There are at least 63 plant species known to produce caffeine(1). The most important harvested plants are coffee, tea, cacao, maté, kola (the original caffeine ingredient in carbonated drinks) and guarana (common in health supplements). In tea and maté, the leaves are harvested; for coffee, cacao, kola and guarana, the fruit and seeds. The highest concentrations of caffeine tend to occur in tea and guarana, but all species can vary widely in caffeine content, depending on variety, climate, and cultivation (Graham, 2009), and whether the plant is male or female. Some reported concentrations:
Plant_______ Scientific Name_____ Caffeine content___Source
Tea________Camellia sinensis____ 2.7-4.1%__________Kaplan et al, 1974 Guarana____Paullinia cupana______1.6-4.3%__________Baumann et al, 1995
Kola_______ Cola acuminate ______1-2.2%___________ Somorin, 1973
& Cola nitida
Coffee______Coffea arabica_______ 0.8-1.8%__________Kaplan et al, 1974
Maté_______ Ilex paraguayensis ___ 0.8-1.7%__________Dellacassa et al, 2007 Cacao______Theobroma cacao____ 0.07-1.7%_________Asamoa and Wurziger, 1976
On top of this natural variation, preparation of a serving can greatly vary the strength of the caffeine dose. A prepared cup of regular coffee (not counting decaf) can vary five-fold in caffeine concentration among brands and methods (McCusker et al, 2003). The same study found, after purchasing the same beverage from the same coffee shop for six days in a row, that the dose among those six cups varied up to a factor of two, from 259-564mg per cup.
Theobroma cacao
Aussi appelé cacao ou cacaotier, le cacaoyer (Theobroma cacao) est un petit arbre à feuilles persistantes du genre Theobroma de la famille des Sterculiacées, selon la classification classique, ou des Malvacées, selon la classification phylogénétique. Il produit des fèves comestibles aux saveurs différentes suivant les variétés de cacaoyer, à partir desquelles est fabriqué le cacao, le produit de base du chocolat.
Le terme français de cacao est emprunté (1532) à l’espagnol cacao, lui-même emprunté à l’aztèque cacahuatl, de même sens[1].
Le nom de genre Theobroma est un terme composé en grec de theos θεός « dieu » et de brôma - βρῶμα « nourriture, aliment » soit « aliment des dieux ».
Carl Linné décrivit en 1753, le cacaoyer sous le nom de Theobroma cacao, dans Species plantarum.
Le cacaoyer est une espèce tropicale originaire du Mexique domestiquée il y a environ 3 000 ans, très probablement au départ pour la confection d'une boisson fermentée, donc alcoolisée[2]. Il pousse naturellement dans le bassin de l'Orénoque et de l'Amazonie à basse altitude, au pied de la Cordillère des Andes sur des collines de basse altitude (entre 200 et 400 m), dans les forêts pluviales à l'ombre de la canopée formée par la végétation plus haute.
C'est un arbre qui mesure de 10 à 15 mètres de haut, généralement taillé à 6 ou 8 mètres, cauliflore et à feuilles persistantes. Il fleurit à partir de 3 ans et donne fleurs, fruits et feuilles tout au long de l'année. Il atteint son plein rendement 6 à 7 ans après plantation et vit jusqu'à 40 ans[3]. Ses fleurs mesurent environ un centimètre et seulement une sur environ 500 d'entre elles donne des fruits. L'arbre peut produire annuellement jusqu'à 100 000 fleurs de couleur blanche ou légèrement rosée. Elles apparaissent toute l'année sur des renflements du bois de l'arbre, appelés coussinets floraux. Par conséquent, on trouve au même moment des fleurs et des fruits sur l'arbre[4],[5].
Ses fruits, les « cabosses », sont de grosses baies allongées ressemblant à un petit ballon de football américain. Chaque cabosse peut peser jusqu'à 400 g pour 20 cm de long. Elles ont la particularité de grossir à la fois sur les branches maîtresses mais aussi directement sur le tronc de l'arbre[5],[6]. Leurs caractéristiques sont très variables d'une population à l'autre mais aussi au sein d'une même population. Les cabosses immatures des Forastero sont généralement vertes ou vert pâle puis deviennent jaunes à maturité. Pour les Trinitario et les Criollo, les cabosses immatures présentent différentes intensités de rouge et, à maturité, d'orange. La maturation des fruits dure, selon les génotypes, de 7 kg de cacao[7].
Les cabosses contiennent de nombreuses graines (entre 25 et 75) regroupées en épis et appelées fèves de cacao riches en amidon, en matières grasses et en alcaloïdes. Chaque graine mûre est entourée d'une pulpe appelée « mucilage ». Il est blanc, aqueux et sucré et constitue une protubérance de la testa, qui conditionne la fermentation nécessaire à la production du cacao marchand. Après fermentation et torréfaction, ces graines sont utilisées pour la fabrication du cacao et du chocolat.
Le génome du cacaoyer est diploïde et compte 10 paires de chromosomes (2n=2x=20). En 2010, le département de l'Agriculture des États-Unis, en partenariat avec le groupe agroalimentaire Mars, séquence le génome du cacaoyer Matina 1-6, ancêtre des cacaos commerciaux. C'est cependant une autre équipe internationale de scientifiques (dont le CIRAD), associée aux groupes chocolatiers Hershey's et Valrhona, qui publie[8] le premier la séquence du génome du cacao, celui d'une variété de criollo collectée dans de vieilles plantations du Bélize et issue de générations successives d’autofécondations naturelles : 28 798 gènes sont décryptés, dont une centaine codant des polyphénols (constituant jusqu’à 8 % du poids sec des fèves de cacao). Le génome se révèle proche de l'ancêtre hexaploïde hypothétique des dicotylédones et un scénario d’évolution est proposé où les 21 chromosomes du génome de l'ancêtre hexaploïde hypothétique subissent 11 fusions majeures pour aboutir aux actuels 10 chromosomes[8]. Les données de séquence de ce projet sont disponibles sur le site[9].
Toutes les données de séquence seront mises dans le domaine public par le Cacao Genome Project (projet de séquençage du génome du cacaoyer)[10] et permettront de sélectionner des gènes de résistance, 30 % de la production de cacao étant perdue chaque année à cause de maladies fongiques, virales, d'oomycètes, ou par attaques d'insectes.
Charles de l'Écluse et Joseph Pitton de Tournefort avaient appelé le cacaoyer Cacao. Mais Linné a rejeté l'utilisation d'un « nom barbare » pour le genre, et créé le nom Theobroma, qui signifie « Nourriture des dieux » en grec[11].
Le système d'information taxonomique intégré (ITIS) cite deux sous-espèces, sans prétention d'exhaustivité :
Le botaniste Ernest Entwistle Cheesman (en) met au point en 1944 une terminologie qui distingue trois groupes de cacao : le criollo, le forastero et un hybride des deux précédents, le trinitario[12]. Ils sont distingués par leur origine et l'aspect des cabosses ou des fèves[13]:
En 2008, des chercheurs proposent une nouvelle classification basée sur critères morpho-géographiques et génomiques : dix groupes ont été retenus et nommés en fonction de leur origine géographique ou du nom du cultivar traditionnel. Les dix groupes sont : Amelonado, Criollo, Nacional, Contamana, Curaray, Cacao guiana, Iquitos, Marañon, Nanay, Purús[14].
Le cupuaçu, Theobroma grandiflorum à partir duquel on fabrique une variété de chocolat appelée localement cupulate[15].
De même, on peut également tirer du chocolat d'espèces sauvages comme Theobroma subincanum ou Theobroma velutinum.
La plante est originaire des forêts équatoriales dans un climat chaud et humide sans saison sèche très marquée. Le cacaoyer a des exigences écologiques assez élevées qui sont les suivantes :
Le mode de culture actuel est identique à celui que pratiquaient les anciens mayas. La culture se déroule sous des arbres plus élevés et résistants qui se nommaient les mères cacao. Il s'agit de légumineuses protégeant les cacaoyers et leur fournissant de l'azote comme nourriture.
Le cacaoyer se multiplie par semis. Après ouverture de la cabosse, les graines doivent être semées très rapidement car elles ont une durée germinative très courte (1 à 2 semaines au maximum). Les taux de réussite du bouturage et du greffage dépendent du génotype : les Criollo sont moins aptes à la multiplication végétative que les Forastero. La récolte du cacao a lieu deux fois par an, principalement au printemps et à l'automne.
Le cacao est souvent cultivé par des travailleurs sous le seuil de la pauvreté, voire par des enfants-esclaves[16]. Pour lutter contre l'utilisation d'esclave dans la production de cacao, un accord international, le Protocole Harkin-Engel a été signé en 2001. Cependant, en 2011, 1,8 million d'enfants étaient toujours exploités au Ghana et en Côte d'ivoire, souvent affectés à des travaux dangereux. Un documentaire, The Dark Side of Chocolate (en) a été produit en 2010 à ce sujet.
Le chocolat est souvent considéré comme le produit alimentaire nécessitant la plus grande quantité d'eau[17] pour sa fabrication. En moyenne, les fèves de cacao ont une empreinte eau de 20 000 litres/kg.
La phytopathologie permet de définir la liste des maladies, donc des dangers à maîtriser.
Cabosses séchées
Theobroma cacao (cabosses vertes)
Fèves de cacao dans leur cabosse
Theobroma cacao
Aussi appelé cacao ou cacaotier, le cacaoyer (Theobroma cacao) est un petit arbre à feuilles persistantes du genre Theobroma de la famille des Sterculiacées, selon la classification classique, ou des Malvacées, selon la classification phylogénétique. Il produit des fèves comestibles aux saveurs différentes suivant les variétés de cacaoyer, à partir desquelles est fabriqué le cacao, le produit de base du chocolat.
카카오(cacao tree, cocoa tree)는 아메리카의 열대 지역이 원산지인 나무이다. 열매를 빻아 만든 가루는 코코아라고 하며, 이를 건조한 뒤 잘게 쪼개 카카오닙스나 코코아매스로 시판하기도 한다. 초콜릿의 주원료로 쓰인다.
아욱과에 속하는 상록수로 중·남아메리카가 원산지인 열대 식물이다. 높이는 4~10 미터 정도이며 황록색의 작은 꽃이 1년 내내 굵은 줄기에 직접 핀다. 열매는 길이 30cm 정도로 끝이 뾰족한데, 붉은색·노란색·주황색·보라색 등 여러 빛깔을 띤다. 열매 하나에 20~50개의 씨앗이 들어 있는데, 이것을 모아 발효시켜 말리면 갈색 빛을 띠고 독특한 향기를 풍긴다. 이것을 카카오콩이라고 하는데, 여기에는 카페인 등의 흥분제와 지방이 함유되어 있다. 카카오콩을 빻아 코코아 음료를 만들거나, 우유와 설탕 등과 섞어 초콜릿을 만든다.또한 말려서 작은 조각을 만들어 먹으면 조금의 초콜릿 향과 쌉싸름한 맛을 느낄수 있다.
잎은 어긋나고 긴 타원 모양으로 생겼으며 끝이 뾰족하게 되어 있고 가죽질이다. 카카오의 꽃색은 흰색으로 지름이 약 1.5cm이다. 카카오의 꽃받침은 5개로 길게 갈라졌으며 자주색을 띤다. 꽃잎은 5개로 갈라지고, 수술은 5개, 암술은 1개, 씨방은 5실이다. 꽃은 4∼5년생부터 달리고 잎이 떨어진 자리 바로 위에서 나온다.
카카오가 생산되는 과정은 아동 노동이라는 것과 관계가 깊다. 카카오 나무는 어른이 올라가기 힘들기 때문에 코트디부아르[1]에서 흑인 아이들이 보호 장비도 완전히 갖추지 않고 카카오를 생산하고 있다. 그러므로 그 카카오로 만들어진 초콜릿은 '불공정 무역 초콜릿'이라고 하는 주장이 일반적이다.
카카오(cacao tree, cocoa tree)는 아메리카의 열대 지역이 원산지인 나무이다. 열매를 빻아 만든 가루는 코코아라고 하며, 이를 건조한 뒤 잘게 쪼개 카카오닙스나 코코아매스로 시판하기도 한다. 초콜릿의 주원료로 쓰인다.
