Une cerise de café, c'est un noyau entouré de sucre. Le noyau, ce sont les deux grains. Autour, il y a une couche de chair gluante et très sucrée, le mucilage, puis la peau. Dès qu'on cueille la cerise, des levures et des bactéries se mettent à manger ce sucre. C'est tout ce que veut dire « fermenter ».

Elles ne le mangent pas pour rien. En consommant le sucre, elles rejettent d'autres choses : de l'alcool, des acides, du gaz carbonique, et des dizaines de molécules odorantes. C'est ce rejet qui intéresse le producteur, parce qu'une partie passe dans le grain et se retrouve dans la tasse.

Et pourquoi laisse-t-on faire, plutôt que de laver le sucre au jet d'eau tout de suite ? Pour trois raisons, qu'il faut garder séparées parce qu'on les confond tout le temps. La première est mécanique : le mucilage colle, et la fermentation le fait lâcher. La deuxième est gustative : les molécules produites changent le goût. La troisième est pratique : un grain débarrassé de sa chair sèche beaucoup plus vite, donc moisit beaucoup moins.

Fermentation, respiration, macération : trois mots qu'on emploie l'un pour l'autre

Au sens strict, une fermentation est un métabolisme qui régénère ses transporteurs d'électrons sans accepteur externe : le pyruvate issu de la glycolyse sert lui-même d'accepteur, et donne selon la voie de l'éthanol, du lactate, de l'acétate ou du butyrate. La respiration, elle, utilise un accepteur externe, l'oxygène le plus souvent. Les deux coexistent dans une cuve de café, et c'est justement le passage de l'une à l'autre qui structure le procédé.

Trois autres mécanismes se déroulent en même temps et ne sont pas des fermentations, ce qui explique une bonne partie des malentendus :

• L'autolyse enzymatiqueLe fruit contient ses propres enzymes, actives après la cueillette. Elles dégradent ses parois sans qu'aucun microbe intervienne.
• La macérationLe simple passage de composés solubles du milieu vers le grain, par diffusion. C'est un transport, pas un métabolisme.
• L'acidification chimiqueLes acides produits solubilisent les pectines par déstructuration du réseau, indépendamment de toute enzyme.

Une bonne part des désaccords de la littérature vient de ce que les auteurs mesurent l'un et concluent sur l'autre.

Wilbaux, Le café, sa préparation (1956) ; Coste, Le caféier (1968), ch. sur la préparation ; document de formation professionnelle

Deux contre vingt-sept, ou pourquoi l'oxygène commande tout

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La section précédente oppose la fermentation, qui se débrouille sans accepteur d'électrons extérieur, et la respiration, qui en utilise un. C'est une distinction juste, mais elle ne dit pas ce que chacune rapporte à la cellule qui la pratique. Or c'est ce bilan, et lui seul, qui explique pourquoi un micro-organisme change de voie dès que l'air se raréfie, pourquoi une cuve ouverte chauffe et pourquoi une cuve fermée consomme davantage de sucre pour un résultat comparable. Hackler et Särchen le posent en deux pages, et il tient en deux nombres.

La glycolyse, cette chaîne de réactions commune à presque tout ce qui vit, coupe un sucre à six atomes de carbone en deux molécules de pyruvate, qui en portent trois chacune. L'opération rend deux molécules d'adénosine triphosphate. Cette molécule est la monnaie énergétique de la cellule : tout ce qu'un micro-organisme fabrique, transporte ou répare se paie en adénosine triphosphate, et l'unité est la même chez la levure, chez la bactérie et dans un muscle humain. Deux unités, donc, pour un sucre découpé, et c'est la part garantie, celle qu'on encaisse quelles que soient les conditions.

Ce qui arrive ensuite au pyruvate ne dépend que d'une chose, la présence d'oxygène. S'il y en a, les deux pyruvates entrent dans le cycle de l'acide tricarboxylique, la boucle d'oxydation que les manuels appellent aussi cycle de Krebs, puis les électrons qu'elle libère descendent une chaîne de transporteurs jusqu'à l'oxygène, qui les recueille. Cette descente rend vingt-cinq molécules supplémentaires. S'il n'y a pas d'oxygène, la cellule n'a plus personne à qui remettre ses électrons : elle se débarrasse alors de son pyruvate pour recycler ses propres transporteurs, en le réduisant en éthanol et en gaz carbonique, ou en lactate, ou en butyrate selon la voie disponible, et elle ne tire de l'opération rien de plus que les deux unités du début.

Deux contre vingt-sept. Le rapport dépasse treize. Il faut ajouter aussitôt que ces vingt-sept sont un plafond théorique, que les rendements réels sont inférieurs et varient d'une espèce à l'autre, mais l'ordre de grandeur, lui, ne bouge pas : respirer est plus d'un ordre de grandeur plus rentable que fermenter.

Cette seule donnée explique deux affirmations que la planche pose ailleurs sans leur donner de cause. La première est thermique. Une cellule qui tire treize fois plus d'énergie d'un sucre en libère aussi beaucoup plus sous forme de chaleur, parce que aucune conversion biologique n'est parfaite et que la part perdue croît avec le total converti. C'est exactement ce que mesure la fiche sur la micro-oxygénation : jusqu'à trente-sept degrés dans une cuve ouverte, contre un excès de zéro virgule cinq à trois virgule sept degrés seulement au-dessus de l'ambiante dans une cuve fermée. La différence n'est pas d'isolation, elle est de métabolisme.

La seconde affirmation est contre-intuitive, et c'est ce qui la rend intéressante. Knopp, Bytof et Selmar ont trouvé davantage de glucose et de fructose résiduels dans des grains traités en conditions aérobies, autrement dit là où l'oxygène ne manquait pas. On attendrait l'inverse, puisque l'oxygène active tout. L'explication est purement arithmétique : en aérobiose, une cellule tire treize fois plus d'énergie de chaque molécule de sucre, elle en consomme donc treize fois moins pour accomplir le même travail.

L'aérobiose n'accélère pas la disparition du sucre, elle l'économise. C'est aussi, en passant, l'explication mécanique du corps plus ample des honey, que Hackler et Särchen relient explicitement au fait que le café sèche à l'air libre et non sous l'eau : moins de sucre y est décomposé, et davantage de sucres réducteurs subsistent dans le grain.

Il faut enfin en tirer la conséquence pour la lecture des annonces. Quand un producteur allonge une fermentation en cuve fermée, il ne prolonge pas seulement une durée, il maintient sa population dans le régime le moins rentable qui soit. Les micro-organismes y compensent par le volume : pour vivre, ils doivent brûler beaucoup plus de matière première. C'est la raison profonde pour laquelle une cuve fermée longue épuise le sucre et bascule ensuite sur autre chose, les acides déjà produits d'abord, et pourquoi la marge entre le remarquable et le défaut s'y réduit si vite.

\n Hackler et Särchen, chapitre 3, p. 25 et 26 pour le bilan ; chapitre 3, p. 23 pour les sucres résiduels, d'après Knopp, Bytof et Selmar, 2006 ; chapitre 6, p. 93 pour les honey. Températures de cuve : fiche 16, essai Cenicafé.\n