La torréfaction est l'action d'exposer un aliment à un feu direct ou à une source de chaleur adaptée. Elle donne un arôme qui rappelle l'odeur des aliments un peu grillés, calcinés (empyreumatique). La torréfaction est utilisée aussi bien dans la fabrication du café ou du cacao que de la bière (maltage notamment de l'orge). On peut aussi torréfier des amandes, des noisettes
Processus de torréfaction
Vue d'ensemble Sous l'effet d'une température relativement élevée, les sucres et l'eau donnent des caramels. Quand il n'y a plus d'eau, les sucres et les acides aminés développent les arômes par l'entremise des deux mécanismes distincts de brunissement de Maillard (ou réaction de Maillard) et de caramélisation.
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
Trois réactions chimiques interviennent principalement : les réactions de glycation et les réactions amino-carbonyles, fautivement nommées « réactions de Maillard » les caramélisations les réactions de Strecker
Les deux premières réactions sont déterminantes dans la production des arômes et constituent les deux principaux types de brunissement non enzymatique. La dernière réaction intervient plutôt dans le changement de pigmentation.
Torréfaction et santé La torréfaction fait apparaître l'acrylamide, une substance potentiellement cancérigène chez l'humain.. Cependant, une étude menée au Brésil sur le café par des chercheurs n'a pas permis de confirmer ou d'infirmer les risques pour la santé selon le degré de torréfaction..
Torréfaction du café Du grain vert aux teintes blondes, brunes ou noires Le grain vert n'a aucun arôme ni saveur. Ce sont les Éthiopiens. qui, au , ont découvert fortuitement le processus de torréfaction du café permettant de révéler le goût et l'arôme des grains. La torréfaction du café doit être réalisée le plus près possible du moment où il sera bu afin de garder le plus de goût possible.
Alors que les Américains achetaient jusque-là, à l'épicerie, leur café vert, John Arbuckle commercialise à partir de 1873"Brazil and the United States: Convergence and Divergence", par Joseph Smith, page 24 les premiers paquets de café torréfié, sous la marque « ARIOSA » (A pour « Arbuckle », RIO pour « Rio » et SA pour « Santos », les deux origines brésiliennes qu'il mixe). Il a bientôt usines réparties entre New York et Pittsburgh. En 1881, après l'échec du corner sur le café de 1880, il est devenu le premier négociant de New York.
La cuisson La torréfaction domestique L'opération se déroule à la maison dans un grilloir circulaire ou cylindrique, dit aussi torréfacteur : un appareil muni d'un tambour et chauffé au bois, au gaz ou à l’électricité, auquel on inflige une agitation permanente à l'aide d'une manivelle pour que les grains, toujours en mouvement, soient torréfiés de façon uniforme et sans brûler..
La torréfaction artisanale
La torréfaction artisanale consiste d'abord à réaliser un profil de torréfaction pour un café donné, puis à reproduire la courbe de torréfaction broche après broche (on appelle « broche » ce qui équivaut à une « fournée »). Chaque étape de cuisson est importante pour obtenir le résultat souhaité en tasse. Les étapes que le café subit au cours d'une broche sont les suivantes : dessiccation (ou séchage) ; réactions de Maillard et dégradation de Strecker, caramélisation, (les grains gonflés de vapeur et de gaz craquent sous l'effet de la pression), développement, . Ils sont ensuite refroidis et mis à dégazer. L'artisan torréfacteur agit à chaque moment : il choisit d'abord la température de charge puis joue avec les fonctions de son outil (le torréfacteur) pour influer sur la courbe de cuisson. En torréfaction artisanale, une broche peut prendre .
La torréfaction industrielle
Ce n'est pas la flamme qui va torréfier le café mais la chaleur diffusée au travers d'un four constitué de briques et de dalles réfractaires : le café vert, après un 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, sa température est comprise entre et . L'arrivée d'une masse de matière froide la fait chuter à . Elle va remonter à en . En Espagne, on rajoute un peu de sucre pour obtenir des grains légèrement caramélisés ; en Italie, un peu de beurre.
La source de chaleur doit être régulée car les réactions du café évoluent durant la torréfaction : au début, le café est endotherme (il absorbe la chaleur), en fin de torréfaction, il est exotherme (c'est lui qui libère de la chaleur). Le contrôle de la torréfaction est automatique pendant les minutes. Mais, à partir de ce moment, seul un humain 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 de les 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.
Pendant la torréfaction, le café est dépelliculé, 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 régulièrement nettoyée, car elle est sèche et très inflammable.
Après la torréfaction, le grain de café a changé de couleur, pris du volume et perdu de son poids : sur avant torréfaction, il en reste à cause de la perte en eau du grain..
La torréfaction flash
Cette méthode, souvent utilisée par les industriels pour les cafés d'entrée de gamme, consiste à pulser de l'air chaud à . Elle permet de ramener le temps de torréfaction à environ.
Le refroidissement
Le café doit être refroidi rapidement. En effet, il continuerait sa cuisson si on le laissait en l'état et l'on obtiendrait une torréfaction plus poussée que celle désirée. Il y a deux méthodes de refroidissement : celle que nous venons de décrire, simplement à l'air, et une seconde méthode, à l'eau.
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 de café refroidi de cette manière, il a en réalité de café 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 « ».
Les nuances
La torréfaction est riche d'une infinité de nuances : légère : blonde ou moyenne : ambrée ou moyennement poussée : robe de moine ou (la plus habituelle en France) poussée : brune ou très poussée : très brune ou ou
Torréfaction du cacao
Pour les fèves de cacao, le procédé est proche de celui du café. Les fèves (environ ) 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 pour une durée de l'ordre de selon la provenance et le séchage des fèves. À l'issue de la cuisson, les fèves sont brassées et ventilées. Les cosses les plus volatiles sont évacuées par le flux, le reste sera trié lors du broyage.
Torréfaction du maïs
La torréfaction du maïs, procédé aussi nommé toastage, se fait au moyen d'une machine consistant en une vis d'Archimède (hélicoïdale) sans axe physique qui est parcourue par un courant chauffant la vis. Celle-ci, en même temps qu'elle tourne, va faire avancer le produit dans l'appareil sur un parcours de cinq mètres. Comme la vis est chaude, elle va chauffer le produit, ce qui donne un traitement de toastage en continu. Lorsque le produit sort de l'appareil de chauffage, il passe alors dans un refroidisseur. À ce moment, soit le toastage est considéré comme terminé, soit le produit retourne dans une réserve en attente d'un deuxième passage ou plus. Le nombre de passages varie selon le type de grains.
Cette machine permet de toaster le grain de maïs à . Afin de les atteindre, il y a à chaque passage une phase de montée en température par paliers. Lorsque l'appareil est à , on introduit le maïs. Puis une montée en température par paliers est effectuée jusqu'à . Cette montée par paliers est nécessaire pour éviter le risque de faire brûler le maïs si on chauffe directement à . On obtiendrait alors des grains noirs et non toastés. Le premier passage correspond à une phase de séchage afin de diminuer l'humidité du maïs et de commencer le toastage. Après chaque étape de chauffage, le maïs sort à et est refroidi à 35‑ avant d'être à nouveau réchauffé pour le passage suivant.
Actuellement, quelques problèmes ont été observés. Tout d'abord, la variété de maïs. Un maïs denté est utilisé pour le toastage. Cependant, sa forme l'empêche de bien rouler entre les spires de la machine, ce qui fait que certains grains sèchent plus vite que d'autres et le seront donc en excès à la fin du toastage. Un maïs plus adapté au toastage serait donc un maïs corné. Comme le grain est plus rond, le mouvement dans la masse sera plus facilité. De plus, un maïs avec une teneur en sucre plus importante pour la caramélisation et la douceur du produit serait un autre critère d'amélioration.
Aujourd'hui, il y a une certaine variabilité dans les grains de maïs toastés. En effet, il est difficile d'obtenir des produits réguliers et les paramètres d'influence sur le toastage ne sont pas connus.
La température extérieure ainsi que le temps du débit d’air et l'humidité initiale du produit varient et ne sont pas réguliers, ce qui a un impact sur le toastage. De même, la durée de toastage et la composition du grain propre aux différentes espèces sont à prendre en compte.
vignette|Isotherme de sorption de l'eau Le premier passage du grain de maïs dans la machine correspond à une étape de séchage. En effet, lorsque le grain de maïs entre dans la machine, son taux d'humidité (ou teneur en eau) est de 12-13 %. Pour que le toastage du grain commence, il faut que cette teneur en eau diminue jusqu'à 8 %. Effectivement, les réactions de brunissement du grain par la réaction de Maillard dépendent de l'activité de l'eau. La vitesse de brunissement atteint un maximum pour une activité de l'eau comprise . Il faut savoir que le taux d'humidité et l'activité de l'eau sont étroitement liés. vignette|Isotherme de sorption du grain céréalier D'après l'isotherme de sorption du grain, on peut voir que plus la teneur en eau dans le grain diminue, plus l'humidité relative (ou activité de l'eau) diminue. Pour une même activité de l'eau, plus la température augmente, plus la teneur en eau diminue. On peut donc supposer qu'à haute température dans la machine, un taux d'humidité dans le grain de maïs de 8 % permet d'avoir en effet une activité de l'eau optimale pour les réactions de brunissement du grain.