ingestion chez le rat est de 192 mg/kg. Bien que cette valeur ne puisse être directement extrapolée à l'humain, on peut faire l'hypothèse que l'ingestion d'environ 10 g de caféine chez l'homme adulte, soit environ 100 tasses de café, serait létale dans 50 % des cas. La caféine est par conséquent classée dans la catégorie des substances moyennement toxiques.
 
Le café doit être refroidi rapidement. En effet il prendrait feu si on le laissait en l'état. Il y a deux méthodes de refroidissement : celle que nous venons de décrire, simplement à l'air, et une seconde méthode, à l'eau.
=== Sur le système nerveux central ===
[[Image:Caffeine and adenosine.svg|thumb|left|350px|La caféine agit par [[antagonisme]] des [[Récepteur (biochimie)|récepteur]]s de l'[[adénosine]] dans le cerveau. On voit ici, côte-à-côte, la caféine et l'adénosine.]]
On pense que la caféine agit sur le [[cerveau]] principalement par [[antagonisme]] de l'[[adénosine]], c'est-à-dire que la caféine bloque ses [[récepteur (biochimie)|récepteur]]s. L'[[adénosine]], lorsqu'elle se fixe sur les récepteurs des cellules nerveuses, diminue l'activité de la cellule par l'intermédiaire des [[protéines G]] qui restent fixées aux [[récepteur (biochimie)|récepteur]]s et ne peuvent donc pas amorcer la réaction en chaîne qui conduit à l'activité de la [[cellule (biologie)|cellule]] ; cela se produit par exemple durant le [[sommeil]]. La molécule de caféine, structurellement similaire à l'[[adénosine]], ne diminue pas l'activité des cellules ; au contraire, elle se fixe aux récepteurs et empêche l'action de l'adénosine.
 
Cette méthode n'a rien de frauduleux, car la Loi autorise une humidité de 5 % pour le café torréfié mais elle présente trois inconvénients majeurs: l'eau oxyde le café, bloque ses arômes et, il faut bien l'avouer, quand le consommateur achète 100 kg de café refroidi de cette manière, il a, en réalité 95 kg de café + 5 kg d'eau qu'il paie au même prix. Il existe plusieurs méthodes pour injecter de l'eau en fin de torréfaction. Si l'on souhaite conserver le café dans le meilleur état possible, il faut s'assurer que l'eau soit vaporisée avant d'entrer en contact avec les grains. Ceci permet de refroidir rapidement la grillée tout en évitant la prise d'eau et l'oxydation. Ce procédé est connu sous la dénomination anglophone de "quenching".
L'augmentation de l'[[Système nerveux|activité nerveuse]] qui en résulte déclenche la libération d'[[adrénaline]], une hormone qui cause plusieurs effets tels que l'augmentation du rythme cardiaque ([[chronotrope]] +), de la contractilité du cœur ([[inotrope]] +), de la [[pression artérielle]], de l'apport de [[sang]] aux [[muscle]]s, la diminution de l'apport de [[sang]] aux autres [[organe]]s (excepté le [[cerveau]]) et la libération de [[glucose]] par le [[foie]], par [[néoglucogénèse]] par exemple.
 
Pendant la torréfaction le café est dépélicullé, c'est-à-dire que la fine pellicule argentée ([[Spermoderme]]) qui recouvre certains grains et qui est très chargée en caféine est enlevée, aspirée et brûlée.
Par ailleurs, la caféine augmente les niveaux de [[dopamine]] (un [[neurotransmetteur]]) dans le [[cerveau]], comme le feraient des [[amphétamines]] par exemple.
 
==Les nuances==
Les effets de la caféine, contrairement à ceux de l'[[boisson alcoolisée|alcool]] ou d'autres [[stimulant]]s du [[système nerveux central]], sont de courte durée. Qui plus est, la caféine n'affecte pas la concentration ou d'autres fonctions mentales supérieures.
 
La torréfaction est riche d'une infinité de nuances :
La consommation continue de caféine finit par faire apparaître une [[addiction]] liée à l'excès de récepteurs à l'[[adénosine]] et au manque de récepteurs à la [[dopamine]]. Lors du sevrage, le corps devient hyper-sensible à l'[[adénosine]], ce qui fait augmenter la [[pression artérielle]] de façon dramatique et peut générer de très forts maux de tête et d'autres symptômes comme la [[bradycardie]] ; le manque de [[dopamine]] peut générer un [[état dépressif]] et une nette diminution des performances cérébrales, c'est pourquoi on recommande toujours un sevrage progressif étalé sur plusieurs semaines, voire plusieurs mois. Cependant, contrairement à d'autres stimulants du système nerveux central, la caféine n'agit pas directement sur le [[noyau accumbens]], responsable de l'[[addiction]] psychologique.
* Légère : Blonde ou ''New England''
* Moyenne : Ambrée ou ''American''
* Moyennement poussée : Robe de moine ou ''Light French'' (la plus habituelle en France)
* Poussée : Brune ou ''French''
* Très poussée : Très brune ou ''Dark French'' ou ''Italian''
[[Image:Coffee roasting grades.png|thumb||left|400px|unroasted, light, cinnamon, medium, high, city, full city, French et Italian</br>(Gradations anglaise et italienne) ]]
{{clr}}
 
==Le cacao==
Des études récentes suggèrent que l'apport de caféine par le [[café]] pourrait diminuer le risque de contracter la [[maladie de Parkinson]]<ref>http://www.parkinson.org/coffee.htm</ref>, mais une étude plus approfondie est nécessaire.
 
Pour les fèves de [[cacao]], le procédé est proche de celui du café. Les fèves (environ 40 kg) sont versées dans le torréfacteur par une trémie sur le dessus. Elles sont roulées tout au long de la torréfaction. La température de torréfaction est d'environ 180 °C pour une durée de l'ordre de 32 à 34 minutes selon la provenance et le séchage des fèves. À l'issue de la cuisson, les fèves sont brassées et ventillées. Les cosses les plus volatiles sont évacuées par le flux, le reste sera trié lors du broyage.
Des études prouvent néanmoins les effets positifs de la caféine. Une étude sur 2 000 prématurés amène à penser que la caféine aurait un rôle positif sur les fonctions respiratoires.<ref>[http://www.newscientist.com/article/dn9184-caffeine-boosts-breathing-in-premature-infants.html Caffeine boosts breathing in premature infants - health - 17 May 2006 - New Scientist]</ref>
 
{{Portail Chocolat}}
== Pharmacocinétique ==
[[Image:Caffeine mol2.png|thumbnail|right|Molécule de caféine]]
La caféine est très rapidement et intégralement absorbée par le [[tube digestif]], et parvient au cerveau dès la 5{{e}} minute suivant l’ingestion. Elle est assimilée à 75% après un quart d’heure et le pic plasmatique est atteint au bout d’une heure. Sa [[demi-vie]] est de 4 à 6 heures.
 
[[Catégorie:Procédé agroalimentaire]]
La caféine diffuse rapidement dans le milieu extra-vasculaire. Elle n’est que faiblement liée aux protéines circulantes du plasma (environ 15%). Elle passe la [[barrière hémato-encéphalique]] grâce à sa ressemblance à l’adénosine. Sa concentration dans le liquide céphalo-rachidien est égale à celle du plasma.
 
[[en:Coffee roasting]]
Le passage dans le lait maternel est également important, la concentration vaut 50% de la [[concentration plasmatique]] de la mère.
[[es:Tueste del café]]
Chez l’adulte, la caféine est presque complètement métabolisée au niveau hépatique par [[oxydation]], [[déméthylation]] et [[acétylation]].
[[it:Torrefazione]]
 
[[nl:Koffiebranden]]
La caféine ne peut être détectée dans l’[[Organisme vivant|organisme]] après plus de 24h après la dernière prise de caféine, que ce soit par [[analyse globulaire du sang]] ou par examen chimique de l’[[urine]].
[[scn:Atturramentu]]
 
==La caféine dans les aliments==
{| class="wikitable" style="margin-left:auto;margin-right:auto;" align="center" cellspacing="0" cellpadding="3"
|+ Plusieurs aliments sont connus pour leur richesse en caféine<ref>[http://www.hc-sc.gc.ca/iyh-vsv/food-aliment/caffeine_f.html article caféine sur le site de « Votre santé et vous »], publication de Santé Canada et de l'Agence de santé publique du Canada. D'autres chiffres sont donnés [http://www-fbm.medinet.fr.eu.org/faq.php/3/_/ALIM/CAFEINE ici].</ref>
!Aliment !! Teneur moyenne en mg de caféine
|-
|100 ml [[café]] espresso ||align="center"| 175
|-
|100 ml café filtre ||align="center"| 145
|-
|100 g [[chocolat]] noir ||align="center"| 72
|-
|100 ml café instantané ||align="center"| 56
|-
|100 ml boisson énergisante (type [[Red Bull]] ) ||align="center"| 32
|-
|100 ml [[thé]] ||align="center"| 20
|-
|100 ml cola ||align="center"| 9,6
|-
|100 ml café décaféiné ||align="center"| 2
|}
'''
En pratique, l'espresso contient moins de caféine que mentionné dans le tableau ci-dessus. C'est une fausse croyance de croire l'espresso plus cafeiné. L'eau arrivant sous-pression sur la mouture de café n'a pas le temps de se charger pleinement en caféine étant moins soluble que les autres éléments composant le café. De plus le volume d'une tasse d'espresso est plus faible que celui d'une tasse de café filtre en général.
 
== Extraction de la caféine d'une boisson ==
L'extraction de la caféine d'une boisson quelconque n'est pas quelque chose que n'importe qui peut faire seul chez soi. En effet, il est difficile de savoir la quantité exacte de caféine que contient même un café préparé par la même personne de la même façon chaque jour.
 
L'extraction peut être faite selon trois procédés :
* une extraction par un solvant organique (généralement un solvant chloré), qui tire profit de la solubilité différentielle (coefficient de partage). Le solvant est ensuite éliminé par distillation ;
* une extraction par fluide supercritique (du dioxyde de carbone) ;
* une extraction à l'eau.
 
La première méthode, qui ne peut éviter des traces résiduelles de solvants, tend à être remplacée par la deuxième. La dernière est la moins efficace et dénature le goût.
 
Un [[café]] dit « décaféiné » ne l’est en fait pas totalement ; pour la plupart des marques, cinq à dix tasses de café « décaféiné » par jour procurent une dose de caféine équivalente à celle de deux tasses de café caféiné, selon une étude<ref>Agence Reuter, 20 octobre 2006 : http://today.reuters.com/news/articlenews.aspx?type=healthNews&storyid=2006-10-20T171447Z_01_ARM059080_RTRUKOC_0_US-DECAF-COFFEE--PUNCH.xml&src=rss</ref>
nord-américaine qui a testé les cafés de neuf marques par [[chromatographie]] en phase gazeuse : hormis une marque, toutes contenaient de 8,6 mg à 13,9 mg de caféine. Selon le Dr Mark S. Gold, professeur de psychiatrie à l'université de Floride, cette quantité est suffisante pour provoquer une dépendance physique au café chez certains consommateurs.
 
==Note==
{{reflist}}
 
{{Portail|Chimie|Médecine}}
 
{{Lien AdQ|en}}
{{Lien AdQ|simple}}
{{Lien BA|zh}}
 
[[Catégorie:Alimentation]]
[[Catégorie:Café]]
[[Catégorie:Thé]]
[[Catégorie:Principe actif]]
[[Catégorie:Xanthine]]
[[Catégorie:Dopage]]
[[Catégorie:Saveur amer]]
 
[[ar:كافايين]]
[[bg:Кофеин]]
[[ca:Cafeïna]]
[[cs:Kofein]]
[[cy:Caffein]]
[[da:Koffein]]
[[de:Koffein]]
[[en:Caffeine]]
[[eo:Kafeino]]
[[es:Cafeína]]
[[et:Kofeiin]]
[[fi:Kofeiini]]
[[ga:Caiféin]]
[[gl:Cafeína]]
[[he:קפאין]]
[[hr:Kofein]]
[[hu:Koffein]]
[[id:Kafein]]
[[io:Kafeino]]
[[is:Kaffín]]
[[it:Caffeina]]
[[ja:カフェイン]]
[[kn:ಕೆಫೀನ್]]
[[ko:카페인]]
[[lt:Kofeinas]]
[[lv:Kofeīns]]
[[ms:Kafeina]]
[[nl:Cafeïne]]
[[nn:Koffein]]
[[no:Koffein]]
[[pl:Kofeina]]
[[pt:Cafeína]]
[[ro:Cafeină]]
[[ru:Кофеин]]
[[sh:Kofein]]
[[simple:Caffeine]]
[[sk:Kofeín]]
[[sl:Kofein]]
[[sr:Кофеин]]
[[sv:Koffein]]
[[ta:காஃவீன்]]
[[th:คาเฟอีน]]
[[tr:Kafein]]
[[uk:Кофеїн]]
[[vi:Caffein]]
[[yi:קאפין]]
[[zh:咖啡因]]